房屋建筑結構設計中常見問題

摘要：本文主要從房屋建筑結構設計的特點入手，針對其設計存在的問題以及加強其結構設計的措施進行了分析。

關鍵詞：房屋建筑結構設計;問題;措施

一、房屋建筑結構設計的特點

1、設計的主要因素是水平力

在低層房屋和多層房屋的結構設計中，一般受以重力為代表的豎向荷載控制。但是對高層建筑結構設計產生重要影響的盡管有豎向荷載，但起決定性作用的則是水平荷載。這主要是因為在豎向構件中，建筑自身的重量和樓面使用荷載所引起的軸力和彎矩的數值，僅與建筑高度的一次方成正比;但是水平荷載對結構產生的傾覆力矩，以及在豎向構件中由此所引起的軸力，與建筑高度的兩次方成正比。同時，建筑具有一定的高度，在大體上其豎向荷載是定值，而地震作用和風荷載是水平荷載，隨著不同的結構動力性，它的數值變化也較大。

2、側移成為結構設計中的關鍵因素

不同于較低的樓房，在高樓的結構設計中，側移成為控制指標。在水平荷載下，結構的側移變形隨著樓房高度的增加而迅速增大，所以應該在一限度之內控制在水平荷載作用下結構的側移。

3、具有更高的抗震設計要求

對于高層建筑進行結構的抗震設防設計，在考慮正常使用時的風荷載和豎向荷載的同時，還必須保證結構的抗震性能良好，確保在小震的情況下不損壞，在大地震時不倒塌。

二、房屋建筑結構設計原則

首先選擇合理結構計算簡圖，在結構節點除鉸節點和鋼節點外選擇與計算簡圖相適應構造方法，將誤差控制在一定范圍內保證高層建筑安全。對高層建筑結構類型、施工情況、荷載分布等問題進行綜合性分析選擇最合理基礎設計方案。高層房屋平面宜簡單、規則、對稱，受力設計力求簡單明晰，使結構抗側剛度中心、建筑平面形心、建筑物質量中心重合，從而最大限度規避扭轉破壞現象。一般來講，高層建筑結構可以是方形的，也可以是圓形或矩形，甚至是十字形、Y形、T形、L形。但是無論是哪種建筑形式，其平面尺寸起碼要符合設計規范。高層結構房屋豎向的強度和剛度宜均勻、連續，無突變。大幅度的外挑、內收都不可取，否則極易產生錯層或局部夾層等缺陷。另外，同一樓層宜采用統一的樓面標高，且豎向結構層間剛度上下均勻，確保很好的連接和傳力。

三、房屋建筑結構設計中常見問題

1、房屋建筑基礎結構設計問題

俗話說的好，基礎決定上層建筑，由此可見房屋建筑基礎結構的重要性。但是，對現階段房屋建筑基礎結構調查顯示，在設計工作中存在嚴重的不規范性、不科學性，嚴重影響了房屋建筑基礎的施工質量，如有些設計工作人員在基礎設計工作中，并沒有做好大量的地質勘查工作，而是根據施工方面人員提供的口頭數據開展基礎設計工作，這樣設計人員在沒有準確數據情況下所設計的基礎結構圖，可想而知施工后建筑基礎的質量。另外，現階段國內大多數民用建筑在基礎結構設計中并沒有對荷載情況進行嚴格規范，這也是民用建筑基礎結構設計常見問題之一，對此，設計人員應該將這一問題重視起來，對建筑基礎荷載數據進行準確標明，避免基礎滿負荷，影響整體建筑的質量、安全。再次，有些設計人員對于各類地質災害的認識存在片面性，對于一些軟土地段建筑地基設計工作中，在沒有得到準確勘測數據的情況下只憑自己的經驗草率設計基礎結構，給房屋建筑的質量、安全埋下隱患。

2、忽視縱向框架的設計

進行框架結構設計時，忽視了縱向框架的設計，只注意了橫向框架的設計。現階段，在我國最新的建筑結構抗震設計規范中要求了水平地震的作用應按照兩個主軸的方向進行計算的，那么該方向的抗側力構件就應承擔本方向的地震作用。

四、強化房屋建筑結構設計的具體措施

1、構造結構設計優化模型

構建結構設計優化的模型函數可以科學地估量房屋的造價，因此確定這個優化模型至關重要，一般是選用那些對最后的結果即整體的建筑設計影響很大的建筑設計的因素作為所建立的結構設計優化模型的自變量，選擇對建筑設計影響大的因素作為計算的自變量能夠使后續的分析的工作順利進行。在確立了自變量之后要進一步確定目標函數，目標函數一般選取的因素是最后的建筑設計的優化的表現即為最終的建筑造價。此外，構建這個函數需要滿足一定的限制的條件。在約定的條件下進行函數的運算。

2、加強對基礎設計

房屋建筑結構的地基基礎直接影響到建筑結構工程的整體穩定性，對于整個房屋建筑都有著巨大的影響，因此，在房屋建筑結構設計前，應當首先加強對地勘資料的研究。設計單位應結合房屋建筑規范對當地的水文地質條件進行深入的調查和研究，充分收集當地其他房屋建筑工程的設計資料，借以從中找出對房屋建筑設計有影響的因素，對優點加以改進和創新，根據缺陷制定出相應的規避措施，以保證建筑結構設計的不利影響降到最低，做到因地制宜，從而有效提高建筑結構設計的質量，保證后續工程施工的順利進行，同時提高建筑工程施工的質量和效率。

3、建筑抗震設計

近年來，我國多個地區發生了不同級別的地震，這對我國人民的生活以社會的發展都有一定的限制，地震導致了多起因房屋建筑質量不到位而引發悲劇。房屋建筑的抗震優化應該被充分地重視起來，結合抗震的設計方案和房屋整體的設計來進行房屋的建筑設計，這樣才能保障房屋的抗震性能。因為地震不可預料，地震的級別以及區域更是不確定的，因此，很難根據一個地區的實際情況來進行抗震的設計。這時可采用概念設計的方法來進行房屋的建筑設計，綜合考慮房屋的各方面的設計因素。在抗震的設計中至少要能夠保障以下幾點：房屋在遇到級別小的地震時能夠不被破壞;遇到中級的地震能夠保持不倒而進一步地進行修復;遇到大級別的地震時房屋能夠不被地震震倒，防止因為房屋建筑的原因造成人員傷亡。在進行房屋的優化建筑的理念中常見的一種為多道設防，這種方案是為了減輕房屋倒塌對于人們的影響。這種理念具體是在發生地震時，房屋的主要的骨架部分非常堅固，沒有倒塌，只是房屋的一些次要的部分發生不同程度的損壞。

4、建筑主梁以及剛性樓面設計

主梁結構作為房屋建筑物的支撐骨架以及重要構件在現代房屋建筑設計中占有很高的地位，對于確保建筑物的安全性和穩定性具有極其重要的作用。值得注意的是，在設計主梁和次梁結構中，必須增加次梁處的箍筋，從而提高主次梁的抗震、抗剪、抗壓能力。其次，在設計剛性樓面時，為了避免出現根本性的錯誤，應盡可能采用剛性樓面設計，盡量避免凹槽缺口過深、外伸翼塊過長或者大開洞等問題。而且，應注意合理安排配筋構造以及建筑結構布置，從而確保結構的使用性能。若平面不能滿足剛性樓板設計，必須在洞口邊以及連系梁板之間增加暗梁邊梁設計，使梁板配筋量適當增加。

5、剪力墻設計

短肢剪力墻是指為墻肢截面高厚比為5～8的墻，新規范根據實驗數據和實際經驗，對短肢剪力墻在高層建筑中的應用增加了相當多的限制，這樣一來工程設計師在高層建筑的設計時就應避免使用短肢剪力墻，以減少后續工作中的麻煩。選擇較長剪力墻的設計時，加入開洞設計，但是要注意當墻段高寬比大于2時一般為彎曲破壞，墻段高寬比小于2時一般為剪切破壞，因此每個獨立墻段的總高度與其截面高度之比不應小于2，這樣可以充分提高剪力墻的延性，避免高層建筑的脆性破壞。另外，考慮到單片剪力墻若承擔過大的水平剪力可能會被最先破壞，就會導致結構抗側力構件依次被破壞，因此在開洞時要形成弱連梁，這樣就要求開結構洞時一定要開大洞，連梁跨高比宜大于6，這樣才能使較長剪力墻開洞后形成兩個較獨立的墻肢，避免洞口較小時剪力墻因為側向剛度較大，遭到剪切脆性破壞，但是應當注意的是，墻肢截面高度不宜大于8m，否則不利于高層建筑結構的整體穩定。

結束語

總之，房屋建筑結構設計在很大程度上影響著整個房屋建筑質量，是促進房屋建筑質量水平有效提高的重要措施，因此，在具體的房屋建筑施工中，要注重房屋建筑結構設計，促進其發展。

參考文獻：

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