探究房屋建筑结构设计中应注意的问题

陈 益 （安徽省建筑科学研究设计院，安徽 合肥 230032）

房屋设计为工程建设的起始环节，可以被视为整个工程建设的灵魄之一。美观、适用、安全与经济是其最佳的设计结果。结构设计通常采用结构语言去阐述工程师所表达的思想，而结构语言为结构师由建筑即他类专业图纸中所提取简练出来的结构元素，涵盖了基础、墙、柱、梁、板、楼梯、大样图等内容。继而采用这些结构元素去构建建筑的结构体系，将各类状况形成的载荷传导至基础。回顾长期的实践经验，本文对房屋建筑结构设计中应注意的问题进行总结。

1 结构设计中要遵循的基本原则

1.1 构件设计抓大放小

“强柱弱梁”、“强剪弱弯”等为建筑结构设计中很关键的理念。尽管建筑体结构体系是由多样构件组建的，但是不同构件承担的任务存在差异性，依照重要性就有轻重的排序。在外力突然袭击的情况下，各构件间协力抵御，以维护最关键的构件结构的完整性或最后被破坏，但是如果平均用力，通常会“玉石俱粉”，损失严重化。在对建筑结构设计过程中，为了降低其在运行期间的损失率，重点是明确不同构件功能的主次，抓大放小。

1.2 安全体系多道防线

房屋建筑结构设计体系的安全是借助层层设防的形式，这样在灾难袭击的情况下，具备抵御能力的结构就会通力协作，全力以赴。在上述的情景中，若把“存留”的希望全部投注在某一构件上，安全隐患出现的概率就会有所增加[1]。与单片墙相比较，多肢墙性能优良；框架剪力墙比纯框架应用效果更佳等，此时，数道防线的设计思路实用价值就彰显出来了。

1.3 结构体系刚柔相济

建筑结构体系的合理性应体现在刚柔相济上。在结构硬度相对较大的情况下，变形能力就会相对较差，在大型破坏力的作用下，房屋建筑会承受的力很大，局部位置结构先损伤，最后建筑物会整体遭到破坏。在建筑体柔软性相对较大的情况下，尽管可以消除一部分外力，但是极易使建筑物形变量较大，而影响使用寿命。房屋建筑结构刚性与柔弱性所占比例是多少，现阶段相关学者与业内人士还没有做出统计的答案，但是刚柔相济始终是结构设计者共同的追求。

2 房屋建筑结构设计中应注意问题

2.1 地基与基础

①在对柱下独立基础带梁板式的地下室底板设计过程中，建筑物下沉所引发附加应力的影响效果经常被忽视。这主要是因为房屋建筑运行期间整个地下室底板与柱下独立基础承担上部荷载，故此将有很大可能出现同步下沉与变形现象，如该部分形成的附加应力没有被重视，那么底板面的安全性将会受到威胁，地下室底板承载能力不够而出现裂缝的现象极有可能发生[2]。特别是在天然地基应用的过程中，影响效果将是更为明显的。面对整体下沉量相对较小的建筑体，可以采用将褥垫安置在地下室底板与持力层间的方式。并不是所有房屋建筑均可以采用上述处理办法，应对所有因素进行整体分析。

②在房屋建筑存在地下室的情况中，若地下水位相对较高，应最大限度维持室外地坪之下结构外轮廓形体的简洁性，为建筑防水施工作业提供便利条件。特别是对于柱下承台，在这一结构的影响下，基槽地模形体复杂性显著，阴阳角与放坡数目繁多，防水施工难度与时间均有不同程度的增加，使其施工质量受到负面影响，施工成本上涨。为了有效处理上述情况，应对反承台法数次考虑，实质上就是强化地下室底板和承台的下皮标高的一致性，承台厚度需增加的位置施工精细性应有所保障，地下室内部进行滤水层和覆土等地面处理办法。上述施工行为的实施，进一步强化了基槽地模施工的快捷性，并减缩了工期，提升施工质量。

③在地下室底板与外墙配筋计算过程中，通常假设条件和现状不匹配。比如在对地下室外墙配筋计算过程中，在外墙配有扶壁柱的情况下，没有区别对待扶壁柱规则，统一依照双向板计算配筋，而扶壁柱依照地下室结构整体电算分析结果配置钢筋数目，也没有参照外墙双向板传导荷载检验扶壁柱钢筋配置数目的正确性[3]。参照外墙与扶壁柱同步变形原理进行解析，上述计算方法的应用，使外墙竖向受力筋配筋数目不够、扶壁柱配筋数目偏低、外墙水平方向排布钢筋剩余。在建筑设计过程中，排除垂直于外墙方向，并存有钢筋硅内隔墙衔接的外墙板块或外墙扶壁柱截面规格较大间外墙板块依照双向板计算钢筋配置数目，其他的外墙参照竖向单向板计算钢筋配置数目即可。

④天然地基锥体独立基础设计问题。当下部分房屋建筑基础设计锥体斜面坡度高于1∶3，此时锥体位置硅振捣密实度很难得到保障，在实际施工中通常是采用混凝土自然堆积的，并应用铲子或抹灰刀等工具进行塑形，此时锥体位置的硅设计强度很难与工程标准相匹配[4]。故此为了使天然地基锥体独立基础的设计质量有所保障，可以应用阶梯形独立基础的方式，便于施工的同时，也提升了工程施工质量。

2.2 多层与高层房屋在结构设计差别

通常情况下，多层房屋高度相对较低，水平力对其影响效果相对较低，承担的是竖向荷载，一般采用砌体结构体系或框架结构体系。高层房屋恰恰相反，水平载荷对其影响效果相对较大，一般会应用侧向刚度较大、抗侧移性能相对优良的框架——剪力墙结构或剪力墙结构体系。其遵照的规范种类存在差异性，前者应落实《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2001），后者应落实《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2002）[5]。

2.3 悬挑梁

①因为房屋建筑使用功能的需求以及地理条件等因素的限制，悬挑梁结构是极为常见的，通常情况下梁中承受的荷载会高于梁外挑部分，故此梁中与外挑梁横截面规格存在差异，结构设计人员通常把梁中的上层主筋向挑梁方向拓展，而没有考虑两端的主筋不能穿插进挑梁中的问题。在钢筋技术人员捆绑钢筋过程中上述问题就暴露出来，但是多数钢筋已截断成型，工程施工质量受到影响的同时，工程造价增加幅度相对较大。

②在寻常施工过程中，普通梁箍筋的衔接部位通常于梁上端两角交替捆绑，但是与悬挑梁箍筋衔接的部位，规范与有关构造图集并未做出确切性指示，只是规定悬挑梁箍筋通常都采用加密处理策略、弯钩高于135。，弯钩平直段长度大于10d[6]。箍筋束缚纵筋借助与混凝土相互粘结、摩阻、咬合等方式一并去抵御外力。箍筋的衔接口为一类封闭箍筋的薄弱位置，其设置的目标是为了弥补混凝土自体供应抗剪强度不够的缺陷。在实际施工过程中，若箍筋的制作捆绑规范性缺乏，那么箍筋对构件的混凝土与纵向钢筋的管束能力将会有所降低。悬挑梁构件通常起到承受上部拉力以及下部压力的作用，把箍筋的衔接口位置设于构件的底部受压处，能够有效改善以上情况，箍筋衔接口于受压位置因为接受混凝土形成的压力，其锚固效果就会明显好于在受拉位置。正因如此，悬挑梁箍筋的衔接口通常会安设于梁底端，并采用交替施工方式。

3 结束语

总之，不断提升房屋建筑结构设计质量，是强化房屋抗震能力的基础与关键。结构设计师在设计过程中，应给予易于疏忽问题一定重视，若在处理不当或者计算过程中没有对各类因素整体分析的时候，就加大了结构不合理设计问题出现的概率，进而影响结构的安全性。故此，相关人员在强化结构电算分析精确性的基础上，对设计期间存在的主要问题给予一定重视，从而优化施工图纸设计质量，保障工程结构施工质量。