房屋建筑結構設計中的問題與對策分析

王志

【摘要】房屋建筑結構設計主要是在房屋建筑設計的基礎上，從房屋建筑實際應用功能入手，明確房屋建筑物結構類型、結構體系。隨后根據規范要求，進行房屋建筑結構計算、分析及施工圖繪制。本文以房屋建筑結構設計問題為切入點，提出了幾點房屋建筑結構設計問題解決對策。

【關鍵詞】房屋建筑;結構設計;變形縫

房屋建筑結構設計是建筑設計的關鍵組成模塊之一，在新時代，房屋建筑功能不斷增加，房屋建筑造型更加多樣，再加上高層、超高層建筑的出現，對房屋建筑結構設計安全穩定性提出了更高的要求。基于此，面對現階段房屋建筑結構設計中存在的問題，對房屋建筑結構設計優化對策進行深入剖析就變得非常必要。

1、房屋建筑結構設計中的問題

1.1變形縫設置不規范

變形縫的恰當設計可以降低溫度變化及其他因素對房屋建筑結構的不利影響，但是部分房屋建筑結構設計人員沒有嚴格根據規范進行變形縫設計。如部分設計人員為了降低設計難度，利用后澆帶代替了伸縮縫，增加了溫度變化時房屋建筑結構穩定性風險[1]。

1.2房屋高寬比超出規范限制

由于房屋建筑結構設計中房屋高寬比受結構、場地類別、層高、抗震等多種因素影響，導致房屋高寬比設計復雜程度較高，極易出現房屋高寬比超出最大高寬比限值的情況。

1.3樁間距與最小中心距規范不符

在現階段房屋建筑結構設計過程中，多數房屋建設設計人員不注重試樁、錨樁間距控制，經常出現樁間距小于最小中心距規定的情況，增加了試樁結果錯誤率。

2、房屋建筑結構設計中的問題解決對策

2.1規范變形縫設置

溫度變化、房屋相鄰部分結構類型差異、房屋相鄰部分荷載變化等因素，均會導致房屋出現開裂、變形或者其他破壞。而房屋建筑中變形縫的設置，可以將房屋建筑內部結構劃分為獨立變形、互不干擾的若干個部分，保證房屋建筑結構穩定。除伸縮縫以外，房屋建筑結構設計中常用的變形縫還包括防震縫、沉降縫等。

首先，在房屋建筑伸縮縫設置時，基于溫度變化時房屋熱脹冷縮變形與房屋長度間緊密聯系，結合《建筑工程建筑面積計算規范》GB/T 50353-2013 相關規定。一般需要在建筑物長度超出五十米時從基礎開始留伸縮縫（寬度在20.0～30.0mm之間），將屋頂、墻體、樓板等構件全部斷開。

其次，防震縫為平立面不規則、體型復雜程度較高結構，可以將建筑結構劃分為若干個規則的抗側力結構單元。一般來說，房屋建筑混凝土結構中防震縫寬度應大于或等于70.0mm;而在砌體結構中防震縫寬度應大于等于50.0mm。

最后，由于沉降縫為豎向變形體，可以限制地基不均勻沉降對房屋建筑結構穩定性破壞。因此，設計人員可以選擇平面轉折位置、分期建造房屋交接位置、地基土壓縮性顯著變化位置、高度差異位置或者結構、基礎類型變化位置，從基礎開始留沉降縫一直到屋頂板位置。一般沉降縫間距應在15.0～25.0m之間。

2.2控制房屋高寬比

房屋建筑高寬比主要指室外地坪、主要房屋面間高度除以房屋建筑結構水平投影的較小邊尺寸。依據《高層建筑混凝土結構技術規程》JGJ3-2010的相關要求，房屋建筑結構設計人員應根據房屋建筑結構類別，結合非抗震設計等級及抗震設防烈度，選擇恰當的最大高寬比控制標準。如對于非抗震設計水平為5、抗震設防烈度為8度的框架結構的房屋建筑，應控制結構高寬比在3以下;而對于同等條件下框架-剪力墻結構房屋建筑，則需要控制結構高寬比在5以下。同時考慮到高層房屋建筑高寬比確定難度大，房屋建筑結構設計人員可以方向的最小投影寬度為設計依據，或者綜合考慮最小投影寬度、最大寬度，在適當增大最小投影寬度的同時，對最大寬度進行適當折減。若最小投影寬度、最大寬度數值差異較大，則需要從房屋建筑宏觀體型上入手，對相關指標進行再次調整，最終確定房屋建筑結構高寬比計算標準。從本質上而言，房屋建筑高寬比主要是從宏觀層面對建筑結構整體穩定、經濟合理性、結構剛度、承載力的控制，與設計人員概念設計能力、對房屋建筑結構平面理解程度具有較大聯系。因此，在具體設計過程中，設計人員應結合軟件計算結果，對位移比、周期比進行綜合評定，以保證房屋建筑結構高寬比控制效果[2]。

2.3合理設定樁間距

依據住房和城鄉建設部最新修訂的《建筑地基基礎設計規范》GB500007-2011的相關規定，在房屋建筑樁間距選取時，人工挖孔樁基礎中心距應大于1.5D（相鄰兩根樁中心距離不得小于同類型樁的1.5直徑，），而灌注樁基礎中心距應大于4.0D（相鄰兩根樁中心距離不得小于同類型樁的4倍直徑）?？紤]到房屋建筑中絕大多數樁基礎采用承臺——樁群體系，由于群樁效應影響，豎向荷載影響下單樁承載力簡單疊加后結果并不等同于摩擦型群樁承載力，此時，就需要對群樁距離進行恰當選取，以便最大程度調動樁承載力，限制樁土沉降，達到優化房屋建筑布樁效果的目的。

依據我國《建筑地基基礎設計規范》GB500007-2011要求，為控制摩擦型群樁側阻疊加作用，在選定樁距下限的基礎上，房屋建筑結構設計人員還需要根據自身設計經驗。綜合考慮土質影響、沉降影響、樁類型、工程造價、群樁效應等因素，設定恰當的樁距。如樁間距增加會導致群樁沉降量減小，在樁間距達到3D時，地基整體壓縮變形比率受荷載水平、土地性質的較大影響;而在樁間距達到6D（接近群樁效應峰值樁距）時，群樁沉降全部為樁間土壓縮變形。因此，房屋建筑結構設計人員應以最大程度調動樁、土承載能力為入手點，在土質為粘土等土質較差土地時（樁側摩阻力應力擴散角度與應力交叉重疊作用較?。?，控制樁距在3D～4D左右。

總結：

綜上所述，房屋建筑結構設計是一項系統工程，需要房屋建筑結構設計人員具備靈活的思維、負責的態度及扎實的專業理論知識。因此，針對現階段房屋建筑結構設計中存在的變形縫設計不規范、房屋高寬比超出規范限制、樁間距與最小中心距規范要求不符問題，設計人員應結合自身經驗，深入剖析與建筑房屋結構設計規范相關的內容。以概念設計為主體，逐步提升房屋建筑結構設計質量。

參考文獻：

[1]喬棟.土木工程建設中房屋建筑結構設計常見問題分析[J].現代工業經濟和信息化，2016（13）：23-23.

[2]田影.優化技術在房屋建筑結構設計中的應用實踐[J].建材與裝飾，2016（14）：25-25.