房屋建筑工程中的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)探討

張曉霞

摘 要：建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)性和安全性是建筑企業(yè)和設(shè)計(jì)者應(yīng)該考慮的首要問題，建筑質(zhì)量的好壞，是否堅(jiān)固耐用取決于建筑結(jié)構(gòu)的前期設(shè)計(jì)是否符合建筑物的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。在日常生活中，經(jīng)常會出現(xiàn)由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的問題導(dǎo)致工程事故的發(fā)生，嚴(yán)重者還會引發(fā)人員的傷亡和財(cái)產(chǎn)的損失，也會給企業(yè)帶來負(fù)面的社會影響。所以，建筑設(shè)計(jì)工作要嚴(yán)格依照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，考慮問題時(shí)要做到面面俱到，以追求理想的設(shè)計(jì)效果。

關(guān)鍵詞：設(shè)計(jì)圖；承載力；數(shù)據(jù)計(jì)算；設(shè)計(jì)問題和解決措施

1 設(shè)計(jì)中常見幾種構(gòu)圖類型

1.1 房屋總體設(shè)計(jì)圖

總體設(shè)計(jì)圖是對整個(gè)房屋架構(gòu)進(jìn)行基本框架設(shè)計(jì)，主要包括對于屋頂?shù)脑O(shè)計(jì)。坡面屋頂是建筑物封頂使用的常見屋頂構(gòu)造，其具有施工方便，易操作，防積水等特點(diǎn)，建筑設(shè)計(jì)中包括對于屋頂構(gòu)造的設(shè)計(jì)。在具體設(shè)計(jì)工作中，要在設(shè)計(jì)圖中繪制出整體的屋頂架構(gòu)，包括材料搭建方向和角度，承重結(jié)構(gòu)的設(shè)置位置等，還要標(biāo)識清楚施工材料的具體型號和尺寸。一般情況下屋頂施工通常會使用鋼制或者混凝土作為承重材料，在氣溫較為寒冷的地區(qū)，還要考慮保溫層的設(shè)計(jì)。

1.2 房屋施工平面圖

平面圖是指房屋內(nèi)部的施工結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖，其內(nèi)容包括空間的合理分隔，墻體的材料和厚度等方面。在進(jìn)行平面圖設(shè)計(jì)時(shí)，通常會利用專業(yè)設(shè)計(jì)軟件幫助分析和計(jì)算內(nèi)部結(jié)構(gòu)的具體構(gòu)建位置和數(shù)值，并完成對房屋承重量的預(yù)估。

1.3 局部細(xì)節(jié)放大圖

在完成總體設(shè)計(jì)圖和平面設(shè)計(jì)圖的基礎(chǔ)上，針對具體施工的要求，還要對房屋局部位置進(jìn)行放大圖的繪制。對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，無法在平面圖中表現(xiàn)出來的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)要進(jìn)行圖形放大，并且要盡可能詳細(xì)的將要點(diǎn)標(biāo)注清楚。

1.4 房屋樓梯設(shè)計(jì)

樓梯是實(shí)現(xiàn)樓層間連接的重要通道，在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮坡度問題以及承重性。

而且在一般的樓體建筑結(jié)構(gòu)中，上下層間樓梯的位置和尺寸都是相同的，設(shè)計(jì)時(shí)要注意其一致性，對于有特殊樓梯結(jié)構(gòu)要求的設(shè)計(jì)，要做好樓梯之間銜接的尺寸設(shè)計(jì)工作。

2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的階段及需要計(jì)算的數(shù)據(jù)

建筑設(shè)計(jì)是一項(xiàng)系統(tǒng)性工作，設(shè)計(jì)者要分別依次完成相應(yīng)的設(shè)計(jì)步驟，才能得到最后的設(shè)計(jì)成圖。設(shè)計(jì)工作包括三個(gè)階段，首先，要進(jìn)行建筑的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，繪制出整體的結(jié)構(gòu)框架，包括建筑的所在地地質(zhì)情況，面積，高度，基本結(jié)構(gòu)，承重梁等因素；其次，要進(jìn)行建筑的承重力和使用部件參數(shù)的計(jì)算，對于不符合標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)要及時(shí)修改，最后，根據(jù)總體結(jié)構(gòu)圖和各項(xiàng)數(shù)值指標(biāo)完成施工圖的設(shè)計(jì)。在此過程中，對于結(jié)構(gòu)各項(xiàng)數(shù)值的計(jì)算尤為重要。數(shù)據(jù)計(jì)算大致包括如下項(xiàng)目：（1）房梁的跨度計(jì)算。包括房梁的數(shù)量，間距距離，房梁本身的厚度和高度對于房梁的材料不同導(dǎo)致的承重性差異因素也要考慮在內(nèi)；（2）各部件可承受最大拉力值的計(jì)算。設(shè)計(jì)者可以按照結(jié)構(gòu)材料的可能受力方向和受力最大值作為估算依據(jù)，并得出最后結(jié)論；（3）房板和房柱數(shù)值的計(jì)算。房板設(shè)計(jì)要依據(jù)單塊板的尺寸和厚度計(jì)算出板的承重力，不同點(diǎn)空間面積要選取不同的房板材料；房柱的承重力也要計(jì)算，以確定房柱的使用材料和型號。（4）房屋總承載力的核算。在承載力的計(jì)算過程中，要充分將各種有可能發(fā)生的情況考慮在內(nèi)，屋頂?shù)呢?fù)重包括外力和自然物質(zhì)所施加的壓力，如降雨，暴風(fēng)雪，臺風(fēng)等因素；內(nèi)部結(jié)構(gòu)的承重主要考慮施工材料的重量和人員施加的壓力，如房板對房柱的壓力，施工人員的外力等因素，要以最大承受值為設(shè)計(jì)依據(jù)。

3 建筑設(shè)計(jì)中經(jīng)常出現(xiàn)的問題及解決方法

3.1 在設(shè)計(jì)時(shí)對于地基承載力缺乏考慮

建筑物地基薄弱是房屋施工中經(jīng)常出現(xiàn)的問題，對于建筑物地基施工的設(shè)計(jì)，要以前期工程測量和勘探數(shù)據(jù)作為設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，對于施工現(xiàn)場圖層較弱的情況，要進(jìn)行地基的加固施工設(shè)計(jì)，包括對于土層的更換和壓實(shí)以及打樁固定的方法等等，土層更換的厚度和數(shù)量是設(shè)計(jì)者要計(jì)算出來的。設(shè)計(jì)者要充分考慮到地基設(shè)計(jì)不科學(xué)的所帶來的巨大危害，嚴(yán)把地基施工的第一道關(guān)口。

3.2 建筑超高超寬的情況

建筑物設(shè)計(jì)的總體高度和面積要符合建筑設(shè)計(jì)原理和標(biāo)準(zhǔn)。在實(shí)際操作中，施工企業(yè)有時(shí)會為了提高建筑物的利用率，私自將建筑面積或高度擴(kuò)建，造成了建筑設(shè)計(jì)的嚴(yán)重違規(guī)，而且建筑高度不符合總體建筑比例還有可能降低建筑物的抗震級別，應(yīng)該在設(shè)計(jì)時(shí)給予高度重視。

3.3 特殊形狀的建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性不足

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，近些年來，我國的住宅建筑中，特別對于高層建筑，有很多采用了異形結(jié)構(gòu)。當(dāng)前我國的建筑在異形柱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)了很多的問題。這些問題很突出，表現(xiàn)為異形柱結(jié)構(gòu)的房屋體型不規(guī)則、高度超高、結(jié)構(gòu)的布局不合理、抗震的結(jié)構(gòu)措施也不是很完備。當(dāng)前我國對于異形柱的節(jié)點(diǎn)承載力、受剪承載力和結(jié)構(gòu)延性等試驗(yàn)都不足，對于異形結(jié)構(gòu)的抗震性能還不是十分的了解。在這種形勢下，我們的設(shè)計(jì)工作人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)異形柱結(jié)構(gòu)時(shí)，需要對于房屋的高度、抗震措施和結(jié)構(gòu)規(guī)則性嚴(yán)格把握。

3.4 建筑控溫措施不科學(xué)

對于超長建筑物，為了能夠更好的減少溫度變化對于結(jié)構(gòu)的不利影響，設(shè)計(jì)人員必須對于伸縮縫進(jìn)行很好的設(shè)置，這是十分必須的。但是有些設(shè)計(jì)人員利用后澆帶來代替伸縮縫時(shí)，存在著一些問題。因后澆帶僅僅的能對混凝土材料干縮的影響進(jìn)行減小，無法解決溫度變化的影響。對不便或不能設(shè)置溫度伸縮縫的超長結(jié)構(gòu)，除了留設(shè)施工后澆帶以外，還必須采取其他的構(gòu)造來加強(qiáng)措施，比如加強(qiáng)對于頂層屋面的保溫隔熱措施，對于受溫度影響較大的部位需配置一些溫度鋼筋。

3.5 建筑設(shè)計(jì)缺乏抗震性

這類情況大多數(shù)是發(fā)生在六度抗震設(shè)防區(qū)。大多數(shù)設(shè)計(jì)者單純的認(rèn)為六度設(shè)防就是不設(shè)防，為了方便結(jié)構(gòu)計(jì)算，會把柱子的截面高度設(shè)計(jì)的過小，把梁簡化為簡支梁。這樣做雖然便于結(jié)構(gòu)的受力分析，但是卻給房屋的結(jié)構(gòu)安全埋下了極大的安全隱患。人們在使用該結(jié)構(gòu)時(shí)，柱子便已開始帶鉸工作，這樣會使房子的耐久性大大減弱，且引起了住戶的恐懼心理。更嚴(yán)重的是，假如發(fā)生地震，那么該結(jié)構(gòu)抗震性能較差，這極大的違背了現(xiàn)行的抗震設(shè)計(jì)原則。

3.6 承重梁高度和承重設(shè)計(jì)缺陷

一般設(shè)計(jì)者只是對于梁的抗傾覆進(jìn)行了測算，并沒有對梁的撓度進(jìn)行測算。假如梁高選用的太小，那么將會引起梁截面的受壓力區(qū)的應(yīng)力過高，梁截面會產(chǎn)生非線性的徐變。挑梁的變形也會引起梁板裂縫的出現(xiàn)，從而影響房屋的正常使用。根據(jù)調(diào)查研究，這種挑梁變形到后期時(shí)，梁截面的上部會出現(xiàn)比較大的豎向裂縫。豎向裂縫不斷的延伸，從而發(fā)展為斜裂縫，這時(shí)的梁已經(jīng)接近破壞。

3.7 忽視樓板的重量和作用

樓板的設(shè)計(jì)主要存在以下問題：樓板承受線荷載時(shí)彎矩的計(jì)算問題。一般在民用建筑當(dāng)中，會經(jīng)常在樓板上布置一些非承重的隔墻，經(jīng)常在設(shè)計(jì)時(shí)將該部分線荷載換算成等效的均布荷載，來進(jìn)行配筋計(jì)算。但是有很多的設(shè)計(jì)人員卻錯(cuò)誤地將隔墻的總荷載去除以樓板的總面積。此外，樓板上的隔墻處理頂部經(jīng)常使用立磚斜砌并且頂緊上面的屋面板，從而給上部的板增加了中間的支撐點(diǎn)，支撐點(diǎn)上方出現(xiàn)了負(fù)彎矩，但是在板的設(shè)計(jì)當(dāng)中并沒有考慮到該部分的影響，使板頂產(chǎn)生了裂縫。

4 結(jié)束語

建筑設(shè)計(jì)工作是工程施工的依據(jù)和前提，具有極其重要的現(xiàn)實(shí)意義。建筑設(shè)計(jì)人員在開展房屋設(shè)計(jì)工作時(shí)要秉承安全專業(yè)的設(shè)計(jì)理念，對于設(shè)計(jì)中的任何一項(xiàng)細(xì)節(jié)都要考慮周全，在保證建筑施工的便利性和效率性的基礎(chǔ)上要盡量增加建筑耐用性和安全性的措施，最大限度的平衡好經(jīng)濟(jì)利益與建筑安全之間的關(guān)系，為社會和人民打造更多的精品工程。

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