分析结构设计在建筑施工中的问题探讨

建筑设计与建筑施工息息相关。设计具有导向性和前瞻性的作用, 而施工的执行程度、效果以及信息反馈对设计有促进、优化作用, 设计及施工水平直接关系到结构安全、使用功能、工程质量等的好坏。下面就施工中容易产生的几个结构问题进行讨论, 同时作为结构设计人员应针对这些不利因素采取相应措施。

1 柱梁截面相同时柱梁主筋打架的问题

在通常情况下, 薄壁柱与梁截面相同, 柱梁主筋必然打架。按强柱弱梁的设计理念, 保证柱主筋位置不变, 梁主筋锚入柱内La E, 在支座附近, 梁主筋形若瓶颈, 梁有效断面宽度显然减小两根柱主筋的位置, 结构受力有一定影响。从安装成型的钢筋来看, 箍筋不能将主筋绑扎到角点, 骨架整体性差。因此在此节点部位, 梁节点较为薄弱, 抵抗剪力和抵抗弯矩的能力大打折扣, 结构的整体性受到影响, 设计上应明确梁柱截面宽度相同时的设计做法, 建议在支座处做成如图1虚线所示。或者为降低施工难度而增加截面高度, 提高截面刚性矩, 增加含钢量以提高抗剪抗弯能力, 提高节点的安全可靠程度。

2 柱梁节点钢筋密度大影响混凝土质量

节点处柱的内箍筋与纵横向梁主筋交叉重叠, 有的大梁底面均设二排钢筋, 故在此部位钢筋的间隙很小, 混凝土的浇筑难度大, 振动捧在抽、插过程中受到限制且容易卡棒。正因为施工难度大, 经常造成混凝土在柱内振不密实而漏振, 产生蜂窝、麻面及狗洞现象。当然首先应从施工方法, 工艺上进行调整: (1) 振动棒插入点用钢管撬开钢筋让棒自由抽插, 确保振捣连续到位, 不漏振; (2) 在浇筑顺序上调整, 柱混凝土先浇至梁底, 再安装上部梁钢筋, 柱的混凝土质量相应能够保证。其次, 设计人员也应该考虑对节点处柱加密内箍进行验算调整, 在节点加密区根据设计计算, 提高外箍直径, 增加外箍密度来代替内箍的受力作用。减小节点中部的钢筋密度, 保证混凝土浇筑质量, 同时可降低内箍对大梁主筋的安装难度, 从而对施工进度和可操作性有较大的改善。

3 现浇极负筋在施工中位置发生变动的质量问题

目前, 现浇楼板代替预制板, 结构的整体性及建筑物的刚度大大提高。但在施工中仍不可避免一些质量问题。板筋安装完毕, 模板施工人员和材料均压在板负筋上, 水电安装人员也会在负筋上踩踏, 混凝土工更是不可避免踩踏负筋造成负筋弯曲变形、位置移动、面筋踩倒与底筋靠拢。上部面筋形同虚设, 板的受力情况趋向于简支, 支座的抗负弯、抗剪能力大大降低。再由于保护层过大, 导致板在受力时, 支座附近板面混凝土发生开裂, 空气及水通过裂缝对钢筋表面进行氧化, 逐步锈蚀, 同时开裂后的混凝土不能与钢筋共同工作, 从而降低了板抵抗外力的能力, 大大缩减板的使用寿命。这些质量问题的发生首先应从施工技术上强化: (1) 加大钢筋铁马镫的使用密度, 并将其固定, 使人们在往返踩踏中不滑落, 且不被踩变形; (2) 加强管理, 对有钢筋的板面搭设架空跳板, 避免踩踏钢筋; (3) 混凝土浇筑中, 加强钢筋护理工作对踩倒负筋及进扶正, 保证负筋位置正确。设计人员也应在设计中针对此情况适当加粗负筋直径或采用弹性材料作负筋 (降低塑性变形) , 使负筋被踩踏后变形较小, 或者能够恢复原状, 确保负筋的位置正确, 保证结构的使用安全及使用寿命。

4 同截面多跨井字梁存在的问题

(1) 如图2所示, 井字梁L1梁主筋与L2梁主筋相同, 在设计中未明确谁在上部谁在下部。施工时, 一般按顺序随意搁置, 造成主筋如蛇行一上一下, 对度较大的梁来说, 钢筋弯曲受力, 影响构件的抗弯抗剪强度, 抵抗变形的能力大大减弱。因此, 建议在设计上明确梁底面筋的位置, 保证构件受力均衡。

(2) 当跨度超过18m时, 大梁主筋不可避免在同一根钢筋上设置两个以上的接头, 超出规范规定的宜设置一个接头, 且接头的位置应设置在受力最小的部位, 同一截面的焊接接头数量不得超过总量的50%。这就要求梁底部筋在1/3到支座范围内设接头, 且按50%的比例错开。如底筋数量过多, 则避免不了在同一截面要超过50%的接头, 从而与操作规范相悖。所以在设计上应针对性给出说明, 有条件的地方采用加工定做钢材来减少接头或者构件材料采用型钢结构代替大跨度混凝土结构。

(3) 梁截面相同, 又满足L2梁底筋和L1梁面筋保护层厚度要求, 必然会使原设计断面增大25mm, 即一个保护层厚度。L2梁增加梁面主筋保护层厚度, L1梁梁底主筋保护层厚度相应增加0.15m。如果是梁板整浇楼层, 则会增加25mm的板面混凝土厚度, 相当于恒载增加.6k N/m2。而在施工中, 板面标高控制不准确导致找平层超厚, 也同样加大恒载。再者, L1、L2梁的下部在同一个平面, 而钢筋的上下位置必然导致L1梁的底部主筋保护层过大, 在受力时, 梁下底混凝土过早开裂。因此, 设计时应考虑以上因素带来的加重荷载对结构的影响, 提高构件的抗变形能力, 并尽可能将梁底做成高低梁, 节约资源, 对结构有利。

5 防雷接地焊接对结构主筋的损伤

在防雷接地施工中, 基本上借用结构钢筋 (梁柱筋) 进行搭接焊。通过检查, 防雷焊接接头对结构主筋有咬肉现象, 影响了钢筋的受力断面, 电弧焊的高温作用下接头段钢材的晶体结构发生了变化, 钢材趋于脆性。而且防雷焊接人员基本上将接头留在梁、柱节点上, 而此节点是结构的最重要部位应该加强, 反而因防雷减弱。这应该是一种当今建筑的普遍现象, 节点的薄弱环节应该得到重视。在施工中要认真对待, 严格要求, 在设计上也应该考虑结构主筋以外另设防雷接地筋, 以确保二者互不影响, 各自满足使用功能。

6 水电管线施工对墙体的影响

水电管线在楼层板上预埋, 经常在进入墙体时开槽打洞, 由此给墙体 (尤其是砖混结构墙体) 带来极大的损害, 有甚者可能破坏结构。当管线水平走向有2至4根之多时, 线管与线盒连接处的弯折处占用空间较大, 几乎打穿了墙体厚度, 形成较长的水平空洞, 容易在集中荷载和冲击荷载的作用下发生墙体垮塌事故, 对结构安全影响极大。建议就这个矛盾在设计上应作如下考虑: (1) 使用新材料、新工艺; (2) 在此水平段墙体采用高强中空预制水泥砖, 且尺寸与砖的模数相吻合, 砌好水泥砖后埋设管线在中间, 然后上部继续砌砖, 不影响进度, 保证砌体强度, 更免去了开槽的人工费及修复费, 且外观墙体整洁美观。如图3所示。

7 结语

综上所述, 施工与设计密不可分, 施工现场能反馈给设计者较多的实际信息, 便于及时调整设计方案, 设计的指导性就能够更准确更实用地得到落实。结构设计人员如能到施工现场, 了解具体的施工工艺及存在与设计相悖的实际问题, 就能不断积累经验, 优化设计, 提高设计水平。

摘要：本文要论述在建筑施工中的相关质量问题的探讨, 结构设计水平的不断提高, 及时调整设计方案。为更准确, 更实用地应用到工作当中并提出了相关建议和加强措施。

关键词：结构设计,质量问题