建筑设计中赘件的影响

刘娜

【摘要】在现如今建筑设计中为造型使用了非承载构件节点，形成很多建筑结构赘件，常被初学者忽略，埋下不安全隐患，常需结构设计人员从概念设计着手，全面考虑结构受力体系的安全性。现行文交流，供同行斧正。

【关键词】非结构构件；承载结构；赘件

随着工程设计追求建筑整体造型个性化、标志化，对建筑工程结构产生了较多非承载力结构构件节点，即所谓的非结构构件，这些非结构构件直接影响着承载结构即结构构件的安全，对建筑工程整体的力学体系造成较复杂的影响。通过精化设计，不致使很多建筑结构赘件被结构设计人员忽略，本文将我指导学生、工程师门工程实践的点滴心得，结合实际工程，将仅按构造考虑相关问题加以分析解决，现例举几例于后。

1. 飘窗构件的影响

1.1 建筑设计中建筑师们非常偏爱建筑造型中飘窗的设计，在承载结构构件用软件设计时只是把荷载值给予局部提高，窗台高度范围内仅按构造考虑配筋。将窗台高度范围内均做成钢筋混凝土（见图1）。

1.2 从构造角度及局部安全角度来看并没有任何问题，但是如果对结构整体进行分析，将此窗台按梁输入结构模型，就会发现不仅会对结构周期及位移有很大影响，连结构墙体配筋都会发生很大变化，以下是二种情况的对比表（见表1）：请见图2对比。

1.3 从上述结果可以看出二者有一定的区别，在非地震时没有什么问题，在地震来临时由于梁刚度计算为考虑导致飘窗两侧墙体因为梁刚度在计算时未考虑导致梁两侧墙体地震力增大，实际配筋不足，轻微时墙体会开裂，严重时结果无法预知，所以在结构设计时应分析飘窗窗台构造对整体结构的影响，我们可以根据具体工程实践，采取不同的解决方案。

（1）将窗台部分做成混凝土时，应将其真实高度输入模型，周期、位移及配筋满足按规范要求。

（2）若按高连梁输入对位移、周期影响较大，墙体剪力大于规范要求，需要修改墙厚或混凝土标号来进行调整，与主体结构同层其它部位很难协调，可将构造详图相应部位加以调整，与主体结构采取弱连接，可按双连梁输入模型，也可用构造圈梁将之与飘窗板相连，也可用竖向薄板与飘窗板相连，与墙厚不平齐部位可用加气块补齐。（见图3、图4）

2. 非结构构件形成赘件影响

（1）为追求建筑设计中建筑整体外立面造型要求结构设计用很多与结构主体构件无关的非结构钢筋混凝土柱赘件，或则要求结构工程设计将外墙除窗外均做成钢筋混凝土构造柱，这样建筑设计外观稳定感很强，但造成了很大的安全隐患，无形中增加了钢筋及混凝土用量。存在两大隐患，即使结构力学传载途径不明确和局部刚度突变，地震来临时局部破坏会很严重。

（2）因此在建筑设计时应与结构力学方案与结构一并筹措，对局部钢筋混凝土构件作用加以分析，尽量少用或不用除主受力构件外其它钢筋混凝土柱赘件，必须做的非结构构件构造柱应注明施工顺序，不应与主体一块施工。

3. 建筑装饰挂线脚的影响

建筑通常窗台、通常拦板、笨重女儿墙及框架梁下设计挂线脚等等对整体结构整体抗震性能的影响，也不容忽视。

3.1 通常窗台、通常拦板往往不被建筑设计人员重视，窗台为非结构墙，通常拦板仅手算配筋，在应力分析时未将其考虑在。内汶川地震的惨痛教训了我们，也给我们敲响了警钟，细节的忽视会带来很大的安全问题，这种通常布置的构件、墙体会导致两侧框架柱成为短柱，地震来临时，短柱之刚度大，而较其它正常柱吸收更大之水平力，引致此短柱剪应力超过负荷而开裂破坏，此效应称为短柱效应。

3.2 框架梁下挂线脚内力计算通常不会考虑，同样在层高不高的情况下实际柱计算高度会降低，有形成短柱的倾向，并且形成强梁弱柱，严重违背了结构设计前提。这是所有结构设计人员所不愿看到的。

4. 心得

4.1 采取柔连接的轻质隔墙，此时要考虑连接构件有足够的承载力和变形能力。

4.2 墙体与框架住相连处预留缝或弱连接。

4.3 建筑笨重线脚用石材干挂或现场预制空心线脚。

通过以上不同工程实践解说，不难看出建筑立面造型对结构计算模型的影响是严重的是千万不可忽视的，这就要求结构工程师们在结构力学方案阶段充分考虑非结构构件对整体计算模型的影响，合理布置非结构构件减少建筑工程赘件不仅能减轻重量的同时减少结构震害，还能节约有限资源，节省工程造价。更对国家节能减排创造优美生活空间做出应有的贡献。