房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見問題及對(duì)策探究

摘要：房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作非常重要，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員需要扎實(shí)的理論知識(shí)和嚴(yán)肅認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度。在設(shè)計(jì)中通過科學(xué)的技巧將設(shè)計(jì)的合理性、安全性有效地統(tǒng)合在一起，滿足各方面的需要。本文對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中所存在的問題及對(duì)策進(jìn)行了分析和探討。

關(guān)鍵詞：房屋;建筑;結(jié)構(gòu);設(shè)計(jì);問題

在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要了解房屋建筑結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，注意設(shè)計(jì)中的要點(diǎn)，重點(diǎn)對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)和受力性能進(jìn)行關(guān)注，在堅(jiān)持安全、質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)的原則下，提升房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的水平。房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)最主要的目的在于實(shí)現(xiàn)房屋建筑本身的安全性以及功能性，當(dāng)然對(duì)于建筑物的耐久性要求也是一項(xiàng)非常重要的指標(biāo)。

1 房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中所存在的問題

1.1 房屋建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)存在的問題

對(duì)于房屋建筑結(jié)構(gòu)而言，基礎(chǔ)承受著房屋建筑的所有荷載作用，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)分甲級(jí) 乙級(jí) 丙級(jí)，根據(jù)地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)及長(zhǎng)期荷載作用下地基變形對(duì)上部結(jié)構(gòu)的影響程度，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)符合承載力計(jì)算和地基變形設(shè)計(jì)，并不應(yīng)大于地基變形允許值。地基變形計(jì)算主要是基礎(chǔ)沉降計(jì)算，當(dāng)前由于基礎(chǔ)設(shè)計(jì)未進(jìn)行沉降驗(yàn)算導(dǎo)致房屋建筑沉降過大的問題時(shí)常出現(xiàn)。穩(wěn)定性驗(yàn)算問題，建筑在斜坡上或邊坡附近的建筑物未驗(yàn)算其穩(wěn)定性;建筑地下室存在抗浮問題時(shí)未進(jìn)行抗浮驗(yàn)算，還有持力層下存在軟弱下臥層而未進(jìn)行軟弱下臥層驗(yàn)算。

1.2房屋建筑結(jié)構(gòu)的裂縫問題

在鋼筋混凝土的建設(shè)和使用過程中，出現(xiàn)裂縫是一種非常普遍的現(xiàn)象，這不僅對(duì)建筑的外觀產(chǎn)生較大影響，同時(shí)對(duì)建筑物的使用功能和耐久性產(chǎn)生影響，嚴(yán)重的對(duì)建筑物的安全性構(gòu)成威脅。裂縫產(chǎn)生的原因分很多種，有材料、施工、設(shè)計(jì)、外界等因素;有塑性收縮裂縫，混凝土干縮引起的裂縫，溫度變化引起的裂縫，基礎(chǔ)不均勻沉降引起的裂縫，荷載作用引起的裂縫。常見的危害有影響鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的承載能力和正常使用，耐久性，降低結(jié)構(gòu)剛度影響建筑物的整體性，引起鋼筋銹蝕，使保護(hù)層崩落，影響建筑物美觀。

1.3 承重柱的截面設(shè)計(jì)不合理

對(duì)于房屋建筑結(jié)構(gòu)而言，承重柱往往承受著房屋建筑的全部荷載，其承受荷載能力主要體現(xiàn)于其截面面積。為了節(jié)省成本，一些房屋會(huì)將承重柱的截面設(shè)計(jì)為最小。由于承重柱的截面過小，有可能使柱子先于梁破壞，將危及整個(gè)結(jié)構(gòu)安全，可能使整體倒塌，框架的塑型屈服較多，較早的發(fā)生在梁端底層柱根的塑性鉸晚形成，應(yīng)采取強(qiáng)柱弱梁的原則，梁柱構(gòu)件在彎曲破壞之前，應(yīng)避免各種脆性破壞（如剪切破壞，剪壓破壞，粘性錨固失效）等。

1.4 結(jié)構(gòu)布置不合理，不規(guī)則

結(jié)構(gòu)盡可能規(guī)則，結(jié)構(gòu)布置才更合理，這是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中十分重要的環(huán)節(jié)，這里的“規(guī)則”包含了對(duì)建筑的平立面外形尺寸，抗側(cè)力構(gòu)件布置，質(zhì)量分布，承載力分布等諸多因素的綜合要求。常見的有平面凹凸不規(guī)則，平面扭轉(zhuǎn)不規(guī)則，樓層錯(cuò)層問題，樓板開洞過大，超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)等，高層建筑不宜采用兩種以上復(fù)雜結(jié)構(gòu)。在工程設(shè)計(jì)中盡量避免采用不規(guī)則結(jié)構(gòu)，不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則結(jié)構(gòu)。在設(shè)計(jì)不規(guī)則結(jié)構(gòu)時(shí)用結(jié)構(gòu)實(shí)際受力狀態(tài)力學(xué)模型計(jì)算分析，并采取有效抗震加強(qiáng)措施。

1.5 橫挑梁的荷載設(shè)計(jì)過小

進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，對(duì)于挑梁進(jìn)行驗(yàn)算過程中，往往只注重其強(qiáng)度是否達(dá)標(biāo)，然而這種強(qiáng)度合格會(huì)導(dǎo)致挑梁的荷載設(shè)計(jì)過小，主要是由于挑梁承受的是豎向荷載作用，為此進(jìn)行其撓度驗(yàn)算有著更重要的意義。對(duì)于房屋建筑結(jié)構(gòu)而言，橫挑梁的撓度設(shè)計(jì)不足，會(huì)導(dǎo)致梁截面的受壓區(qū)產(chǎn)生應(yīng)力集中，變形過大導(dǎo)致梁體產(chǎn)生裂縫，影響房屋建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。

2 房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問題策略探討

為了有效提升房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)水平，實(shí)現(xiàn)房屋建筑質(zhì)量的提升，針對(duì)上述房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中所存在的問題，提出了以下的解決策略。具體的策略分析如下。

2.1 房屋建筑結(jié)構(gòu)地基的處理

基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)準(zhǔn)確核算房屋建筑結(jié)構(gòu)的荷載作用?；A(chǔ)變形計(jì)算時(shí)，傳至基礎(chǔ)底面的荷載效應(yīng)按正常使用荷載效應(yīng)的準(zhǔn)永久值組合，不應(yīng)計(jì)入風(fēng)荷載和地震作用。主樓基礎(chǔ)與群房基礎(chǔ)應(yīng)進(jìn)行沉降差計(jì)算，建筑在斜坡上或邊坡附近的建筑物應(yīng)驗(yàn)算其穩(wěn)定性，建筑地下室存在抗浮問題時(shí)進(jìn)行抗浮驗(yàn)算，持力層下存在軟弱下臥層時(shí)進(jìn)行軟弱下臥層驗(yàn)算，此外進(jìn)行基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)時(shí)，若需要使用換土墊層時(shí)，應(yīng)精確計(jì)算出所換土層的墊層厚度，方便對(duì)地基荷載值的準(zhǔn)確計(jì)算。與此同時(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員進(jìn)行梁、柱以及基礎(chǔ)的荷載計(jì)算時(shí)，應(yīng)依據(jù)現(xiàn)有的規(guī)范設(shè)計(jì)進(jìn)行荷載的折減系數(shù)的驗(yàn)算，以確保結(jié)構(gòu)整體的安全性。

2.2 有效控制結(jié)構(gòu)裂縫

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的預(yù)防措施包括材料方面材料的選用、配料、配筋，施工方面的混凝土的澆筑和模板工程，設(shè)計(jì)方面建筑的平面造型在滿足使用要求的前提下力求簡(jiǎn)單，平面復(fù)雜的建筑容易產(chǎn)生扭曲等附加應(yīng)力而造成墻體及樓板開裂;控制建筑的長(zhǎng)高比，長(zhǎng)高比越小整體剛度越大調(diào)整不均勻沉降的能力越強(qiáng);正確設(shè)置變形縫，位置和寬度要適當(dāng)，構(gòu)造要合理;構(gòu)件配筋要合理間距要適當(dāng);合理的調(diào)整各部分承重結(jié)構(gòu)的受力情況，使荷載分布均勻，盡量防止受力過于集中;積極采用補(bǔ)償收縮混凝土技術(shù)。

2.3 合理設(shè)計(jì)承重柱的截面

建筑設(shè)計(jì)中，承重柱有著非常重要的地位，是整個(gè)結(jié)構(gòu)承載力的核心。進(jìn)行荷載的驗(yàn)算時(shí)，依據(jù)規(guī)范進(jìn)行折減，最終確定承重柱的荷載大小。依據(jù)荷載作用大小、混凝土強(qiáng)度等級(jí)等，設(shè)計(jì)合理的承重柱截面。然而對(duì)于房屋建筑結(jié)構(gòu)整體而言，并非承重柱的截面面積越大，其設(shè)計(jì)的安全性就越高。從承重柱自身而言，其截面面積越大，其承載能力越大。因此應(yīng)滿足強(qiáng)柱弱梁，使梁的破壞先于柱子破壞，正確計(jì)算梁端彎矩，把梁端彎矩降下來，加大柱截面，減少軸壓比，保證構(gòu)件有足夠的延性。因此選擇合理的承重柱截面，既能夠?qū)崿F(xiàn)房屋建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性安全，同時(shí)也能夠?qū)崿F(xiàn)建筑成本的最優(yōu)化。

2.4 不規(guī)則的處理

對(duì)樓板有較大洞口處，宜控制開洞率不超過30%，周圍板厚適當(dāng)增厚，并雙層雙向配筋，配筋率不小于0.25%;樓板錯(cuò)層處控制其高差不大于梁高;對(duì)超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，為減少溫度變化對(duì)結(jié)構(gòu)的不利影響，合理設(shè)置伸縮縫是必要的。對(duì)不便設(shè)伸縮縫的超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)除設(shè)施工后澆帶外，還應(yīng)采取其它構(gòu)造加強(qiáng)措施。如加強(qiáng)頂層屋面的保溫隔熱措施，對(duì)溫度變化較大的部位適當(dāng)配置直徑較小，間距較密的溫度鋼筋，或采用預(yù)應(yīng)力混凝土等。

2.5 挑梁荷載的合理設(shè)計(jì)

挑梁可以有效的實(shí)現(xiàn)對(duì)梁體受壓區(qū)域應(yīng)力的控制，實(shí)現(xiàn)整體結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)與穩(wěn)定。為此結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)挑梁結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)梁體受壓能力的提升。對(duì)于挑梁而言，其梁高小，則會(huì)導(dǎo)致其受壓區(qū)域相對(duì)較小，承受荷載能力有所不足。然而由于自重較小導(dǎo)致梁的延性會(huì)有所上升。豎向荷載作用時(shí)，抗脆性破壞能力有所提升。為此如何選取挑梁結(jié)構(gòu)，應(yīng)依據(jù)實(shí)際情況，選擇合理的受壓區(qū)域。

2.6抗震設(shè)計(jì)

外部因素作用中，地震作用較為特殊，因?yàn)榈卣鸷奢d作用的時(shí)間、地點(diǎn)以及強(qiáng)度都無法準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，地震活動(dòng)沒有任何規(guī)律性。一旦發(fā)生能量等級(jí)高的地震作用時(shí)，建筑物的破壞可能是毀滅性的。因此房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)對(duì)于地震荷載作用進(jìn)行充分考慮，盡可能減小地震作用對(duì)于房屋建筑的損毀程度。目前對(duì)于建筑的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)，有一些比較有效的設(shè)計(jì)方案。通常情況下，結(jié)構(gòu)對(duì)稱的建筑其荷載處于均勻狀態(tài)，建筑物的延性較大，結(jié)構(gòu)的危險(xiǎn)截面較少，因此對(duì)于抗震性能也有明顯的效果。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)始終要牢記“強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)壓弱拉”原則。加強(qiáng)薄弱部位，注意鋼筋的錨固長(zhǎng)度和構(gòu)件的延性等因素的影響。

3 結(jié)語

房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)系統(tǒng)且復(fù)雜的系統(tǒng)性工程，其荷載作用的計(jì)算、其承載能力的提升是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一個(gè)重點(diǎn)，其他的設(shè)計(jì)則圍繞這一重點(diǎn)來進(jìn)行，如梁、柱的合理布置，橫縱向的結(jié)構(gòu)的相互協(xié)調(diào)等等。為此進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的策略與優(yōu)化研究時(shí)，應(yīng)始終基于這一重心問題，不斷展開探索，才能有效提升設(shè)計(jì)水平，促進(jìn)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的發(fā)展。

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