房屋建筑结构设计中常见问题及对策分析刘玉婷--中国期刊网

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房屋建筑结构设计中常见问题及对策分析刘玉婷

发表时间：2020/9/28 来源：《基层建设》2020年第17期作者：刘玉婷

[导读] 摘要：房屋建筑结构设计工作非常重要，结构设计人员需要扎实的理论知识和严肃认真负责的工作态度。

        青海美厦工程规划设计有限公司青海西宁 810000
        摘要：房屋建筑结构设计工作非常重要，结构设计人员需要扎实的理论知识和严肃认真负责的工作态度。在设计中通过科学方法将结构的合理性、安全性有效地统一起来，满足各方面的要求。本文对房屋建筑结构设计中所存在的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
        1房屋建筑结构设计中常见的问题
        1.1房屋建筑结构基础存在的问题
        对于房屋建筑结构而言，基础承受着房屋建筑所有荷载的作用。根据地基复杂程度、建筑物规模和特征等将地基基础设计等级分为甲级、乙级和丙级。根据地基基础设计等级及长期荷载作用下地基变形对上部结构的影响程度，基础设计应符合其承载力计算和地基变形的有关规定，地基变形值不应大于其允许值。地基变形计算主要是基础沉降计算，由于基础设计未进行沉降验算，导致房屋建筑整体沉降过大或差异沉降过大的问题时常发生。稳定性验算问题，建于斜坡上或边坡附近的建筑物未验算其稳定性；地下水位较高时地下室未进行抗浮验算；还有地基持力层下存在软弱下卧层而未进行软弱下卧层验算。
        1.2房屋建筑结构的裂缝问题
        在钢筋混凝土结构广泛应用于房屋建筑的过程中，结构出现裂缝是一种非常普遍的现象，这不仅对建筑的外观产生较大影响，同时对建筑物的使用功能和耐久性也产生影响，严重的对建筑物的安全构成威胁。裂缝产生的原因分很多种，有材料、施工、设计、外界等因素；有塑性收缩引起的裂缝，混凝土干缩引起的裂缝，温度变化引起的裂缝，基础不均匀沉降引起的裂缝，荷载作用引起的裂缝。常见的危害有：影响房屋建筑的正常使用；降低结构的承载能力，引起钢筋锈蚀，使钢筋保护层脱落，降低结构的耐久性；影响建筑物的美观。
        1.3承重柱的截面设计不合理
        对于房屋建筑结构而言，承重柱承受着房屋建筑的上部荷载，其承载能力主要靠其截面面积及强度。一些房屋建筑在设计中为了节省成本会将承重柱的截面设计为小些，但由于承重柱的截面过小，有可能使柱子先于梁破坏，危及整个结构安全，甚者使整体倒塌。框架结构出现塑性屈服较多，应使梁端的塑性铰较早发生而底层柱根的塑性铰最晚形成，达到强柱弱梁的效果。梁柱构件在弯曲破坏之前，应避免各种脆性破坏（如剪切破坏，剪压破坏，粘性锚固失效）等。
        1.4结构布置不合理，不规则
        建筑结构应尽可能规则，结构布置才更合理，这是结构设计中十分重要的环节，这里的“规则”包含了对建筑的平立面外形尺寸，抗侧力构件布置，质量分布等诸多因素的综合要求。常见的不规则有：平面凹凸不规则，平面扭转不规则，楼板开洞过大，楼层错层，超长结构等。在设计中应尽量避免采用不规则结构，不应采用严重不规则结构。在设计不规则结构时应采用符合结构实际受力状态的力学模型计算分析，对薄弱部位采取有效的加强措施。
        1.5悬挑梁的截面过小
        房屋建筑或多或少都带有悬挑结构，在结构设计过程中，进行悬挑梁验算时，往往只注重其强度是否达标，然而这种强度合格往往会导致悬挑梁的截面设计过小，主要是由于悬挑梁承受竖向荷载作用会产生变形，变形过大会导致梁截面的受压区产生应力集中，导致梁截面的受拉区产生裂缝，影响房屋建筑悬挑结构的质量和安全，为此设计时悬挑梁的截面取值除应满足强度要求外尚应进行变形验算，满足其挠度限值。

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        2房屋建筑结构设计中常见问题的对策探讨
        2.1房屋建筑结构基础设计
        基础设计时，应准确核算房屋建筑结构的荷载作用；地基变形计算时，传至基础底面的荷载效应按正常使用荷载效应的准永久值组合，不应计入风荷载和地震作用；主楼基础与群房基础应进行沉降计算并将沉降值和沉降差控制在允许范围内；建在斜坡上或边坡附近的建筑物应验算其稳定性；地下水位较高时地下室应进行抗浮验算；地基持力层下存在软弱下卧层时应进行软弱下卧层验算。此外进行基础设计时，若需要使用换土垫层，应精确计算出所换土层的垫层厚度，以便对地基荷载值的准确计算。与此同时在进行梁、柱以及基础的荷载计算中依据现行设计规范进行荷载折减时注意不得重复折减，以确保结构的安全。
        2.2有效控制结构裂缝
        钢筋混凝土结构裂缝的预防措施包括材料方面的混凝土配料、构件配筋；施工方面的混凝土的浇筑养护和模板支撑；设计方面的建筑平面立面造型的规则性，在满足使用要求的前提下平面应力求简单，平面复杂的建筑容易产生扭曲等附加应力而造成墙体和楼板开裂；应控制建筑的长高比，长高比越小整体刚度越大调整不均匀沉降的能力越强；建筑体形不宜过长，超长建筑应正确设置变形缝，变形缝的位置和宽度要适当，构造要合理；构件的配筋要采用直径小间距密的方式；合理调整各部分承重结构的受力情况，使荷载分布均匀，尽量防止受力过于集中；积极采用补偿收缩混凝土技术。
        2.3合理设计承重柱的截面
        房屋建筑中，承重柱有着非常重要的地位，是整个建筑结构承载力的核心。进行荷载的验算时，承重柱所受范围使用荷载的折减应依据规范进行，最终确定承重柱的荷载大小。依据承重柱作用荷载大小、其混凝土强度等级等，科学合理的确定承重柱截面。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，其安全度就越高，但从承重柱自身而言，其截面面积越大承载能力越大。在抗震设计时务必做到强柱弱梁，使梁的屈服先于柱子，正确计算梁端弯矩，把梁端弯矩降下来，加大柱截面，减少轴压比，保证构件有足够的延性。因此选择合理的承重柱截面，既能够实现房屋建筑结构的安全性，同时也能够实现建筑成本的最优化。
        2.4悬挑梁的合理设计
        悬挑梁的截面取值除应满足强度要求外尚应进行变形验算，满足其挠度限值。悬挑梁应有效控制梁受压区高度，实现整体结构的协调与稳定。为此悬挑梁设计时应尽可能使梁受压能力提升。对于悬挑梁而言，其截面高度小，则会导致其受压区高度相对较小，承受荷载能力不足。虽然梁截面高度小梁的延性有所提升，但竖向荷载作用下，悬挑梁的挠度也增大，悬挑梁发生脆性破坏的机率则有所上升。为此如何选取悬挑梁的截面，应依据实际情况合理选择。
        2.5抗震设计
        房屋建筑受外部因素作用中，地震作用较为特殊，因为地震作用的时间、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地震荷载作用进行充分考虑，尽可能减小地震作用对房屋建筑的损毁程度。目前对建筑结构的抗震设计，有一些比较有效的设计方法，通常情况下，规则对称的房屋建筑其荷载处于均匀状态，建筑物的扭转效应较小，出现结构的危险截面较少，其抗震性能也有明显的效果。因此结构设计应始终牢记力使房屋建筑规则对称，牢记“强柱弱梁、强剪弱弯、强压弱拉”的原则，确保结构具有足够的延性，对结构薄弱部位应加强抗震构造措施，使房屋建筑在满足使用功能和结构安全的前提下经济合理。
        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重点，其他的设计则围绕这一重点来进行，如结构构件的合理布置，横纵向抗侧力构件的相互协调等等。为此进行房屋建筑结构设计的策略与优化研究，应始终基于这一中心问题，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]张翊.房屋结构设计中的相关问题及对策研究[J].工程建设标准化，2015，（3）：305-305.
        [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）