结构设计质量与控制的探讨

来源：职称驿站所属分类：建筑设计论文
发布时间：2012-12-15浏览：20次

　　摘要：本文讲述了建筑工程上的一些设计要点，以及对建筑工程结构设计、质量安全作出探讨。

　　关键词：建筑工程,安全质量,结构设计,质量控制

　　1 建筑工程结构质量安全的重要性

　　工程结构的质量安全主要是由结构构件和承载能力的安全性、结构的整体牢固性和结构的耐久性所决定。具体的房屋建筑工程则通过勘察、设计、施工三个主要环节来完成。

　　1.1工程勘察的重要性

　　搞工程不勘察，房屋地底下的情况摸不清就建设，要么发生事故或藏有重大隐患，要么造成极大浪费。只有经过勘察，才可以提出和正确选择地基处理方案，合理选择基础形式，确保地基承载力，控制基础沉降地基变形，不能发生过大的不均匀沉降。工程勘察工作对于保证建筑的安全和耐久性(使用寿命)至关重要。

　　1.2结构设计的重要性

　　结构设计最重要的是其安全性，结构设计的安全性是决定工程安全的先决条件。结构设计应按照设计原则进行，包括结构的安全等级、使用年限、使用条件、荷载的确定、不同受力工况的选择、设计分项系数的确定等。在结构设计时必须保证地基、基础及上部结构的安全。

　　1.3施工质量的重要性

　　设计上的安全还要通过施工来实现，施工达不到设计要求，特别是在结构强度，承载能力方面，降低结构设计的安全度，严重时会导致结构梁板断裂，甚至房屋垮塌。地基变彤过大，导致上部结构开裂。房屋垮塌事故时有发生，教训惨痛，应引以为戒。施上是实物的建造，施工的损失是经济财产的重大损失，是形成事实的损失，所以必须控制施工质量。

　　2 房屋地基设计基本要求

　　2.1岩土工程勘察

　　岩土工程勘察揭示地基土性质和水文地质状况，并给m岩土的工程特性指标和水文地质参数。而岩土的上程特性指标是地基设计计算的基础，是进行工程设计的重要条件，是决定对地下土质进行强化处理的重要依据。解决岩土工程中的问题，经验和原则占有很大成分，计算分析与工程经验相结合，理论与实践相结合，应慎重选用计算参数、计算模式和安全度。

　　2-2地基处理的设计

　　(1)建筑物地基变形设计问题

　　地基土的压缩变形，使基础沉降，是由上部结构附加压力引起的。在附加压力作用下，工程地基的变形，主要有四种类型总沉降量、差异沉降、局部倾斜和整体倾斜。从已发生的大量地基事故分析，绝大多数事故皆由地基变形过大且不均匀所造成。因此地基基础设计就是要控制这些变形在允许的范围之内。设计人员要把按承载力的设计转到变形控制设计上来，以控制地基变形作为地基设计的主要原则。经过变形验算，对地基、基础和上部结构进行调整，使建筑物的各部分的沉降协调、均匀，符合地基变形允许值的规定。

　　(2)地基不均匀沉降问题

　　当建筑物的地基产生明显的不均匀沉降时，将直接导致建筑的倾斜开裂，影响电梯的正常运行，甚至采用桩基也发生过明显的倾斜的质量问题。产生地基不均匀沉降的原因，一般为：①地质条件：地基压缩层内土层软弱不均，各土层压缩模量差异较大，压缩性不同，地基和基础沉降易为不均匀。②上部结构载荷的不均匀：上部结构高低差异大，承载相差悬殊，荷载分布不均匀，住宅中厨房、厕所、设备，偏于一侧，横墙较多，易产生偏心;轴压使基础沉降，偏心使基础倾斜。③相邻建筑物的影响：邻近建筑对建筑物的一侧引起较大附加压力，使建筑物产生不均匀沉降，一般相距6m以上，相互影响不明显，10m以外不考虑。④其他原因：建筑物一侧大面积堆载，施工中一侧渗水较多，开挖深基坑都会引起地基不均匀沉降。

　　3 房屋结构设计基本要求

　　3.1房屋基础设计

　　(1)高层建筑筏形基础

　　筏形基础分为梁板式和平板式，其混凝土强度等级不应低下C30。对于12层以f的梁板式筏基，其底板厚度与最大双向板格的短边净跨之比不应小于1/14，且板厚不应小于400mm。梁板式筏形基础底板下土反力存在有向墙下集中的现象，一般情况下双向板的跨中土反力约为墙下平均反力的85%。试验资料表明：筏板裂缝首先出现在角部。

　　当地基比较均匀，上部结构刚度较好，柱荷载及柱间距的变化不超过20%，筏基梁的高跨比或平板筏板的厚跨比不小于1/6时，筏形基础可仅考虑局部弯曲作用。筏形基础内力，可按基板反力直线分布进行计算，计算时基板反力应扣除底板自重及其上填土自重。当不满足上述要求时，筏基内力应按弹性地基梁板方法进行计算。

　　(2)箱形基础

　　箱形基础的高度应满足结构承载力和刚度的要求，其值不宜小于箱形基础长度的1/20。箱形外墙厚度不应小于250mm，内墙厚度不应小于200mm。当地基压缩层深度范围内的土层在竖向和水平方向较均匀，且上部结构为平立面布置较规则的剪力墙、

　　框架、框架一剪力墙体系时，箱形基础的顶、底板可仅按局部弯曲计算，计算时底板反力应扣除板的自重。顶、底板钢筋配置量除满足局部弯曲的计算要求外，纵横方向的支座配筋尚应有1/2～1/3贯通全跨，其贯通钢筋的配筋率不应小于0.15%，0.10‰跨中钢筋应按实际配筋全部连通。

　　3.2上部结构设计

　　(1)剪力墙结构

　　剪力墙由竖向纵横墙、楼板组成一个空间受力体系，由于门窗设备要求，开了一些孔洞，形成各种类型的剪力墙，具有不同受力特点，不同内力和位移的变化。剪力墙是一种承受弯剪共同作用的构件，外力作用下可能出现剪切破坏，也可能出现弯曲

　　破坏。要对剪力墙进行内力和位移的计算。进行墙肢正截面抗弯承载力的验算和斜截面抗剪承载力的验算。剪力墙的设计应保证在楼层高度范围的总体稳定和出平面外的侧向稳定。

　　(2)框剪结构

　　框架结构布置灵活，侧向刚度小，延性较好，剪力墙布置灵活性差，侧向刚度大，墙的抗剪强度弱于抗弯强度，两种结构形式结合，如布置得当，可同时发挥两者优点。框剪结构中，剪力墙是主要抗侧力构件，应在结构的两个主轴方向都布置有抗震墙，形成双向抗侧向力体系。框剪结构中，主体构件的连接应采用刚接，以保证整体结构的几何不变和刚度的发挥。同时最重要的是处理好剪力墙的布置。应通过布置剪力墙的位置使整体结构的刚心与房屋质心重合以免引起结构过大的扭转。

　　4 房屋建筑施工质量控制

　　4.1工程施工质量要求

　　(1)实现工程质量结构安全，功能适用，装饰美观的总效果要求。

　　(2)实现结构的安全，保证工程地基，基础和主体结构的质量，结构和构件的强度应符合设计要求。主要有砌体结构的砖，砌筑砂浆的强度，混凝土结构的柱、墙、梁、板构件的强度，工程地基的强度。

　　(3)实现结构的空间尺度，工程施工应符合建筑和结构形式的设计要求。主要有平面位置，竖向布置，截面尺寸，形状的实现。

　　(4)原材料的质量符合设计要求，主要承重构件的砖、水泥、钢筋、钢筋连接件的质量。

　　(5)控制地基基础沉降变形在允许变形值以内。

　　4.2施工质量控制总原则

　　(1)控制原材料质量，主要是对用于承重结构的材料进行进场试验。承重结构材料质量决定结构的安全，必须见证取样复试。对混凝土结构而言，原材料中起决定性作用的是钢材、水泥和外加剂，更必须严格控制和试验。原材料不合格，达不到材质标准和设计要求，不能使用。体现事前控制的原则。

　　(2)控制工序质量，是施工技术标准，工艺操作规程进行施工，是对施工过程的检查，是对施工中间环节的检查。体现事中控制的原则。

　　(3)控制工序成品质量，是对工序已完的成品、半成品，进行检查验收，是最后一道把关，施工结果是否符合质量规定的要求。体现事后控制的原则。

《结构设计质量与控制的探讨》