房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中常見問題

摘要：本文主要從房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的特點入手，針對其設(shè)計存在的問題以及加強其結(jié)構(gòu)設(shè)計的措施進行了分析。

關(guān)鍵詞：房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計;問題;措施

一、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的特點

1、設(shè)計的主要因素是水平力

在低層房屋和多層房屋的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，一般受以重力為代表的豎向荷載控制。但是對高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計產(chǎn)生重要影響的盡管有豎向荷載，但起決定性作用的則是水平荷載。這主要是因為在豎向構(gòu)件中，建筑自身的重量和樓面使用荷載所引起的軸力和彎矩的數(shù)值，僅與建筑高度的一次方成正比;但是水平荷載對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的傾覆力矩，以及在豎向構(gòu)件中由此所引起的軸力，與建筑高度的兩次方成正比。同時，建筑具有一定的高度，在大體上其豎向荷載是定值，而地震作用和風(fēng)荷載是水平荷載，隨著不同的結(jié)構(gòu)動力性，它的數(shù)值變化也較大。

2、側(cè)移成為結(jié)構(gòu)設(shè)計中的關(guān)鍵因素

不同于較低的樓房，在高樓的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，側(cè)移成為控制指標。在水平荷載下，結(jié)構(gòu)的側(cè)移變形隨著樓房高度的增加而迅速增大，所以應(yīng)該在一限度之內(nèi)控制在水平荷載作用下結(jié)構(gòu)的側(cè)移。

3、具有更高的抗震設(shè)計要求

對于高層建筑進行結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)防設(shè)計，在考慮正常使用時的風(fēng)荷載和豎向荷載的同時，還必須保證結(jié)構(gòu)的抗震性能良好，確保在小震的情況下不損壞，在大地震時不倒塌。

二、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計原則

首先選擇合理結(jié)構(gòu)計算簡圖，在結(jié)構(gòu)節(jié)點除鉸節(jié)點和鋼節(jié)點外選擇與計算簡圖相適應(yīng)構(gòu)造方法，將誤差控制在一定范圍內(nèi)保證高層建筑安全。對高層建筑結(jié)構(gòu)類型、施工情況、荷載分布等問題進行綜合性分析選擇最合理基礎(chǔ)設(shè)計方案。高層房屋平面宜簡單、規(guī)則、對稱，受力設(shè)計力求簡單明晰，使結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度中心、建筑平面形心、建筑物質(zhì)量中心重合，從而最大限度規(guī)避扭轉(zhuǎn)破壞現(xiàn)象。一般來講，高層建筑結(jié)構(gòu)可以是方形的，也可以是圓形或矩形，甚至是十字形、Y形、T形、L形。但是無論是哪種建筑形式，其平面尺寸起碼要符合設(shè)計規(guī)范。高層結(jié)構(gòu)房屋豎向的強度和剛度宜均勻、連續(xù)，無突變。大幅度的外挑、內(nèi)收都不可取，否則極易產(chǎn)生錯層或局部夾層等缺陷。另外，同一樓層宜采用統(tǒng)一的樓面標高，且豎向結(jié)構(gòu)層間剛度上下均勻，確保很好的連接和傳力。

三、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中常見問題

1、房屋建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計問題

俗話說的好，基礎(chǔ)決定上層建筑，由此可見房屋建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的重要性。但是，對現(xiàn)階段房屋建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)調(diào)查顯示，在設(shè)計工作中存在嚴重的不規(guī)范性、不科學(xué)性，嚴重影響了房屋建筑基礎(chǔ)的施工質(zhì)量，如有些設(shè)計工作人員在基礎(chǔ)設(shè)計工作中，并沒有做好大量的地質(zhì)勘查工作，而是根據(jù)施工方面人員提供的口頭數(shù)據(jù)開展基礎(chǔ)設(shè)計工作，這樣設(shè)計人員在沒有準確數(shù)據(jù)情況下所設(shè)計的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)圖，可想而知施工后建筑基礎(chǔ)的質(zhì)量。另外，現(xiàn)階段國內(nèi)大多數(shù)民用建筑在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計中并沒有對荷載情況進行嚴格規(guī)范，這也是民用建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計常見問題之一，對此，設(shè)計人員應(yīng)該將這一問題重視起來，對建筑基礎(chǔ)荷載數(shù)據(jù)進行準確標明，避免基礎(chǔ)滿負荷，影響整體建筑的質(zhì)量、安全。再次，有些設(shè)計人員對于各類地質(zhì)災(zāi)害的認識存在片面性，對于一些軟土地段建筑地基設(shè)計工作中，在沒有得到準確勘測數(shù)據(jù)的情況下只憑自己的經(jīng)驗草率設(shè)計基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，給房屋建筑的質(zhì)量、安全埋下隱患。

2、忽視縱向框架的設(shè)計

進行框架結(jié)構(gòu)設(shè)計時，忽視了縱向框架的設(shè)計，只注意了橫向框架的設(shè)計?，F(xiàn)階段，在我國最新的建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計規(guī)范中要求了水平地震的作用應(yīng)按照兩個主軸的方向進行計算的，那么該方向的抗側(cè)力構(gòu)件就應(yīng)承擔本方向的地震作用。

四、強化房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的具體措施

1、構(gòu)造結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化模型

構(gòu)建結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的模型函數(shù)可以科學(xué)地估量房屋的造價，因此確定這個優(yōu)化模型至關(guān)重要，一般是選用那些對最后的結(jié)果即整體的建筑設(shè)計影響很大的建筑設(shè)計的因素作為所建立的結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化模型的自變量，選擇對建筑設(shè)計影響大的因素作為計算的自變量能夠使后續(xù)的分析的工作順利進行。在確立了自變量之后要進一步確定目標函數(shù)，目標函數(shù)一般選取的因素是最后的建筑設(shè)計的優(yōu)化的表現(xiàn)即為最終的建筑造價。此外，構(gòu)建這個函數(shù)需要滿足一定的限制的條件。在約定的條件下進行函數(shù)的運算。

2、加強對基礎(chǔ)設(shè)計

房屋建筑結(jié)構(gòu)的地基基礎(chǔ)直接影響到建筑結(jié)構(gòu)工程的整體穩(wěn)定性，對于整個房屋建筑都有著巨大的影響，因此，在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計前，應(yīng)當首先加強對地勘資料的研究。設(shè)計單位應(yīng)結(jié)合房屋建筑規(guī)范對當?shù)氐乃牡刭|(zhì)條件進行深入的調(diào)查和研究，充分收集當?shù)仄渌课萁ㄖこ痰脑O(shè)計資料，借以從中找出對房屋建筑設(shè)計有影響的因素，對優(yōu)點加以改進和創(chuàng)新，根據(jù)缺陷制定出相應(yīng)的規(guī)避措施，以保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的不利影響降到最低，做到因地制宜，從而有效提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量，保證后續(xù)工程施工的順利進行，同時提高建筑工程施工的質(zhì)量和效率。

3、建筑抗震設(shè)計

近年來，我國多個地區(qū)發(fā)生了不同級別的地震，這對我國人民的生活以社會的發(fā)展都有一定的限制，地震導(dǎo)致了多起因房屋建筑質(zhì)量不到位而引發(fā)悲劇。房屋建筑的抗震優(yōu)化應(yīng)該被充分地重視起來，結(jié)合抗震的設(shè)計方案和房屋整體的設(shè)計來進行房屋的建筑設(shè)計，這樣才能保障房屋的抗震性能。因為地震不可預(yù)料，地震的級別以及區(qū)域更是不確定的，因此，很難根據(jù)一個地區(qū)的實際情況來進行抗震的設(shè)計。這時可采用概念設(shè)計的方法來進行房屋的建筑設(shè)計，綜合考慮房屋的各方面的設(shè)計因素。在抗震的設(shè)計中至少要能夠保障以下幾點：房屋在遇到級別小的地震時能夠不被破壞;遇到中級的地震能夠保持不倒而進一步地進行修復(fù);遇到大級別的地震時房屋能夠不被地震震倒，防止因為房屋建筑的原因造成人員傷亡。在進行房屋的優(yōu)化建筑的理念中常見的一種為多道設(shè)防，這種方案是為了減輕房屋倒塌對于人們的影響。這種理念具體是在發(fā)生地震時，房屋的主要的骨架部分非常堅固，沒有倒塌，只是房屋的一些次要的部分發(fā)生不同程度的損壞。

4、建筑主梁以及剛性樓面設(shè)計

主梁結(jié)構(gòu)作為房屋建筑物的支撐骨架以及重要構(gòu)件在現(xiàn)代房屋建筑設(shè)計中占有很高的地位，對于確保建筑物的安全性和穩(wěn)定性具有極其重要的作用。值得注意的是，在設(shè)計主梁和次梁結(jié)構(gòu)中，必須增加次梁處的箍筋，從而提高主次梁的抗震、抗剪、抗壓能力。其次，在設(shè)計剛性樓面時，為了避免出現(xiàn)根本性的錯誤，應(yīng)盡可能采用剛性樓面設(shè)計，盡量避免凹槽缺口過深、外伸翼塊過長或者大開洞等問題。而且，應(yīng)注意合理安排配筋構(gòu)造以及建筑結(jié)構(gòu)布置，從而確保結(jié)構(gòu)的使用性能。若平面不能滿足剛性樓板設(shè)計，必須在洞口邊以及連系梁板之間增加暗梁邊梁設(shè)計，使梁板配筋量適當增加。

5、剪力墻設(shè)計

短肢剪力墻是指為墻肢截面高厚比為5～8的墻，新規(guī)范根據(jù)實驗數(shù)據(jù)和實際經(jīng)驗，對短肢剪力墻在高層建筑中的應(yīng)用增加了相當多的限制，這樣一來工程設(shè)計師在高層建筑的設(shè)計時就應(yīng)避免使用短肢剪力墻，以減少后續(xù)工作中的麻煩。選擇較長剪力墻的設(shè)計時，加入開洞設(shè)計，但是要注意當墻段高寬比大于2時一般為彎曲破壞，墻段高寬比小于2時一般為剪切破壞，因此每個獨立墻段的總高度與其截面高度之比不應(yīng)小于2，這樣可以充分提高剪力墻的延性，避免高層建筑的脆性破壞。另外，考慮到單片剪力墻若承擔過大的水平剪力可能會被最先破壞，就會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件依次被破壞，因此在開洞時要形成弱連梁，這樣就要求開結(jié)構(gòu)洞時一定要開大洞，連梁跨高比宜大于6，這樣才能使較長剪力墻開洞后形成兩個較獨立的墻肢，避免洞口較小時剪力墻因為側(cè)向剛度較大，遭到剪切脆性破壞，但是應(yīng)當注意的是，墻肢截面高度不宜大于8m，否則不利于高層建筑結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定。

結(jié)束語

總之，房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計在很大程度上影響著整個房屋建筑質(zhì)量，是促進房屋建筑質(zhì)量水平有效提高的重要措施，因此，在具體的房屋建筑施工中，要注重房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，促進其發(fā)展。

參考文獻：

[1]王艷輝. 淺談房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中常見問題分析[J]. 中小企業(yè)管理與科技（下旬刊），2010，02：169-170.

[2]朱葛明. 房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中常見問題及對策分析[J]. 科技傳播，2014，06：34+30.

[3]劉妍. 淺談房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的常見問題與解決對策[J]. 四川水泥，2014，12：294+306.