探讨我国现代房屋建筑结构设计

摘要：近年来，我经济的高速增长带动了建筑业的蓬勃发展，人们对房屋建筑的要求也越来越高，建筑造型和建筑功能要求日趋复杂，房屋建筑逐渐由单层、多层向高层发展，房屋结构形式也由简单的砖混结构变得多样。本文先概述房屋结构设计优化，再论述现代房屋建筑结构设计的基本方法，最后探究现代房屋建筑结构设计存在的问题。

关键词：房屋建筑；建筑设计；结构设计

中图分类号：TU318文献标识码：A文章编号：

1.房屋结构设计优化的内容和意义

1.1房屋结构设计优化的内容

当前，我国经济快速发展，人们对居住条件及生活环境要求越来越高，而对建筑房屋进行优化设计，使其结构与美观相互协调、同时适用、安全、经济以及便利是改善人们居环境方面重要手段。房屋结构设计优化理念注重以实际为准则，根据工程建设的基本状况，以计划成本为控制为中心来进行的结构优化设计，其内容就是利用对建筑基础的结构、屋盖系统的结构方案以及围护系统结构方案等环节，建立起一种关于结构优化设计的模型，通过对各种不同的影响变量参数中的若干关键参数的科学的计算，确立最终的建筑工程结构设计的优化结果方案。

1.2房屋建筑结构优化设计意义

（1）大大提高建筑结构经济性，房屋建筑进行结构设计优化可节省材料，有利用抗震，减少内外表面装修，提高了其受力性能，增强了建筑的经济性能；

（2）结构优化设计大大降低了建筑工程的总成本造价。节约用地，大量资料表明，，房屋建筑进行结构设计优化能够有效降低工程成本造价25%左右，同时结构优化设计技术能够对施工材料的性能利用更加合理化，能够让建筑工程结构内部各个不同单元之间更加充分互协调，提升了建筑工程结构设计的经济性。

2.房屋建筑结构设计的基本方法

2.1结构平面图

在绘制结构平面布置图时，是否要输入结构软件进行建模？当建筑地处抗震设防烈度为6度区时，根据建筑抗震设计规范，是可以不用进行截面抗震验算的，但必须符合有关的抗震措施要求。因此对于砌体结构来说可以不用在软件中建模，直接设计即可。

2.2屋顶(面)结构图

当建筑是坡屋面时，结构的处理方式有梁板式及折板式两种。梁板式适用于建筑平面不规整，板跨度较大，屋面坡度及屋脊线转折复杂的坡屋面。折板式适用于相反的条件。两种形式的板均为偏心受拉构件。板配筋时应有部分或全部的板负筋拉通以抵抗拉力。板厚基于构造需要一般不宜小于120厚。此外梁板的折角处钢筋的布置应有大样示意图。至于坡屋面板的平面画法，通常使用剖面示意图加大样详图的表示方法，这样更便于施工人员正确理解图纸。正确绘图和设计的关键是设计人员真正的心知肚明，结构设计者必须要具备一定的空间概念，正确理解建筑图纸和意图。设计的图纸方能让施工人员明白。由于屋面的起坡会造成阁楼层的部分墙体超高，要结合门窗顶设置圈梁来降低墙的计算高度。

2.3大样详图

在建筑详图的准确无误的基础上，大样详图的绘制可在建筑详图的基础上直接绘制，也可在以前做过的详图的基础上来局部改进绘制。这阶段需要注意在保持建筑外形的前提下尽量的使结构受力合理和施工方便。在标高和外形尺寸上一定要和建筑专业协调一致。

2.4楼梯

楼梯梯板要注意挠度的控制，梯梁要注意的是梁下净高要满足建筑的要求，梯梁的位置尽量使上下楼层的位置统一。局部不合适处可以采用折板楼梯。折板楼梯钢筋在内折角处要断开分别锚固防止局部的应力集中。注意梁下的净空要求，并要注意梯板宽度的问题。首段梯板的基础应注意基础的沉降问题，必要时应设梯梁。

2.5基础

基础要注意混凝土的标号选择应符合结构耐久性的要求。(通常情况下可采用C25)基础的配筋应满足最小配筋率的要求(施工图审查中心重点审查部位)。条基交接部位的钢筋设置应有详图或选用标准图。条基交叉处的基底面积不可重复利用，应注意调整基础宽度。局部墙体中有局部的较大荷载时也要调整基础的宽度。基础图中的构造柱，当定位不明确时应给予准确定位。

3.现代房屋建筑结构设计存在的问题

房屋建筑结构设计要求达到安全性、适用性、耐久性等功能要求，但在实际的设计过程中，由于存在一些认识上的误区，会导致大量设计问题的出现，主要表现在以下几方面：

3.1地基与基础方面

（1）多层建筑没有地质详勘报告，仅根据建设单位的口头说明，或才简单地以附近的建筑物为参照，在其基础设计资料上进行施工图的设计。地基与基础设计要严格按操作规范进行，做到安全合理适用，必须依据地质勘察的资料，对基础类型和上部结构等多方面的因素要综合考虑，不能只凭地耐力来完成，或者把耐力容许值降低一些，这是不科学的，也是极不安全的。

（2）对软弱地基要采用换土垫层处理时，没有进行换层设计，依据已有的经验加以处置。要对软弱地基的危害有深刻的认识，如果只凭经验武断地采用砂垫层来加强承载力，而不对垫层宽度和厚度进行精确计算，将带来极大的安全隐患，而且也会造成一定程度的资源浪费。

（3）民用建筑中柱、梁及基础的负荷未按规范乘以折减系数。设计人员设计多层民用建筑时，在计算梁、柱和基础的负荷时，没有按现行设计规范将荷载乘以折减系数计算其荷载值，因而采用荷载值偏大。

3.2砖混结构房屋中构造柱兼作承重柱用

构造能够不但提高砖混结构中墙体的抗剪能力，而且构造柱与圈梁联结在一起，可形成对砌体的有效约束，限制墙体裂缝发生和进一步扩大，维持竖向承载力，对增强结构的抗震性能有着很大作用。在如今房屋结构设计中，构造柱往往被作为承重柱使用，这种作法是极不科学的，将引起以下几个问题：

（1）如果构造柱作为承重柱，将提前受力，导致构造柱对砌体的拉结和约束作用降低，而且在遭遇地震作用时，应力将集中在构造柱位置，并使之首先遭到破坏，在这种情形下，构造柱不但起不到其应有的承力作用，而且会适得其反成为房屋结构中的脆弱部位。

（2）构造柱多数在地圈梁中生根，较少另设基础的，构造柱兼作承重柱使用后，柱底基础的抗冲切、抗弯部及局部承压强度就超过了原设计的负荷。一旦柱底基础发生冲切或局部承压破坏，便会出现裂缝。因此，重大梁下的柱子应按承重柱要求设计，在梁上荷载和跨度都比较小的情况下，构造柱也可布置于梁下，在验算下墙体的局部承压和抗弯强度时，不计算构造柱作用。经过验算满足，方可在梁下布置构造柱。

3.3承重柱截面高度设计过小

在六度抗震设防区，有的结构设计人员存在误区，认为六度设防就是不设防，为受力分析方便，故意把柱子的截面高度设计得过小，使梁柱的线刚度比加大。把梁简化为铰支梁，柱按轴心受压计算。这种做法降低了结构受力分析的难度，但也给房屋结构带来了隐患。没有考虑到梁柱间的刚结作用，即忽略了柱对梁的约束弯矩，再因为柱截面的配筋都较小，在结构受力时，因为柱顶抗弯强度的不足，将导致柱子在梁底附近将会出现一条或多条水平裂缝，形成塑性饺。在正常使用情况下，柱子就带饺工作。这将对房屋的耐久性产生不利影响，势必引起用户的恐惧心理。这样的结构抗震性差，一旦遭遇地震，倒塌的可能性极大，这显然不符合现行抗震规范中“强柱弱梁”的设计原则。

3.4在框架结构设计中，注重横向框架的设计忽视纵向框架设计

根据现行建筑抗震设计规范要求，水平地震作用应按两个主轴方向分别计算，各方向的抗侧力构件承担来自该各方向的地震作用，可大大增强抗效果。因此，在框架结构设计中，纵向框架与横向框架同等重要。如果把纵向框梁按普通连续梁进行设计，那么梁柱的节点和框架中的纵筋、箍筋的配置均无法满足框架梁、柱的构造要求。由于对地震的纵向作用欠缺考虑，在实际设计中经常出现梁的支座负筋，跨中纵筋及箍筋的配置均不满足要求的现象。

另外，还有悬挑梁的截面高度选用过小，连续梁按单梁进行设等问题。

4.总结语

结构设计是一项全面系统复杂的综合性劳动，结构设计人员要具备扎实的理论知识功底，思维上能灵活创新，态度上认真负责。当前，尤其要加强对房屋建筑结构设计中常见问题的认识与研究，提高业务修养，以不断提升自身的结构设计水平，结合实际勇于创新，设计出比现阶段的其它建筑具有更高的水准、更合理和更经济的结构形式。

参考文献：

[1]纪荣洋,建筑结构设计经验探讨[J],低温建筑技术,2008(5).

[2]于桂萍,多层建筑结构设计中的主要问题分析[J],中国高新技术企业,2008(22).