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摘要: 文章主要是通过对房屋建筑结构设计的注意事项进行分析，提出了房屋建筑中结构设计所存在的问题,并提出了解决措施。
关键词: 房屋建筑；结构设计；解决措施
中图分类号：TU318文献标识码： A 文章编号：
一、重点注意事项
（1）抗震验算时不同的楼盖及布置(整体性)决定了采用刚性、刚柔、柔性理论计算。抗震验算时应特别注意场地土类别。8度超过5层有条件时,尽量加剪力墙,可大大改善结构的抗震性能。框架结构应设计成双向梁柱刚接体系,但也允许部分的框架梁搭在另一框架梁上。应加强垂直地震作用的设计,从震害分析,规范给出的垂直地震作用明显不足。
（2）雨篷不得从填充墙内出挑。
（3）由于某些原因造成梁或过梁等截面较大时,应验算构件的最小配筋率。
（4）出屋面的房屋电梯间不得采用砖混结构。
（5）建筑长度宜满足伸缩缝要求,否则应采取措施。如增大配筋率,通长配筋,改善保温,铺设架空层,加后浇带等。
（6）柱子轴压比应满足规范要求。
（7）当采用井字梁时,梁的自重大于板自重,梁自重不可忽略不计,周边一般加大截面的边梁。
（8）过街楼处的梁上筋应通长,按偏拉构件设计。
（9）电线管集中穿板处,板应验算抗剪强度或开洞形成管井。电线管竖向穿梁处应验算梁的抗剪强度。
（10）构件不得向电梯井内伸出,否则应验算是否能装下。電梯井处柱可外移或做成L 型柱。
（11）当地下水位很高时,暖沟应做防水。
（12）采用扁梁时,应注意验算变形。
（13）突出屋面的楼电梯间的柱为梁托柱时应向下延伸一层,不宜直接锚入顶层梁内。
（14）女儿墙内加构造柱,顶部加压顶。出入口处的女儿墙不管多高,均加构造柱,并应加密。错层处可加一大截面梁,上下层板均锚入此梁。
（15）应避免将大梁穿过较大房间。
（16）当建筑布局很不规则时，结构设计应根据建筑布局做出合理的结构布置，并采取相应的构造措施。如建筑方案为两端较大体量的建筑中间用很小的结构相连时(哑铃状),此时中间很小的结构的板应按偏拉和偏压考虑。板厚应加厚，并双层配筋。
二、存在问题及解决措施
2.1 独立基础设计荷载取值不当
钢筋混凝土多层框架房屋多采用柱下独立基础,当地基主要受力层范围内不存在软弱粘性土层时,不超过8层且高度在25m以下的一般民用框架房屋或荷载相当的多层框架厂房,可不必进行地基和基础的抗震承载力验算。但这些房屋在基础设计时应考虑风荷载的影响。因此,在钢筋混凝土多层框架房屋的整体计算分析中,必须输入风荷载,不能因为在地震区高层建筑以外的一般建筑风荷载不起控制作用就不输入；另一种情况是,在设计独立基础时,作用在基础顶面上的外荷载柱脚内力设计值,只取轴力设计值和弯矩设计值,无剪力设计值,或者甚至只取轴力设计值。以上两种情况都会导致基础设计尺寸偏小,配筋偏少,影响基础和上部结构的安全。
2.2 框架计算简图不合理
无地下室的钢筋混凝土多层框架房屋,独立基础埋置较深,在-0.30m 左右设有基础拉梁时,应将基础拉梁按层输入。例如：该项目为3层钢筋混凝土框架结构,丙类建筑,建筑场地为Ⅱ类；层高3.2m,基础埋深1.0m基础高度0.7m,室内外高差0.30m。在7度地震区该工程框架结构的抗震等级为三级。设计者按3层框架房屋计算,首层层高取3.5m,即假定框架房屋嵌固在-0.30m处的基础拉梁顶面；基础拉梁的截面和配筋按构造设计；基础按中心受压计算。显然,选取这样的计算简图是不妥当的。当设拉梁层时,一般情况下,要比较底层柱的配筋是由基础顶面处的截面控制还是由基础拉梁顶面处的截面控制。考虑到地基土的约束作用,对这样的计算简图，在电算过程中,应将基础拉梁按层1输入,基础拉梁输入墙荷,配筋按电算结果设计。
2.3 基础拉梁层的计算模型不符合实际情况
基础拉梁层无楼板,用TAT或SATWE等电算程序进行框架整体计算时,楼板厚度应取零,并定义弹性节点,用总刚分析方法进行分析计算。有时虽然楼板厚度取零,也定义弹性节点,但未采用总刚分析,程序分析时自动按刚性楼面假定进行计算,与实际情况不符。房屋平面不规则,要特别注意这一点。
2.4 基础拉梁设计不当
多层框架房屋基础埋深值大时,为了减速小底层柱的计算长度和底层的位移,可在±0.000以下适当位置设置基础拉梁,但不宜按构造要求设置,宜按框架梁进行设计,并按规范规定设置箍筋加密区。但就抗震而言,应采用短柱基础方案。一般说来,当独立基础埋置不深,由于地基不良或柱子荷载差别较大,根据抗震要求,可沿两个主轴方向设置构造基础拉梁。基础拉梁截面宽度可取柱中心距的1/20～1/30,高度可取柱中心距的1/10～1/15。构造基础拉梁的截面可取上述限值范围的下限,纵向受力钢筋可取所连接柱子的最大轴力设计值的10%作为拉力或压力来计算,当为构造配筋,要满足最小配筋率。基础拉梁顶标高通常与基础顶标高相同,当框架底层层高不大或者基础埋置不深时,有时要把基础拉梁设计得比较大,以便用拉梁来平衡柱底弯矩。这时,拉梁钢筋宜通长设计。拉梁正负弯矩钢筋在框架柱内的锚固、拉梁箍筋的加密及有关抗震构造要求与上部框架梁完全相同。
2.5 框架结构带楼电梯小井筒
框架结构应尽量避免设置钢筋混凝土楼电梯小井筒。因为井筒的存在会吸收较大的地震剪力,相应地减少框架结构承担的地震剪力,而且井筒下基础设计也比较困难,故这些井筒多采用砌体材料做填充墙形成隔墙。当必须设计钢筋混凝土井筒时,井筒墙壁厚度应当减薄,并通过开竖缝、开结构洞等办法进行刚度弱化,配筋也只宜配置少量单排钢筋,以减小井筒的作用。设计计算时,还应按带井筒的框架复核,并加强与井墙体相连的柱子的配筋；此外,还要特别指出,对框架结构出屋顶的楼电梯间和水箱间等,应采用框架承重,不得采用砌体墙承重；而且应当考虑鞭梢效应乘以增大系数,雨篷等构件应从承重梁上挑出,不得从填充墙上挑出；楼梯梁和夹层梁等应承重柱上,不得支承在填充墙上。
2.6 结构计算中几个重要参数的合理选取
所有的计算机计算结果,应经分析判断确认其合理、有效后方可用于工程设计。通常情况下,计算机的计算结果主要是结构的自振周期、楼层地震剪力系数、楼层弹性层间位移（包括最大位移与平均位移比）和弹塑性变形验算时楼层的弹塑性层间位移、楼层的侧向刚度比、墙和柱的轴压比、柱底内力设计值、地震倾覆力矩与总地震倾覆力矩的比值及超筋超限信息等等。为了分析判断计算机计算结果是否合理,结构设计计算时,除了有合理的结构方案、正确的结构计算简图外,正确填写抗震设防烈度和场地类别,合理选取电算程序总信息中的其他各项参数也是非常重要的,这些参数要按照电算程序软件的有关规定设置,使结构设计更加合理。
2.7 结构周期折减系数
框架结构及框架、剪力墙等结构,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,因而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。对框架结构,采用砌体填充墙时,周期折减系数可取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。
2.8 框架梁、柱箍筋间距
对不同抗震等级的框架梁,柱箍筋加密区的最小箍筋直径和最大箍筋间距做了明确的规定。根据这些规定,工程习惯上常取梁、柱箍筋加密区最大间距为100mm,非加密区箍筋最大间距为200mm。电算程序总信息中通常也内定梁、柱箍筋加密区间距为100mm,并以此为依据计算出加密区箍筋面积,由设计人员要据规范确定箍筋直径和肢数。但是,在程序内定的条件下,当框架梁的跨中部位有次梁或有较大的其他集中荷载作用却仅配两肢箍筋,此时可适当增加箍筋直径或加密箍筋间距。对于框架柱,当框架内定柱加密区箍筋间距为100mm时,在某些情况下,亦可能因非加密区箍筋间距采用200mm引起配箍不足。因此,我们也应适当增加箍筋直径或加密箍筋间距。这里需要指出的是,梁、柱箍筋非加密区配箍验算时可不考虑强剪弱弯的要求,即剪力设计值取加密区终点处外侧的组合剪力设计值,并且不乘以剪力增大系数。
2.9 地下室层数的输入处理
多层框架结构房屋也有设置地下室的。由于隔墙少,常采用筏板式基础。在电算时,应将地下室层数和上部结构一起输入,并在总信息中按实际的地下室层数填写。这样,计算地基和基础底板的竖向荷载可以一次形成,并且在抗震计算时,程序会自动对框架底层柱底截面的弯矩设计值乘以增大系数。同时通过对层间侧移刚度比的分析比较,还可以正确判断和调整房屋的嵌固位置,并采取相应的抗震构造措施,保证楼板有必要的厚度和最小配筋率等。当结构表现为竖向不规则时,不仅要验算薄弱层,而且还要对薄弱层的地震剪力乘以1.15 的增大系数。如果在结构总体计算中,总信息填写的地下室层数少于实际输入的层数,弯矩设计值增大系数将会乘错位置,从而在发生地震时,会使极易发生震害的底层柱底部位因抗震能力降低而破坏。
关键词: 房屋建筑；结构设计；解决措施
中图分类号：TU318文献标识码： A 文章编号：
一、重点注意事项
（1）抗震验算时不同的楼盖及布置(整体性)决定了采用刚性、刚柔、柔性理论计算。抗震验算时应特别注意场地土类别。8度超过5层有条件时,尽量加剪力墙,可大大改善结构的抗震性能。框架结构应设计成双向梁柱刚接体系,但也允许部分的框架梁搭在另一框架梁上。应加强垂直地震作用的设计,从震害分析,规范给出的垂直地震作用明显不足。
（2）雨篷不得从填充墙内出挑。
（3）由于某些原因造成梁或过梁等截面较大时,应验算构件的最小配筋率。
（4）出屋面的房屋电梯间不得采用砖混结构。
（5）建筑长度宜满足伸缩缝要求,否则应采取措施。如增大配筋率,通长配筋,改善保温,铺设架空层,加后浇带等。
（6）柱子轴压比应满足规范要求。
（7）当采用井字梁时,梁的自重大于板自重,梁自重不可忽略不计,周边一般加大截面的边梁。
（8）过街楼处的梁上筋应通长,按偏拉构件设计。
（9）电线管集中穿板处,板应验算抗剪强度或开洞形成管井。电线管竖向穿梁处应验算梁的抗剪强度。
（10）构件不得向电梯井内伸出,否则应验算是否能装下。電梯井处柱可外移或做成L 型柱。
（11）当地下水位很高时,暖沟应做防水。
（12）采用扁梁时,应注意验算变形。
（13）突出屋面的楼电梯间的柱为梁托柱时应向下延伸一层,不宜直接锚入顶层梁内。
（14）女儿墙内加构造柱,顶部加压顶。出入口处的女儿墙不管多高,均加构造柱,并应加密。错层处可加一大截面梁,上下层板均锚入此梁。
（15）应避免将大梁穿过较大房间。
（16）当建筑布局很不规则时，结构设计应根据建筑布局做出合理的结构布置，并采取相应的构造措施。如建筑方案为两端较大体量的建筑中间用很小的结构相连时(哑铃状),此时中间很小的结构的板应按偏拉和偏压考虑。板厚应加厚，并双层配筋。
二、存在问题及解决措施
2.1 独立基础设计荷载取值不当
钢筋混凝土多层框架房屋多采用柱下独立基础,当地基主要受力层范围内不存在软弱粘性土层时,不超过8层且高度在25m以下的一般民用框架房屋或荷载相当的多层框架厂房,可不必进行地基和基础的抗震承载力验算。但这些房屋在基础设计时应考虑风荷载的影响。因此,在钢筋混凝土多层框架房屋的整体计算分析中,必须输入风荷载,不能因为在地震区高层建筑以外的一般建筑风荷载不起控制作用就不输入；另一种情况是,在设计独立基础时,作用在基础顶面上的外荷载柱脚内力设计值,只取轴力设计值和弯矩设计值,无剪力设计值,或者甚至只取轴力设计值。以上两种情况都会导致基础设计尺寸偏小,配筋偏少,影响基础和上部结构的安全。
2.2 框架计算简图不合理
无地下室的钢筋混凝土多层框架房屋,独立基础埋置较深,在-0.30m 左右设有基础拉梁时,应将基础拉梁按层输入。例如：该项目为3层钢筋混凝土框架结构,丙类建筑,建筑场地为Ⅱ类；层高3.2m,基础埋深1.0m基础高度0.7m,室内外高差0.30m。在7度地震区该工程框架结构的抗震等级为三级。设计者按3层框架房屋计算,首层层高取3.5m,即假定框架房屋嵌固在-0.30m处的基础拉梁顶面；基础拉梁的截面和配筋按构造设计；基础按中心受压计算。显然,选取这样的计算简图是不妥当的。当设拉梁层时,一般情况下,要比较底层柱的配筋是由基础顶面处的截面控制还是由基础拉梁顶面处的截面控制。考虑到地基土的约束作用,对这样的计算简图，在电算过程中,应将基础拉梁按层1输入,基础拉梁输入墙荷,配筋按电算结果设计。
2.3 基础拉梁层的计算模型不符合实际情况
基础拉梁层无楼板,用TAT或SATWE等电算程序进行框架整体计算时,楼板厚度应取零,并定义弹性节点,用总刚分析方法进行分析计算。有时虽然楼板厚度取零,也定义弹性节点,但未采用总刚分析,程序分析时自动按刚性楼面假定进行计算,与实际情况不符。房屋平面不规则,要特别注意这一点。
2.4 基础拉梁设计不当
多层框架房屋基础埋深值大时,为了减速小底层柱的计算长度和底层的位移,可在±0.000以下适当位置设置基础拉梁,但不宜按构造要求设置,宜按框架梁进行设计,并按规范规定设置箍筋加密区。但就抗震而言,应采用短柱基础方案。一般说来,当独立基础埋置不深,由于地基不良或柱子荷载差别较大,根据抗震要求,可沿两个主轴方向设置构造基础拉梁。基础拉梁截面宽度可取柱中心距的1/20～1/30,高度可取柱中心距的1/10～1/15。构造基础拉梁的截面可取上述限值范围的下限,纵向受力钢筋可取所连接柱子的最大轴力设计值的10%作为拉力或压力来计算,当为构造配筋,要满足最小配筋率。基础拉梁顶标高通常与基础顶标高相同,当框架底层层高不大或者基础埋置不深时,有时要把基础拉梁设计得比较大,以便用拉梁来平衡柱底弯矩。这时,拉梁钢筋宜通长设计。拉梁正负弯矩钢筋在框架柱内的锚固、拉梁箍筋的加密及有关抗震构造要求与上部框架梁完全相同。
2.5 框架结构带楼电梯小井筒
框架结构应尽量避免设置钢筋混凝土楼电梯小井筒。因为井筒的存在会吸收较大的地震剪力,相应地减少框架结构承担的地震剪力,而且井筒下基础设计也比较困难,故这些井筒多采用砌体材料做填充墙形成隔墙。当必须设计钢筋混凝土井筒时,井筒墙壁厚度应当减薄,并通过开竖缝、开结构洞等办法进行刚度弱化,配筋也只宜配置少量单排钢筋,以减小井筒的作用。设计计算时,还应按带井筒的框架复核,并加强与井墙体相连的柱子的配筋；此外,还要特别指出,对框架结构出屋顶的楼电梯间和水箱间等,应采用框架承重,不得采用砌体墙承重；而且应当考虑鞭梢效应乘以增大系数,雨篷等构件应从承重梁上挑出,不得从填充墙上挑出；楼梯梁和夹层梁等应承重柱上,不得支承在填充墙上。
2.6 结构计算中几个重要参数的合理选取
所有的计算机计算结果,应经分析判断确认其合理、有效后方可用于工程设计。通常情况下,计算机的计算结果主要是结构的自振周期、楼层地震剪力系数、楼层弹性层间位移（包括最大位移与平均位移比）和弹塑性变形验算时楼层的弹塑性层间位移、楼层的侧向刚度比、墙和柱的轴压比、柱底内力设计值、地震倾覆力矩与总地震倾覆力矩的比值及超筋超限信息等等。为了分析判断计算机计算结果是否合理,结构设计计算时,除了有合理的结构方案、正确的结构计算简图外,正确填写抗震设防烈度和场地类别,合理选取电算程序总信息中的其他各项参数也是非常重要的,这些参数要按照电算程序软件的有关规定设置,使结构设计更加合理。
2.7 结构周期折减系数
框架结构及框架、剪力墙等结构,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,因而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。对框架结构,采用砌体填充墙时,周期折减系数可取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。
2.8 框架梁、柱箍筋间距
对不同抗震等级的框架梁,柱箍筋加密区的最小箍筋直径和最大箍筋间距做了明确的规定。根据这些规定,工程习惯上常取梁、柱箍筋加密区最大间距为100mm,非加密区箍筋最大间距为200mm。电算程序总信息中通常也内定梁、柱箍筋加密区间距为100mm,并以此为依据计算出加密区箍筋面积,由设计人员要据规范确定箍筋直径和肢数。但是,在程序内定的条件下,当框架梁的跨中部位有次梁或有较大的其他集中荷载作用却仅配两肢箍筋,此时可适当增加箍筋直径或加密箍筋间距。对于框架柱,当框架内定柱加密区箍筋间距为100mm时,在某些情况下,亦可能因非加密区箍筋间距采用200mm引起配箍不足。因此,我们也应适当增加箍筋直径或加密箍筋间距。这里需要指出的是,梁、柱箍筋非加密区配箍验算时可不考虑强剪弱弯的要求,即剪力设计值取加密区终点处外侧的组合剪力设计值,并且不乘以剪力增大系数。
2.9 地下室层数的输入处理
多层框架结构房屋也有设置地下室的。由于隔墙少,常采用筏板式基础。在电算时,应将地下室层数和上部结构一起输入,并在总信息中按实际的地下室层数填写。这样,计算地基和基础底板的竖向荷载可以一次形成,并且在抗震计算时,程序会自动对框架底层柱底截面的弯矩设计值乘以增大系数。同时通过对层间侧移刚度比的分析比较,还可以正确判断和调整房屋的嵌固位置,并采取相应的抗震构造措施,保证楼板有必要的厚度和最小配筋率等。当结构表现为竖向不规则时,不仅要验算薄弱层,而且还要对薄弱层的地震剪力乘以1.15 的增大系数。如果在结构总体计算中,总信息填写的地下室层数少于实际输入的层数,弯矩设计值增大系数将会乘错位置,从而在发生地震时,会使极易发生震害的底层柱底部位因抗震能力降低而破坏。