房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的常見問題及對策

馮寅和

摘? 要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各種房屋建筑的結(jié)構(gòu)和功能愈發(fā)復(fù)雜，人們對房屋建筑的要求也不斷提高。房屋建筑的功能與其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有緊密的聯(lián)系，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性對整個(gè)建筑質(zhì)量有重要影響。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作具有一定的系統(tǒng)性，在確保能夠滿足人們對房屋的需求時(shí)，還要確保整個(gè)建筑的安全，這就需要設(shè)計(jì)人員對房屋結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體統(tǒng)籌。該文主要對房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見的問題進(jìn)行分析，并提出解決對策，以便為行業(yè)發(fā)展提供借鑒。

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

中圖分類號： TU318? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

進(jìn)入21世紀(jì)以來，國內(nèi)城鎮(zhèn)化速度不斷加快，各種建筑工程不斷涌現(xiàn)，而建筑工程中常見的房屋建筑數(shù)量也不斷增加。由于房屋建筑與人們?nèi)粘Ｉ罹o密相連，因此也受到了社會的廣泛關(guān)注，建筑設(shè)計(jì)師在對房屋進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)也經(jīng)常遇到很多問題，處理不當(dāng)會對屋建筑質(zhì)量有很大影響。設(shè)計(jì)人員要與建筑地點(diǎn)的文化、風(fēng)俗、氣候和地理狀況等相結(jié)合，進(jìn)而設(shè)計(jì)出符合當(dāng)?shù)貭顩r的建筑方案，滿足人們需求，確保設(shè)計(jì)科學(xué)、合理。

1 房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問題

1.1 地基設(shè)計(jì)方面的問題

近些年，房屋建筑數(shù)量不斷增加，特別是層數(shù)比較多的建筑，數(shù)量越來越多，工作量的加大使得部分審批部門在進(jìn)行質(zhì)量審批的過程中不夠系統(tǒng)、規(guī)范，部分審批人員為了減少工作量，簡單地進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)資料的參照，而并沒有對實(shí)際施工地點(diǎn)環(huán)境、地質(zhì)和水文等情況進(jìn)行詳細(xì)探查。在房屋建筑中，房屋地基的設(shè)計(jì)對整個(gè)建筑的質(zhì)量有非常關(guān)鍵的影響，也與人們?nèi)粘０踩兄o密聯(lián)系，地基設(shè)計(jì)必須達(dá)到科學(xué)、穩(wěn)定、安全等要求。而且對地基進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，勘察地質(zhì)也是非常必要的一項(xiàng)工作。但實(shí)際上，部分設(shè)計(jì)人員會忽視這方面的工作，對實(shí)際施工時(shí)影響地基穩(wěn)定的相關(guān)因素也沒有全面考慮，導(dǎo)致地基不穩(wěn)的現(xiàn)象，對整個(gè)房屋建筑質(zhì)量都有很大負(fù)面影響[1]。

1.2 建筑的框架設(shè)計(jì)不合理

有些設(shè)計(jì)人員對房屋建筑的框架進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，只關(guān)注橫向框架，而忽視了縱向框架的設(shè)計(jì)，但是在房屋建筑框架中，橫向與縱向框架的設(shè)計(jì)都是非常重要的，需要兩者互相配合，共同發(fā)揮作用，由于橫向和縱向框架功能也有很大差異，為此設(shè)計(jì)時(shí)需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行區(qū)分。縱向框架在房屋遇到地震時(shí)可以防止地震波的縱波帶來的影響，但是設(shè)計(jì)人員可能會犯這樣的錯(cuò)誤：在對承重柱進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，其高度比實(shí)際應(yīng)用高度低。一般的，框架柱的模板=框架柱周長×框架柱支模高度。

1.3 設(shè)計(jì)人員的問題

設(shè)計(jì)需要提前進(jìn)行調(diào)查，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)，但有的設(shè)計(jì)人員在沒有進(jìn)行仔細(xì)調(diào)查的條件下，就直接進(jìn)行設(shè)計(jì)，并沒有與建筑實(shí)際情況相結(jié)合，導(dǎo)致建筑的安全性能得不到保障。而且房屋建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)非常復(fù)雜，需要設(shè)計(jì)人員有良好的全局觀，對建筑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面分析，對各個(gè)部件實(shí)際功能進(jìn)行科學(xué)考量，然后借助自身專業(yè)技能，進(jìn)行科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，但是，一些設(shè)計(jì)人員由于自身專業(yè)性等方面的限制，設(shè)計(jì)時(shí)可能缺乏科學(xué)的全局觀，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面存在不少缺陷。

1.4 圖紙方面的問題

房屋建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙也非常重要，但是設(shè)計(jì)圖紙的信息卻無法清晰表述，圖紙的細(xì)節(jié)表述也存在一些問題，對建筑很多細(xì)節(jié)沒有很好的交代，這就會給實(shí)際施工帶來很大困難，如果不對計(jì)量單位進(jìn)行統(tǒng)一，計(jì)算數(shù)值時(shí)就會存在很大的誤差。而且在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，一些圖紙的信息和施工現(xiàn)場狀況也不相符，設(shè)計(jì)的圖紙無法有效地反映現(xiàn)場信息，或者信息的表達(dá)不夠精確等。圖紙表述不清晰，對整個(gè)工程的工期有很大影響，使施工企業(yè)成本大大增加，還可能帶來一些隱患，造成嚴(yán)重后果。

2 解決房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中問題的對策

2.1 地基的設(shè)計(jì)和選擇

地基是整個(gè)建筑的基礎(chǔ)和根基，承受建筑所有荷載，對地基進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要提前對建筑周圍進(jìn)行地質(zhì)探查，了解地質(zhì)、水文狀況，并實(shí)驗(yàn)地基的力學(xué)性質(zhì)，這一性質(zhì)對地基具體非常重要的作用，進(jìn)而對整個(gè)建筑場地進(jìn)行正確評價(jià)，這也是后續(xù)設(shè)計(jì)圖紙與施工的保障。設(shè)計(jì)師要對建筑的重量信息等進(jìn)行科學(xué)整理與匯總，和地基力學(xué)性質(zhì)相結(jié)合進(jìn)行全面分析，更好地進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2.2 對設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行優(yōu)化

1） 設(shè)計(jì)師要按照建筑施工相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，對施工各個(gè)環(huán)節(jié)細(xì)節(jié)進(jìn)行了解和重視，進(jìn)而設(shè)計(jì)出嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膱D紙，防止圖紙出現(xiàn)太過簡單的狀況。2） 審圖人員要對設(shè)計(jì)的圖紙進(jìn)行嚴(yán)格核實(shí)與審查，分析圖紙與建筑實(shí)際需求是否一致，是否能夠滿足實(shí)際施工的條件，是否會對整個(gè)建筑質(zhì)量帶來隱患等，可以借助現(xiàn)代化科技對圖紙進(jìn)行設(shè)計(jì)，進(jìn)而提升圖紙質(zhì)量[2]。

2.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中概念設(shè)計(jì)優(yōu)化應(yīng)用

在對房屋建筑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要想確保設(shè)計(jì)安全和穩(wěn)定，可以對概念設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，使房屋具備相應(yīng)的美觀性與觀賞性。建筑的設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)師按照實(shí)際狀況對不同方案進(jìn)行比較，進(jìn)而選擇最合適建筑實(shí)際的方案，在對方案進(jìn)行確定后，還需要深入分析，確保方案與房屋設(shè)計(jì)需求相匹配，進(jìn)而確保方案能夠順利施工。這就需要做到因地制宜，按照不同地理狀況對方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，一些具體問題需要具體分析。如果建筑是多層大跨度磚混結(jié)構(gòu)，除了頂層之外，其余各層主梁的跨度>9 m的不能使用磚混結(jié)構(gòu)。

此外，還要注意剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，剪力墻通常在高層建筑住宅中使用，對建筑安全也非常重要，設(shè)計(jì)時(shí)技術(shù)人員可以建筑方提前溝通，盡可能設(shè)置剪力墻，如果有必要還可以增加壁柱，進(jìn)而減少施工時(shí)的麻煩。如果個(gè)別墻肢體無法滿足剪力墻的需要，需要對其構(gòu)造進(jìn)行調(diào)整設(shè)計(jì)，滿足配筋率。此外，對鋼框架結(jié)構(gòu)房屋混凝土樓板進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，針對壓型鋼板組合混凝土樓板，不僅需要按照計(jì)算在鋼梁上焊接栓釘，為了確保壓型鋼板和混凝土能夠共同發(fā)揮作用，他們之間需要采用連接措施。由于國內(nèi)帶縱向波槽和開小洞或帶壓痕的壓型鋼板較少，如果沒有這些板型，要想使混凝土和鋼板連接，可以在鋼板上焊橫向的鋼筋，如下圖1所示。

2.4 強(qiáng)化對設(shè)計(jì)人員的管理和培訓(xùn)，提升設(shè)計(jì)人員的綜合能力

設(shè)計(jì)人員的專業(yè)技能與素養(yǎng)對房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有重要影響，因此加強(qiáng)對其管理與培訓(xùn)有非常的必要?？梢越柚嘤?xùn)、講座、帶教以及團(tuán)隊(duì)討論等方法，對團(tuán)隊(duì)中專業(yè)技能水平相對較低的人員進(jìn)行培訓(xùn)和提高。首先，可以對房屋建筑設(shè)計(jì)方面的法律法規(guī)等進(jìn)行詳細(xì)講解，設(shè)計(jì)人員必須對相關(guān)法律法規(guī)需求有準(zhǔn)確的認(rèn)識。其次，還需要對制圖以及相關(guān)軟件進(jìn)行熟悉，可以設(shè)置專人進(jìn)行帶教，用經(jīng)驗(yàn)豐富、專業(yè)素養(yǎng)強(qiáng)的人員進(jìn)行幫扶，設(shè)計(jì)人員必須要有扎實(shí)的專業(yè)素養(yǎng)，對各種制圖以及設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行熟練使用，還可以在團(tuán)隊(duì)中對一些比較典型的設(shè)計(jì)案例進(jìn)行分析與討論，吸取別人的優(yōu)點(diǎn)，進(jìn)而提升設(shè)計(jì)人員對設(shè)計(jì)的認(rèn)知與理解[3]。

2.5 可以建立結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型

對設(shè)計(jì)各種變量進(jìn)行科學(xué)的選擇，選擇合適的變量對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)準(zhǔn)確非常重要，變量可以看作對結(jié)構(gòu)有影響力的參數(shù)，例如控制目標(biāo)參數(shù)以及約束控制參數(shù)，建筑價(jià)格以及預(yù)期損失等都是比較常見的參數(shù)，這些參數(shù)對建構(gòu)模型都非常關(guān)鍵，對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也有很大的影響。而對那些對結(jié)構(gòu)影響不太大的參數(shù)，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)可以降低其設(shè)計(jì)量，把握設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，進(jìn)而有效地提升設(shè)計(jì)性能。還需要確定目標(biāo)函數(shù)，對設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化時(shí)，目標(biāo)函數(shù)也是非常重要的，對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工時(shí)，設(shè)計(jì)人員需要做好測量，對函數(shù)性質(zhì)進(jìn)行科學(xué)分析，進(jìn)而在最終施工過程中，有效控制成本。

此外，還需要注意對結(jié)構(gòu)和排水進(jìn)行協(xié)調(diào)，房屋建筑的排水涉及大量設(shè)備和機(jī)械，而設(shè)備荷載的強(qiáng)度都比較大，而且排水管道也比較多，且粗細(xì)不一，所以在對結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，還需要考慮到細(xì)節(jié)方面，對各種孔徑的尺寸以及預(yù)埋的深度等進(jìn)行設(shè)計(jì)，進(jìn)而確保設(shè)計(jì)符合實(shí)際房屋的需要[4]。

3 結(jié)語

總之，房屋建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)非常重要，需要引起相關(guān)人員的重視，特別是設(shè)計(jì)人員，在設(shè)計(jì)前要做好對建筑實(shí)際地質(zhì)、水文、氣候等條件的調(diào)查，借助現(xiàn)代化科技手段，對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，設(shè)計(jì)人員還需要加強(qiáng)學(xué)習(xí)，不斷提升自己的專業(yè)技能水平和綜合素養(yǎng)，設(shè)計(jì)時(shí)要考慮到建筑的各種細(xì)節(jié)，進(jìn)而確保設(shè)計(jì)符合需求，確保房屋建筑質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

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[2]沙毅.房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用[J].工程技術(shù)研究，2020，5（12）：197-198.

[3]張四軍.房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用[J].建材與裝飾，2020（17）：91，95.

[4]楊悅.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].綠色環(huán)保建材，2020（5）：92-93.