试论民用建筑结构设计中存在的不足

2015-08-15苏州新东方建筑设计有限公司江苏苏州215200

江西建材 2015年4期

■张婷 ■苏州新东方建筑设计有限公司，江苏苏州 215200

民用建筑质量与民众生命息息相关，在民用建筑中，对建筑质量的影响包括两个方面，分别是建筑结构设计和施工两个方面因素的影响。相比较而言，建筑结构设计是一项任务重、责任大的繁琐工作，其设计质量影响到建筑物的安全性、舒适性及适用性。就当前实际工作而言，建筑结构设计中出现较多不足，并且这些不足会直接影响到建筑质量，因此，找出解决的对策，使得民用建筑更加舒适。

1 民用建筑结构设计定义

结构设计顾名思义就是设计人员依据民用建筑的外形、地理环境设计出建筑物基础、梁、板、柱等单元。结构设计的直接功能为民众提供安全可靠的居住空间及能进行公共活动的场所。

民用建筑结构设计依据结构的特点可以大致分为两个部分:基础设计、上部结构设计。就基本的具体操作而言，结构设计包含结构体系的软件程序分析(国内现用计算软件有PKPM程序，ETABS，SAP2000等)和结构的施工图设计。对结构设计进行计算时，应当充分考虑到建筑设计的要求，按照与实际情况相匹配的结构进行计算，计算过程最少具有两种计算状态，分别为:正常状态和极限承载力状态。除此之外，建筑结构设计中，还应该从设计专业角度通盘结合给排水专业，电气，通风暖气管道、工艺流程，使用功能等等几个方面。另外，结构设计还需要做到环保性、经济性、美观性及功能性等众多特征。可以说，结构设计作为一个繁琐且又精密的工程，对建筑物的安全、舒适产生重要影响。

2 民用建筑结构设计的不足

2．1 部分结构设计缺乏合理性

《建筑抗震设计规划》中曾明确提出“在底部框架当中抗震墙结构，其上抗压力部分的建筑砌体的抗震墙与下部抗拉力的框架梁或整体剪力墙，从方向上来说应今本对齐或者是一直对齐”。民用建筑因楼层数不高，对设计精度的需求远不如高层建筑严谨严格，因而在具体设计过程中，设计人员为了追求更多的空间功能忽略了对抗震墙的设计，经常会出现上下墙体不齐的情况，甚至会出现下部大空间而没有抗震墙的情况。这一情况的出现导致传力减弱，使得结构体系复杂化，对结构抗震不利影响。再如，结构模型与实际情况受力不一致，导致结果相差深远，因此，结构设计存在隐患，同时一些细节设计中的荷载取值不规范，会出现荷载漏算或者取值与实际误差较大的现象发生，综上，这些都有可能造成结构安全的不确定性。

2．2 专业设计人员职业素养低

部分设计人员在结构设计时并没有按照相应的规定严格要求自己，对于“规范”中不宜的条文往往不留心，设计人员设计施工图纸时，常常会“偷工减料”，最终使得设计结果过于简单、粗糙。具体来说，结构施工图中对于关键性的节点大样表达不清楚;过分依赖结构计算软件，对于一些常规的荷载受力弯矩图掌握不牢靠;明显在组合内力偏大的位置配筋偏小;此外，明显对抗震不利的位置该设置抗震缝，却采用后浇带的形式进行设计，导致扭转偏大;设计中不可避免的会出现各种设计参数，包括基础设计等级、房屋抗震等级及安全等级等重要参数，需要在设计中给予特别重视。但往往遇到特殊工程(学校建筑，大跨度框架等)，往往会选择错误。再者，结构设计人员电算程序与实际受力有偏差，对计算结果主观全盘接受，对计算结构自己不加以深入分析;对设计过程中的设计方法和规范了解不足，最终这些设计问题都会造成设计隐患。

2．3 结构设计中的计算问题

民用建筑物的结构设计并不是采用单一的计算方式进行计算的，它需要考虑多个方面:1．底部框架—抗震墙砌体房屋抗震计算，可以采用底部剪力法，对于上部墙体与底部的框架或抗震墙，除楼梯间附近的个别墙体外均应对齐，当遇到有薄弱层出现的情况下，需要考虑到变形造成的影响;2．对荷载的取值不当，有些工业厂房由于机器设备要求，楼面活载达到10KN/M2，这种情况下设计梁，柱应考虑活载的折减，具体可参照《GB50009-2001》附录B，C规定;3．周期的折减系数，框架结构体系中具有填充墙，因而实际的刚度会大于计算的刚度，并且计算周期大于实际周期，因而，计算的地震剪力较小，从而会给建筑结构带来一定的安全隐患，因此，建筑结构的设计过程中需要考虑对计算周期进行折减。

2．4 地基设计和承重柱计算高度设计问题

地基是民用建筑的基础，民用建筑结构设计中高质量的地基设计对安全的建筑质量有直接的影响。倘若在建筑结构设计初期没有对建筑的地表地形进行充分的勘探，极有可能导致后期工程出现地基软弱及承载能力不足的现象。民用建筑结构进行设计时，楼面活荷载标准值的折减必须严格按照规范来进行。

结构设计中对于越层柱的计算长度往往取值错误，在底层柱计算时，往往截面以及配筋偏小，。这一做法导致结构体系不安全，从而降低民用建筑物的持久性，如遇到强度较大的地震，会发生建筑物坍塌事故。

3 针对民用建筑物的不足提出几点对策

针对上述民用建筑物的不足可以看出，多数不足因为设计时的疏忽造成，如果说加以重视，就能够避免。

3．1 制定科学合理的结构设计

民用建筑因结构安全系数小，多数人员在设计时投机取巧，不按照规定设计。基于此，严格制定一些措施杜绝此类现象的出现。设计过程中严格按照抗震规范进行抗震设计，确保建筑物体系以及构件布置规则性，明确抗震类别、场地分类等一些重要计算参数。此外，重视荷载值的取值，避免计算与结构设计数值不一致的现象出现。

3．2 提高设计人员的职业素养

结构设计人员在设计图纸时，提高设计人员的职业素养，首先应当明确自身肩负着众多人的生命安全，责任意识重大，不能够因一人的疏忽造成群众生活在具有安全质量隐患的房间中。结构设计的人员应当严格按照民用建筑的国家规定进行抗震设计，在施工图的绘制中对重要部位给予详细的解释和分析，相对应的做好节点大样的设计。同时在设计中严格按照规范对建筑的设计依据、安全等级、设计参数等进行解释说明。

3．3 注意计算问题

在计算问题中尤其应当重视荷载取值是否恰当，在审图中心审图意见中，有很多类似荷载取值偏小(例如楼梯当人流密集时荷载标准值取3．5KN/M2);或是没有考虑悬挑物扭矩的作用;对于电梯机房漏考虑牵引力作用等等，这些都需要加强注意，对底部框架-抗震墙砌体房屋计算时，应当按照建筑的实际情况进行计算。此外，建筑物的框架结构有填充墙，考虑周期折减系数取值。

3．4 注意构造措施设计中的问题

构造措施设计过程中应当考虑到温度收缩时产生的不利影响，浇筑时间不得低于60天，此外还应当考虑内外温度差及混凝土收缩导致的一系列变化。基于此，对于板面以及板底钢筋的都需用考虑温度钢筋。对于房屋非规则的楼板，在凸角或凹角处需要增加附加钢筋，同样对于阳角和阴角处，亦需要增加附加钢筋，此外，对于质量通病中，建筑物两端端开间及变形缝两侧对板的厚度及钢筋的直径也有严格的规定。