关于房屋建筑结构设计的探讨

关于房屋建筑结构设计的探讨

吉娟

艾奕康咨询（深圳）有限公司广东深圳518000

摘要：随着我国城市化进程不断加深，在现代房屋建筑的设计中，需要结合当前的科技方法，运用各类新型设计理念对于建筑结构以及建筑功能等方面进行合理设计应用。而对于建筑本身而言，最重要的在于建筑的可靠性，对于建筑寿命以及建筑质量都有至关重要的参考指标，本文就以房屋建筑结构设计的角度，观察混凝土裂缝问题，并找出混凝土裂缝出现的主要原因然后从房屋建筑结构设计上进行混凝土裂缝控制。

关键词：房屋建筑；结构设计；混凝土裂缝；注意事项

一、房屋建筑结构设计混凝土裂缝类型

（一）应力裂缝及其出现的原因

当前房屋建筑结构设计中，应力裂缝主要指因温度和混凝土硬化造成的混凝土裂缝。通常而言，在房屋建筑施工中，混凝土浇筑工艺很难把握浇筑的内外温度差，一旦混凝土内外温度超出预期标准，混凝土表面自然会产生较大拉应力，一旦该拉应力超过最大数值后，就会出现裂缝[1]。当混凝土浇筑后，其内部的水分会因为周围气温因素的影响逐渐蒸发，这是施工人员无法控制的一个自然现象。水分蒸发后，混凝土除骨料以外成分的体积会相应的缩小，导致收缩裂缝的出现。

（二）结构裂缝

房屋建筑结构设计中结构裂缝的出现与房屋建筑材料的结构部件相关。房屋建筑结构裂缝的出现多数发生在建筑结构的薄弱部位。此外，房屋建筑结构设计的突变也是造成结构裂缝的一大原因。比如，房屋建筑结构设计中，现浇板是由多孔板改造而成，与现浇板相比这样会增加房屋墙体的刚度，会降低房屋楼板的刚度，使得墙角的应力集中在房屋结构的薄弱部位，进而造成结构裂缝。

二、房屋建筑结构设计混凝土裂缝出现的原因

（一）房屋建筑结构设计的不合理

由于房屋建筑结构设计不合理造成的混凝土裂缝，是当下房屋建筑中普遍存的一个诟病。因为不同的房屋建筑结构对房屋结构的性能要求不同，所以在房屋建筑结构设计中，还应该根据对房屋结构性能的要求，选择相应的混凝土材料，并根据房屋建筑结构设计周围的地形因素，进行房屋建筑结构的综合设计。然而，在实际的房屋建筑结构设计中，并没有事先进行房屋性能的考察，也忽略了外界环境对房屋建筑结构设计的影响，造成房屋建筑结构设计与实际施工环境不相符的现象，进而造成混凝土裂缝出现。

（二）混凝土材料配比问题

混凝土是当前房屋建筑施工中，经常采用的一种混合型材料，因为其具有稳定性和安全性，而且房屋建筑结构设计中采用混凝土材料比较贴合现代房屋建筑结构设计标准。但是，正因混凝土是一种集骨料、水泥、添加剂组合而成的材料，因此只有保障各项组成材料的质量安全，才能确保混凝土材料的安全，避免房屋建筑结构设计中出现混凝土裂缝。经有关人员对混凝土裂缝的调查分析，发现混凝土材料配合比例不均匀，致使混凝土整体结构的稳定性大大减弱，进而出现混凝土裂缝。

（三）房屋建筑结构设计中混凝土施工不规范

房屋建筑结构中，混凝土施工涉及多个环节。比如钢筋安装、模板支撑、混凝土浇筑以及混凝土养护管理等等。在整个的混凝土施工中，任何一个环节的失误或遗漏都可能致使混凝土裂缝出现。比如，在钢筋捆扎的过程中因为捆扎间距不均匀的问题，会造成钢筋数量的缺少或多余，进而影响了钢筋捆扎整体结构的均匀性，致使混凝土裂缝出现。再者，在混凝土施工过程中，由于施工作业者对混凝土搅拌工艺、浇筑工艺的不熟练，使得混凝土浇筑要求不符合房屋建筑施工的标准，也会出现混凝土裂缝。此外，在房屋建筑施工后期阶段，若是养护措施不到位或者养护时间未满，施工单位就进行模板的拆卸，同样会出现混凝土裂缝。

三、房屋建筑结构设计中现浇混凝土裂缝的控制策略

（一）使用新型混凝土材料

混凝土是由多种材料组合而成，各项材料的比例配置直接影响混凝土施工的稳定性能和安全性能。当前的房屋建筑结构设计中采用的混凝土都是新型混凝土如HPC、RPC、低强混凝土、软骨混凝土等等。这些新型混凝土材料的研制方向为高强、轻质以及耐久、抗灾。以高性能混凝土（HPC）为例，此种混凝土材料具有高强度、低水热化、高体积稳定性、抗磨损、抗冻融的优点，它是混凝土强度等级大于C60的混凝土，属于混凝土类型当中的高强度混凝土，将其应用在房屋建筑结构设计中，不仅避免现浇混凝土裂缝问题，还能缩减施工单位的造价成本。

活性微粉混凝土（RPC）是一种超高强混凝土，她的立方体抗压强度最高可达到200～800MPa，断裂可达到30kj/m2，其单位体积质量是2.5～3.0t/m3，将活性微粉混凝土（RPC）应用于房屋建筑结构设计中，可重点用于房屋建筑结构的薄弱部位，增加构建的抗拉应力，进而减少现浇混凝土裂缝。

（二）内外环境的温度差控制

房屋建筑施工中，混凝土浇筑是混凝土施工的核心工艺。但在混凝土浇筑过程中，往往因为内外环境的温度差异过大，使得现浇混凝土出现裂缝。考虑到混凝土热胀冷缩的性能不可能人为发生改变，因此，在混凝土浇筑施工中可采取降低内外温差的方法，来减少现浇混凝土裂缝。

由于房屋工程的施工期限跨度较大，不可避免在天气炎热的夏季以及寒冷的冬季施工。夏季施工为避免现浇混凝土的水分蒸发过快，可采取多次浇筑的施工方式，减少每次浇筑混凝土的厚度。若是气温较高的天气，为了防止混凝土浇筑内外温差过大，可以在混凝土表面铺筑一层覆盖物，并通过对覆盖物洒水的方式，来控制浇筑内外环境的温度差，使其始终保持在标准范围之内。若是遇到气温较低的季节，可以对混凝土表面采取对应的保温措施，以人为的方式控制混凝土外表面的温度，避免现浇混凝土出现裂缝。

（三）优化结构的钢筋设计

房屋建筑施工中使用钢筋材料，是为了增加混凝土浇筑结构整体的稳定性能。因为钢筋长期暴露在空气中非常容易发生氧化，一旦钢筋氧化腐蚀现象过重，就不能用于房屋建筑施工，这样一来就增加了施工单位的经济损失。一般情况下，施工单位为避免钢筋的氧化腐蚀现象，都会选用质量优质、抗氧化性能强的钢筋材料。因为这些钢筋材料外表面有保护膜保护，会延长钢筋的受腐蚀时间，所以不会影响房屋建筑钢筋的正常使用。

四、优化技术在房屋建筑结构设计中的应用情况

（一）对设计优化技术的工作加以重视

在进行房屋建筑结构施工时候，可以参考多方面的案例以及设计方案，尽管只有一个房屋建筑项目。也需要以实际情况为主，采用不同的结构布置以及设计方案来建设施工，因此分析的方法是多样化的。在进行布置结构方案分析时，如果建筑物受到的荷载是一样的，那么就要采用多样化的方法进行分析。在建筑物设计过程中，建筑材料的选择以及荷载的标准算法并不是一样的，因此，这两部的内容都需要设计人员来确定，通常情况下，需要经验较为丰富的设计人员来确定，面对这两部分潜在的问题，需要设计人员有类似的经验，在判断分析问题过程中才能做好设计准备，确定设计方案的应用。

（二）进行设计优化就是要解决房屋建筑结构设计中的复杂问题

保证房屋建筑结构的安全性，是房屋建筑结构设计过程最主要的目的，同时还要延长房屋建筑的使用年限，降低房屋建筑施工的成本。投入施工之后，会产生很多外部的因素，所以在设计房屋建设结构时，要确保房屋建筑物不会受到外部因素的影响。在复杂外部环境下，对建筑物进行详细的分析，是房屋建筑设计主要优化的内容。对于建筑所受到的外部侵害，其自然因素占到主体地位，如地震、暴雨、降雪、霜冻等气候，对于建筑的使用寿命会造成很大的影响，首先是建筑的稳定性上，地震以及暴雨会对建筑受力承重以及功能系统造成影响，在设计不合理的情况下就会直接导致建筑的损毁，加之建筑长年累月的接受各类复杂气候的考验，对于建筑墙体以及其基础防护功能都是漫长的考验。对于建筑的基础设计问题中，抗震结构是及其重要的部分，由于地震对于建筑本身造成的威胁性最高，一次强烈的地震可能对建筑的地基以及稳定系统直接造成破坏，而全世界由于地震而倒塌的建筑数量最多。因此，再进行结构设计优化时，必须结合当地的地震记录与实际情况，设计合理的抗震结构，如我国西南地区处于版块交界处，近年内地震灾害不断发生，因此在建筑抗震结构的设计中必须不断加以完善，如剪力墙支护结构的设计，建筑预应力结构的多角度设计等，其中设计方案对于建筑功能方面的加强主要体现在抗震结构上。

五、建筑结构设计的注意事项

（一）设缝的注意事项。温度伸缩缝、沉降缝、防震缝是建筑结构设计中较重要的构造措施。对温度伸缩缝，其影响因素很多，规范用规定结构伸缩缝的最大间距来控制，还规定了最大间距宜适当减小和适当放宽的情况，应根据实际工程的具体情况执行相关条文。沉降缝由于同一建筑物中各部分基础显著的沉降差产生，在设计中，通常用“放”、“抗”、“调”等办法解决，即设沉降缝、采用刚度大的基础、调整各部分基础形式或施工顺序。防震缝在规范中有明确规定，但应据实际情况适当放宽或缩小。

（二）结构体系的注意事项。结构体系的选择应从建筑、结构、施工技术条件、建材、经济等各专业综合考虑。结构的规则性问题。规范在这方面有相当多的限制条件，例如：平面规则性信息、嵌固端上下层刚度比信息等，而且，采用强制性条文明确规定“建筑不应采用严重不规则的设计方案。”因此，结构工程师在遵循规范规定上必须格外注意，避免后期施工图设计阶段工作的被动。结构的超高问题。在抗震规范与高规中，对结构总高度都有严格限制，除将原来的限制高度设定为A级高度建筑外，还增加了B级高度建筑，因此，必须对结构高度严格控制，一旦结构为B级高度建筑或超过了B级高度，其设计方法和处理措施将有较大的变化。

六、结束语

综上所述，房屋建筑结构设计是整个房屋建筑工程的基础，也是整个房屋建筑的核心。现代的房屋建筑结构设计中，多数采用现浇钢筋混凝土结构。随着人们对房屋建筑标准的提升，房屋建筑结构设计的难度也随之增大，现浇混凝土的裂缝现象也是愈加显著。对此，还需要对整个房屋建筑结构设计进行优化，并采用新型混凝土材料，来减少或避免现浇混凝土裂缝现象。此外，最重要的是优化现浇混凝土的施工工艺，从控制浇筑混凝土的内外温度差、较低混凝土材料的水热化方面，来优化整个房屋建筑结构的混凝土施工。

参考文献：

[1]皮孝建.试论房屋建筑结构设计中的现浇混凝土裂缝控制策略[J].江西建材，2016，（3）：51-51.

[2]魏有龙.试论房屋建筑结构设计中的现浇混凝土裂缝控制策略[J].建筑工程技术与设计，2016，（1）：724.

[3]袁伟.探讨现浇混凝土裂缝在房屋建筑结构设计中的控制策略[J].建筑工程技术与设计，2015，（25）：499.

[4]姚江.试论房屋建筑结构设计中的现浇混凝土裂缝控制策略[J].居业，2015，（24）：145-146.