房屋建筑结构设计中的常见问题与解决措施探究

2021-03-30安利军

建材与装饰 2021年20期

安利军

（中外建工程设计与顾问有限公司山西分公司，山西太原 030000）

0 引言

最近几年，随着我国经济的增长，促进了我国的建筑行业发展，人们的生活水平和生活质量也得到了大幅的上升。房屋建筑结构设计的合理性，决定了整个建筑工程的安全性、适用性与耐久性。然而，纵观我国房屋建筑行业发展现状，在建筑结构设计环节中还有很多问题存在，影响了整体建筑工程的质量。

1 房屋建筑结构设计中的常见问题分析

1.1 结构设计不合理

目前很多的房屋结构存在设计不合理的问题，这主要是由于在前期的建筑施工过程中，很多施工人员本身不具备专业的施工能力，对工程建设的性质和各方面施工细节都掌握不到位。而且，很多建筑工程在施工的过程中还很少有现场考察的习惯。很多技术人员只是对数据和理论进行研究，并不能够结合建筑的实际建设环境和工程建设需要进行方案设计，这导致建筑的建设与实际应用出现很大偏差。另外，施工人员和设计人员的交流和探讨不是很全面，很多施工人员并没有与设计师进行沟通，对图纸设计的根本意图和一些细节的地方是没有把握到位的。在施工的过程中对施工技术的运用也不是很先进，这导致很多工程会由于一些细节的问题延误工期，也降低工程建设的质量，不但会影响施工进度，还会导致房屋结构质量的降低。

1.2 地基基础设计不合理

房屋建筑结构的设计中地基基础设计非常关键，地基的设计、基础的选型直接影响着整个建筑结构的安全性。这就要求在地基基础设计时，除了仔细研究建设项目的《岩土工程勘察报告》外，还应去工程项目的建设场地，仔细考察项目建设场地的地质及周边环境，为地基基础设计提供依据。由于我国地质情况比较复杂，对于湿陷性黄土、多年冻土、膨胀土等力学性能比较特殊的地基，选用土地的基承载力、基础埋深、地基处理及相应地基上的基础选型除符合国家相关规范的规定外，还应结合当地工程经验来提高设计质量。

1.3 钢结构设计不合理

如今，钢结构在房屋建筑中的使用费最为广泛的，换句话说，钢结构本身的特性决定着建筑施工的整体质量。但是由于很多设计者并没有专业的技术知识，导致他们本身对钢结构设计的认知度也是相对欠缺的，对钢结构在设计中的合理使用认知度也不够，这导致很多设计者在钢材料使用和结构设计的过程中出现不合理的问题，导致整个设计缺乏规范性和科学性。

2 房屋建筑结构设计中常见问题解决措施

2.1 钢结构的设计运用

在房屋建筑结构设计中，钢结构模型设计作为设计难点，由于钢结构的装配式基本特征，适合BIM运用Revit软件展开钢结构模型建设时，考量方面也会更加系统全面。譬如，建筑结构优化设计期间，梁柱钢接、梁梁铰接、梁梁钢接、焊接等诸多连接形式，了解各个连接关键点的计算参数，也难以有序表达图面内容，但是结构设计人员借助BIM技术，即可优化处理此种钢结构连接方式。同时，BIM技术还能优化处理钢结构的连接部分，将钢结构所需螺栓数目、用钢数量、各个连接点精准距离等相关信息计算出来，提高钢结构设计的准确度。

2.2 实施概念设计的措施

①在场地选择中的应用，房屋建筑结构设计的有效性与科学性不仅关系着建筑的整个质量水平，同时和建筑结构的稳定性有着密切的联系。合理选择施工场地，可以确保设计方案的顺利实施。因此进行工程场地的选择时，可使用概念设计的理念。利用概念设计理念考虑地形因素的影响。不同的建筑区域地形条件会存在较大差异。地形条件，会影响到建筑的稳定和安全性，因此进行建筑结构设计环节，需重点考虑地形因素的影响。根据实际情况制定建筑结构设计方案，以便降低地形对工程建设的影响，提高建筑结构的稳定性，确保建设工程的质量。利用概念设计理念考虑地质因素的影响。房屋建筑工程的稳定性容易受地质因素的影响。为了避免地质因素对建筑结构稳定性产生影响，工程设计人员应在项目建设前对施工现场进行勘察，确保建设场地满足项目建设的地质条件。此外，还应考虑抗震性因素的影响。建筑工程的结构抗震性会影响工程的安全等级。工程技术人员应按建设等级确定抗震指标，确保建筑工程的安全性；②在平面结构中的应用，房屋建筑的设计需考虑风荷载对建筑结构造成的影响。通常建筑物越高，受到的风荷载影响越大。如果建筑物长期承受来自各水平方向力的作用，会使建筑物侧面发生位移。所以，在分析建筑物遭受风荷载影响的过程中，同时对于临近的建筑物风荷载影响因素要进行分析，将分析结论用于建筑结构的设计工作中，提高建筑工程的抗风能力。进行建筑物的整体平面设计时，可使用概念设计，对风荷载影响下建筑物结构的侧移问题进行综合分析。选择抗风性良好的平面类型，分析时也应考虑建筑四周的高层建筑对风压造成的影响，根据建筑物需抵抗的竖向及水平荷载力，解决建筑平面设计中的工程问题，从而提升建筑平面的结构质量。

2.3 房屋建筑结构加固

首先，采用截面加固法。加固施工中，大多数被运用到的是加大界面加固法，它尤其对混凝土结构的施工适用。加大截面加固方法本身具有工艺简单、使用范围不受限制的特点，经过不断地运用更新，技术本身已经得到成熟的发展。但是，此施工方法依然存在一些不足：①施工维持时间较长，其他部分的建筑功能会受到影响；②此技术限制了建筑内部施工的空间，也给施工带来很大的不便利。其次，外包型钢加固法。外包型钢加固法的使用主要遵循了减少增加原建筑结构界面的特点，可以大大提升建筑的承载能力。现阶段，外包型钢加固法主要有两种方式，一种是湿式外包，另外一种是干式外包。

湿式外包型钢技术操作简单，而且加固效果较为明显。但是在施工过程中钢材的使用量较大，会无形中增加加固施工的成本造价。采用该技术，主要是可以大大提高结构的强度，同时加固的面积不会有所扩大，例如，建筑物的梁以及柱。

2.4 严格遵循结构选型设计原则

房屋建筑结构设计过程中，要遵循一般建筑设计的相关要求，同时也要满足如下原则，具体如下：①实际性原则，首先应基于当前的大数据总结当前工程实际情况，然后根据以往的设计经验来制定符合该工程的各项指标，以此从根本上保证整个建筑结构选型设计的实际性；②安全与使用原则，这两项原则是结构设计中的基本原则；③个性化原则，应将整个建筑中的重点部分具有特别之处体现出来，在这个过程中，还要做好对重要环节的管控工作，以此从根本上保证该部分符合工程设计规范标准中要求；④设计工作的开展要考虑到经济性，从施工材料、机械设备、施工工艺等多个角度来进行综合分析，删减不必要的内容。

2.5 优化地基基础设计

对于天然地基上的基础设计，应充分利用天然的地质条件；对于地基处理后的基础设计，应确保处理后的地基承载力满足基础设计的要求。一般要求，对于处理后的地基须做地基承载力试验；对于湿陷黄土地区上的桩基，其单桩竖向抗压承载力特征值计算时，应考虑桩侧湿陷性土层的负摩阻力引起的下拉荷载，并在桩基施工前，在场地内进行试桩，并通过静载试验，测得单根桩的竖向抗压承载力极限值，待测得的单桩承载力满足设计要求时，方可大面积施工。

2.6 活荷载折减精细化处理在结构设计中的应用

①按照房间活荷类型来将楼面梁活荷折减系数确定，同时考虑楼面梁周边房间用途的不同，二者当中取大值；②依据柱、墙其截面以上房间活荷载类型确定活荷折减，并综合考虑折减系数；③提供单独设置参数，控制消防车活荷载折减，按照房间是单向板还是双向板确定楼面梁折减，用户指定全楼全局参数进行柱、墙折减。全新的荷载精细化折减方式，不仅能够有效解决旧版软件荷载折减方法不全面、荷载折减过多的问题，减少用户使用成本，同时对于程序自动计算得到的构件活荷折减系数，用户也可在前处理特殊构件定义中进行修改。

2.7 合理设置嵌固端

很多尚未设置地下室的建筑结构，要明确出结构的嵌固端位置；对于设置有地下室的建筑结构来说，地下室的结构刚度要符合施工规定，其中受剪承载力要高，地下室的顶板可以是嵌固端；如果是地下室建筑结构，上下部顶板如果有落差，要控制在合理的范围内，但需采取加强措施；若该高差不小于首层层高的1/3时，地下室顶板不能作为嵌固端，还需对高差位置处的梁或墙采取竖向加腋或斜撑等处理措施。