談房屋建筑結構設計中的問題

毛高峰　李如恒

【摘 要】隨著社會經濟的不斷發展，人民生活水平不斷開始提高，人們對建筑結構設計也提出了更高的要求。這就客觀要求房屋建筑設計者要發展先進的設計理念，加強先進技術的應用，加快對新型高強度、輕質量并且還環保的建筑材料的研究，促使建筑結構設計更加的安全、適用、可靠和經濟。房屋建筑的結構設計不僅影響到建設單位的經濟效益，同時也能夠影響到使用者的切身利益。所以，完整的、細致的設計不僅能夠幫助施工單位提高經濟效益，還能夠為建設單位贏得良好的社會效益。

【關鍵詞】房屋建筑結構；結構設計；常見問題

隨著我國社會經濟的迅速發展和人們生活水平的不斷提高，人們開始注重對生活質量和生活品質的追求，人們對建筑房屋的要求越來越高。但是要想實現建筑設計形態的多元性和創新性，就一定要先考慮到建筑結構設計的安全性和實效性，否則將會直接影響到建筑工程的質量，會對以后居住人們的生命財產安全造成很大的威脅。

一、房屋建筑結構設計的基本方法

（一）建筑結構基礎設計方法

房屋建筑結構設計中的基礎設計和施工對房屋建筑本身至關重要，只有選擇合理的基礎形式及設計方法，才能保證工程質量。在建筑結構的設計過程中，我們一定要注意混凝土的選擇，要符合圖紙上的標注和相關的規定，這樣建筑才能堅固耐用。還有建筑結構基礎所配的鋼筋一定是適合最小的配筋率。在條基交叉部分基底的面積上，為了保證建筑的安全性，所以不能夠進行重復的使用，并且還要注意不斷的對基礎寬度進行調整。結合建筑地點的實際情況，仔細分析計算，不斷的去完善基礎圖設計。

（二）房屋建筑結構設計的平面圖

建筑結構是指在建筑物（包括構筑物）中，由建筑材料做成用來承受各種荷載或者作用，以起骨架作用的空間受力體系。在繪制房屋結構平面布置圖時，要考慮建筑的建設地點所處的地理位置，結合實際情況進行設計，按照相關的規定，使用正規的設計圖紙和設計方法。先進行人工設計和計算，等到設計完成以后，再利用計算機進行輔助修理，借助輸入建模進行模擬實驗，找出設計的不足之處和缺陷，及時的進行改正。

（三）屋頂（面）結構圖

當建筑是坡屋面時，結構的處理方式有梁板式及折板式兩種。梁板式適用于建筑平面不規整，板跨度較大，屋面坡度及屋脊線轉折復雜的坡屋面，折板式適用于相反的條件。兩種形式的板均為偏心受拉構件。板配筋時應有部分或全部的板負筋拉通以抵抗拉力。板厚基于構造需要一般不宜小于120 厚。此外，梁板折角處鋼筋的布置應有大樣示意圖。至于坡屋面板的平面畫法，通常使用剖面示意圖加大樣詳圖的表示方法，這樣更便于施工人員正確理解圖紙。

（四）大樣詳圖

在建筑詳圖準確無誤的基礎上，大樣詳圖的繪制可在建筑詳圖的基礎上直接繪制，也可在以前做過的詳圖的基礎上來局部改進繪制。這個階段需要注意在保持建筑外形的前提下盡量使結構受力合理和施工方便。在標高和外形尺寸上一定要和建筑專業協調一致。

二、房屋建筑結構設計中常見的問題分析

（一）地基和建筑基礎方面的問題分析

（1）多層房屋建筑無地質勘察報告，僅僅依據建設單位口頭或籠統參照附近建筑物的基礎設計資料就進行施工圖設計。地基與基礎設計要做到合理，安全適用，設計人員必須依據地質勘察資料，統一考慮多方面因素進行基礎類型選擇和設計，僅憑地耐力這一數據是不全面的，也是不安全的，更不能盲目的把地耐力容許值取得小一些就認為萬無一失了。

（2）采用換土墊層進行軟弱地基處理，不進行換土墊層設計，只憑經驗處置。有時設計者對軟弱地基的危害認識不足，只是簡單地憑借經驗采用砂墊層加強一下承載力，沒有進行墊層寬度和厚度計算，既不安全，又不經濟。

（3）民用建筑中柱、梁及基礎的負荷未按規范乘以折減系數。設計人員設計多層民用建筑時，在計算梁、柱和基礎的負荷時未按現行設計規范將荷載乘以折減系數計算其荷載值，因而采用荷載值偏大。

（二）磚混結構房屋中構造柱兼作承重柱用

在磚混結構中，構造柱不但能夠提高墻體的抗剪能力，而且構造柱與圈梁聯結在一起，形成對砌體的約束，這對于限制墻體裂縫的開展，維持豎向承載力，提高結構的抗震性能有著重要的作用。但在當前結構設計中，構造柱經常被作為承重柱使用，這種作法將引起以下幾個問題：

（1）構造柱作為承重柱使用后，使得構造柱提前受力，這不但會降低構造柱對砌體的拉結和約束作用，而且結構一旦遭遇地震作用，在構造柱位置必然形成應力集中，首先破壞。這樣構造柱不但起不到應有的約束作用，反而成為房屋結構中的一個薄弱的部位。

（2）構造柱一般生根于地圈梁中，沒有另設基礎，構造柱兼作承重柱使用后，柱底基礎的抗沖切、抗彎部及局部承壓強度必然不能滿足要求。柱底基礎一旦發生沖切或局部承壓破壞便出現裂縫。本文建議承重大梁下的柱子應按承重柱設計。若梁上荷載和跨度都比較小時，構造柱也可布置于梁下，但此時必須按不考慮構造柱作用來驗算梁下墻體的局部承壓和抗彎強度。經驗算滿足，方可在梁下布置構造柱。

（三）承重柱截面高度設計過小

這種情況多發生于六度抗震設防區。一些結構設計人員誤認為六度設防就是不設防，為受力分析方便，他們故意把柱子的截面高度設計得過小，使梁柱的線剛度比加大（因一些結構設計手冊中規定：當梁柱的線剛度比大于4 時，計算簡圖中梁柱節點可簡化為鉸支）。把梁簡化為鉸支梁，梁柱按軸心受壓計算。這種做法雖然易于進行結構受力分析，但卻給房屋結構埋下了隱患。因為，這樣做忽略了梁柱間的剛結作用，即忽略了柱對梁的約束彎矩，加之柱截面的配筋都較小，結構一旦受力后，柱頂抗彎剛度必然不足，從而柱子在梁底附近將會出現一條或多條水平裂縫，形成塑性餃。這樣在正常使用情況下，柱子已開始帶鉸工作。這不但影響了房屋的耐久性，而且也常常引起用戶的恐懼心理。更為嚴重的是，這樣的結構一旦遭遇地震作用，將會倒塌，這違背了現行抗震規范中“強柱弱梁”的設計原則。

在框架結構設計中，只注意了橫向框架的設計而忽視了縱向框架現行建筑抗震設計規范要求水平地震作用應按兩個主軸方向分別計算，各方向的地震作用應由該方向的抗側力構件來承擔。即在框架結構設計中，縱向框架與橫向框架有同等的重要性。非抗震設計時，一些結構設計者把縱向框梁按普通連續梁進行設計，梁柱的節點和框架中的縱筋、箍筋的配置均無法滿足框架梁、柱的構造要求。由于沒有考慮地震的縱向作用，在實際設計中經常出現梁的支座負筋，跨中縱筋及箍筋的配置均不滿足要求的現象。

（四）懸挑梁的截面高度選用過小

設計者往往只注意了對梁的強度和抗傾覆進行驗算，而忽略了對梁撓度的驗算。梁高選用過小，常引起梁截面的受壓區應力過高，在正常使用狀態下，梁截面受壓區產生非線性徐變。梁撓度隨時間的推移不斷加大。挑梁的變形引起梁板出現裂縫，裂縫寬度隨著挑梁變形的加大而加寬，影響了房屋的正常使用。據筆者觀察，這種挑梁的變形發展到后期，梁支座截面上部受拉區常常出現較寬的豎向裂縫。受支座附近剪彎作用的影響，豎向裂縫向下延伸發展為斜裂縫，此時梁已接近破壞，當為托墻挑梁時，梁過大的撓度引起梁上墻體在梁支座附近出現裂縫。裂縫在梁支座處沿斜向延伸，梁縫愈靠上愈寬。挑梁的截面過小對結構的抗震也很不利。懸挑結構對豎向地震的作用最為敏感。梁高小時，截面的相對受壓區高度較大，梁的延性減小，在豎向地震作用下易發生脆性破壞，失去承載力。

（五）連續梁按單梁進行設計

這種情況多發生在陽臺邊梁的設計中。由于邊梁上的荷重一般較小，沒有引起設計者的重視，為作圖受力分析方便，設計者把實際應為連續梁的梁按單跨簡支梁進行設計，致使梁在支座處上部負筋配置量過少。這樣必然引起梁在支座附近上部受拉區出現豎向裂縫，進而引起梁上部欄板出現豎向裂縫。如果該邊梁長度較長時，問題將會變得更加嚴重。因為該梁一般直接暴露在室外，受環境溫度影響較大。當環境溫度變化時，梁的伸縮受到梁端柱或挑梁的約束，在梁內產生收縮應力，該收縮應力作用于原已產生的梁上裂縫處，引起梁的支座附近沿整個梁截面四周裂縫貫通，梁承載力降低，直接影響了使用安全。

三、總結

從多年來的數據分析表明，現在房屋建筑中還是存在各種各樣的問題，其中受結構問題影響的占有很大的一定比例。由此可以得出，加強房屋建筑結構的設計，就能很好的改善房屋的建筑質量問題。對于結構設計，它是一個比較系統的、全面的工作。要加強對結構設計人員的培養，要求他們具有扎實的理論知識功底，靈活創新的思維和嚴肅認真負責的工作態度。要對以前的問題進行分析，找出自身的缺陷和不足。還要將理論和概念融入到實際的工作中去，要嚴格按照相關規定來進行設計，以此來保證房屋建筑的結構設計能夠符合相關的規定標準，這樣不僅會為建設公司帶來很大的經濟效益，還能夠保障人民生命財產的安全。