房屋建筑结构设计中常见问题及对策论述

薛虎　孙丰光　季波

【摘 要】 房屋建筑结构设计最主要的目的在于实现房屋建筑本身的安全性以及功能性，当然对于建筑物的耐久性要求也是一项非常重要的指标。能够在所设计的规定年限内实现建筑物的各种功能需求，并且能够最大限度减少建设成本是建筑结构设计的优化目的。本文根据笔者工作实践，对房屋建筑结构设计中常见问题及对策进行了分析和探讨。

【关键词】 房屋；建筑；结构；设计；问题

房屋建筑结构设计是一门综合性较强的学科，其涉及到的领域和工种较多，结合了很多建筑以及其他学科生的知识。建筑设计需要经过计算和考虑建筑结构形体以及位置上的设置。有效的保障建筑结构整体的稳定性，提高建筑物总体的承载力，延长建筑的使用年限，提高建筑安全质量系数。在房屋建筑结构设计中要了解房屋建筑结构的特点，注意设计中的要点，重点对房屋建筑结构的扭转和受力性能进行关注，在坚持安全、质量和经济的原则下，提升房屋建筑结构设计的水平。

1 房屋建筑结构设计问题

1.1房屋建筑结构基础所存在的问题

对于房屋建筑结构而言，基础承受着房屋建筑的所有荷载作用，然而对于房屋建筑基础的设计却是当前房屋建筑结构设计中普遍存在的问题之一。在房屋建筑结构设计过程中，很多的多层建筑为了节省开支，并未对其进行详细的地质勘测，进行基础设计过程中，往往只是借鉴周边建筑物的一些施工数据。然而通过一些大概的数据进行基础设计，显然存在着很多的不安全因素，这对后期房屋建筑结构设计形成了很大的困扰。当前由于房屋建筑基础设计问题导致房屋建筑沉降过大的问题时常出现。造成这一问题的根本原因在于建筑结构的基础设计有所偏差。

1.2构造柱与承重柱的区分

构造柱只是起着对墙体的一种拉结与约束作用，承重柱则起着承受墙体荷载以及抵抗建筑结构外来荷载的作用。然而很多房屋建筑结构设计过程中，将房屋建筑的构造柱作为承重柱进行设计，如此一来势必会加大对构架柱的荷载作用，降低其对墙体的约束。并且一旦遭受较大的荷载（如风荷载、地震荷载等）作用时，往往会导致构造柱处产生应力集中的现象。此时构造柱会由于自身承载力不足，导致断裂，造成结构的崩塌。

1.3承重柱的截面设计不合理

对于房屋建筑结构而言，承重柱往往承受着房屋建筑的全部荷载，其承受荷载能力主要体现于其截面面积。为了有效的节省成本，一些房屋建筑设计会将承重柱的截面面积设计为最小。由于承受柱的截面过小，会使得梁柱之间的线刚度比变大，将梁转化为铰支的连接方式进行考虑，柱依据轴心受压来分析，可以看出这种设计方式会导致房屋建筑结构的后期施工中存在很大的安全隐患。

1.4纵向框架设计的问题

当前多层的房屋建筑结构形式大都为框架结构，这种结构形式是通过梁与柱之间的铰接而形成一个具有承重体系的结构形式，房屋建筑的框架结构往往分为横向框架结构与竖向框架结构。然而当前房屋建筑结构的设计过程中，往往会忽略对纵向框架的设计。如此就会导致框架结构的横向承载能力较为良好，而纵向的承载能力表现不足。这种不协调的比例是当前我国框架结构建筑存在的主要问题。

1.5横挑梁的荷载设计过小

进行房屋建筑结构设计过程中，对于挑梁进行验算过程中，往往只注重其强度是否达标，然而这种强度合格会导致挑梁的荷载设计过小，主要是由于挑梁承受的是竖向荷载作用，为此进行其挠度的验算有着更重要的意义。对于房屋建筑结构而言，横条梁的挠度设计不足，会导致梁截面的受压区产生应力集中，导致梁体产生裂缝，影响房屋建筑结构的质量。

2 房屋建筑结构设计中的问题策略探讨

为了有效提升房屋建筑结构设计的设计水平，实现房屋建筑质量的提升，针对上述房屋建筑结构设计中所存在的问题，提出了以下的解决策略。具体的策略分析如下。

2.1房屋建筑结构地基承载力的核算

房屋建筑结构地基承载力的核算根本在于地基的准确勘测。为此进行房屋建筑结构的设计之前，应对相关地区的地质进行勘测，得出准确的勘查数据，基于对基础设计的事情情况，准确核算房屋建筑结构的荷载作用。此外进行房屋建筑基础的设计时，若需要使用换土垫层来进行设计时，应精确计算出所换土层的垫层厚度，方便对地基荷载值的准确计算。与此同时结构设計人员进行多层房屋建筑结构设计过程中，进行梁、柱以及基础的荷载计算时，应依据现有的规范设计进行荷载的折减系数的验算，以确保结构整体的安全性。

2.2承重柱与梁的铰支

承重柱承载着房屋建筑结构的全部重量，为此对于承重柱的荷载验算过程中，应依据规范进行荷载系数的折减，以提升房屋建筑结构的整体安全性与稳定性。然而对于房屋建筑结构整体的稳定性而言，单独加大承重柱的承载能力依旧有很多不足，需要进一步加大承重柱与梁之间的铰支能力，如此可以有效实现梁的挠度能力提升，使得结构整体的刚性有所下降。此外，若梁的跨度减小，其荷载的承受能力则相应增强，如此将一些构造柱设置于梁下，实现墙体的拉结与约束作用的提升。然而此时就需要对构造柱的承载能力以及抗弯矩作用进行验算，防止梁上部的荷载作用导致构造柱出现应力集中，应力屈服的状况。

2.3合理设计承重柱的截面

合理的建筑设计中，承重柱有着非常重要的地位，是整个结构承载力的核心。进行荷载的验算时，依据规范进行折减，最终确定承重柱的荷载大小。依据荷载作用大小、混凝土强度等级等，设计合理的承重截面。然而对于房屋建筑结构整体而言，并非承重柱的截面面积越大，其设计的安全性就越高。从承重柱自身而言，其截面面积越大，其承载能力越大。然而截面面积的提升，往往会导致结构整体的自重增加，这对于结构基础的设计提出了更高的要求，同时也会导致建筑的成本上升。因此选择合理的承重柱截面，既能够实现房屋建筑结构的稳定性安全，同时也能够实现建筑成本的最优化。

2.4重视框架结构的纵向设计

所谓框架结构的纵向设计，指的是框架结构的横梁布置。房屋建筑的荷载，通常是传递给梁，通过梁体，传递给承重柱，最终传送到结构的基础部位。为此进行房屋建筑结构的纵向设计有着非常重要的意义。通常而言，房屋建筑的纵向设计为保证房屋建筑结构协调，实现房屋建筑结构优化的最有效途径。通常横向梁体设计应尽可能选用小尺寸，如此对于一些大空间的房建，可以保证其房屋建筑空间的充分利用。

2.5挑梁荷载的合理设计

挑梁可以有效的实现对梁体受压区域应力的控制，实现整体结构的协调与稳定。为此进行房屋建筑结构设计时，所设计的挑梁结构应尽可能实现建筑结构梁体受压能力的提升。对于挑梁而言，其梁高小，则会导致其受压区域相对较小，承受荷载能力有所不足。然而由于自重较小导致梁的延性会有所上升。竖向荷载作用时，抗脆性破坏能力有所提升。为此如何选取挑梁结构，应依据实际情况，选擇合理的受压区域。

2.6抗震设计

外部因素作用中，地震作用较为特殊，因为地震荷载作用的时间、地点以及强度都无法准确预测，地震活动没有任何规律性。一旦发生能量等级高的地震作用时，建筑物的破坏可能是毁灭性的。因此，房屋建筑结构设计中应对于地震荷载作用进行充分考虑，尽可能减小地震作用对于房屋建筑的损毁程度。目前对于建筑物的结构抗震设计，有着一些比较有效的设计方案。通常情况下，结构对称的建筑物其荷载承受处于均匀状态，建筑物的延性较大，结构的危险截面比较少，因此对于抗震性能也有着明显的效果。对强能量级别的地震作用，首先发生破坏的是一些次要构件，这样可以有效保证主要构件的稳定性，使得建筑结构不至于失稳。这种设计理念称之为多道设防思想，通过次要构件来保护主要构件，通过主要构件来保证建筑物本身的安全。

3 结语

房屋建筑结构设计是一项系统且复杂的系统性工程，其荷载作用的计算、其承载能力的提升是结构设计的一个重点，其他的设计则围绕这一重点来进行，如梁、柱的合理布置，横纵向的结构的相互协调等等。为此进行房屋建筑结构设计的策略与优化研究时，应始终基于这一重心问题，不断展开探索，才能有效提升设计水平，促进房屋建筑结构设计的发展。

参考文献：

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[2]贺岳生，张凯，王中亮.当今建筑设计领域的未来主义倾向和思考[J].中国科技博览，2013（36）：159.