浅谈房屋建筑结构设计技术的应用

卢雁群 李晶 邵文琪 刘建州

摘要：本文着重针对房屋建筑结构设计技术的应用进行了进一步的分析和研究。

关键词：房屋建筑结构；设计技术；应用

中图分类号：TU3文献标识码： A

一、房屋建筑结构设计的基本原则

作为房屋建筑结构设计的专业人员，在进行建筑结构设计过程中，有两个设计元素必须要考虑，即强柱弱梁和强剪弱弯，通常被专业设计人员形象的描述为“抓大放小和分清主次”。这两项元素考虑合理，设计合理，可以有效避免建筑物受到强大外力时遭到破坏，提高建筑物的稳定性，特别是能保证其核心构件不被破坏，使其整体稳固，不会倒塌，防止人们的生命财产安全遭到威胁。建筑结构在设计过程中即要考虑建筑物的刚性适度，又要使其柔性适中，只有刚柔共济，才可能保证建筑物质量稳定，防止坍塌或内部软体倾覆现象发生。建筑物的刚性如果太强，则其建筑物承受变形的能力就会下降，当外界发生较大波动，破坏力增大时，建筑物自行调节变形的能力弱，自然会导致大面积坍塌，甚至全部破坏，造成人们生命财产的损失。建筑物设计结构如果太柔，建筑物的稳定性就相对较低，当有外力作用时，建筑物自我调节进行变形，由于柔性太强，这个变形会产生过度现象，过大的变形会导致建筑物软体倾覆【1】。所以说，建筑结构设计过程中，一定要刚度、柔度同时考虑，做到适中、适宜，确保建筑物既能适当变形，又能保证其稳定性。建筑结构设计过程中，要做到多方面考虑，对每一个建筑设计环节都要重视，严格按标准规范要求设计，从建筑物的整体结构出发，设计多道防线，步步设防，从而保证建筑物的整体结构安全。当有外界环境破坏时，建筑物的每一个部位都起到抗击外力的作用，形成一个抗击的整体，使灾难造成的损失降到最低点。

二、房屋建筑结构设计的重要性

1、结构设计能够有效降低总造价

在结构优化设计的过程中，房屋建筑的层数越多，总的建筑面积就会随之增大，而单位建筑面积占用的土地面积则会越来越小，使得用地成本大大降低，然而如果建筑层数不断增加，就会使得建筑总高度也相应增加，楼间距也应该有一定程度的增加，那么此时所占土地的节约力度和建筑层数增加的比例就大不一样了。比如说屋盖部分设计，一栋楼的屋盖只会有一个，无论建筑层数如何增加，屋盖的个数不会发生变化，此时成本就会大大降低。相对于基础部分，即使属于各层共用形式，层数的增加就会大大增加基础荷载，所以应该增大基础，如此一来，就会使得单位面积的造价能够有效降低，然而降低的效果与屋盖相比还不够明显。

2、进行结构设计优化能够促进建筑结构经济性的进一步提高

建筑的各个部分都是相互联系的，随着建筑层数的不断增加，墙体面积以及柱体积也会有所增加，此时使得结构自重得到增加，同时也加大了基础与柱的承载力，而且会加长水卫与电气的管线;反之，若是降低层高，就能够使得材料得到节约，对于抗震有着重要促进作用，而且，建筑的总高度降低，建筑间的日照距离能够有效减小，间接上实现了节约用地的目的【2】。

三、房屋建筑结构设计技术的应用

1、选择合适的结构方案

选择合适的结构方案即选择可行的结构体系和结构形式。结构体系需要满足传力简捷，受力明确的条件。同一结构单元不能混合使用不一样的结构体系，地震区要尽可能的符合竖向和平面规则。同时要综合分析工程的材料供应、设计要求、施工条件、地理环境等情况，和其他专业进行充分的协商，然后进行结构的选型，以确定好结构方案。在有必要的情况下需要进行多方案的比较，建立模型分析比对，选择最合理的结构方案。

3、注重前期参与

在房屋建筑结构设计时要想做到最优的设计，最主要应该要有一个最好的设计优化的方案，在工程前期的规划中工作人员应该积极的对其进行参与，对工程设计的实际情况展开充分的了解，有针对性的对建筑结构形式进行合理的选择和规划，从而达到客观上的需求，这样能够更进一步的形成合理、科学的结构优化方案，同时也能够为建筑工程施工做出有效的指导。只有一个比较好的结构设计方案，才能够对优化设计的效果和质量进行有效的保障。相反，如果设计人员在工程施工的前期没有投入到实际情况的设计中去，盲目的根据自身的经验对其进行优化设计，就会因为各个方面的原因使得建筑结构体系荷载能力不恰当，使得建筑成本增加和建筑的安全性得不到保障。

4、房建工程上部结构设计

房屋建筑上部结构设计的时候，合理布置剪力墙是首先需要做的，剪力墙布置是否合理，直接影响到后面结构的好坏，剪力墙布置的具体措施是:剪力墙质量必须保持均匀，为了减少外部作用力对于剪力墙的影响，需要对称楼层平面中心和同楼层结构重心重叠在一起。大开间的剪力墙构造在房屋类型达到标准的情况下可以选用，这时候剪力墙墙肢需要适当增长，墙肢数量需要减少，同时对于混凝土应用要减少;钢筋是剪力墙的暗柱通常采用的材料，钢筋的数量就可以因为大开间剪力墙的应用而减少。

5、概念设计在建筑结构设计中的应用

概念设计不单是建筑结构设计中的一种理念，还属于建筑设计中的一部分，隶属于建筑结构方案设计阶段，主要原因是计算机不能用来进行建筑结构的初步设计，要想设计出科学合理的，并且比较经济的建筑结构方案需要建筑结构工程师综合运用建筑结构知识和全面把握建筑结构设计的概念才能实现。要实现这样的要求，建筑结构设计工程师除了要了解各类建筑结构的基本性能来增加自身的知识理论水平外，还要在工作实践中不断丰富自己的结构概念以便可以灵活地设计建筑结构方案。建筑结构设计的工程师运用自身专业的理论知识而不是依赖计算机这种现代科学技术，所以在平时工作中建筑结构设计工程师就要加强知识的积累，在建筑结构设计中灵活运用。

6、房屋抗震设计的应用

由于地区地质条件的影响，板块的运动，导致地震的发生，为了保证人们的生命财产安全不受到威胁，进行建筑物结构设计时要充分考虑抗震要求，尤其对于抗震烈度要求高的区域，一定要合理设计，防止地震使建筑物造成坍塌。对于普通的多层建筑物，设计过程中，要使得横墙承重，或采用纵横墙一起承重，特别注意的是，要使得纵横墙承重受力均衡，上下要连接好，平面内要对整齐，避免受力不均造成破坏。对于楼梯的设计也有特别的要求，楼梯尽量不要设计到房屋的拐角处和近端，不利于防震。对于建筑物的整体框架也要注意对其抗震墙的长宽高度比进行控制，对其抗震墙的刚度进行控制，保证连接可靠，结构坚固，对于建筑结构空间复杂的建筑物，还可以采用防震缝的设计方法【3】。

7、剪力墙的设计技术应用

剪力墙结构在现代结构中应用的越来越普遍，首先是剪力墙结构的布置。建立起结构的水平布置是剪力墙结构设计的重点内容，剪力墙的水平方向安排需要尽量的将重量核心和刚度核心布置在一起，同时，剪力墙结构设计中需要对平面设计进行轴对称的方式来安排，这样做的目是为了更好的降低剪力墙的扭矩。同时，剪力墙结构设计时还要注重对建立抗震性能的把握，如果剪力墙的抗震效果差，那么说明剪力墙结构的设计还存在一定的问题，在进行设计的过程中要特别注重设计的合理性，不能够应用单向的形式来安排设计，这样会对剪力墙结构的抗震性能产生一定的负面效果，从而造成建筑物整体的抗震性能降低。此外，为了更好的提高剪力墙结构的使用效果，剪力墙墙体之间的间隔也要控制在一定的范围内，这样既能够保证剪力墙结构的稳定性，又能够提高剪力墙结构的刚度，对于建筑物整体使用性能的提高也有着非常好的效果。其次是约束边缘构件处理。对剪力墙边缘构件的处理通常有两种不同的方式，一种是无约束的边缘构件处理，另一种是有约束的边缘构件处理，对比两种处理方式可以看出，无约束的处理方式在承载力上表现的更加优秀，并且楼层间的位移角度也会出现一定的变化，但是在抗震能力上相对较弱，而剪力墙在整体的问题性上也有一定的不足，在进行选择时候需要根据不同的情况来加以判断。

8、框支梁搁置在无翼墙框支剪力墙上的设计技术应用

房屋建筑结构设计是决定建筑结构质量的基点，不可忽视的是施工阶段的设计也关系着建筑结构的质量。框支梁就是其中较为重要的设计。最为理想的状态是框支梁可以直接在有翼墙、混凝土剪力墙或框支柱上，而在具体设计中，因为考虑到建筑使用功能的要求，框支梁的搁置点不允许设置翼墙或柱，此时就要考查建筑结构设计工程师的水平，运用结构概念和相关规范来处理问题。第一，建筑结构中的剪力墙厚度应该依据相关的结构设计规范对建筑结构框支柱截面高度的限制要求以及框支梁钢筋水平段的锚固需要来确定。第二，为了使框支墙的截面能够同时满足规范构造和计算的要求，需要运用结构计算程序来进行计算【4】。结构设计过程中，框支墙的截面按照规范要求是设计人员所注意的，往往忽视计算要求，所以很多时候会因为计算没有达到要求而出现了质量问题，这些情况是完全可以避免的。在设计上建筑结构设计人员必须清楚框支墙的构造要求，另一方面还要考虑框支墙的内部受力特点，这样才会在实际工作中对其加以重视，设计出比较科学合理的结构设计方案，将框支梁的安全性放在设计的首位。

结束语：

房屋建筑结构设计技术是保障整个建筑结构稳定性的重要措施，在具体的设计过程中，就应该充分掌握房屋建筑结构设计技术，促进房屋建筑结构质量与安全。

参考文献：

[1]马魁,刘庆贵.论房屋建筑结构设计中应用优化技术[J].现代商贸工业,2013,05:193-194.

[2]陶小林,杨杨.浅谈房屋建筑结构设计中的应用优化技术[J].科技创新与应用,2013,16:264.

[3]黄滢莹.房屋建筑结构设计中常见的问题探析[J].中国建设信息,2013,23:77-78.

[4]李能能,董斌.房屋建筑结构设计中优化技术应用探讨[J].建筑设计管理,2013,12:73-75.