建筑结构设计中常见错误分析
【摘要】在现代化建筑体系不断更新的要求下，建筑的结构体系日趋多样化，建筑布置与竖向体型也越来越复杂，设计要求也越来越高。
许多设计人员在设计时容易产生一些错误。
建筑工程质量的优劣直接关系到人们的生命安全。
在实际设计工作中，常常发生建筑结构设计的种种概念和方法上的差错。
我们应按规范相应的构造要求严格拙行，才能从根本上消除设计质量上的隐患。
abstract: with latest design requirement and diversified structure system in modern architecture, the building layout and vertical body is getting more complex , it is inevitable that there are many design errors occurring , which is closely related to people lives. so to clear up all the potential quality dangers, we should strictly follow related rules.
[关键字] 结构设计；承载力；错误分析
key words: structure design, bearing capacity, error analysis
中图分类号：tu318文献标识码：a文章编号：
引言
建筑工程质量的优劣直接关系到人们的生命安全。
建筑的结构体系日趋多样化，许多建筑也因其结构复杂，楼盖为密肋楼盖，构件较多，再者楼地面设备布置、预埋件预留孔也较多，故导致许多设计人员在设计时容易产生一些错误，给施工带来麻烦，给业主今
后的使用带来不便，以致会给结构的安全带来隐患。
本文从建筑结构设计的几个重要方面指出建筑结构设计中常见的通病。
1.定量分析时的系数问题
建筑的结构体系日趋多样化，建筑布置与竖向体型也越来越复杂，设计要求也越来越高。
工业、民用建筑也因其结构复杂，楼盖为密肋楼盖，构件较多，再者楼地面设备布置、预埋件预留孔也较多，故许多设计人员在设计时经常需要用到软件pkpm来计算，容易产生一些错误，给施工带来麻烦，给业主今后的使用带来不便，其至给结构的安全带来隐患，现梁扭矩折减系数和活载组合值系数的取值错误进行分析。
1.1梁扭矩折减系数取值错误
在建筑结构设计中，有许多涉及到工业厂房，特别是化工厂房的结构设计中经常需要用到梁扭矩折减系数。
在工业厂房的结构布局中，由于吊挂设备较多，楼面开洞较大较多，洞边又要支撑设备，很多设计人员是用软件pkpm中satwe模块进行计算梁配筋的，梁扭矩折减系数不应按软件隐含值0.4进行取值，而是应根据开洞的大小及多少在0.4—1.0的范围内进行调整。
这是一个非常易犯的错误。
1.2活载组合值系数取值错误
软件pkpm 中satwe模块活载组合值系数隐含值为0.7。
按规范大部分的建筑也是取0.7，但是有较多的建筑如仓库库房、通风机房、电梯机房等取值是0.9，金工车间、半导体器件车间、粮食加
工车间等取值是1.0，仪器仪表生产车间、棉纺织造车间等取值是0.8。
设计人员应根据工业厂房的类型及功能安排按实际情况对活载组合值系数进行调整。
建筑结构设计人员与工艺设计人员缺乏协商沟通，工艺设备布置紧靠基础，导致设备基础与主体结构基础相冲突。
如果设备基础与主体结构基础靠得太近，将给施工带来难度，并且设备在使用过程中会影响主体结构的基础，所以对于那些比较重或者振动较大的设备应尽量避开基础，以便设备基础与厂房主体基础脱开，不会因相互影响而导致无法使用。
2.楼层平面刚度的问题
一些设计在缺乏基本的结构观念或结构布置缺乏必要措施时,
采用楼板变形的计算程序。
尽管程序的编程在数学力学模型上是成立的甚至是准确无误的,但在确定楼板变形程度上却很难做到准确。
作为计算的大前提都无法“准确”,就不可能指望其结果会“正确”了。
据此进行的结构设计肯定存在着结构不安全成分或者结构某些部位或构件安全储备过大等现象。
为了使程序的计算结果基本上反映结构的真实受力状况而不致于出现根本性的误差,设计时应尽可能将楼层设计成刚性楼面。
要做到这一点,首先应在建筑设计甚至方案阶段就避免采用楼面有变形的平面比如楼层大开洞、外伸翼块太长、块体之间成“缩颈”连接、凹槽缺口太深等。
其次要从结构布置和配筋构造上给予保证, 对于使用功能确实必需的,或者建筑效果十分优越的建筑设计,如果其平面无法完全符合刚性楼板的假定,那么在结构设计时可以通过增设连系梁板、洞口边加设暗
梁边梁、提高连系梁板或暗梁边梁的配筋量、采用斜向配筋或双层配筋形式等方法,尽量满足刚性楼板的基本假设,或者弥补由于不
是绝对的刚性楼板假定而产生的计算“误差”。
3.异形柱结构设计中存在的问题
近年来，在我国的住宅建设中，特别是高层或小高层住宅，有些采用了异形柱结构。
目前在异形柱结构设计中存在的问题很多，也比较突出，主要表现在异形柱结构房屋的高度超高、体型不规则、结构布置不合理、抗震构造措施不当等方面。
应当说，目前国内对异形柱的受剪承载力、节点承载力和结构延性等方面的试验研究还不多，对异形柱结构抗震性能的认识还不够充分。
在这种情况下，设计异形柱结构时，对房屋高度、结构规则性及抗震措施等方面宜从严掌握。
4.梁与配筋在建筑屋面的布置问题
3.1受扭屋面梁缺少必要的腰筋
对于一般的梁,为了保持钢筋骨架的刚度, 同时为了承受温度
和收缩应力及防止梁腹出现过大的裂缝,一般构造措施为梁腹板高度大于450mm时加设腰筋,其间距≤200mm,然后拉筋勾连。
对于受扭构件,《混凝土结构设计规范》(gb50010-2002)第10.2.5条第二款规定,其纵向受力钢筋的间距不应大于200mm和梁截面短边长度。
对于设置悬挑檐口的屋面梁,在结构设计中误等同一般梁,未按受
扭构件设计配筋。
3.2屋面梁配筋太少
结构建模时, 设计人员图方便,屋面梁直接拷贝下层梁的尺寸。
由于屋面梁荷载较小,计算结果配筋不多,这样屋面梁在温度变化、混凝土收缩和受力等作用下因配筋率过低而裂缝宽度较大。
基于以上问题,怎样对结构计算中几个重要参数的合理选取是建筑结构设计中应该重点考虑的,笔者从以下两个方面进行说明: （1）梁跨中正弯矩放大系数
此系数主要是对那些楼面活荷载较大的多层建筑设置的,不能泛用。
当梁上不计算活荷载或不考虑活荷载的不利布置时,一般取放大系数1.2,以弥补梁跨中弯矩偏小之不足;当多层建筑推导荷载时,将永久荷载与楼面活荷载分开计算,并作活荷载不利布置,此时系数应取1.0,不再放大。
一般计算高层建筑时,为了计算简化起见,永久荷载与楼面活荷载不分开计算,也不作活荷载不利布置,此时梁跨中正弯矩放大系数应取1.2。
（2）周期折减系数
框架结构由于填充墙的存在,使结构的实际刚度大于计算刚度,计算周期大于实际周期。
因此算出的地震剪力偏小,使结构偏于不安全,所以对结构的计算周期进行折减是必要的。
但对框架结构的计算周期不折减或折减系数取得过大都是不妥当的。
对于砌体填充墙,周期折减可取 0.6～0.7;砌体填充墙较少或采用轻质砌块时,可取0.7～0.8;完全采用轻质墙体板材时,可取0.9;只有无墙的纯框架,计算周期才可以不折减。
周期折减系数不改变结构的自振特性,只改变地震影响系数。
（3）振型数的取值
振型数取多少关系到结构计算结果的精度。
对于平面不规则、刚度不均匀的复杂结构,尤其对于多塔结构、大底盘结构,在考虑扭转耦联计算时,很难确定应该取多少个振型来计算地震作用。
若振型数取少了,有些高振型的地震作用计算不出来,结构抗震设计不
安全;若振型数取得太多,又增加很多计算工作量。
一般应遵循以下原则:当不考虑扭转耦联计算时,至少应取3;当振型数多于3时,宜取3的倍数,但不应多于房屋的层数;如层数≤2时,振型数可取2或1,如层数为5层时,振型数可取3,而不能是6;对于不规则的结构,当考虑扭转耦联时,振型数应取≥9,结构层数较多或结构刚度突变较大,振型数应多取,但又不能多于房屋层数的3倍。
5.结构缝设置不合理
缝宽度不足对于超长建筑物，为减少温度变化对结构的不利影响，合理地设置伸缩缝是必要的。
有些设计人员用后浇带代替伸缩缝，其实这种做法存在一定的问题。
因为后浇带仅能减少混凝土材料干缩的影响，不能解决温度变化的影响。
后浇带处的混凝土封闭后，若结构再受温度变化的影响，后浇带就不能再起任何作用了。
对于不能或不便设置温度伸缩缝的超长结构，除留设施工后浇带外，还应采取其它构造加强措施，如加强顶层屋面的保温隔热措施，对受温度变化影响较大的部位适当配置直径较小、间距较密的温度筋，或采用预应力混凝土结构等。
6.结束语
总之，为满足建筑的安全性、适用性和耐久性等可靠性要求，设计要做到平面布局和结构选型合理，荷载取值准确且无遗漏，严格遵守有关设计规范、国家标准，考虑周详全面。
遇到问题要寻求最佳的解决办法，不能草率地进行设计。
希望以上的若干错误分析能对设计人员有所帮助，在今后的设计当中，让设计更加优化，能做到经济合理，经久耐用。
参考文献
[1]莫雪辉. 深度探讨如何提高建筑结构设计水平[j].科技资讯.2008（28）
[2]慕期辉．陈光.现代高层建筑结构概念设计[j] 四川建筑．2003．
[3]纪荣洋，王文可.潘可明. 建筑结构设计经验探讨 [j].低温建筑技术.2008（5）.。