谈房屋建筑结构设计中的问题

毛高峰　李如恒

【摘 要】随着社会经济的不断发展，人民生活水平不断开始提高，人们对建筑结构设计也提出了更高的要求。这就客观要求房屋建筑设计者要发展先进的设计理念，加强先进技术的应用，加快对新型高强度、轻质量并且还环保的建筑材料的研究，促使建筑结构设计更加的安全、适用、可靠和经济。房屋建筑的结构设计不仅影响到建设单位的经济效益，同时也能够影响到使用者的切身利益。所以，完整的、细致的设计不仅能够帮助施工单位提高经济效益，还能够为建设单位赢得良好的社会效益。

【关键词】房屋建筑结构；结构设计；常见问题

随着我国社会经济的迅速发展和人们生活水平的不断提高，人们开始注重对生活质量和生活品质的追求，人们对建筑房屋的要求越来越高。但是要想实现建筑设计形态的多元性和创新性，就一定要先考虑到建筑结构设计的安全性和实效性，否则将会直接影响到建筑工程的质量，会对以后居住人们的生命财产安全造成很大的威胁。

一、房屋建筑结构设计的基本方法

（一）建筑结构基础设计方法

房屋建筑结构设计中的基础设计和施工对房屋建筑本身至关重要，只有选择合理的基础形式及设计方法，才能保证工程质量。在建筑结构的设计过程中，我们一定要注意混凝土的选择，要符合图纸上的标注和相关的规定，这样建筑才能坚固耐用。还有建筑结构基础所配的钢筋一定是适合最小的配筋率。在条基交叉部分基底的面积上，为了保证建筑的安全性，所以不能够进行重复的使用，并且还要注意不断的对基础宽度进行调整。结合建筑地点的实际情况，仔细分析计算，不断的去完善基础图设计。

（二）房屋建筑结构设计的平面图

建筑结构是指在建筑物（包括构筑物）中，由建筑材料做成用来承受各种荷载或者作用，以起骨架作用的空间受力体系。在绘制房屋结构平面布置图时，要考虑建筑的建设地点所处的地理位置，结合实际情况进行设计，按照相关的规定，使用正规的设计图纸和设计方法。先进行人工设计和计算，等到设计完成以后，再利用计算机进行辅助修理，借助输入建模进行模拟实验，找出设计的不足之处和缺陷，及时的进行改正。

（三）屋顶（面）结构图

当建筑是坡屋面时，结构的处理方式有梁板式及折板式两种。梁板式适用于建筑平面不规整，板跨度较大，屋面坡度及屋脊线转折复杂的坡屋面，折板式适用于相反的条件。两种形式的板均为偏心受拉构件。板配筋时应有部分或全部的板负筋拉通以抵抗拉力。板厚基于构造需要一般不宜小于120 厚。此外，梁板折角处钢筋的布置应有大样示意图。至于坡屋面板的平面画法，通常使用剖面示意图加大样详图的表示方法，这样更便于施工人员正确理解图纸。

（四）大样详图

在建筑详图准确无误的基础上，大样详图的绘制可在建筑详图的基础上直接绘制，也可在以前做过的详图的基础上来局部改进绘制。这个阶段需要注意在保持建筑外形的前提下尽量使结构受力合理和施工方便。在标高和外形尺寸上一定要和建筑专业协调一致。

二、房屋建筑结构设计中常见的问题分析

（一）地基和建筑基础方面的问题分析

（1）多层房屋建筑无地质勘察报告，仅仅依据建设单位口头或笼统参照附近建筑物的基础设计资料就进行施工图设计。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，统一考虑多方面因素进行基础类型选择和设计，仅凭地耐力这一数据是不全面的，也是不安全的，更不能盲目的把地耐力容许值取得小一些就认为万无一失了。

（2）采用换土垫层进行软弱地基处理，不进行换土垫层设计，只凭经验处置。有时设计者对软弱地基的危害认识不足，只是简单地凭借经验采用砂垫层加强一下承载力，没有进行垫层宽度和厚度计算，既不安全，又不经济。

（3）民用建筑中柱、梁及基础的负荷未按规范乘以折减系数。设计人员设计多层民用建筑时，在计算梁、柱和基础的负荷时未按现行设计规范将荷载乘以折减系数计算其荷载值，因而采用荷载值偏大。

（二）砖混结构房屋中构造柱兼作承重柱用

在砖混结构中，构造柱不但能够提高墙体的抗剪能力，而且构造柱与圈梁联结在一起，形成对砌体的约束，这对于限制墙体裂缝的开展，维持竖向承载力，提高结构的抗震性能有着重要的作用。但在当前结构设计中，构造柱经常被作为承重柱使用，这种作法将引起以下几个问题：

（1）构造柱作为承重柱使用后，使得构造柱提前受力，这不但会降低构造柱对砌体的拉结和约束作用，而且结构一旦遭遇地震作用，在构造柱位置必然形成应力集中，首先破坏。这样构造柱不但起不到应有的约束作用，反而成为房屋结构中的一个薄弱的部位。

（2）构造柱一般生根于地圈梁中，没有另设基础，构造柱兼作承重柱使用后，柱底基础的抗冲切、抗弯部及局部承压强度必然不能满足要求。柱底基础一旦发生冲切或局部承压破坏便出现裂缝。本文建议承重大梁下的柱子应按承重柱设计。若梁上荷载和跨度都比较小时，构造柱也可布置于梁下，但此时必须按不考虑构造柱作用来验算梁下墙体的局部承压和抗弯强度。经验算满足，方可在梁下布置构造柱。

（三）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，为受力分析方便，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，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，即忽略了柱对梁的约束弯矩，加之柱截面的配筋都较小，结构一旦受力后，柱顶抗弯刚度必然不足，从而柱子在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，柱子已开始带铰工作。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，这样的结构一旦遭遇地震作用，将会倒塌，这违背了现行抗震规范中“强柱弱梁”的设计原则。

在框架结构设计中，只注意了横向框架的设计而忽视了纵向框架现行建筑抗震设计规范要求水平地震作用应按两个主轴方向分别计算，各方向的地震作用应由该方向的抗侧力构件来承担。即在框架结构设计中，纵向框架与横向框架有同等的重要性。非抗震设计时，一些结构设计者把纵向框梁按普通连续梁进行设计，梁柱的节点和框架中的纵筋、箍筋的配置均无法满足框架梁、柱的构造要求。由于没有考虑地震的纵向作用，在实际设计中经常出现梁的支座负筋，跨中纵筋及箍筋的配置均不满足要求的现象。

（四）悬挑梁的截面高度选用过小

设计者往往只注意了对梁的强度和抗倾覆进行验算，而忽略了对梁挠度的验算。梁高选用过小，常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。据笔者观察，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墙体在梁支座附近出现裂缝。裂缝在梁支座处沿斜向延伸，梁缝愈靠上愈宽。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。

（五）连续梁按单梁进行设计

这种情况多发生在阳台边梁的设计中。由于边梁上的荷重一般较小，没有引起设计者的重视，为作图受力分析方便，设计者把实际应为连续梁的梁按单跨简支梁进行设计，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，进而引起梁上部栏板出现竖向裂缝。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，引起梁的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。

三、总结

从多年来的数据分析表明，现在房屋建筑中还是存在各种各样的问题，其中受结构问题影响的占有很大的一定比例。由此可以得出，加强房屋建筑结构的设计，就能很好的改善房屋的建筑质量问题。对于结构设计，它是一个比较系统的、全面的工作。要加强对结构设计人员的培养，要求他们具有扎实的理论知识功底，灵活创新的思维和严肃认真负责的工作态度。要对以前的问题进行分析，找出自身的缺陷和不足。还要将理论和概念融入到实际的工作中去，要严格按照相关规定来进行设计，以此来保证房屋建筑的结构设计能够符合相关的规定标准，这样不仅会为建设公司带来很大的经济效益，还能够保障人民生命财产的安全。