土木工程建設中房屋建筑結構設計常見問題探討

王旭

山東中天能源工程咨詢有限公司 山東濟南 250100

1 房屋建筑結構設計概述

建筑結構的設計主要是考慮整棟建筑的情況，然后綜合考慮排水設計、通風設計、電氣設計及整棟建筑的其他方面。在實際的結構設計過程中，通常必須遵循設計經(jīng)濟，安全和美觀的原則，盡可能地提高結構的舒適性并在保證建筑設計的安全性的基礎上控制建筑的成本[1]。一般來說，建筑設計的步驟是先實施方案設計，然后進行平衡分析，最后根據(jù)分析結果來確定施工圖紙以指導后續(xù)工作。

2 土木工程建設中房屋建筑結構設計常見問題

2.1 圖紙設計問題

很多施工企業(yè)為了盡快完成施工，沒有注意圖紙設計的一些具體要求，而設計人員沒有對實際施工環(huán)境進行調(diào)查，在設計建筑圖紙時也沒有準確的施工數(shù)據(jù)。在設計過程中，很多設計師在類似的建筑項目中，習慣于使用以往的設計方案，只修改了一些設計數(shù)據(jù)，導致設計與實際施工存在嚴重的偏差，最終影響建筑設計圖紙的科學性，直接影響房屋建筑項目后續(xù)的施工[2]。

2.2 承重柱的截面設計不合理

在建筑結構設計過程中，一些設計師在對懸臂梁進行校核時，過分強調(diào)了懸臂梁的強度是否達到標準，往往忽略了一旦達到標準，懸臂梁的設計就會過小。由于建筑物懸臂梁的支承方向垂直，應在設計時檢查懸臂梁的撓度。如果建筑負荷設計太小，那么會在壓縮區(qū)域容易導致過大的壓力，導致梁內(nèi)的裂縫，影響整個建筑結構的安全與穩(wěn)定性[3]。

2.3 安全消防問題

隨著人們對房屋建筑需求不斷增加，房屋建筑的功能性直接決定了其內(nèi)部結構設計，多樣化的功能要求必然使房屋建筑結構設計也在一定程度上變得復雜，從而給建筑安全帶來一定得的影響。如很多房屋建筑結構設計過程中，一些設計者為了結構美觀性和施工控制成本的考慮，大量的在設計中使用可燃性材料進行施工，不僅使房屋建筑在發(fā)生火災的情況下，不能夠很好的對火勢進行控制，還會由于不科學的設計使火勢迅速蔓延，嚴重的威脅到房屋建筑的安全。因此，在對房屋建筑結構進行設計時，必須要加強建筑消防安全的設計考慮，通過結合實際的建筑情況使用一些防火方法，如設置防火墻、防火卷簾等。

2.4 結構體系問題

隨著土木工程建設行業(yè)的不斷發(fā)展，其中房屋建筑結構設計體系也變得非常繁多，如筒體結構體系、剪力墻結構體系、鋼筋混凝土框架結構體系等。但是很多情況下應用的這些結構體系與房屋建筑結構設計要求不符，嚴重的影響了房屋建筑結構的安全性。比如在房屋建筑結構設計中，如果平面上跨度較大且平衡度較低，就需要考慮使用梁板式房屋結構。一些房屋建筑結構設計過程中，很多的設計者沒有重視橫向和縱向的框架結構，只是將建筑結構進行美觀設計，對于一些結構來說難以承受縱向的地震作用力，從而直接對建成后的房屋建筑結構整體抗震性能產(chǎn)生影響。

3 完善建筑結構設計的相關策略

3.1 準確搜集相關資料

隨著土木工程房屋結構設計不斷的優(yōu)化，需要設計人員在進行房屋建筑結構設計時，切實做好建筑工程的實地考察工作，通過準確搜集整個房屋建筑所在地的自然地理環(huán)境、地形地貌、水文氣象等資料，還要將其與具體房屋建筑結構設計要求，與我國現(xiàn)行的相關標準要求進行充分的結合，從而使設計的結構圖紙與建筑選址的實際情況相吻合，從而使設計圖紙具有一定的科學性、合理性及可行性。因此，在設計過程中，設計人員在計算相關參數(shù)時可以利用電子計算機技術，通過一些BIM等軟件系統(tǒng)進行三維建模，這樣能夠使房屋建筑結構設計全方位、立體地展示出來，從而幫助設計人員了解房屋建筑結構設計中存在的一些問題，并及時的進行調(diào)整改善。

3.2 科學設計承重柱截面

因為承重柱是維護房子的安全性和穩(wěn)定性的關鍵，承重部分應該是科學設計的。首先根據(jù)相關規(guī)范對承重柱的荷載進行校核和減載，最后確定承重柱的荷載工況。然后根據(jù)混凝土的強度和負荷作用，對承重柱的部分進行了合理的設計。但并不是說承重截面越大，建筑的安全性就越好。對于承重柱，橫截面面積越大，承載力就越大，但整體結構的重量會增加，這就相應地增加了建造工程的成本，對設計者的要求也更高。因此，在進行承載力截面設計時，應考慮建筑物結構的安全性和建筑成本[4]。

3.3 注重整體結構設計的優(yōu)化

一般而言，排水系統(tǒng)位于地下室，各種管道將安裝在其他空間。然而，在管道設計過程中，往往容易穿透梁或柱，這也是設計師需要充分注意的。為了盡可能避免這種設計，設計人員必須加固排水管道通過的承重墻的墻體。此外，在天然氣管道的安裝過程中，設計者必須注意與橫梁主體相關的安裝孔，使其與整面墻的寬度保持一致，以便在后期的安裝過程中使其更平滑。

3.4 結構形式的合理選擇

在選擇建筑結構時，我們必須考慮建筑的使用，功能，安全和穩(wěn)定性。一般來說，高層建筑的主要結構形式有框架結構、框架-剪力墻結構、剪力墻結構等。對于不同的結構形式，在設計優(yōu)化中有不同的優(yōu)化方案，比如剪切壁結構，我們可以優(yōu)化連接梁的設計。通過提高連接梁的界面剛度，可以有效地提高整體結構的抗震性能。隨著連接梁的剛度增加，分配的彎曲力矩也會增加，而構件的加固量也會隨之增加。然而，這會造成一定的材料浪費。當剪力墻結構被廣泛應用于結構設計時，結構的橫向剛度會增加，但相應的結構位移會相對減小，隨著橫向剛度的增加，地震作用將會增加。