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摘要:近几年来，我国建筑行业不断发展，取得了长足的进步，形成了一套能够保证工程质量安全的系统性的结构设计方法，在房屋的建设中起到了至关重要的作用。然而，建设工程结构设计是多因素综合作用的结果，设计人员的水平或者其他一些具体实际情况都会对房屋的建筑质量产生一定程度的影响，本文总结了建筑结构设计中的一些常见问题，并对其进行了分析，为结构设计人员提出了合理化建议和解决措施，可供相关工程或者相关人员参考借鉴。
关键词:结构设计;建筑工程;常见问题
1引言
我国的建筑行业市场非常庞大，发展也较为迅速，但是相关结构从业人员的水平参差不齐，设计乱象较多，比如相当一部分的构件设计，在规范中仅给出了限值或者建议值，实际设计人员对同一个问题的理解不同，最终也导致得出相异的设计结果;也有一部分人员对结构设计概念不清，是在凭借经验或者盲目模仿地进行结构设计，为工程质量带来较大的安全隐患;也有一部分人员对结构设计软件依赖性较大，当实际情况复杂时，并不能很好的把控设计方法，往往导致一些人力物力的损失。本文总结归纳了结构设计中的一些常见问题，并对其进行了分析，给出了合理化建议，旨在为从业人员提供一定的参考，一定程度上规范相关人员的设计思路和设计过程。
2结构设计中存在的常见问题及解决措施
2．1地基基础设计问题
地基基础的形式有很多种，其设计方法也不尽相同，结构设计人员应当根据地区具体地质条件综合考虑，合理的选择基础。比较成熟的地基基础形式的结构设计方法，目前问题较少，不再赘述，这里着重讨论预应力管桩。预应力管桩作为高层建筑的常用地基基础形式可承楼高已达40层，其优点主要表现在两个方面:首先，预应力管桩桩身强度高、质量好、可靠性大，对不同地质的适应能力很强、造价比较低廉。其次，在施工方面，穿透力强、施工速度快、吊装方便。但是，该桩在实际应用中经常出现断桩的情况，这主要是在设计时，单桩力取值过高，对水平作用力的考虑明显不足造成的。虽然单桩承载力极限值是根据地勘报告，按照规范的通用公式计算得来，但如果管桩桩端的持力层为强风化岩层时，将桩身极限抗压强度的上限作为桩的竖向承载力极限值，在上部有深厚的弱土层时，如此的取值只考虑了上部结构的竖向荷载，却对底部水平向的剪力考虑不充分了。
2．2地梁中存在的问题
地梁普遍存在于一些结构形式之中，它对整个结构体系有着重要的影响，因此，相关设计人员在对地梁的处理过程中，一定要对其复核验算，小心处理。地梁与基础直接相连，不仅具有拉结作用，还可以解决一定程度上的不均匀沉降的作用。另外，当基础埋置较深时，往往还能降低框架柱的计算高度，有利于其他承重构件的优化设计。地梁的设计问题往往得不到设计人员的重视，因此，对其设计方法也存在很多异议。目前，主要分为以下两种:第一，将地梁作为框架梁全程参与结构的设计过程，忽略地基土带来的荷载作用，认为框架柱承受建筑的所有荷载。这种结构设计方法，在实际操作过程中存在相当大的难度。第二，直接将基础梁分离出框架来，并不参与结构框架的内力计算，忽略地梁弯矩的影响使地梁的剪力传递给框架柱，该种方法具有一定的科学性，有利于实际工程的应用。
2．3承重柱的截面设计过小
通过调查研究发现，在不设防的部分区域很普遍存在这种问题，一些结构设计人员在计算时为求简单，故意设置较小的截面，这样就增大了梁柱的线刚度，将梁简化为了简支梁，然后按照轴心受压来考虑柱子的设计。但这样的设计方法却没有考虑柱子的约束弯矩，从而直接影响到柱子的抗弯能力。因而，这需要从业人员一定要按照标准严格要求设计过程，不能贪图方便简洁而忽略了建筑的安全性问题。
2．4超长结构设计中的问题
混凝土的本身温度性质和地基的不均匀沉降等问题，会导致超长结构的开裂，因而，应该设置伸缩缝来解决这一问题。混凝土规范中规定最大伸缩缝距离为55m，然后又指出当采用后浇带施工方法时，如果能够保证有专门的预加应力措施或能采用较小混凝土温度变化的措施，伸缩缝的距离可以增大。对于结构设计人员，在实际工程中较难把握。实际工程中难以保证每超55m就设置伸缩缝，但采取后浇带来增大设置间距时，应控制建筑物长度是多少呢?凭借作者长期的工程实践经验认为，这取决于每个地区的温差和不同混凝土的收缩性能。在70m之内且当采用后浇带等措施后，不再设置伸缩缝是完全可行的，至少，在大量的工程案例中证明并没有出现严重的裂缝问题。但是，在概念上，应该预先在设计时，对梁柱的配筋方式进行一些调整。第一，板的配筋应是双层的，加强受弯矩最大的中部配筋，而且，在相连的梁柱上，应做加强筋，避免温度带来的推力影响。第二，超长结构的边角部位很容易产生扭转，因此，也应相应加强。当超长结构的长度超出70m之后，应该对结构进行更加详尽的分析，可采用施加预应力和添加膨胀剂等措施避免伸缩缝的设置。但效果可能不够好，所以，作者还是建议按照规范要求设置伸缩缝。
2．5钢筋锚固中存在的问题
钢框架－剪力墙结构是现代高层建筑中普遍采用的结构形式，在对剪力墙的设计过程中，往往因为剪力墙的厚度达不到要求，从而导致水平锚固的长度也达不到要求。而且由于设计、施工在工艺上的分离，往往得不到相关从业人员的重视，以至于现场工人不规范绑扎以及不严格的进行浇捣。针对这一问题，结构设计人员应该在剪力墙中对暗梁进行分析设置，即将框架梁的纵向钢筋锚进暗梁里，方可达到相关要求。
2．6筏板取值问题
筏板基础的设计最主要的就是厚度取值问题了，它直接影响基础的抗冲切能力。在实际案例中，进行筏板基础的设计时，一般是先预估，后验算。例如，12层的建筑，筏板的厚度是按层数乘以50mm即12×50=600mm进行设定。然后再验算在这种厚度下的边角柱冲切以及墙体冲切能，进行几次调整后，可到达设计要求。一般情况下，筏板基础的厚度是由角柱冲切控制的，但也有特殊情况，即短肢剪力墙下的群桩冲切，由于冲切面积大且墙体是开放的，所以危险性大。作者认为，应该取几个大层间近似作为边界，虽不是很精确，但是放大后，边界的开口效应得到削弱，这是可行的。
2．7梁上起柱是否设置附加筋
某些工程根据建筑功能的需要，往往需要将柱子底部设置在梁上，一部分结构设计人员出于安全的需要，将梁附加很多横向钢筋，更有甚者，在弹性梁基础中柱下梁内也附加上加强钢筋，这显然是一种没有必要的浪费资源的做法。混凝土规范规定，位于梁的下部或者梁截面高度范围之内的集中力，应由附加筋承担，其形式宜采用箍筋。因而，次梁搭在主梁上以及柱子放到主梁上时，梁内是不必要设置附加横向筋的。有较多的人认为，柱中的轴力会通过柱的纵向钢筋传递给梁，这是错误的想法，柱轴力应该是通过混凝土传递到梁的表面，而不是柱内钢筋传递的，《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图》就是如此考虑的。
2．8少墙框架结构的超筋问题
在结构抗震地区，有时候为了保证框架结构的弹性层间位移角的限值，将柱子和墙的钢筋增多，甚至出现超筋的情况。很多人认为继续加大柱和墙的截面尺寸可以解决，但后来实践也证实了，收效甚微，有时候还使得超筋情况更加的严重。出现这种情况时，应首先调整剪力墙的布置，让其与柱网配合，均匀稳定的传递地震力，万万不可集中布置，以免吸收过大的地震能而局部破坏。其次，增大底层框架柱的截面，保证总倾覆力矩的80%均由底层框架柱承担，这样做可有效降低剪力墙分得到地震剪力。如果剪力墙有少量的超筋情况且不可避免，应取截面的最大配筋率进行结构设计，抗剪不超筋、抗弯超筋和抗弯不超筋、抗剪超筋应分别进行考虑。
2．9结构设计软件设计参数选择不当的问题
第一，“对所有楼层强制采用刚性楼板”的假定选择不当。在设计计算中，应充分考虑结构设计的实际情况，重点关注楼板是否有不连续、大开洞等情况，对于不符合这一假定的情形，应采用弹性楼板进行计算，同时按照总刚分析的方法计算地震力。第二，风荷载信息里，结构基本周期与计算的第一周期相差过大。结构基本周期应直接选取经计算得到的第一周期值输入，在对结构二次计算。第三，在结构计算时，设计人员没有考虑不利地震的方向问题。地震的响应对作用方向的不同一般是不同的，当计算出来的最不利地震方向与计算方向夹角过大时，应将最不利地震方向作为附加地震作用的方向并验算该方向的影响作用。
3结论
安全、适用、经济、美观是我国建筑设计过程中的基本原则，安全则是结构设计人员所必须保证的内容。虽然我国的结构设计思想、方法、过程已达到或者接近国际水平，但依然存在着许多设计乱象，大部分原因在于设计人员不熟悉结构设计概念，容易凭经验、凭感觉生搬硬套。本文结合作者自身工作经验，选取典型性的问题作以分析，抛砖引玉，旨在强调相关结构设计人员应加强自己能力的培养，提高对结构设计概念及力学原理的认识，遵守相关规范，强化自身专业技能，从而保证工程安全可靠、经济合理。
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作者:陈春胜 单位:山东省建筑设计研究院日照分院
