土木工程建設房屋建筑結構設計問題分析

馮雪光

（廣州市弘基市政建筑設計院有限公司大同分公司，山西大同 037000）

0 引言

在現代社會經濟迅速發展的背景下，人們的生活質量也得到了極大提高，審美觀念也發生較大改變，房屋建筑結構設計也變得越來越多元化、復雜化、奇異化。這一情況讓相關設計人員不得不對傳統的設計模式、設計理念、設計工藝、設計系統予以改革創新，雖然這些轉變讓設計水平有所提高，但通過觀察當前的結構設計得知，部分房屋建筑結構設計環節或多或少都存在一些缺陷與問題，嚴重時還會導致無法施工，延長了施工周期的同時也降低了施工質量。因此，對土木工程建設房屋建筑結構設計進行探究十分有必要。

1 房屋建筑結構設計概述

1.1 定義

房屋建筑結構設計的主要工作內容是相關工作人員對房屋建筑進行全方位的考量，包括排水系統、通風設施等眾多方面，并將此次考量結果當做參考數據展開設計。通常情況下，在對建筑結構進行設計規劃時，設計工作人員應當對房屋的實用性、可靠性、穩定性、美觀性予以充分考慮，最大限度保證房屋建筑結構設計的安全，并對其結構成本予以合理控制。房屋建筑結構設計的基本流程為：制定科學合理的施工設計方案；相關部門及人員共同對該設計方案予以審核分析；通過審核后，以此為基礎繪制施工圖紙，為今后的施工操作提供有力依據。

1.2 房屋建筑結構設計原則

（1）主次分明。在對房屋建筑結構進行設計時，往往會發生“強柱梁弱、強剪弱彎”等問題，所以，工作人員在實際設計環節應當對這些問題予以充分考慮。此外，在房屋建筑工程施工環節，體系構建的差異化導致其功能用途大有不同，針對這一實際情況，設計人員在具體工作中一定要把握好輕重，對其進行合理劃分，加強機構設計的協調性。

（2）優勢互補。在設計房屋結構時，一定要遵循優勢互補的基本原則。比如：建筑結構偏柔和一些，那么即使該建筑對外的抵抗力有所加強，但是卻大大提高了建筑變形的發生率，從而對建筑的使用期限產生較大影響；反之，若是建筑結構過于剛強，那么其在遭遇外力時，出現變形的概率會減小，但是建筑物極易在受到強大外力時受傷害[1]。因此，在設計過程中一定要對以上問題進行全面的考慮分析，讓兩者之間進行優勢互補，以此加強所建設房屋的穩定性與可靠性。

（3）層層設置。安全問題對設計環節來說至關重要，而房屋建筑工程對安全的要求是，當災害來臨時，房屋建筑依然能穩固如初。但是，如果結構的設計較為單一，那么在后期使用中就很容易出現問題，因此，可采取層層設置的結構形式，加強預防。

2 現階段土木工程建設房屋建筑結構設計中存在的問題

2.1 基礎結構設計中的問題

基礎結構設計質量好壞對房屋建筑結構設計的綜合質量有直接重要影響。若是基礎結構設計出現了偏差，會大大減低該房屋建筑工程中結構框架的規范性與有效性，并為之后的正常使用埋下較大的安全隱患，嚴重時還會出現二次返工現象，從而產生不必要的經濟損失，減慢長施工進度，降低施工效率。所以，設計工作人員一定要提高對基礎結構設計的注重程度。比如地基設計，一般在正式設計之前，相關工作人員會深入施工現場對地質條件展開嚴格勘測檢驗，若是因為成本或者勘測工作不到位、不科學等因素，而使房屋建筑中地基相關數據信息缺乏，那么設計人員就無法精準計算出房屋建筑對地基所產生的負荷參數值，從而極易引發沉降問題，對居住民眾的生命財產安全帶來較大的威脅。

2.2 墻體結構設計中的問題

在房屋建筑工程中，與房屋相關的負荷都是通過墻體支撐的，近些年我國對房屋建筑工程提出綠色環保、節能降耗的發展戰略目標，因此，設計工作人員在對墻體結構予以設計時，除了要考慮到其結構的質量與承載性能等問題之外，還要全面落實綠色環保的政策。而土木工程建設房屋建筑墻體結構設計環節中最容易出現的問題就是，只注重墻體的承載性能，未曾對墻體保溫、供熱制冷等方面提高重視。該問題會導致后期使用環節該房屋缺乏應有的保溫性能、隔熱性能以及傳熱性能等，對居住群眾的使用體驗帶來較大的負面影響[2]。最后只能對墻體進行二次施工改良，不僅增加了建設成本，同時也對建筑施工企業的聲譽、形象產生不良影響，降低了企業收益。

2.3 細節結構設計中的問題

在土木工程建設房屋建筑結構設計中，細節有排水、圍護、電路、通風等。這些細節設計與房屋將來的使用過程息息相關，其所存在的缺陷問題為：細節設計中不同部分產生的沖突、矛盾引發的設計變更或者二次返工問題、圍護設計不合理致使房屋內部采光效果差等。設計變更會增加不必要的經濟損失，也會大大降低設計工作的效率，從而對后續施工環節的有序進行帶來較大的阻礙。二次返工會增加工程造價、拖延施工進程。圍護設計不科學、不合理則會對施工進度與施工周期造成影響。由此可見，細節結構設計中產生的問題，對后續施工步驟有很大關聯。

2.4 橫挑梁的荷載設計過小

承重柱作為房屋建筑結構中的重要構成組織，幾乎承受了房屋的全部荷載，承重柱的承載性能強弱是由其截面面積大小確定的。然而，在具體設計環節，有些設計工作人員往往會通過減小承重柱截面面積來削減工程成本，這增加了梁與柱之間的線剛度比，對后期房屋建筑結構施工的安全性、可靠性以及穩定性造成了較大影響，極易出現因承重柱與施工設計標準需求不符而導致房屋坍塌的問題。

3 解決土木工程建設房屋建筑結構設計問題的有效策略

3.1 充分應用現代計算機技術建模

在正式對房屋建筑結構進行設計之前，工作人員可借助計算機技術，將該工程的全部情況輸入相關的軟件系統中，構件數字化的3D 立體模型，然后根據該模型開展設計工作。在傳統結構設計環節，針對電氣設計、通風設計、給排水設計等環節，經常因為設計人員溝通不到位，沒有達成一致，而出現各種沖突、矛盾等問題。3D 設計模型的應用，讓設計人員、施工人員更清晰、更直觀、更明確地看到整個房建工程中每一個分項項目的設計情況，并在第一時間找出設計沖突點，對其進行解決，或者是對這些分項工程設計予以規范合理的規劃，杜絕設計沖突問題出現。不僅如此，設計人員還能充分利用BIM 技術，完善優化整體房屋結構設計方案，防止在實際施工過程中出現設計變更以及二次返工的情況，為房屋建筑結構設計工作的有序開展提供有力保障。

3.2 精確核算房屋建筑結構地基承載能力

在設計房屋建筑結構中的地基部分時，為了提高房屋的安全性與可靠性，設計工作人員一定要對地基承載力進行精準核算。首先，施工前，業主會對地質勘查機構提出嚴格遵守相關準則予以勘查的要求，保證勘測結果的真實性與準確性。其次，設計工作人員針對勘測結果選取最為合適的核算方式對地基承載力予以計算。最后，地基承載力計算完畢之后，梁、柱等基礎合閘也要予以精準計算，再驗算荷載折減系數，為房屋建筑工程結構穩定、安全奠定良好基礎。

3.3 健全房屋建筑結構設計

房屋建筑工程質量是結構設計工作的核心重點，因此，設計工作人員應當在保證工程質量完全達標的基礎上，對項目施工成本予以合理控制，使其在建設單位能夠接受的區間內。土木工程建筑投資負責人需要對經濟效益和施工質量兩者之間的關聯有正確的認知，并知曉企業利益和建筑工程質量的相互作用，督促設計工作人員不斷健全優化施工設計圖紙，讓房屋建筑工程質量充分滿足設計需求的同時，還能將施工成本降至最低。

3.4 改革創新設計構思與思想

在現代經濟與科技共同高速發展的今天，土木工程建設行業也獲得了重大改革更新，即以確保工程質量為基礎，對房屋建筑結構設計采取綠色環保、節能降耗等方案，讓該房屋建筑工程不僅要具備較強的安全性，還要讓居住民眾感受到良好的使用體驗。比如，在對房屋內部進行設計規劃時，可加大窗戶尺寸，可有效提高房屋中的通風力度，也能讓房間更明亮，還能擁有自動降溫、節能減排的作用。要想實現設計理念、設計思想、設計維度上的改革創新，設計工作人員除卻要具備高專業、高技能之外，其個人素養也要滿足相關標準，同時還應不斷學習國內外先進成功的建筑設計理念，并結合工程實際情況加以合理應用，從根本上轉化設計人員的理念與思想。

3.5 對挑梁的荷載進行合理化設計

針對以上所述挑梁荷載問題，只需要對其展開科學合理的設計，對受壓部位產生的應力予以有效控制，從而加強房屋結構的協調性、均衡性。在設計挑梁時，盡可能提升其受壓的能力。從挑梁的角度來看，正是由于其較小，所以其受壓部位面積也較小，承載性能也較小[3]。然而挑梁所具備的自重較輕優勢，加強了其延伸性能，在其遭受縱向受力的干擾時，豈會自主提高抗脆能力。因此，在計算挑梁荷載時，一定要根據真實情況，對受壓部位展開合理準確的選擇。

3.6 選擇科學的結構形式

如今房屋建筑結構形式越來越多元化，對此，設計者在選取結構形式時，應當根據該建筑工程的用途、安全性、穩定性、美觀性等要素進行選擇。比如剪力墻結構，可改善優化連梁設計，借此提升結構的抗震性能，即加強連梁界面的剛度，讓彎矩擴大，如此方能增加構建的配筋量，其抗震性能也會由此提升。

4 結束語

總而言之，土木工程房屋建筑結構設計工作中依然存在很多問題，對此，只有加強對設計環節的管理與控制，并對工程中各項目予以全面考慮，不斷提升設計人員的職業素養與專業能力，方能對這些問題予以妥善解決，從而提高房屋建筑工程的綜合質量。