土木工程建設(shè)中房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常見問題探討

【摘要】近年來，我國的城市化進(jìn)程有了很大進(jìn)展，土建工程建設(shè)逐漸增多，人們對(duì)其質(zhì)量的要求也在不斷增加。因此在房屋建筑設(shè)計(jì)過程中，必須要保證房屋建筑工程的自身功能性、安全性以及耐久性。因此，加強(qiáng)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是整個(gè)房屋建筑過程中非常重要的一項(xiàng)工作，在進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)優(yōu)化時(shí)，一定要保證房屋建筑自身的經(jīng)濟(jì)性、美觀性等，另外，通過有效的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化，對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中一些結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)優(yōu)化，從而保證建筑房屋設(shè)計(jì)參數(shù)的科學(xué)性，對(duì)于房屋建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量的提升有著重要的作用，并且能夠后期施工提供了基礎(chǔ)保障。下面針對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問題進(jìn)行分析，從而找到相應(yīng)的優(yōu)化解決措施。

【關(guān)鍵詞】土木工程建設(shè);房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);常見問題;優(yōu)化策略

近幾年，隨著社會(huì)的發(fā)展和時(shí)代的進(jìn)步，人們對(duì)物質(zhì)生活和審美水平都提出了更高的要求。房屋建筑結(jié)構(gòu)不在滿足于單層簡單的設(shè)計(jì)，逐漸向多層復(fù)雜化發(fā)展，其造型設(shè)計(jì)更加別具一格。但是在房屋建筑結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型的過程中也帶來了許多問題，由于房屋建筑結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，為設(shè)計(jì)增加了較高的難度，如果不采取相應(yīng)的措施加以解決，為造成嚴(yán)重的房屋安全問題。本文就土木工程建設(shè)中房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的問題和解決措施進(jìn)行分析。

1、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概述

房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)其主要是設(shè)計(jì)人員考慮到整個(gè)房屋建筑的情況，進(jìn)而對(duì)整個(gè)房屋的排水設(shè)計(jì)、通風(fēng)設(shè)計(jì)、電氣設(shè)計(jì)等各方面進(jìn)行綜合的考慮和設(shè)計(jì)。而在實(shí)際的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，往往還需要遵循設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性、安全性以及美觀性的原則，盡可能在確保房屋建筑設(shè)計(jì)安全的基礎(chǔ)上提高其結(jié)構(gòu)的舒適度和控制好結(jié)構(gòu)的成本。一般來說房屋建筑設(shè)計(jì)的操作步驟是先進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，緊接著則是進(jìn)行公衡分析，最后則是依據(jù)分析結(jié)果確定施工圖紙來指導(dǎo)后期工作。

2、土木工程建設(shè)中房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常見問題

2.1圖紙?jiān)O(shè)計(jì)問題

房屋建筑施工過程中很容易受到工期限制及其他因素的影響，因此很多的施工企業(yè)為了能夠盡快的完成建筑施工，對(duì)于圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的一些具體要求沒有一定的重視，并且設(shè)計(jì)人員在沒有對(duì)實(shí)際施工環(huán)境進(jìn)行勘察，以及沒有準(zhǔn)確的施工資料時(shí)就進(jìn)行房屋建筑圖紙的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)過程中很多的設(shè)計(jì)人員沿用一些類似建筑工程中的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙，只將一些設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行更改，造成了設(shè)計(jì)與實(shí)際施工情況出現(xiàn)嚴(yán)重不符現(xiàn)象，最終影響了房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙的科學(xué)性，并且直接對(duì)后續(xù)的房屋建筑工程施工帶來一定的影響。

2.2建筑安全消防問題

現(xiàn)今隨著人們生活水平的提高，人們對(duì)居住環(huán)境的要求也在不斷的提高。而多功能的房屋建筑其也直接的導(dǎo)致房屋的內(nèi)部結(jié)構(gòu)必然相對(duì)以前更為復(fù)雜，從而間接的影響了其在使用過程中的安全程度。尤其是在消防這一方面，目前房屋建筑結(jié)構(gòu)相對(duì)較為復(fù)雜，再加上現(xiàn)今的裝飾品相對(duì)較多，進(jìn)而導(dǎo)致消防安全存在較大的隱患。

2.3房屋建筑地基設(shè)計(jì)問題

作為承載房屋建筑所有荷載作用的關(guān)鍵支撐部分，地基是保障房屋建筑安全性的決定性因素。但是在實(shí)際建造過程中，常常由于建設(shè)成本不足或者前期地質(zhì)勘測(cè)不全面等問題影響后期房屋施工建筑的質(zhì)量。目前許多房屋施工之前缺乏對(duì)地形環(huán)境的有效考察，沒有準(zhǔn)確的地質(zhì)勘測(cè)數(shù)據(jù)作為施工參考，設(shè)計(jì)人員很難準(zhǔn)確計(jì)算出的房屋地基承載力。在房屋建設(shè)完成投入使用后，非常容易造成房屋沉降等安全事故，威脅到人們財(cái)產(chǎn)和生命的安全。

2.4結(jié)構(gòu)體系問題

隨著土木工程建設(shè)行業(yè)的不斷發(fā)展，其中房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系也變得非常繁多，如筒體結(jié)構(gòu)體系、剪力墻結(jié)構(gòu)體系、鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)體系等。但是很多情況下應(yīng)用的這些結(jié)構(gòu)體系與房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求不符，嚴(yán)重的影響了房屋建筑結(jié)構(gòu)的安全性。比如在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，平面缺乏較高的平整度并且板子擁有較大的跨度，則比較適合使用梁板式的房屋結(jié)構(gòu)。一些房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，很多的設(shè)計(jì)者沒有重視橫向和縱向的框架結(jié)構(gòu)，只是將建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行美觀設(shè)計(jì)，對(duì)于一些結(jié)構(gòu)來說難以承受縱向的地震作用力，從而直接對(duì)建成后的房屋建筑結(jié)構(gòu)整體抗震性能產(chǎn)生影響。圖1展示的就是因結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理而導(dǎo)致房屋空間間隔不科學(xué)。

3、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)注意事項(xiàng)

3.1建筑選址應(yīng)注意事項(xiàng)

在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，首要需要注意的問題則是建筑的選址問題。建筑選址其必須避開一些危險(xiǎn)區(qū)域，例如非巖質(zhì)的陡坡、高度差較大的山丘和河岸等區(qū)域，盡量選擇在較平緩的區(qū)域進(jìn)行，并且要相應(yīng)的考慮到應(yīng)急避難的場(chǎng)所。

3.2了解具體力學(xué)要求

在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中還需要對(duì)結(jié)構(gòu)的力學(xué)效應(yīng)變化進(jìn)行充分了解，包括承重柱截面高度、軸壓比等等。此外，針對(duì)大樓板設(shè)計(jì)，則需要先完成均勻荷載的換算之后再計(jì)算樓板配筋。

3.3審美與使用相結(jié)合

在進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，需要設(shè)計(jì)者不但重視房屋的審美性，還需要使其具有一定的使用性。從而使設(shè)計(jì)出的房屋建筑結(jié)構(gòu)具備較高的抗風(fēng)、抗震性能，并且還能夠很好的適應(yīng)人們對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)的各種要求。另外，出于建筑結(jié)構(gòu)美觀性的考量，在進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，還需要將其設(shè)計(jì)方案充分的與周圍環(huán)境進(jìn)行有機(jī)融合，盡可能的使房屋建筑具有一定的創(chuàng)新性，保證房屋建筑在施工中的節(jié)能環(huán)保，以此帶動(dòng)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的綠色可持續(xù)發(fā)展。

4、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的優(yōu)化策略

4.1注重平面設(shè)計(jì)方案的設(shè)計(jì)

平面設(shè)計(jì)方案其對(duì)整個(gè)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案來說，會(huì)對(duì)建筑的施工成本、使用的舒適度等都造成較大的影響，因此在設(shè)計(jì)的過程中更要充分的重視。對(duì)平面設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化，需要充分的考慮到整個(gè)建筑的實(shí)際情況，結(jié)合建筑物的樓層高度、房屋功能等以后，再著手對(duì)平面布局的優(yōu)化。

4.2準(zhǔn)確計(jì)算房屋建筑結(jié)構(gòu)地基承載力

房屋建筑結(jié)構(gòu)的地基設(shè)計(jì)中，要想保證房屋的安全可靠，設(shè)計(jì)人員必須準(zhǔn)確計(jì)算出地基承載力。在施工之前，業(yè)主要對(duì)地質(zhì)勘測(cè)單位提出嚴(yán)格要求，使其按照規(guī)范進(jìn)行勘測(cè)以得到準(zhǔn)確的勘測(cè)數(shù)據(jù)。隨后，設(shè)計(jì)人員在獲得地勘數(shù)據(jù)后要嚴(yán)格采用合理的計(jì)算方法計(jì)算出地（下轉(zhuǎn)72頁） ?（上接70頁）基承載力。其中利用到換土墊層設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員要將換土層厚度考慮到計(jì)算范圍中，保證地基承載力計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確。最終，設(shè)計(jì)人員在計(jì)算地基承載力時(shí)還要同時(shí)計(jì)算出梁、柱等基礎(chǔ)合閘，然后使用正確的方式進(jìn)行荷載折減系數(shù)的驗(yàn)算，為房屋建筑結(jié)構(gòu)的安全提供可靠的保障。

4.3結(jié)構(gòu)形式的合理選擇

進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)的選型時(shí)，必須要結(jié)合建筑的用途、功能、安全性、穩(wěn)定性等眾多因素進(jìn)行充分考慮。而一般對(duì)于高層建筑來說，主要采用的結(jié)構(gòu)形式包括框架結(jié)構(gòu)、框剪結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)等。其中對(duì)于不同的結(jié)構(gòu)形式，在設(shè)計(jì)優(yōu)化上有著不同的優(yōu)化方案，如剪力墻結(jié)構(gòu)，我們可以針對(duì)連梁設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，通過增大連梁的界面剛度，有效提高整個(gè)結(jié)構(gòu)的抗震性能，而由于連梁的剛度增加，導(dǎo)致分配到的彎矩就會(huì)增大，這時(shí)構(gòu)件的配筋量也會(huì)隨之增加，顯然這樣會(huì)造成一定的材料浪費(fèi)。而結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大范圍的采用剪力墻結(jié)構(gòu)，那么雖然結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度會(huì)增加，但是對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)位移也會(huì)相對(duì)減少，地震作用也會(huì)隨著抗側(cè)剛度的增加而增加。

4.4注重整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化

房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中其中很重要的則是排水系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)的優(yōu)化。一般來說排水系統(tǒng)都設(shè)置在地下室，并且會(huì)在其他空間上來安裝各種管道。然而在管道的設(shè)計(jì)過程中，往往容易出現(xiàn)貫穿梁或者柱的情況，這也是設(shè)計(jì)人員需要充分注意的。為了盡量的避免這種設(shè)計(jì)的出現(xiàn)，設(shè)計(jì)人員則必須對(duì)排水管道穿過的承重墻的墻體進(jìn)行加固。另外在電氣管線的安裝方面，設(shè)計(jì)人員必須留意好梁體相關(guān)的安裝孔洞，使其與整個(gè)墻體的寬度保持一致，這樣才能使其在后期的安裝過程中更為順暢。

結(jié)語：

總而言之，隨著我國建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中通過對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化，是保證施工質(zhì)量的一種重要手段，并且是保證設(shè)計(jì)的科學(xué)性與合理性的重要方法。因此，為了保證建筑企業(yè)在合理進(jìn)行工程造價(jià)的同時(shí)，還需要保證房屋建筑的施工質(zhì)量，就需要對(duì)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行不斷的優(yōu)化，從而不但滿足了人們對(duì)房屋使用功能的要求，還能夠提高建筑的整體水平與質(zhì)量。使建筑企業(yè)獲得應(yīng)得的經(jīng)濟(jì)效益。

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作者簡介：

顧文斌，上海教育建設(shè)管理咨詢有限公司，上海。