土木工程建設(shè)中房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常見(jiàn)問(wèn)題探討

劉羽翔

摘要：現(xiàn)代化建筑工程不僅要具有使用價(jià)值，并且在美觀上也應(yīng)當(dāng)具有一定的價(jià)值。因此，根據(jù)這樣的理念，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，一定要從五個(gè)基本問(wèn)題進(jìn)行考慮，其中主要包括有：施工便利、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀、實(shí)用等方面，這樣也要求在設(shè)計(jì)建筑工程時(shí)，一定要盡最大程度上保證房屋建筑工程的安全性和穩(wěn)定性，這樣才能保證建筑工程結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。另外，采取適當(dāng)?shù)膬?yōu)化設(shè)計(jì)方式，對(duì)房屋建筑工程外觀性，也有著一定的提升，為人們帶來(lái)了良好的視覺(jué)效果。

關(guān)鍵詞：土木工程；房屋建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；常見(jiàn)問(wèn)題

引言

從建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的角度來(lái)說(shuō)，通過(guò)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化不僅可以促進(jìn)建筑物造型、外觀以及功能的提升，同時(shí)還能有效提高結(jié)構(gòu)的受力性能，節(jié)省施工材料的同時(shí)，降低施工的成本。在進(jìn)行建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的同時(shí)需要采取適當(dāng)?shù)牟呗詫?duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，在保證建筑物功能的基礎(chǔ)上，保證建筑物的各項(xiàng)性能和指標(biāo)都達(dá)到設(shè)計(jì)要求，同時(shí)提高建筑物的穩(wěn)定性和安全性。

1、土木工程建設(shè)中房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析

1.1鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

當(dāng)下，在土木工程建設(shè)中，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是最常用的一種建筑結(jié)構(gòu)形式，通過(guò)鋼筋與混凝土的完美融合達(dá)到建筑工程的整體穩(wěn)定效果.在使用時(shí)，需要對(duì)鋼筋質(zhì)量和混凝土質(zhì)量加以控制，確保其性能能夠滿足設(shè)計(jì)、施工要求。如果材料選擇出現(xiàn)問(wèn)題，勢(shì)必會(huì)造成土木工程結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定，影響建筑質(zhì)量和施工進(jìn)度，甚至造成成本費(fèi)用的增加。工作人員在進(jìn)行鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中，必須確保結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量，嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范進(jìn)行操作，控制好鋼筋混凝土的配置條件，最大限度提升鋼筋混凝土整體質(zhì)量。在施工中，工作人員進(jìn)行原材料的采購(gòu)時(shí)，應(yīng)該提高對(duì)混凝土原材料的使用，對(duì)于混凝土當(dāng)中的水泥、礫石、骨料、配比等都要嚴(yán)格控制，通過(guò)科學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行合理的混凝土拌制。在鋼筋選擇時(shí)，根據(jù)施工需要對(duì)鋼筋的柔性和剛性做好判斷。確保鋼筋混凝土材料都滿足合格標(biāo)準(zhǔn)，提升土木工程結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。

1.2剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

①我們應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)剪力墻的平面布置。我們?cè)趯?duì)剪力墻進(jìn)行平面布置的時(shí)候，應(yīng)該要盡量得遵循一些均勻和對(duì)稱性的原則，從而有效的對(duì)墻面結(jié)構(gòu)自身的剛度和質(zhì)量進(jìn)行平衡控制，這樣才能使其更好的滿足抗震設(shè)計(jì)的要求。②我們還要加強(qiáng)對(duì)邊緣構(gòu)件的約束管理。在實(shí)際的施工過(guò)程中，我們經(jīng)常會(huì)將邊緣構(gòu)件分為有約束和無(wú)約束兩種邊緣構(gòu)件。這兩種構(gòu)件相比較而言，沒(méi)有約束邊緣的矩形截面積的極限承載力大大的降低了40%，而極限的位移的角度也較少了很多，這樣都會(huì)對(duì)整個(gè)墻外的穩(wěn)定性造成很大的阻礙和影響，。為此，我們?cè)谑菍?shí)際的設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)該嚴(yán)格的按照不同的級(jí)別類型來(lái)對(duì)剪力墻的尺寸比例進(jìn)行有效的分析和比較，從而選擇最為合適的邊緣構(gòu)件。③我們還要對(duì)剪力墻強(qiáng)身的鋼筋進(jìn)行合理的分析和設(shè)計(jì)。例如：我們對(duì)鄉(xiāng)鎮(zhèn)一二級(jí)抗震建筑物的設(shè)計(jì)應(yīng)該在0.25%以下，不是抗震建筑或者四級(jí)抗震建筑的設(shè)計(jì)應(yīng)該在0.2%左右。

2、土木工程建設(shè)中房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常見(jiàn)問(wèn)題

2.1圖紙?jiān)O(shè)計(jì)問(wèn)題

由于時(shí)間的限制和其他因素的影響，一些建筑企業(yè)為了完成總體住房建設(shè)盡快施工，圖紙都沒(méi)有給予太多的關(guān)注，在建筑環(huán)境設(shè)計(jì)中不是具體的房屋進(jìn)行實(shí)地考察，準(zhǔn)確收集相關(guān)信息的情況下匆忙開(kāi)始設(shè)計(jì)圖紙。由于設(shè)計(jì)者對(duì)每層混凝土梁柱結(jié)構(gòu)的房屋構(gòu)造缺乏足夠的了解，所以建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)圖紙不夠合理和科學(xué)，不僅直接影響后續(xù)房屋的施工，而且對(duì)施工的整體質(zhì)量也有不利的影響。

2.2建筑選址問(wèn)題

根據(jù)我國(guó)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)要求，在地形建筑結(jié)構(gòu)選型應(yīng)避免非巖質(zhì)邊坡，或比較大的山丘和基礎(chǔ)的高度差是相對(duì)薄弱的河坡和地下水相對(duì)發(fā)達(dá)地區(qū)。如果要在這樣的地形上建房子，就要選擇密度比較大、比較均勻的硬土場(chǎng)地，避免緊急疏散通道和相關(guān)場(chǎng)所的土地。

2.3結(jié)構(gòu)關(guān)系問(wèn)題

在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和布局設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)者需要結(jié)合周圍街道的寬度，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)具體的建筑規(guī)模。在建筑頂部，裙子的位置也需要相互平衡，使整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)具有良好的美感和平衡感。但我發(fā)現(xiàn)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一部分，平面深度只有約11m，高寬比大于9，與結(jié)構(gòu)樓層位移比是完全不符合規(guī)格的線。因此，有必要對(duì)住宅結(jié)構(gòu)進(jìn)行再設(shè)計(jì)。

3、設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在房屋建筑結(jié)構(gòu)中的具體運(yùn)用

3.1空間整體布局的優(yōu)化

（1）設(shè)計(jì)人員一定要整體性和前瞻性的設(shè)計(jì)意識(shí)，從整體逐漸向細(xì)節(jié)深入。同時(shí)，在設(shè)計(jì)優(yōu)化的過(guò)程中，通過(guò)對(duì)整體結(jié)構(gòu)與選擇材料和構(gòu)建合理布置，以及良好的配合，達(dá)到房屋建筑結(jié)構(gòu)中最大的承載能力、穩(wěn)定性和安全性，保證了房屋建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。（2）一定要嚴(yán)格遵循著我國(guó)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)各項(xiàng)參數(shù)存在的誤差，進(jìn)行嚴(yán)格的控制。另外，在空間規(guī)劃的過(guò)程中，對(duì)光線的采光性，一定要作為重點(diǎn)考慮的對(duì)象。同時(shí)，在朝向方面，一般都是選擇雙陽(yáng)或者南北的格局，這樣可以在一定程度上保證采光的穩(wěn)定性，也降低了能源的大量消耗。例如：在我國(guó)某在建筑工程空間結(jié)構(gòu)優(yōu)化的過(guò)程中，為了保證良好的采光度，以“南北設(shè)計(jì)”為主，使其空間在大部分的時(shí)間內(nèi)，可以感受到外界的陽(yáng)光，也為人們提供了良好的居住環(huán)境。

3.2結(jié)構(gòu)計(jì)算參數(shù)的優(yōu)化

房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)非常繁瑣的工作，所包含的參數(shù)有很多，若是任何一個(gè)參數(shù)存在著較大的誤差，都會(huì)影響建筑工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、安全性以及舒適性。因此，在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的過(guò)程中，一定要對(duì)各項(xiàng)計(jì)算參數(shù)作為重點(diǎn)的優(yōu)化對(duì)象，可以利用計(jì)算機(jī)對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的判斷，提升各項(xiàng)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。同時(shí)，在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的過(guò)程中，一定要保證輸入構(gòu)件尺寸、幾何圖運(yùn)行和結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，避免出現(xiàn)計(jì)量誤差。另外，在選擇計(jì)算參數(shù)的時(shí)候，一定要根據(jù)建筑工程結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況，進(jìn)行計(jì)算機(jī)相應(yīng)的編程工作，這樣可以在一定程度上保證各項(xiàng)設(shè)計(jì)結(jié)果的準(zhǔn)確性。但是，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，也不能一味依靠計(jì)算機(jī)技術(shù)，還要根據(jù)計(jì)算模型以及設(shè)計(jì)人員自身的經(jīng)驗(yàn)，保證房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的可靠性。

3.3結(jié)構(gòu)形式的合理選擇

結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中，進(jìn)行結(jié)構(gòu)的選型是非常重要的。結(jié)構(gòu)的選型需要和建筑物的用途、功能、環(huán)境、安全性、穩(wěn)定性等各個(gè)方面的因素都結(jié)合在一起進(jìn)行充分考慮，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)形式的選擇時(shí)還需要因地制宜進(jìn)行充分考慮。對(duì)于高層建筑來(lái)說(shuō)，一般采取的主要結(jié)構(gòu)形式包括框架結(jié)構(gòu)、框剪結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)等。不同的結(jié)構(gòu)形式有不同的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案，比如說(shuō)對(duì)于剪力墻結(jié)構(gòu)，在進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的時(shí)候就可以針對(duì)連梁進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，增大連梁的界面剛度是可以有效提高整個(gè)結(jié)構(gòu)的抗震性能的，由于剛度的增加，連梁分配到的彎矩就會(huì)增大，構(gòu)件的配筋量就會(huì)增加，采用這樣的設(shè)計(jì)方案顯然是會(huì)造成材料的浪費(fèi)的。如果大范圍采用剪力墻結(jié)構(gòu)，雖然整個(gè)結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度會(huì)增加，對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)位移也會(huì)減少，但是地震作用也會(huì)隨著抗側(cè)剛度的增加而增加，整個(gè)結(jié)構(gòu)的造價(jià)就會(huì)受到影響。

4、結(jié)束語(yǔ)

綜合上面的分析，在進(jìn)行土木工程房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)是不僅需要對(duì)項(xiàng)目的成本進(jìn)行合理的優(yōu)化和降低，同時(shí)還需要關(guān)注建筑物的功能型以及產(chǎn)生的社會(huì)價(jià)值，在對(duì)土地資源進(jìn)行合理運(yùn)用的基礎(chǔ)上有效控制對(duì)應(yīng)的資金投入，使得建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)得到充分發(fā)揮。

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