建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范和設(shè)計(jì)方法

摘要：本文分析了幾個(gè)建筑設(shè)計(jì)中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面存在的普遍問題,

并提出了針對(duì)這些問題的防治方法，供大家參考借鑒。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在問題

建筑設(shè)計(jì)是一項(xiàng)繁重而又責(zé)任重大的工作，直接影響到建筑物的

安全、適用、經(jīng)濟(jì)和合理性。但在實(shí)際設(shè)計(jì)工作中，常常發(fā)生建筑結(jié)

構(gòu)設(shè)計(jì)的種種概念和方法上的差錯(cuò)，這些差錯(cuò)的產(chǎn)生，有的是由于設(shè)

計(jì)人員沒有對(duì)一般建筑尤其是多層建部設(shè)計(jì)引起高度重視，盲目參照

或套用其他的設(shè)計(jì)的結(jié)果；有的則是由于設(shè)計(jì)對(duì)設(shè)計(jì)規(guī)范和設(shè)計(jì)方法

缺乏理解；還有的是由于設(shè)計(jì)者的力學(xué)概念模糊，不能建立正確的計(jì)

算模式，對(duì)結(jié)構(gòu)驗(yàn)算結(jié)果也缺乏判斷正確與否的經(jīng)驗(yàn)，為了避免或減

少類似的情況發(fā)生，確保建筑設(shè)計(jì)質(zhì)量能上一個(gè)臺(tái)階，應(yīng)從以下幾個(gè)

方面對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的常見問題加以改進(jìn)：

1剪力墻砌體結(jié)構(gòu)挑梁裂縫問題

底層框架剪力墻砌體結(jié)構(gòu)房屋是指底層為鋼筋混凝土框架一剪

力墻結(jié)構(gòu)，上部為多層砌體結(jié)構(gòu)的房屋。該類房屋多見于沿街的旅館、

住宅、辦公樓，底層為商店，餐廳、郵局等空間房屋，上部為小開間

的多層砌體結(jié)構(gòu)。這類建筑是解決底層需要一種比較經(jīng)濟(jì)的空間房屋

的結(jié)構(gòu)形式。部分設(shè)計(jì)者為追求單一的建筑立面造型來增加使用面積,

將二層以上的部分橫墻且外層挑墻移至懸挑梁上，各層設(shè)計(jì)有挑梁，

但實(shí)際結(jié)構(gòu)的底層挑梁承載普遍出現(xiàn)裂縫，該類挑梁的設(shè)計(jì)與出現(xiàn)裂

縫在臨街砌體結(jié)構(gòu)房屋中比較常見。

原因是原設(shè)計(jì)各層挑梁均按承受本層樓蓋及其墻體的荷載進(jìn)行

計(jì)算。但實(shí)際結(jié)構(gòu)中，懸挑梁上部墻體均為整體砌筑，且下部墻體均

兼上層挑梁的底摸，這樣挑梁上部的墻體及樓蓋的荷載實(shí)際上是由上

往下傳遞。上述挑梁的設(shè)計(jì)計(jì)算與實(shí)際工程中受力及傳力路線不符是

導(dǎo)致底層挑梁承載力不足并出現(xiàn)受力裂縫的主要原因，解決的辦法要

么改變計(jì)算簡(jiǎn)圖及受力路線，要么注意施工順序和施工工序。

2關(guān)于板面設(shè)置溫度應(yīng)力筋

《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010-2002第10.1.9條規(guī)定在溫度

收縮應(yīng)力較大的現(xiàn)澆板區(qū)域內(nèi)，鋼筋間距宜取為150?200mm,并應(yīng)

在板的末配筋表面布置溫度收縮鋼筋，板的上下表面沿縱橫兩個(gè)方向

的配筋率均不宜小于0.現(xiàn)，對(duì)于這一條設(shè)計(jì)人員的理解又會(huì)產(chǎn)生出

入。什么區(qū)域?qū)儆跍囟仁湛s應(yīng)力較大的區(qū)域？筆者認(rèn)為對(duì)于規(guī)則較短

的建筑物我們可以在各樓面邊跨及屋面層設(shè)置相應(yīng)的溫度應(yīng)力鋼筋,

而對(duì)于超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，則建議在超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)向均應(yīng)設(shè)置雙層鋼筋。其余

部位則可因人而異，功能重要的區(qū)域設(shè)置，有條件的建設(shè)子項(xiàng)設(shè)置,

而不必過于強(qiáng)調(diào)。另外有一點(diǎn)，當(dāng)?shù)叵率曳ぐ搴穸却笥?200mm時(shí)，

筆者建議在筏板中間配置溫度收縮應(yīng)力鋼筋以抵抗大體積混凝土所

產(chǎn)生的收縮及溫度應(yīng)力，配筋量筆者建議取1/2筏板厚的0.1樂且

不小于4>12@200o

3關(guān)于超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)

混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范第9.1.1條中規(guī)定鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)伸

縮縫最大間距為55%而7.L2條則規(guī)定當(dāng)采取后澆帶分段施工，專

門的預(yù)加應(yīng)力措施或采取能減小混凝土溫度變化或收縮的措施且有

充分依據(jù)的，伸縮縫間距可適當(dāng)增大。這兩條在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中較難

把握。工程實(shí)例中超過55m就設(shè)置伸縮縫，這顯然是很難保證RJ,

但采取后澆帶分段施工后究竟應(yīng)控制房屋長(zhǎng)度多少而不至于產(chǎn)生裂

縫等不良現(xiàn)象呢？這取決于各地區(qū)的溫差及混凝土不同的收縮應(yīng)力。

按照常規(guī)，單層房屋超過55m在70m以內(nèi)時(shí)，采取設(shè)置施工后澆帶及

相應(yīng)的構(gòu)造加強(qiáng)措施后，不設(shè)置伸縮縫是可行的，多個(gè)工程均未產(chǎn)生

嚴(yán)重的裂縫。但在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中必須對(duì)梁柱配筋進(jìn)行概念上的調(diào)整。首

先是長(zhǎng)向板鋼筋應(yīng)雙層設(shè)置，并適當(dāng)加強(qiáng)中部區(qū)域的梁板配筋，中部

區(qū)域作為一個(gè)中點(diǎn)必然受較大應(yīng)力，而兩側(cè)梁柱，特別是邊跨的柱配

筋必須加強(qiáng)以抵抗溫度應(yīng)力帶來的推力，而超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)在角部容易產(chǎn)生

的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)也須我們?cè)谠O(shè)計(jì)中對(duì)角部結(jié)構(gòu)進(jìn)行加強(qiáng)。當(dāng)框架結(jié)構(gòu)超過

70m時(shí)，必須采取特殊的措施才能不設(shè)置伸縮縫，譬如說采用預(yù)加應(yīng)

力，摻入抗裂外加劑等等，而且作為超過70m的結(jié)構(gòu)，必須對(duì)溫度

及收縮裂縫采取定量的分析，并相應(yīng)施加預(yù)應(yīng)力，這在許多工程實(shí)例

中應(yīng)用的效果也是眾目共睹的。如果對(duì)超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，不能有效的分析清

楚受力情況，還應(yīng)按規(guī)范要求設(shè)置伸縮縫。

4防止由于地基沉降或不均勻沉降引起的構(gòu)件開裂或破壞

預(yù)防或減少不均勻沉降的危害，可以從建筑措施、結(jié)構(gòu)措施、地

基和基礎(chǔ)措施方面加以控制。諸如：避免采用建筑平面形狀復(fù)雜、陰

角多的平面布置；避免立面體形變化過大；將體形復(fù)雜、荷載和高低

差異大的建筑物分成若干個(gè)單元；加強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)的剛度；同一

建筑物盡量采用同一類型基礎(chǔ)并埋置于同一土層中等一系列措施。應(yīng)

該引起重視的是：對(duì)高層建筑來說，由于需要一定的埋置深度，從經(jīng)

濟(jì)的角度考慮，基礎(chǔ)一般采用樁箱或樁筏結(jié)合的形式，此時(shí)應(yīng)保證箱

體的整體剛度，群樁布置的形心應(yīng)與上部結(jié)構(gòu)重心相吻合。當(dāng)土層有

較大起伏時(shí)，應(yīng)使用同一建筑結(jié)構(gòu)下的樁端位于同一土層中，并應(yīng)考

慮可能產(chǎn)生的液化影響。

5從結(jié)構(gòu)計(jì)算和構(gòu)造上滿足規(guī)范要求

5.1從結(jié)構(gòu)計(jì)算角度，看結(jié)構(gòu)計(jì)算應(yīng)注意的問題

避免荷載計(jì)算的錯(cuò)誤。諸如漏算或少算荷載、活荷載折減不當(dāng)、

建筑物用料與實(shí)際計(jì)算不符，基礎(chǔ)底板上多算或少算土重。底框砌體

結(jié)構(gòu)驗(yàn)算時(shí)就應(yīng)注意：底部剪力法僅適用于剛度比較均勻的多層結(jié)構(gòu),

對(duì)具有薄弱層的底層框架混合結(jié)構(gòu)，應(yīng)考慮塑性變形集中的影響，通

常對(duì)底層地震剪力乘以1.2-1.5的增大系數(shù)；底層框架混合結(jié)構(gòu)的剪

力分配不能簡(jiǎn)單地按框架抗震墻的方法。連續(xù)板計(jì)算不能簡(jiǎn)單地用單

向板計(jì)算方法代替；雙向板查表計(jì)算時(shí)，不能忽略材料泊松比的影響，

否則，由于跨中彎矩未進(jìn)行調(diào)整，將使計(jì)算值偏小對(duì)電算結(jié)果的正確

性進(jìn)行正確評(píng)價(jià)。

5.2從構(gòu)造角度看應(yīng)注意的問題

注意構(gòu)件最大配筋率和最小配筋率的限值。尤其是在抗震設(shè)計(jì)中

既要保證建筑結(jié)構(gòu)在地震發(fā)生時(shí)具有一定的延性，又必須滿足最小配

筋的要求。嚴(yán)格按照規(guī)范要求，保證鋼筋在各個(gè)部位所需滿足的錨固、

延伸和搭接長(zhǎng)度，材料選用也必須滿足強(qiáng)度要求。為了防止屋面溫度

應(yīng)力引起的墻體開裂，必須采取有效的通風(fēng)散熱措施。按抗震構(gòu)造要

求設(shè)置的構(gòu)造柱，應(yīng)在整個(gè)建筑物高度內(nèi)上下對(duì)準(zhǔn)貫通，上至女兒墻

壓頂，下伸人基礎(chǔ)圈梁，或伸人室外地面以下500毫米，構(gòu)造柱與圈

梁、樓板和墻體的拉接必須符合規(guī)范要求。

6關(guān)于樁筏基礎(chǔ)中筏板取值

樁筏基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中對(duì)于筏板厚度的取值，一般是先按建筑層數(shù)估算

筏板厚度，常規(guī)是按層數(shù)X50mni來估算。譬如說一幢十八層的小高

層住宅，我們則先按18X50mm=900nim設(shè)定筏板厚，然后再根據(jù)排樁

情況，分別驗(yàn)算角樁沖切，邊樁沖切及墻沖切，群樁沖切。一般情況

均為角樁沖切來控制板厚，但筆者在這里主要強(qiáng)調(diào)一個(gè)短肢剪力墻結(jié)

構(gòu)下的群樁沖切，短肢剪力墻結(jié)構(gòu)由于墻體不封閉，故取值群樁沖切

邊界時(shí)有相當(dāng)大的困難，而群樁沖切由于樁群重疊面積較大，應(yīng)是一

種不利狀態(tài)。筆者一般是取值幾個(gè)大層間近似作為沖切邊界，所圍區(qū)

域內(nèi)短肢墻體內(nèi)力則作為抗力抵消，雖不完全準(zhǔn)確，但區(qū)域放大后,

邊界的開口效應(yīng)有所削弱，是可行的。

7結(jié)語

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展及人們對(duì)建筑物功能要求改變，又

隨著科技的進(jìn)步而得以實(shí)現(xiàn)和解決。以上所提到的幾個(gè)問題是設(shè)計(jì)人

員在工程設(shè)計(jì)中較易出差的地方，對(duì)設(shè)計(jì)者來說要把提高設(shè)計(jì)質(zhì)量作

為終身奮斗的目標(biāo)，更好地服務(wù)于我國(guó)的建筑事業(yè)。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐建,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常見及疑難問題解