土建结构设计研究

2012-12-28黎英

中国新技术新产品 2012年15期

黎英

（广西恒广建筑工程有限公司，广西南宁 532200）

正因为建筑结构设计的重要性，所以需要专门的人员根据建筑结构设计规范进行设计，但是在一些单位中大部分的人员都对结构设计法规的内容不是很了解，所以经常在设计过程中出现问题，不仅影响到了建筑施工的质量也增加了建筑公司不必要的一些成本。所以我们必须认真的理解建筑结构设计规范的内容，保证建筑结构设计的质量，进而提高工程的整体质量。

1 结构材料选择

1.1 混凝土结构设计规范

建筑工程中少不了混凝土的设计，而在建筑结构设计规范中则对于混凝土强度等级设计中存在一定的争议，具体表现在两个方面：

1.1.1 规范4.1.2条规定：钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C15。与此条相呼应在4.1.3条和4.1.4条中不再列入了C10混凝土的强度标准值、设计值。这里存在一个对上述规范条文的正确理解与应用的问题，这就是作为基础垫层的素混凝土是否可以采用C10混凝土，是否也必须采用C15混凝土。对这一问题存在很广泛的争议。在某些工程中对基础垫层的混凝土采用C10后，不仅有的监理公司的监理人员对此置疑，甚至有的图纸审查人员也表示反对，都认为这违反了规范的要求，要求改正为C15。混凝土垫层采用C10等级的混凝土，如改为C15级混凝土没有必要而且增加造价造成经济上的浪费。分歧的原因是置疑的人员没有正确理解规范的条文，因为规范的4.1.2条是指钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C15，而作为垫层的混凝土是素混凝土不属于钢筋混凝土，垫层混凝土的作用是保护地基土在施工中不扰动，同时为基础的施工创造有利的工作条件，C10混凝土完全可以达到。

1.1.2 有关于混凝土结构不同强度等级的轴心抗压强度设计值在建筑结构设计规范中都有明确的规定，但是值得注意的在规定当中包含着一个小字的注释，这也是建筑结构设计人员容易忽略的地方，主要内容是当轴心受压的截面长边小于300mm时，就需要把表中的混凝土强度设计值乘以0.8。设计人员一旦忽视了这方面，当构件的截面尺寸很小的时候，就会使导致混凝土结构设计的强度大大的降低了。

1.2 砌体结构设计规范(GB 50003-2001)

在建筑结构设计规范中有关于砌体结构设计的规定，这规定当中最容易被设计人员忽视的地方就是结构才来哦的选择，特别是对于地面以下及防潮层以下的砌体所需要的材料规定了最低的强度等级，这样就是为了保证建筑结构的耐久性。例如，有关于地基中的砌体，其砖的强度的标准不得少于MU15，但是根据调查显示，大部分的建筑设计人员往往采用MU10砖作为砌体的使用材料。这不仅是违反国家的建筑法规，也导致建筑结构质量难以保证。这一规范不仅是针对于地基材料的选择，也包括了建筑中潮湿房间材料的选择。

2 结构构造要求

2.1 砌体结构伸缩缝的最大间距

通常情况下，在进行建筑结构设计时，设计人员应该考虑到房屋在正常使用的前提下，因为外界的温差影响或者是由于砌体干缩导致墙体出现竖向的裂缝，所以需要设计砌体结构伸缩缝的最大间距，在新的建筑结构设计规范中对这一问题进行明确的规定，不同的建筑结构的伸缩缝的设定也是不同的，对于房屋长度为四十米至五十米的房屋，建筑人员就没有设置伸缩缝，这就导致有些房屋出现了温度裂缝。分析其主要原因为建筑结构的设计人员没有对规定进行透彻的理解。对于烧结的普通砖可以直接采用规范中的设定范围，但是当前情况下大多数采用的都是混凝土的墙体结构，这就要考虑混凝土自身的伸缩性，所以应该用规范中设定的值乘以系数0.8的环境；对于伸缩缝的影响也应该被考虑，特别是在昼夜温差比较大的地区，伸缩缝的设置应该稍微小一些，其最大间距的设置页应该适当的减小；使用烧结普通砖的房屋，伸缩缝的最大间距值应该为45m；使用混凝土墙面的房屋，伸缩缝的最大间距值为35m。在保证房屋的伸缩缝的最大间距值符合标准之后再相应的采取一些辅助措施，这样就有效减少了温度裂缝的产生。

2.2 混凝土结构中钢筋的混凝土保护层厚度

在国家新颁布的建筑结构设计中关于混凝土结构设计更加的重视混凝土的耐久性，一般来说，要想增加混凝土结构的耐久程度就必须增加混凝土保护层的厚度，这也是为什么在新规定中增加了混凝土结构保护层厚度的原因了。在新规范中混凝土保护层的厚度为30mm。但是根据工程的具体需要，保护层的厚度也是不同的，例如工程的基础施工，由于混凝土会和水接触的比较，密切，这就有可能减小混凝土结构的耐久性，所以规范中就增加了这部分的混凝土保护层的厚度。但是有些设计人员却没有考虑到这一点，不同部位的厚度都一样，这就使建筑结构的耐久性减弱，导致混凝土整体结构的质量下降。

3 结构荷载取值

3.1 屋面可变荷载的取值和分布

在进行屋面设计时应该考虑屋面可变荷载的取值问题。不仅要考虑屋面全跨布置可变荷载所产生的内力，也要考虑半跨布置可变荷载对于结构的影响。在进行计算时应该考虑半跨布置可变荷载，根据工程的情况考虑最不利的情况，并按照这一情况进行设计。针对于屋架的屋面可变荷载的取值应该更加的小心，因为这方面的布局对于结构内力的要求是十分苛刻的。通过对于建筑结构整体荷载有影响的各个部位的荷载取值的考虑，来保证屋面结构的整体安全性。

3.2 基础设计时的荷载取值

在建筑地基基础设计规范 (GB 50007-2002)中第3.0.4条明确做出了以下规定：计算地基变形时，传至基础底面上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的永久值组合，不应计入风荷载和地震作用。计算挡土墙土压力、地基或斜坡稳定及滑坡推力时，荷载效应应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合，分项系数均为1.0。按地基承载力确定基础底面积及埋深或按单桩承载力确定桩数时，传至基础或承台底面上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合。在设计实践中上述的各方面经常有设计人员没有正确执行。

3.2.1 计算地基变形时将荷载取值错误地取为荷载设计值而不是荷载的准永久组合值。由于荷载的设计值大约为荷载准永久组合值的1.4～1.6倍，因此这一错误取值造成的影响更多，常常使原本地基变形不超过限值，错误的判断为地基的变形不满足设计要求。错误地将基础加深或将基础的底面积扩大，造成很大的浪费。

3.2.2 在确定基础底面积或确定桩数时，荷载取值错误地取为荷载的设计值而不是荷载的标准值，由于荷载的设计值大约为荷载标准值的1.25倍左右。因此这一错误将导致约20%的浪费，对整栋建筑而言，这一浪费是相当大的。