房屋建筑结构设计中的常见问题与对策分析

房屋建筑结构设计中的常见问题与对策分析

张飞祥

中机十院国际工程有限公司郑州分公司 河南省郑州市 450000

摘要：房屋建筑结构设计是当前建筑工程前期工作的重要组成，建筑结构设计问题直接关系到整个结构安全、稳定，良好的结构设计是项目建设的基础保障。文章主要以房屋建筑结构设计为基础，探讨结构设计下常见的一些问题，并提出相应的解决对策。

关键词：房屋建筑；建筑结构；结构设计；设计问题

引言

考虑到建筑的质量安全，在进行结构设计时必须遵循一定的标准以对工程各部分进行可靠概率的度量，如此才可以提前对建筑工程的施工内容、各环节的质量表现一级建筑结构的使用耐久等内容进行系统的评估，以此减少施工错误，提升结构设计的整体价值。

1建筑结构设计概述

首先。建筑结构设计就是利用结构语言来描述建筑师和其他专业工程师需要表达的东西。结构语言指的是建筑师从建筑和其他专业图纸中提取的结构元素,主要氛围建筑基础、墙体、梁柱、楼梯等。接着把这些结构元素汇集起来构成建筑物的结构体系。因此,结构设计内容可以分为基础设计、上部结构设计以及细节部分设计三方面内容。其次,建筑结构设计步骤主要分为:结构方案、结构计算以及施工图设计。结构方案的制定需要综合考虑各方面因素,主要是根据建筑物的重要性,岩土工程地质勘察报告,建筑场地的类型与建筑物的整体高度、层数等进行的。结构计算主要分为荷载计算、构件计算、内力计算以及构建的验算四方面。荷载计算分为外部和内部荷载两种形式,荷载计算需要根据荷载标准使用不同的组合值系数以及标准永久值系数等不同施工情况下的组合计算。构建计算,通过计算出的荷载值,构造措施需求,使用标准和各种计算手册上推荐的试算方法初步判断构件的截面。内力计算是需要结合构件截面以及荷载值来进行,例如剪力、轴心力等。构建的验算是通过计算出的结构内里和标准对构件的要求进行复核结构试算的构建是否满足标准。施工图绘制是在上述方案设计、计算完成之后确定的。

2房屋建筑结构设计中的常见问题

2.1建筑结构缺乏有力的抗震性能

现阶段，我国所应用的建筑材料相应的抗震性不足严重的影响了整体结构的安全性能，其中许多的建筑均与国家有关的抗震标准存在差距。此外，由于人们未形成足够的抗震意识，往往在地震发生之后，才会“后知后觉”，这在一定程度上影响了建筑结构设计的安全性。除此之外，于建筑物抗震级别的设定界限方面也表现出来了某些不同，部分沿海地区的建筑物甚至未达到抗震级别。就此方面来看，建筑结构安全性之所以会缺乏，最关键的原因在于建筑企业以及部分政府机关未对其引起足够的重视。

2.2荷载组合的影响

建筑结构承受的荷载往往较为复杂，在一处固定点位上，除承受恒定荷载外，还可能存在许多的活荷载，可靠度计算即是将这些荷载进行有效的组合，以明确结构各部分在处于极限状态时发生的变化情况。由于此类荷载组合的数值并不确定，分析计算时需要采用不同的数值表现形式，包括标准值、频遇值和准永久值，选取的依据与荷载效应作用时间和作用力大小等因素有关。在进行可靠度的极限状态计算时，通常需要依据实际情况选用相应的荷载计算表达式以及荷载代表值，并尽量使计算过程能够满足标准规定，以提升荷载效应组合计算的准确程度。

2.3设计方法和理念陈旧

很多结构设计师对自身的设计理念和采取的设计方法仍然非常陈旧,这会直接降低结构设计的质量和效率,并且也难以保证建筑体的安全稳定性。不少设计人员对于各种新型的设计理念和各种数字化的设计工具及程序都缺乏了解,在结构设计方案的制定和设计图的制作上采取的仍然是非常陈旧的模式。这不仅会增加很多工作量,也难以保证各项数据设计的准确程度。这些都会影响到结构设计的质量,也难以为建筑体的安全性带来有力保障。

2.4扭转问题

扭转问题的产生主要是由于高层建筑三心设计存在偏离,导致建筑结构在水平力影响下出现不同程度的扭曲震动,降低建筑安全性。高层建筑的三心指的是质量中心、刚度中心和几何中心这三项。所以在建筑结构设计中,要对三心进行合理把控和计算,减少偏差的产生。

3房屋建筑结构设计的优化策略

3.1 确保建筑结构设计相应的抗震性能

要求在建筑结构设计的过程中进一步强化建筑剪力墙结构，一方面增强结构实际的抗震性能，另一方面提升建筑自身承载力、进而增强其墙体的刚性。具体而言：要求设计人员在进行正式的设计前要充分的做好现场建筑结构设计之前要进行实地的勘察，还需要确保建筑结构设计方案能够遵循现场施工具体情况，进而确保建筑结构具有较高的抗震性能。

3.2提高参数变量的精确性

数值是完成可靠度分析计算的基本要素，对于工程可靠度而言，需要将参数和变量进一步的调整优化，以达到精而又精的程度，如此才能让建筑材料在建筑结构中充分发挥作用，进而提升建筑结构的稳定性和可靠性。常见的建筑结构参数变量与原材料质量、重量、特性，构件形状、摆放位置、形成角度等因素息息相关，如果参数变量精确程度不足，则可能会对最终结果造成极大的影响，特别是一些可浮动的活动参数，其作用时间和变化规律都需要进行仔细系统分析，以便确认参数的大致范围，进而选取可用的数值，最终保证可靠度计算结果能正确反映出建筑的实际情况。

3.3采取高效化的设计方法

随着科技的快速发展,基于建筑结构设计的各种技术手软和程序在快速发展,设计人员要善于利用这些使用工具来推动设计过程的有效实施。比如,可以利用BIM技术辅助结构设计的有效展开,这在进行建筑体的安全性设计上能够发挥非常明显的效果。这些高效的设计方法和技术手段的使用不仅能够提升结构设计质量,也能够让具体工作的推进更好的实现。另外，可以积极采用先进的结构设计软件,简化计算过程,提升计算效率和准确度,保障建筑结构的安全性。由此可见,大力开发结构设计软件对提高建筑结构设计的安全性来说是必不可少的重要手段。

3.4扭转控制

首先，控制结构平面宽度。对于小型高层建筑框架结构来说,应结合工程专业套件选择合理的扭转控制措施。如果专业不允许,可以通过添加抗侧力刚度的方式进行扭转控制;如果专业允许,则可通过添加框架柱的方式完成扭转刚度的控制。对于相对小型的高层建筑框架剪力墙结构,剪力墙一般会设置在电梯、楼梯等位置上,为了更好实现扭转控制,可适当的削弱中间部门剪力墙,添加外侧剪力墙,不过相应的施工成本也会增加。由此可见,若建筑工程中能使用框架体系,则尽量不使用框架剪力墙体系,以此满足控制扭转效应需求。其次，建筑结构周期比控制。建筑结构周期比控制也是实现扭转控制的主要措施。在实际操作中,一方面可以通过增加剪力墙厚度的方式来延长扭转周期;另一方面可通过提升拉梁刚度的方式缩短扭转周期,增大抗扭转强度。另外，增大周边结构抗侧力刚度。在保证抗侧力结构设计合理性的基础上,适当提升周边结构的抗侧力刚度,以此来实现扭转控制目标。首先,将单项剪力墙转变成形剪力墙,并尽可能延长其长度;其次,增加剪力墙厚度;最后,增大周边剪力墙连梁高度,利用楼板、下层门定高度之间的距离来确定连梁高度,强化扭转控制效果。

结语

综上所述，想要做好房屋建筑结构设计，首先需要是对房屋建筑结构设计特征与原则、结构体系进行充分的了解，从而在经济适用、安全合理以及保质保量的基本原则下，将房屋建筑结构设计中的关键点进行掌控，以此来实现建筑结构上设计的升级优化。

参考文献

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[2]张向前.高层建筑结构设计的问题及对策[J].山西建筑,2017(20).

[3]王立杰.浅析建筑结构设计中常见问题及解决措施[J].四川水泥，2018(12):87+44.