发布时间：2022-10-05 10:06 热度：
【摘要】：本文从荷载及荷载效应组合的计算和构件的截面设计这两个方面，分析在结构计算中经常遇到的问题，以供大家学习参考之用。
【关键词】：土木工程 混凝土结构 钢结构 荷载组合
Abstract: From the load and the calculation of combination of action effects of this section and the component design two aspects, the paper analyzed the structure calculation frequently met in, for everybody study reference
Key Words: civil engineering concrete structure steel structure load combination
中图分类号： S969.1 文献标识码：A 文章编号：
随着经济和科技的不断发展，各种工程软件越来越被广泛的用到各种结构设计计算中，然而，根据笔者这几年的土木工程结构设计计算过程中遇到的问题，发现，仅仅会用软件来设计计算还远远不够，做为一个合格的设计工程师，还必须熟悉的掌握基本的设计理论和基础知识，只有这样才能做到软件为我所用，也只有这样才能保证设计出来的土木工程更能符合其受力要求，才能设计出经济、安全、适用、美观的土木建筑。本文从荷载及荷载效应组合的计算和构件的截面设计这两个方面，简要分析在结构计算中经常遇到的问题，以供大家学习参考之用。
一、荷载及荷载效应组合的计算过程中常见的问题
根据《建筑结构荷载规范》第4.1.2条规定，在计算楼面梁、墙、柱及基础的时候，《建筑结构荷载规范》中楼面活荷载标准值应按照不同的情况乘以折减系数，特别是在计算墙、柱及基础截面的时候应根据规范
在PMCAD中，有一个对话框是需要在其中输入不同的折减系数的，很多人在设计计算的时候，都将折减系数填为1，根据表规范中4.1.2的规定，这无疑是很大的浪费，而且对于抗震设防区，由于在地震发生的情况下，地震荷载是根据楼层刚度来分配的，这样的话会使上部楼层人为的承担了不必要的地震荷载，若抗震构造措施处理不好的话，将对整个结构带来安全隐患，所以这种方法是不可取的。对于另外一种情况，就是严格按照规范中表4.1.2折减系数取值，即无论何种结构，此处所取用的计算截面上面的楼层数均为计算楼层上方的总楼层数，即模型中最大的楼层数确定。比如，一座20层的居民楼，现在要计算第四层的构件，若根据表4.1.2条规定，则第四层上面有16层，应该取墙、柱、基础截面以上的层数9~20层所对应的折减系数0.6，这种折减方法对于一般直上直下的建筑结构形式是可行的，但是对于楼层平面上下不规则的结构形式来说，则存在问题，有可能会使认为将折减系数取的过小，引起结构的安全隐患，比如，对于带有底盘、裙房复杂建筑结构形式，其底盘、裙房部分的柱、墙截面若直接按照最高的楼层数取用折减系数是不合理的，可能造成对活荷载的折减过多。
在进行单向板肋梁楼盖中的连续梁板的计算设计中，往往忽略次梁对板、主梁对次梁的约束而采铰支座确定计算简图，当考虑楼面活荷载的最不利布置时，支座实际的转动将减小连续梁板的内力使得计算误差较大。此时将活荷载进行折算，就是保证总荷载不变，将一部分活荷载折算为横载来进行内力计算，减小计算简图带来的误差。
所以仅仅利用软件是不行的，还必须对规范有一个详细的深入的了解，也必须在设计计算的过程中不断地总结经验，只有这样才能使设计出来的房屋土木建筑经济、适用、安全、美观。
二、结构截面设计中常见的问题
2.1、井字梁配筋设计中应注意的问题
在两个方向梁交点的格点处，相对受力大的梁的钢筋应该放在下面，比如，短跨度方向梁下面的纵向受拉钢筋应放在长跨度方向梁下面的纵向受拉钢筋的下面;而且在两个方向梁交点处不能按照梁的一般支座对待，其实际上是一种弹性支座，梁只有在两端支承处才能按照普通的支座对待。当箍筋不能满足端部剪力的前提下，应采用弯起钢筋来增加梁端部的抗剪能力，即用端部最大剪力值减去箍筋承担的剪力，用剩下的剪力大小来选择弯起钢筋的截面和根数。由于两个方向的梁并非主、次梁结构，所以两个方向的梁在格点处不必设附加横向钢筋。但是在格点处，两个方向的梁在其上部应配置适量的构造负钢筋，以防止在荷载不均匀分布时可能产生的负弯矩。
井字梁在建筑结构中能提供比较大的空间，所以被广泛的应用的各种结构中，作为从事土木建筑结构的人员，只有切实了解井字梁的受力特点，才能确保设计的合理性、安全性、经济性。
2.2、纯框架结构中夹杂少量混凝土墙体的结构
在进行混凝土框架设计中，往往在设计的时候没有考虑框架结构中存在的少量混凝土墙体的作用，在抗震设计时，未考虑这部分墙体的影响，仅按纯框架结构进行结构分析及配筋计算。而且，由于剪力墙的刚度相对柱的刚度要大，使其相对分得的地震作用大，这种情况下，若仅仅按照构造措施来对剪力墙进行配筋的话不一定能满足承载力要求，会对整个建筑结构带来安全隐患。同时，在地震作用情况下，混凝土剪力墙与框架协同工作，使整个框架楼层受力增大，这种情况按纯框架结构设计的框架柱也不一定满足承载力要求，所以采取的措施是结构既要按纯框架结构计算，又要按实际情况框架-剪力墙结构计算，两者的承载能力及结构位移均要满足规范要求。
2.3、悬挑梁设计问题
对于悬挑梁的设计，不但要对悬挑梁的强度和倾覆性进行计算，还要验算悬挑梁的挠度是否满足要求，而影响挠度比较大的一个因素就是梁的高度，若梁高选用过小，会使悬挑梁截面的受压区应力过高，在正常使用状态下，梁截面受压区会产生非线性徐变，这种情况下，梁挠度随时间的推移不断加大。挑梁的变形引起梁板出现裂缝，裂缝宽度随着挑梁变形的增大而加宽，影响了房屋的正常使用。据观察，这种挑梁的变形发展到后期，梁支座截面上部受拉区常常出现较宽的竖向裂缝。受支座附近剪弯作用的影响，竖向裂缝向下延伸发展为斜裂缝，此时梁已接近破坏，当为托墙挑梁时，梁过大的挠度引起梁上墙体在梁支座附近出现裂缝。梁高小时，截面的相对受压区高度较大，梁的延性减小，在竖向地震作用下易发生脆性破坏，失去承载力。所以在对悬挑梁结构进行结构计算时，应先根据经验选择合理的截面，不但要满足梁的强度和倾覆性要求，还应满足挠度要求。
2.4、楼板设计计算常见的问题
楼板是建筑结构工程中是一个非常重要的承重构件，起着承上启下的作用，其将楼面，屋面的荷载传给其周围的墙或梁上，楼板的设计是否合理直接影响着结构的安全，其有如下几个常见的问题。
有些设计者，由于对板上的荷载形式估计不足，而仅仅的根据规范中规定的数值来判断是单向板还是双向板，其为了计算的方便，简单地将双向板作用单向板进行计算，使计算假定与实际受力状态不符，导致一个方向配筋过大，而另一方向仅按构造配筋，造成配筋严重不足，致使板出现裂缝，严重的情况下会危及整个结构的安全使用。
在土木建筑结构中，由于现实需要，常常要在楼板上布置一些非承重隔墙，根据荷载规范，我们需要将该部分的线荷载换算成等效的均布荷载后，进行板的配筋计算，但有的设计人员将隔墙的总荷载除以板的总面积或者随意选择板的一部分面积，这种情况下，要么是用于计算配筋的荷载太小，造成安全隐患，要么用于计算楼板配筋的荷载过大，造成材料浪费。另外，由于非承重隔墙一般都是后期砌筑上去的，隔墙顶部常采用立砖斜砌顶紧上部分的楼板、屋面板的处理方式，这样会给上部的板增加了一个中间支承点，使其变为连续板，支承点上部出现了负弯矩，而在板的设计中又没考虑该部分的影响，致使板顶出现负弯矩引起的裂缝。
对于双向板配筋，一般是将受力比较大的一个方向的钢筋放到受力比较小的钢筋的下面，在板的跨中就会产生钢筋纵横向交错叠放的情况，这样的话，在计算双向板配筋的时候，双向板短跨方向配筋和双向板长跨方向配筋所用的板的计算高度应取不同的值，具体是双向板长跨的有效高度比短跨的有效高度小一个钢筋直径。然而，好多设计者为了图省事或对板受力认识不足，而取两个方向的有效高度一致进行配筋计算，致使长跨有效高度偏大，配筋降低，使结构构件存在质量隐患，甚至危及结构的安全。
五、结束语
我们既然从事土木工程这个行业，就代表着一种责任必然要由我们来承担，在平常的工作中，需要我们不断地学习，不断总结，在掌握各种理论知识和规范的情况下，灵活应用各种计算软件，只有我们才能使设计更加完善，才能真正的设计出经济、安全、适用、美观的土木建筑结构。
【参考文献】
[1]《建筑结构荷载设计规范》GB50009-2001
[2] 《结构抗震设计》尚守平等，高等教育出版社
[3] 《土木工程施工》毛鹤琴等，武汉理工大学出版社
