房屋建筑结构设计中常见问题

房屋建筑结构设计中常见问题

吕涛

关键词：房屋建筑结构设计；问题；措施

一、房屋建筑结构设计的特点

1、设计的主要因素是水平力

在低层房屋和多层房屋的结构设计中，一般受以重力为代表的竖向荷载控制。但是对高层建筑结构设计产生重要影响的尽管有竖向荷载，但起决定性作用的则是水平荷载。这主要是因为在竖向构件中，建筑自身的重量和楼面使用荷载所引起的轴力和弯矩的数值，仅与建筑高度的一次方成正比；但是水平荷载对结构产生的倾覆力矩，以及在竖向构件中由此所引起的轴力，与建筑高度的两次方成正比。同时，建筑具有一定的高度，在大体上其竖向荷载是定值，而地震作用和风荷载是水平荷载，随着不同的结构动力性，它的数值变化也较大。

2、侧移成为结构设计中的关键因素

不同于较低的楼房，在高楼的结构设计中，侧移成为控制指标。在水平荷载下，结构的侧移变形随着楼房高度的增加而迅速增大，所以应该在一限度之内控制在水平荷载作用下结构的侧移。

3、具有更高的抗震设计要求

对于高层建筑进行结构的抗震设防设计，在考虑正常使用时的风荷载和竖向荷载的同时，还必须保证结构的抗震性能良好，确保在小震的情况下不损坏，在大地震时不倒塌。

二、房屋建筑结构设计原则

首先选择合理结构计算简图，在结构节点除铰节点和钢节点外选择与计算简图相适应构造方法，将误差控制在一定范围内保证高层建筑安全。对高层建筑结构类型、施工情况、荷载分布等问题进行综合性分析选择最合理基础设计方案。高层房屋平面宜简单、规则、对称，受力设计力求简单明晰，使结构抗侧刚度中心、建筑平面形心、建筑物质量中心重合，从而最大限度规避扭转破坏现象。一般来讲，高层建筑结构可以是方形的，也可以是圆形或矩形，甚至是十字形、Y形、T形、L形。但是无论是哪种建筑形式，其平面尺寸起码要符合设计规范。高层结构房屋竖向的强度和刚度宜均匀、连续，无突变。大幅度的外挑、内收都不可取，否则极易产生错层或局部夹层等缺陷。另外，同一楼层宜采用统一的楼面标高，且竖向结构层间刚度上下均匀，确保很好的连接和传力。

三、房屋建筑结构设计中常见问题

1、房屋建筑基础结构设计问题

俗话说的好，基础决定上层建筑，由此可见房屋建筑基础结构的重要性。但是，对现阶段房屋建筑基础结构调查显示，在设计工作中存在严重的不规范性、不科学性，严重影响了房屋建筑基础的施工质量，如有些设计工作人员在基础设计工作中，并没有做好大量的地质勘查工作，而是根据施工方面人员提供的口头数据开展基础设计工作，这样设计人员在没有准确数据情况下所设计的基础结构图，可想而知施工后建筑基础的质量。另外，现阶段国内大多数民用建筑在基础结构设计中并没有对荷载情况进行严格规范，这也是民用建筑基础结构设计常见问题之一，对此，设计人员应该将这一问题重视起来，对建筑基础荷载数据进行准确标明，避免基础满负荷，影响整体建筑的质量、安全。再次，有些设计人员对于各类地质灾害的认识存在片面性，对于一些软土地段建筑地基设计工作中，在没有得到准确勘测数据的情况下只凭自己的经验草率设计基础结构，给房屋建筑的质量、安全埋下隐患。

2、忽视纵向框架的设计

进行框架结构设计时，忽视了纵向框架的设计，只注意了横向框架的设计。现阶段，在我国最新的建筑结构抗震设计规范中要求了水平地震的作用应按照两个主轴的方向进行计算的，那么该方向的抗侧力构件就应承担本方向的地震作用。

四、强化房屋建筑结构设计的具体措施

1、构造结构设计优化模型

构建结构设计优化的模型函数可以科学地估量房屋的造价，因此确定这个优化模型至关重要，一般是选用那些对最后的结果即整体的建筑设计影响很大的建筑设计的因素作为所建立的结构设计优化模型的自变量，选择对建筑设计影响大的因素作为计算的自变量能够使后续的分析的工作顺利进行。在确立了自变量之后要进一步确定目标函数，目标函数一般选取的因素是最后的建筑设计的优化的表现即为最终的建筑造价。此外，构建这个函数需要满足一定的限制的条件。在约定的条件下进行函数的运算。

2、加强对基础设计

房屋建筑结构的地基基础直接影响到建筑结构工程的整体稳定性，对于整个房屋建筑都有着巨大的影响，因此，在房屋建筑结构设计前，应当首先加强对地勘资料的研究。设计单位应结合房屋建筑规范对当地的水文地质条件进行深入的调查和研究，充分收集当地其他房屋建筑工程的设计资料，借以从中找出对房屋建筑设计有影响的因素，对优点加以改进和创新，根据缺陷制定出相应的规避措施，以保证建筑结构设计的不利影响降到最低，做到因地制宜，从而有效提高建筑结构设计的质量，保证后续工程施工的顺利进行，同时提高建筑工程施工的质量和效率。

3、建筑抗震设计

近年来，我国多个地区发生了不同级别的地震，这对我国人民的生活以社会的发展都有一定的限制，地震导致了多起因房屋建筑质量不到位而引发悲剧。房屋建筑的抗震优化应该被充分地重视起来，结合抗震的设计方案和房屋整体的设计来进行房屋的建筑设计，这样才能保障房屋的抗震性能。因为地震不可预料，地震的级别以及区域更是不确定的，因此，很难根据一个地区的实际情况来进行抗震的设计。这时可采用概念设计的方法来进行房屋的建筑设计，综合考虑房屋的各方面的设计因素。在抗震的设计中至少要能够保障以下几点：房屋在遇到级别小的地震时能够不被破坏；遇到中级的地震能够保持不倒而进一步地进行修复；遇到大级别的地震时房屋能够不被地震震倒，防止因为房屋建筑的原因造成人员伤亡。在进行房屋的优化建筑的理念中常见的一种为多道设防，这种方案是为了减轻房屋倒塌对于人们的影响。这种理念具体是在发生地震时，房屋的主要的骨架部分非常坚固，没有倒塌，只是房屋的一些次要的部分发生不同程度的损坏。

4、建筑主梁以及刚性楼面设计

主梁结构作为房屋建筑物的支撑骨架以及重要构件在现代房屋建筑设计中占有很高的地位，对于确保建筑物的安全性和稳定性具有极其重要的作用。值得注意的是，在设计主梁和次梁结构中，必须增加次梁处的箍筋，从而提高主次梁的抗震、抗剪、抗压能力。其次，在设计刚性楼面时，为了避免出现根本性的错误，应尽可能采用刚性楼面设计，尽量避免凹槽缺口过深、外伸翼块过长或者大开洞等问题。而且，应注意合理安排配筋构造以及建筑结构布置，从而确保结构的使用性能。若平面不能满足刚性楼板设计，必须在洞口边以及连系梁板之间增加暗梁边梁设计，使梁板配筋量适当增加。

5、剪力墙设计

短肢剪力墙是指为墙肢截面高厚比为5～8的墙，新规范根据实验数据和实际经验，对短肢剪力墙在高层建筑中的应用增加了相当多的限制，这样一来工程设计师在高层建筑的设计时就应避免使用短肢剪力墙，以减少后续工作中的麻烦。选择较长剪力墙的设计时，加入开洞设计，但是要注意当墙段高宽比大于2时一般为弯曲破坏，墙段高宽比小于2时一般为剪切破坏，因此每个独立墙段的总高度与其截面高度之比不应小于2，这样可以充分提高剪力墙的延性，避免高层建筑的脆性破坏。另外，考虑到单片剪力墙若承担过大的水平剪力可能会被最先破坏，就会导致结构抗侧力构件依次被破坏，因此在开洞时要形成弱连梁，这样就要求开结构洞时一定要开大洞，连梁跨高比宜大于6，这样才能使较长剪力墙开洞后形成两个较独立的墙肢，避免洞口较小时剪力墙因为侧向刚度较大，遭到剪切脆性破坏，但是应当注意的是，墙肢截面高度不宜大于8m，否则不利于高层建筑结构的整体稳定。

结束语

总之，房屋建筑结构设计在很大程度上影响着整个房屋建筑质量，是促进房屋建筑质量水平有效提高的重要措施，因此，在具体的房屋建筑施工中，要注重房屋建筑结构设计，促进其发展。

参考文献：

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[2]朱葛明.房屋建筑结构设计中常见问题及对策分析[J].科技传播，2014，06：34+30.

[3]刘妍.浅谈房屋建筑结构设计中的常见问题与解决对策[J].四川水泥，2014，12：294+306.