房屋结构设计有关问题浅析

摘要：随着国民经济的不断发展，我国建筑业也得到了快速发展，取得了巨大的成就，但同时也存在一些问题。实际设计工作中，常常发生房屋结构设计的种种概念和方法上的差错，这些差错的产生，有的是由于设计人员没有对一般房屋房屋设计引起高度重视，盲目参照或套用其他的设计的结果;有的则是由于设计对设计规范和设计方法缺乏理解;还有的是由于设计者的力学概念模糊，不能建立正确的计算模式，对结构电算结果也缺乏判断正确与否的经验。

关键字：房屋结构设计问题措施

房屋结构设计的成果不仅要美观、适用、安全,还要经济。设计施工图是工程师的语言,是设计者设计意图的体现,也是施工、监理、经济核算的重要依据。合理的结构设计不仅对建设项目节省投资、缩短工期、提高经济效益起着方向盘的作用,同时也为设计者本身提高了信誉、积累了财富。

一、房屋结构设计应具有的经济性

1、结构设计与用地的关系

房屋建筑中,总建筑面积是各层建筑面积的总和,层数越多,单位建筑面积所分摊的房屋占地面积就越少。但随着建筑层数的增加,房屋的总高度也增加,房屋之间的间距也必须增大。因此,用地的节约量并不随建筑层数的增加而按同一比例递增。

2、结构设计与造价的关系

房屋建筑层数对单位建筑面积造价有直接影响,但影响程度对各分部结构却是不同的。屋盖部分,不管层数多少,都共用一个屋盖,并不因层数增加而使屋盖的投资增加。因此,屋盖部分的单位面积造价随层数增加而明显下降。基础部分,各层共用基础,随着层数增加,基础结构的荷载加大,必须加大基础的承载力,虽然基础部分的单位面积造价随层数增加而有所降低,但不如屋盖那样显著。承重结构,如墙、柱、梁等,随层数增加而要增强承载能力和抗震能力,这些分部结构的单位建筑造价将有所提高。

二、房屋结构设计中常见的问题

1、房屋结构设计中地基与基础设计不符合规范

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，统筹考察多方面因素进行基础类型和上部结构设计。切忌“不综合考虑建筑场地的地质情况、上部结构类型、施工条件等情况进行基础设计，不注意已有相邻建筑、邻近地下构筑物及各类地下管线设施的情况。”

2、房屋结构设计中柱、梁结构设计不合理

民用房屋建筑中柱，梁及基础的负荷应按规范乘以折减系数。但结构设计中，设计人员往往在计算梁、柱和基础的负荷时未按现行设计规范对荷载乘以折减系数，因而使荷载值不准确。

3、房屋结构设计中高度、高宽比超限

现行的规范、规程给出了房屋的最大适用高度和高宽比限值。某些民用房屋建筑房屋高度超过最大适用高度或高宽比超出规定限值，甚至个别建筑高度和高宽比均超出规定限值。在结构设计过程中，对于房屋高度、高宽比和体型复杂程度超过现行规范、规程的民用房屋建筑，应按超限民用房屋建筑进行设计。同时，另一点不容忽视的问题是，房屋适用高度除与结构体系类型及抗震设防烈度有关外，还与场地类别与结构是否规则等因素有关，当位于Ⅳ类场地或结构平面与竖向布置不规则时，其最大适用高度应适当降低。

4、房屋结构设计中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。一些结构设计人员误认为六度设防就是不设防，只图受力分析方便，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4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，即忽略了柱约束弯矩的作用，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，从而柱子和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。

三、优化房屋结构设计中存在问题的措施

1、采用组合结构

采用组合结构可建造比混凝土结构更高的建筑,不但具有优异的静、动力工作性能,而且能大量节约钢材、降低工程造价和加快施工进度。在不同的情况下,可以取代钢筋混凝土结构和钢结构,科技含量也较高,对环境污染也较少,已广泛应用于冶金、造船、电力、交通等部门的建筑中,并以迅猛的势头进入了桥梁工程和高层与超高层建筑中。

2、概念设计优化技术

概念设计优化技术与房屋建筑结构设计对于同一建筑方案,可以有许多不同的结构布置设计;确定了结构布置的建筑物,即使在同种荷载情况下也存在不同的分析方法;分析过程中设计参数、材料、荷载的取值也不是惟一的;建筑物细部的处理更是不尽相同,这些问题是计算机无法完全解决的,都需要设计人员自己作出判断。而判断只能在结构设计的一般规律指导下,根据工程实践经验进行,这便是前面所说的概念设计。因此,概念设计存在于设计师对多种备选方案进行选择的过程中。

3、采取结构设计优化可提高建筑结构经济性

建筑的层高增加，由于墙体面积和柱体积增加，结构的自重会增加，基础和柱的承载力相应增加，水卫和电气的管线会加长;相反降低层高，可节省材料，有利用抗震，同时建筑的总高度减小，两建筑之间的日照距离就会减小，间接的节约了用地。建筑面积相同，建筑使用不同的平面形状时，它的外墙周长也就会不同，这样当选择圆形或是越接近于方形时，外墙周长系数就越小，基础、外墙砌体、内外表面装修都随之减少，同时其受力性能也得到提高，增强了建筑的经济性能。

四、结语

房屋结构设计是个系统、全面的工作。在房屋建筑结构设计的过程中,在基本满足建筑师设计意图的基础上,平面布置应尽量规则,对称,尽量缩小质量中心和刚度中心的差异;使建筑物在水平荷载作用下不致产生太大的扭转效应。想要做好房屋结构设计,我们只有不断提高业务素质和技术水平,重视设计中存在的相关问题,特别是容易被忽略的地方,不断积累设计经验,优化设计,发挥主动性创新精神,培养竞争意识,才能适应技术进步和变化,使设计出来的的房屋结构能够施工方便、且结构安全。

参考文献:

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