房屋建筑结构设计

　　摘 要：随着时代的发展，社会的进步，人们的生活水平不断地提高，人们对住房的刚性需求逐渐增加，致使我国的建筑业得到了快速发展，新建房屋越来越多，质量问题也就层出不穷。本篇文章在建筑结构设计的过程和要求的基础上，针对当前房屋的建筑结构设计一些经常发生的又经常被人忽略的毛病进行彻底分析，指出毛病的起因和可能出现的后果，并总结了一些建议及要求。

　　关键字：建筑结构设计,现状,问题,分析

　　人们对建筑房屋的要求越来越高。越来越注重建筑设计形态的多元性、创新性。然而要想实现建筑设计形态的多元性和创新性，就必须考虑到建筑结构设计的安全性和时效性，否则将直接影响到建筑工程的质量，对人们的生命财产安全造成极大的威胁。本文结合实际的工作经验，主要探讨了在建设结构设计中存在的常见问题，并针对这些问题提出一些切实可行的解决对策，以不断提高建设结构设计的安全性和时效性，满足人们对建筑设计形态的要求。另外结构设计是个系统、全面的工作。作为结构设计人员，需要扎实的理论知识功底，灵活创新的思维和严肃认真负责的工作态度，因为它关系到人民的生命财产安全，一旦出现问题，不仅经济上损失惨重，也可能造成重大伤亡事故，所以加深对当前房屋建筑结构设计中常见问题的认识与研究，以不断提高自身的结构设计水平，使设计的作品比现阶段的其它建筑具有更高的水准更合理和更经济的结构形式。

　　1、 房屋建筑结构设计的基本方法

　　现代建筑产品的安全度能够保障,应当结合建筑力学、统计学理论、概率论等学科加以应用分析的数据进行总结、归纳、筛选,并且要结合建筑产业化经济背景下的总体施工作业水准、国家各地区资源使用状况、地方经济水准、以及建筑施工阶段使用的建筑原材等因素进行综合衡量才行。然而目前来说,建筑机构设计实务操作过程中,往往很少会考虑到宏观意义上的地方经济水准、以及资源耗费情况等,更多的却是依赖于建筑工程师、造价工程师等工程技师的从业经验去选择建筑原材与确立结构选型等。因此,现代结构设计安全度问题与工程造价既定总目标之间的矛盾问题就体现在未能综合考虑各项因素,这是当前工程造价偏高的主要诱因。目前来说,我国各地方经济发展建设水准有高有低,同时施工技术水平、监理水准、建筑物资耗费情况等都有所差异。因此,与国际通行的建筑行业结构规范相比而言,我国混凝土结构的载荷值一直处于较低状态,即建筑施工主要原料载体的质量系数与国际统一标准相差较大。所以,我们还要综合各项因素去认真看待这项问题。

　　1.1 绘制结构平面图

　　在绘制结构平面布置图时，是否要输入结构软件进行建模呢?当建筑地处抗震设防烈度为六度区时，根据建筑抗震设计规范，是可以不用进行截面抗震验算的，但必须符合有关的抗震措施要求。因此对于砌体结构来说可以不用在软件中建模，直接设计即可，但设计中需要注意受压和局部受压的问题。当然，如果时间允许的情况下还是输入建模较好，有一个便利就是可以利用软件来进行荷载导算何乐而不为呢?需要注意的是，当建筑地处抗震设防烈度为七度及以上时是必须要输入软件建模计算的。另外绘制结构平面图，思路一定要清晰，一定要谨慎，要反复考量平面图的合理性，图完成以后一定要经过专家的论证与审核。

　　1.2屋顶的结构图绘制与考量。

　　屋顶是房屋的重要组成部分，也是建筑构造的重点章之一。屋顶的重要功能是防水，也是屋顶构造设计的核心。防水从两方面着手：一是迅速排除屋面雨水，二是防止雨水渗漏。屋顶排水设计集中反映在屋顶排水方案选择和屋顶平面图的绘制。防渗漏的原理和方法主要是在屋面构造层次与屋顶细部构造两个方面。除防水外，屋顶的另一个功能是保温与隔热，着重点是保温隔热的基本原理和保温隔热的各种构造方案。主要注意以下三点：第一点是屋顶排水方案选择和屋顶排水组织设计;第二点是各类屋顶的构造层次和细部构造;第三点是保温隔热的原理和构造方案，所以当建筑是坡屋面时，结构的处理方式有梁板式及折板式两种。梁板式适用于建筑平面不规整，板跨度较大，屋面坡度及屋脊线转折复杂的坡屋面。折板式适用于相反的条件。两种形式的板均为偏心受拉构件。板配筋时应有部分或全部的板负筋拉通以抵抗拉力。板厚基于构造需要一般不宜小于一百二十厚。此外梁板的折角处钢筋的布置应有大样示意图。至于坡屋面板的平面画法，通常使用剖面示意图加大样详图的表示方法，这样更便于施工人员正确理解图纸。正确绘图和设计的关键是设计人员真正的心知肚明，结构设计者必须要具备一定的空间概念，正确理解建筑图纸和意图。设计的图纸方能让施工人员明白。由于屋面的起坡会造成阁楼层的部分墙体超高，要结合门窗顶设置圈梁来降低墙的计算高度。

　　1.3大样详图的绘制

　　大样图就是指针对某一特定区域进行特殊性放大标注，较详细的表示出来，并且表明生产过程中所需要的细部构造、尺寸及用料等全部资料的详细图样。在建筑详图的准确无误的基础上，大样详图的绘制可在建筑详图的基础上直接绘制，也可在以前做过的详图的基础上来局部改进绘制。这阶段需要注意在保持建筑外形的前提下尽量的使结构受力合理和施工方便。在这一过程中，需要我们注意的就是我们必须要对建筑外形进行保证，并且在这一前提下尽自己最大努力使建筑结构受力更加合理化，使建筑施工方便简单，在建筑外形以及标志高度规格方面，必须要和建筑业相互一致。

　　1.4 房屋楼梯设计

　　楼梯是房屋最重要的通行通道，是我们再熟悉不过的设施，连接高低部位的交通设施，现在规范规定，其另外还应能在危险情况下做为一个安全通道保障人身安全(如地震和火灾等)。楼梯关系到人民生命财产安全，所以它更需要用心去设计，既要保证它的美观，也要保证其坚固性，抗震性等。楼梯梯板要注意挠度的控制，梯梁要注意的是梁下净高要满足建筑的要求，梯梁的位置尽量使上下楼层的位置统一。局部不合适处可以采用折板楼梯。折板楼梯钢筋在内折角处要断开分别锚固防止局部的应力集中。注意梁下的净空要求，并要注意梯板宽度的问题。首段梯板的基础应注意基础的沉降问题，必要时应设梯梁。

　　1.5房屋的建筑基础

　　基础要注意混凝土的标号选择应符合结构耐久性的要求。(通常情况下可采用 C25)基础的配筋应满足最小配筋率的要求(施工图审查中心重点审查部位)。条基交接部位的钢筋设置应有详图或选用标准图。条基交叉处的基底面积不可重复利用，应注意调整基础宽度。局部墙体中有局部的较大荷载时也要调整基础的宽度。基础图中的构造柱，当定位不明确时应给予准确定位。除了注意混凝土的标号外还要注意沙浆的稀和稠，还应注意砖的质量等等。

　　2、施工中应注意的问题

　　2.1 地基与基础方面需要注意的问题

　　多层房屋建筑无地质详勘报告，仅仅依据建设单位口头或笼统参照附近建筑物的基础设计资料就进行施工图设计。地基与基础设计要做到合理，安全适用，设计人员必须依据地质勘察资料，统一考察多方面因素进行基础类型和上部结构方宁设计，仅凭地耐力这一数据是不完全面的，也是不安全的，更不能盲目地把耐力容许值取得小一些就认为成无一失了。另外采用换土垫层进行软弱地基处理，不进行换土垫层设计，只凭经验处置。有时设计者软弱地基的危害认识不足，只是简单地凭借经验采用砂垫层加强一下承载力，没有进行垫层宽度和厚度计算，既不安全，又不经济。还有就是民用建筑中柱，梁及基础的负荷未按规范乘以折减系数。设计人员设计多层民用建筑时，在计算梁、柱和基础的负荷时未按现行设计规范舸用荷载乘折减系数计算其荷载值，因而荷载值准确。

　　2.2 砖混结构的作用

　　砖混结构房屋中构造柱兼作承重柱用在砖混结构中，构造不但能够提高墙体的坑剪能力，而且构造柱与圄梁联结在一起，形成对砌体的约束，这对于限制墙体裂缝的开展，维持竖向承载力，提高结构的抗震性能有着重要的作用。

　　2.3 承重柱的设计

　　承重关系到房屋的整体的结实程度，它是抗震的根本，房屋的根基。所以承重柱截面高度设计过小这种情况多发生于六度抗震设防区。一些结构设计得误认为六度设防就是不设防，不图受力分析方便，他们故意把柱子的截面高度设计得过小，使梁柱的线刚度比加大，因一些结构设计手册中规定：当梁柱的线刚度比大于四时，计算简图中梁柱节点可简化为铰支。把梁简化为铰支梁，柱按轴心受压计算。这种做法虽然易于进行结构受力分析，但却给房屋结构埋下了隐患。因为这样做忽略了梁柱间的刚结作用，即忽略了柱对消化酶的约束弯矩，加之以柱截面的配筋都较小，结构一旦受力后，柱顶抗弯强度必然不足，从而柱子而梁底附近将会出现一条或多条水平裂缝，形成塑性饺。这样在正常使用情况下，柱子已开始带饺工作。这不但影响了房屋的耐久性，而且也常常引起用户的恐惧心理。更为严重的是，这样的结构一理遭遇地震作用时，将会倒塌，这违背了现行抗震规范中“强柱弱梁”的设计原则。

　　2.4 框架结构设计注意事项

　　在框架结构设计中，只注意了横向框架的设计而忽视了纵向框架现行建筑抗震设计规范要求水平地震作用应按两个主轴方向分别计算，各方面的地震和用应由该方向的抗侧力构件来承担。说是说，在框架结构设计中，纵向框架与横向框架有同等的重要性。一些结构设计者对以于非抗震设计，而纵向地按普通的连续梁进行设计，梁柱的节点和框架中的纵筋、箍筋的配置无法不答合框架的构造要求。由于没有考虑地震的纵向作用，在实际设计中经常出现梁的支座负筋，跨中纵筋及箍筋的配筋置均不足的现象。

　　2.5 挑梁设计的注意事项

　　悬挑梁的梁高选用过小设计者往往只注意了对梁的强充和倾覆进行验算，而忽略了对梁手挠度的验算。梁高选用过小，引起梁截面的受压区应力过高，在正常使用状态下，梁截面受压区产生非线性徐变。梁挠度随时间的推移不断加大。挑梁的变形引起梁板出现裂缝，裂缝宽度随着挑梁变形的回大而加宽，影响了房屋的正常使用。据笔者观察，这种挑梁的变形发展到后期，梁支座截面上部受拉区常常出现较宽的竖向裂缝。受支座附近上部受拉区常常出现较宽的竖向裂缝。受支座附近剪弯作用的影响，竖向裂缝向下延伸发展为斜裂缝，此时梁已接近破坏，当为托墙挑梁时，梁过大的挠度引起梁上境况体在梁支座附近出现裂缝。裂缝在梁支座处沿斜向延伸，缝愈靠上愈宽。挑梁的截面过小对结构的抗震也很不利。悬挑结构对竖向地震的作用最为敏感。梁高小时，截面的相对受压区高度较大，梁的延性减小，在竖向地震作用下易发生脆性破坏，失去承载力。

　　2.2加强建筑结构设计人员的安全度责任观念

　　建筑结构设计是保障房屋建筑功能与质量需求的重要系统作业工作。它要求结构设计人员具备一定的业务体系技能知识,并能结合扎实的理论知识与责任意识去灵活发挥创新思维。因此,在建筑结构设计阶段时, 要能够满足建筑商品作业实际情况, 并深刻体现约束合同、各项机制的延伸内涵,以此才能保证设计作业整体需求得到满足,在实践工作中得以总结经验与教训,认真反思出问题不足之处,为未来自身项目设计积累一定的底蕴与功底。同时,在对建筑物进行结构设计时,结构设计人员要发挥自身主导作用,转换陈旧设计观念,正确对待建筑结构设计安全度的重要性,积极运用个人才智,对人民生命财产负责,设计出安全性能优良,能体现自己设计水平的作品。

　　3、结 论

　　综上所述,建筑结构设计阐述了一些问题，有设计方面的，有施工方面的等等，我们必须结合诸多因素去综合考虑。另外我们必须跟随世界和中国建筑节能发展的大趋势和大潮流，搞好建筑外围护结构的节能，改善室内热环境，促进建筑技术和建筑产业的发展，为合理利用资源、保护生态环境、提高人民生活质量而努力，在建筑结构设计中重点考虑,要确保施工阶段的施工技术、监理职能发挥、施工流程工艺等方面加以考虑。以此,才能使得现代建筑商品能够满足质量建设需求并兼顾建筑结构安全度相关问题,打造出最为优秀的建筑产品。

　　参考文献

　　[1] 熊健.阐述建筑结构设计中的安全度问题[J].江西建材,2011,(02).

　　[2] 劳健荣.浅析在建筑结构设计中提高安全性[J].知识经济, 2011,(13).

　　[3] 佘毅.关于建筑结构设计安全性的再认识[J].技术与市场, 2011,(06).

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