對建筑房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見問題的研究

許燕華

摘 要：房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在整個(gè)房屋建造的流程中起著至關(guān)重要的作用。房屋設(shè)計(jì)必須本著安全、經(jīng)濟(jì)、適應(yīng)性強(qiáng)和美觀的原則，但是設(shè)計(jì)中難免會(huì)出現(xiàn)少許錯(cuò)誤。文章將從實(shí)際出發(fā)，探討在建筑設(shè)計(jì)當(dāng)中可能出現(xiàn)的問題。

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

中圖分類號：TU318 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：1006-8937（2015）14-0157-01

隨著生活水平的不斷提高，人民對住房品質(zhì)的要求也越來越高。建筑結(jié)構(gòu)的安全性、可靠性事關(guān)人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，建筑工作者在設(shè)計(jì)工作中必須細(xì)致認(rèn)真，確保房屋質(zhì)量安全。

1 房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中梁、柱以及地基方面的問題

1.1 地質(zhì)資料不足

由于缺乏地質(zhì)勘測或者勘測資料不足，設(shè)計(jì)人員很難對房屋的地基和基礎(chǔ)進(jìn)行安全合理的設(shè)計(jì)。只有在具體詳細(xì)的地質(zhì)資料的支持下，結(jié)合待建建筑的類型和上層結(jié)構(gòu)，才能提出較為合理的地基以及基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)劃。當(dāng)前存在一些設(shè)計(jì)人員只是參照附近建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)資料或者依靠建筑單位所給資料盲目進(jìn)行建筑地基及基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)。如果他們提供的資料不完全甚至不準(zhǔn)確，地基及基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)是缺乏安全性的，要知道僅僅是土地耐力容許值一點(diǎn)小小的誤差，對地基及其基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)的影響也是極其大的。

1.2 對缺陷地基處理不當(dāng)

現(xiàn)在仍有一大批設(shè)計(jì)人員僅靠經(jīng)驗(yàn)來對缺陷地基進(jìn)行處理。例如在處理缺陷軟弱基礎(chǔ)時(shí)，設(shè)計(jì)人員沒有意識(shí)到對缺陷軟弱地基處理不當(dāng)可能會(huì)造成的嚴(yán)重后果，僅憑經(jīng)驗(yàn)錯(cuò)誤的認(rèn)為稍微提高土地的承載力就可以完成對缺陷地基的加固，單純的以土墊層或砂墊層對地基進(jìn)行加強(qiáng)處理。這種不計(jì)算墊層厚度寬度的地基加固方式很難保證建筑的安全性和穩(wěn)固性。

1.3 建筑設(shè)計(jì)中對梁、柱的荷載數(shù)值計(jì)算錯(cuò)誤

按照建筑設(shè)計(jì)規(guī)范操作，建筑的梁、柱的荷載數(shù)值應(yīng)該是相應(yīng)的承重負(fù)荷乘以折減系數(shù)，這樣才能得到規(guī)范、合理、安全的數(shù)值。但在實(shí)際工作當(dāng)中，很多設(shè)計(jì)人員只是憑借經(jīng)驗(yàn)來估算一個(gè)大致的數(shù)值。

1.4 樁之間的距離太小

樁距太小普遍存在于實(shí)際設(shè)計(jì)工作當(dāng)中，尤其是試樁、錨樁之間的樁更是不滿足設(shè)計(jì)規(guī)范中對樁距的規(guī)定，這會(huì)影響試樁結(jié)果的準(zhǔn)確性。

1.5 設(shè)計(jì)的建筑高度寬度超過行業(yè)規(guī)范的最高限定值

事實(shí)證明，建筑的層數(shù)越多，高度越高，建筑的抗震能力就會(huì)越弱，控制樓層高度成為一種防震減災(zāi)的必要措施?，F(xiàn)行建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50011-2010）對高層建筑的高度和層數(shù)有明確的規(guī)定。在實(shí)際建筑設(shè)計(jì)過程，投資商為了追求利益的最大化，往往要求設(shè)計(jì)師在不超過最高限定高度的情況下盡可能的增加層數(shù)，這是絕對不允許的。因?yàn)樵O(shè)計(jì)中建筑總高度和總層數(shù)應(yīng)同時(shí)滿足限定的最高值，樓蓋質(zhì)量約占房屋總質(zhì)重的一半，在高度一定的情況下，每多一層就會(huì)增加半層樓的側(cè)向地震作用。在強(qiáng)烈的震感下，由于樓層過高帶來的底部傾斜力矩過大會(huì)導(dǎo)致底部墻體承受更大的壓力。

1.6 在樓層平面剛度設(shè)計(jì)時(shí)存在的問題

某些設(shè)計(jì)人員缺乏基本的結(jié)構(gòu)概念和基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)布置知識(shí)，只是盲目的利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來計(jì)算樓板變形的數(shù)據(jù)，由計(jì)算機(jī)計(jì)算得來的數(shù)據(jù)在數(shù)學(xué)力學(xué)模型是成立的，但這只是一種理想的狀態(tài)，無法真正得出樓板的形變數(shù)據(jù)。一味的根據(jù)計(jì)算機(jī)得出的數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)樓層結(jié)構(gòu)，其設(shè)計(jì)定然存在不安全成分或者某些部分設(shè)計(jì)的抗變形能力要比實(shí)際需求大得多，造成安全儲(chǔ)備過剩。為了使程序的計(jì)算結(jié)果盡可能符合結(jié)構(gòu)的真實(shí)情況，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)該將樓層設(shè)計(jì)為剛性。但在樓層的剛性設(shè)計(jì)中應(yīng)遵循以下兩個(gè)原則：

①在建筑設(shè)計(jì)甚至在設(shè)計(jì)方案時(shí)就應(yīng)該避免樓層開洞、過長外延翼塊、凹槽缺口太深等設(shè)計(jì)。

②對于一些建筑使用效果必須滿足但是樓層的剛性無法達(dá)到其要求時(shí)，可以才用增加斜向配筋或雙層配筋等方法來滿足設(shè)計(jì)對樓層的剛性要求。

2 解決辦法

2.1 增強(qiáng)砌體房屋的剛度及整體性

從定義上講，房屋是由橫向縱向的承重結(jié)構(gòu)，四周的圍墻，樓蓋組成結(jié)構(gòu)體系。其抗震剛度主要取決于房屋的空間剛度和整體穩(wěn)定性，所以房屋結(jié)構(gòu)抗震能力強(qiáng)弱由房屋的空間剛度和整體穩(wěn)定性決定。樓蓋保持一定剛性才能保證各個(gè)抗側(cè)力構(gòu)件按照剛度合理分配傾覆力矩的關(guān)鍵?，F(xiàn)在一次澆筑成型的混凝土樓蓋整體穩(wěn)定性好，水平剛度大，可以滿足剛性樓蓋的要求，是理想的抗震組件。另外，采用混凝土樓蓋還可以適當(dāng)放松對墻體的要求。

2.2 合理的安排縱墻和橫墻的位置

合理對縱墻、橫墻進(jìn)行位置的規(guī)劃，對減小地震對房屋的危害有著重要的意義?？v橫墻體是房屋主要的承重結(jié)構(gòu)。在布置縱、橫墻體時(shí)，墻體的分布應(yīng)當(dāng)均勻、對稱，在水平方向上應(yīng)當(dāng)高度一致且平行對齊，在豎直方向，上下兩層的墻體應(yīng)當(dāng)在一條直線上。多層磚混建筑的承重墻大多是橫墻或者是縱墻，而約束墻偏少，導(dǎo)致在非承重方向上房屋的剛性較差。這樣的建筑結(jié)構(gòu)整體剛度較差，如果位于地震帶上，極有可能由于非承重方向失穩(wěn)導(dǎo)致建筑崩塌。多層磚混建筑應(yīng)當(dāng)在橫、縱兩個(gè)方向上都布置承重墻，這樣可以預(yù)防地震時(shí)非承重方向上墻體的側(cè)拉變形，提高建筑空間的剛度以及整體性。

2.3 用組合結(jié)構(gòu)代替單一結(jié)構(gòu)

在設(shè)計(jì)高層建筑時(shí)，采用組合結(jié)構(gòu)比單純采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)要有更好的靜、動(dòng)工作性能，而且節(jié)約鋼材，減少環(huán)境污染。

3 結(jié) 語

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一個(gè)需要付出大量體力、腦力勞動(dòng)的工作，同時(shí)也是考驗(yàn)一名建筑設(shè)計(jì)師責(zé)任心的工作。設(shè)計(jì)師在工作中應(yīng)當(dāng)對經(jīng)常遇到的問題不斷的進(jìn)行歸納總結(jié)，從而不斷地提高自己的業(yè)務(wù)水平。為了使設(shè)計(jì)作品有更高的水準(zhǔn)，設(shè)計(jì)工作者應(yīng)當(dāng)具備扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)，活躍的思維和一絲不茍的工作態(tài)度。在工作中嚴(yán)格按照現(xiàn)行建筑設(shè)計(jì)規(guī)范中的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行，不搞經(jīng)驗(yàn)主義，落實(shí)勘察工作，注重細(xì)節(jié)，將設(shè)計(jì)工作當(dāng)成一門藝術(shù)。

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