房屋建筑结构设计中常见问题分析

改革开放以来，随着经济的不断发展，我国的城市化进程不断加快，基础设施迎来了建设的高潮，作为基础设施重要组成部分的房屋建筑工程也得到了很大的发展。随着科学技术的不断进步，各种先进的设计软件被运用到房屋建筑结构设计中，大大减轻了设计人员的工作量，提高了劳动生产率，同时也提高了房屋建筑结构的设计质量，使得设计质量越来越朝着标准化方向发展。然而，由于设计软件的不断进步，使得一些设计人员的动手能力大大降低，有的设计人员对概念了解不清，对规范把握不准，造成了设计上面出现了很多问题，有的甚至造成的质量事故，应引起广大设计人员的注意。本文以下内容将根据作者多年的实践经验，简要分析了房屋建筑结构设计中常见的问题，并提出了相应的措施，仅供参考。

2、房屋建筑结构设计中存在的问题

根据作者多年的实践经验，并参考了其它资料，认为在房屋建筑结构设计中主要存在如下几个方面的问题：第一，在地基与基础设计上一定要做到合理，设计人员一定要根据地质资料，统一的进行多方面的考察，仅仅的凭借耐力这一数据是远远不够的，同时也是不安全的，不要单纯的认为把耐力容许值取小就可以了。利用换土垫层来进行软弱地基的处理，没有进行垫土层的设计，而只是凭着经验来进行处置。一般情况下，设计者对于软弱地基的危害认识不是十分的明确，只是通过简单的采用砂垫层来进行承载力的加强，并没有进行计算垫层的宽度及厚度，这种方法既没有达到安全的目的，又没有达到经济的目的。第二，对于超长建筑物，为了能够更好的减少温度变化对于结构的不利影响，我们设计人员必须对于伸缩缝进行很好的设置，这是十分必须的。但是有些设计人员利用后浇带来代替伸缩缝时，存在着一些问题。因后浇带仅仅的能对混凝土材料干缩的影响进行减小，无法解决温度变化的影响。对不便或不能设置温度伸缩缝的超长结构，除了留设施工后浇带以外，还必须采取其他的构造来加强措施，比如加强对于顶层屋面的保温隔热措施，对于受温度影响较大的部位来配置直径小一点的温度筋。第三，由于边梁上的荷重一般较小，没有引起设计者的重视，为图受力分析方便，设计者把实际应为连续梁的梁按单简支梁进行设计，致使梁在支座处上部负筋配置量过少。这样必然引起梁在支座附近上部受拉区出现竖向裂缝，进而引起梁上部拦板出现竖向裂缝。如果该边梁长度较长时，问题将会变得更加严重。因为该梁一般直接暴露在室外，受环境温度影响较大。当环境温度变化时，梁的伸缩受到梁端柱或挑梁的约束，在梁内产生收缩应力，该收缩应力作用于原已产生的梁上裂缝处，引起梁在支座附近沿整个梁截面四周裂缝贯通，梁承载力降低，直接影响了使用安全。第四，板是建筑工程中的主要承重构件，是它将楼面、屋面的荷载传给其周围的墙或梁上。故板的设计问题必将连带梁、墙、柱等构件的安全。若对整个设计考虑不周，很容易出现设计质量问题，有的还可能存在严重的质量隐患。楼板设计中常见如下几个问题：一是板承受线荷载时弯矩计算问题。在民用建筑中，常常在楼板上布置一些非承重隔墙。故大楼板设计中常常将该部分的线荷载换算成等效的均布荷载后，进行板的配筋计算。但有些设计人员错误地将隔墙的总荷载除以板的总面积。另外，板上隔墙顶部处理常采用立砖斜砌顶紧上部分的楼、屋面板，这样会给上部的板增加了一个中间支承点，使其变为连续板，支承点上部出现了负弯矩，而在板的设计中又没考虑该部分的影响，致使板顶出现裂缝。二是双向板有效高度取值偏大。双向板在两个方向均产生弯矩，由此双向板跨中正弯矩钢筋是纵横叠放，短跨方向的跨中钢筋应放在下面，长跨方向的跨中钢筋置于短跨钢筋的上面，计算时应采用两个方向的各自的有效高度。一般长向的有效高度比短向的有效高度小d(d为短向钢筋的直径)。有的设计者为图省事或对板受力认识不足，而取两个方向的有效高度一致进行配筋计算，致使长跨有效高度偏大，配筋降低，使结构构件存在质量隐患，甚至出现裂缝的现象。三是设计时为了计算方便或因对板的受力状态认识不足，简单地将双向板作为单向板进行计算，使计算假定与实际受力状态不符，导致一个方向配筋过大，而另一方向仅按构造配筋，造成配筋严重不足，致使板出现裂缝。第五，纵横两个方向刚度差异较大，对于“一字型”的建筑平面，往往由于长宽比较大，造成两个主轴方向的侧向刚度差异较大。另外，对风荷载较大的高层建筑，由于横向的风荷载较大，为满足位移角的要求，沿该方向增加了较多剪力墙，两个主轴方向的刚度大小差别较大。这种情况下，结构在两个主轴方向的动力特性相差较大，动荷载作用下，两个主轴方向的基本振型的周期相差较大，扭转振型发展为主要振型，动力响应复杂。第六，混凝土高规对高层建筑的高宽比提出一个“不宜”超过的限值，应当注意到，该限值是一个综合限值，是基于结构刚度、整体稳定、承载能力和经济性要求的一个宏观要求。也就是说，在某些条件下可以突破。一般来说，在“刚重比”满足要求的条件下，如果其它“层间位移”、“剪重比”等整体指标满足高规要求的条件下，“高宽比”不再作为必须满足的指标。但是应当注意到，由于高宽比较大，必然可能造成结构在其横向增加较多的抗侧力构件(剪力墙或支撑)，必然可能造成结构在两个方向的抗侧力刚度不协调，必然可能造成结构造价增加，必然要求较大的基础刚度和整体性。第七，近些年来，随着经济的快速发展，我国的住宅建筑中，特别对于高层建筑，有很多采用了异形结构。当前我国的建筑在异形柱的结构设计中出现了很多的问题。这些问题很突出，表现为异形柱结构的房屋体型不规则、高度超高、结构的布局不合理、抗震的结构措施也不是很完备。当前我国对于异形柱的节点承载力、受剪承载力和结构延性等试验都不足，对于异形结构的抗震性能还不是十分的了解。在这种形势下，我们的设计工作人员在进行设计异形柱结构时，需要对于房屋的高度、抗震措施和结构规则严格把握。第八，设计者往往只注意了对梁的强度和倾覆进行验算，而忽略了对梁挠度的验算。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加大而加宽，影响了房屋的正常使用。据作者观察，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，缝越靠上越宽。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。

3、要解决上面问题应采取的措施

根据作者多年的实践经验，认为要解决上述问题，需要从如下几个方面着手：第一，加大对设计人员的业务培训，提高其综合素质，关键是如何运用软件和规范标准理解的相结合。第二，设计单位应建立设计质量管理体系，将设计质量终身制落实到位，并将设计质量与年底或者季度奖金挂钩。第三，加大人才结构的调整，优化人才结构，增加高质量人才的引进和培养。

4、结尾

以上内容对房屋建筑结构设计中常见问题进行了简要的分析，并提出了解决措施，作为一名技术人员，应该在实践中不断学习，并注重借鉴国内外先进的经验，不断提高自身的专业素养和综合素质，为提高房屋建筑结构设计质量做出应有的贡献。

【参考文献】

[1] 《住宅建筑结构设计》尚芸等，机械工业出版社

[2] 《房屋建筑及结构设计》姚文娟等，高等教育出版社

[3] 《结构概念和体系》林同炎等，中国建筑工业出版社