我國住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計存在的問題和解決方案

王炬

摘 要：隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，住宅建筑正逐漸增多，帶動了我國各建設(shè)行業(yè)的發(fā)展。但住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計較為復(fù)雜，為保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的穩(wěn)定性，需要對現(xiàn)存問題進行分析，如結(jié)構(gòu)設(shè)計、地震問題、建材問題等，以此實現(xiàn)綜合考慮，提高工程建設(shè)質(zhì)量?；诖耍疚膶ξ覈≌Y(jié)構(gòu)設(shè)計存在的問題進行探討，并提出了具體的解決方案，以期能夠為相關(guān)人士提供參考借鑒。

關(guān)鍵詞：住宅;結(jié)構(gòu)設(shè)計;問題;解決方案

0 前言

隨著城市化進程的加快，城市規(guī)模逐漸擴大，在實踐中，因為各種因素的影響，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在不少問題。為了能夠推動我國建設(shè)行業(yè)的發(fā)展，需要求當(dāng)前住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計能夠滿足人們多樣化的需求，因此計人員需要對存在的問題進行解決，使城市建筑結(jié)構(gòu)形式更加豐富，保證結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的合理性，凸顯出住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計的價值，為后續(xù)發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)。

1 住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的價值

住宅建筑具有一定的特殊性，因此必須保證住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的效果，從而提升住宅建筑工程的質(zhì)量。住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計具有很強的綜合性，需要在保證住宅建筑質(zhì)量和結(jié)構(gòu)安全的基礎(chǔ)上開展結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化，從而大幅度提升施工中原材料利用率，保證結(jié)構(gòu)設(shè)計的科學(xué)性和合理性，提升住宅建筑的使用性能，進而滿足人們對住宅建筑的實際需求，促使居住環(huán)境更加舒適、溫馨、綠色健康[1]。

2 住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計的類型

現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)類型多種多樣，包括框架結(jié)構(gòu)、框剪結(jié)構(gòu)、框架剪力墻結(jié)構(gòu)等，可以說結(jié)構(gòu)設(shè)計關(guān)系著建筑整體的結(jié)構(gòu)選型也影響著建筑的施工質(zhì)量和使用安全，需要對此加強關(guān)注力度。

2.1 住宅的主要結(jié)構(gòu)

住宅建筑區(qū)別與單層或多層建筑，就結(jié)構(gòu)體系而言一般分為三種，使得建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計安全變得愈發(fā)重要，具體如以下幾點。

（1）框架結(jié)構(gòu)體系：框架結(jié)構(gòu)體系需要以柱、梁為基本框架，并在此基礎(chǔ)上完成整體建設(shè)優(yōu)化。框架結(jié)構(gòu)體系的空間設(shè)計較為靈活，但抗側(cè)能力較差。

（2）剪力墻結(jié)構(gòu)體系：剪力墻結(jié)構(gòu)體系能夠增加建筑抗剪強度和剛度，在住宅建筑中的應(yīng)用較為廣泛，結(jié)構(gòu)形式為混凝土剪力墻，實際應(yīng)用較為復(fù)雜。

（3）框架剪力墻：框架剪力墻融合了上述兩種結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢，能夠有效避免了單一結(jié)構(gòu)的缺點，因此受到了住宅建筑的廣泛應(yīng)用[2]。

2.2 住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計劃分

由于住宅建筑的作用有所不同，如綜合建筑、高層住宅、商用辦公樓、寫字公寓等，要求功能也各不相同，因此在設(shè)計中需要注重結(jié)構(gòu)設(shè)計劃分，以此提高住宅建筑的質(zhì)量。

2.2.1 上部結(jié)構(gòu)設(shè)計

上部結(jié)構(gòu)設(shè)計是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要內(nèi)容，要求再設(shè)計中對結(jié)構(gòu)材料進行明確，依照自身經(jīng)驗初步確定結(jié)構(gòu)中各個構(gòu)件的截面尺寸，分析荷載作用下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力，最終得到合理的構(gòu)件截面尺寸。

2.2.2 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計

基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計要求設(shè)計人員結(jié)合地質(zhì)勘察報告，計算上部結(jié)構(gòu)的荷載效應(yīng)，確定建筑基礎(chǔ)形式。為了保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和安全性，需要對建筑基礎(chǔ)底面積、承載能力、基礎(chǔ)內(nèi)力、配筋進行計算。

3 住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計存在的問題

3.1 設(shè)計圖紙不明了

完善的結(jié)構(gòu)設(shè)計圖是建筑工程施工順利進行的重要依據(jù)，圖中必須標出建筑結(jié)構(gòu)中的每一個細節(jié)，包括結(jié)構(gòu)類型、材料選擇以及抗震等級等。但不少設(shè)計人員提供的設(shè)計圖都存在內(nèi)容不清晰、不明了或與實際情況不符的問題，主要原因在于沒能深入施工現(xiàn)場進行勘察工作，缺乏對建筑工程施工條件的準確把控，設(shè)計出的結(jié)構(gòu)圖與實際情況存在一定的矛盾，無法為后續(xù)建設(shè)提供可靠的依據(jù)。

3.2 基礎(chǔ)選型不合理

建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計基礎(chǔ)選型十分重要，但不少結(jié)構(gòu)設(shè)計存在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)選型不合理的問題，使建筑在使用過程中容易出現(xiàn)基礎(chǔ)側(cè)向位移或不均勻沉降問題，后續(xù)建設(shè)難以滿足既定的需求。同時部分結(jié)構(gòu)設(shè)計人員在進行設(shè)計時，住宅建筑中的樓板存在設(shè)計高度值偏大的問題，最終導(dǎo)致參數(shù)設(shè)計不準確?，F(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜，類型眾多，為避免因基礎(chǔ)選型而影響使用壽命和安全，要保證結(jié)構(gòu)性能良好，做好各種參數(shù)的計算工作，防止出現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理的情況[3]。

3.3 建筑材料應(yīng)用問題

雖然我國的城市化進程不斷推進，住宅建筑得到了良好發(fā)展，但在具體操作中仍然存在很多缺陷。建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計是建筑后期使用的安全性和使用壽命的保障，但很多設(shè)計施工單位都會考慮到自身的利益，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中選擇價格低廉質(zhì)量差的施工材料，以此降低施工的成本，導(dǎo)致材料的強度不合格，在使用中變形、裂縫等情況，最終建設(shè)不符合結(jié)構(gòu)設(shè)計要求。

4 住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計問題的解決方案

4.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計準備工作

4.1.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計要求

根據(jù)住宅最新的規(guī)定，設(shè)計無論是多層磚混或和框架剪力墻結(jié)構(gòu)，都必須從抗震角度出發(fā)，采用二階段設(shè)計來實現(xiàn)三個水準的設(shè)防要求，在建筑物的方案設(shè)計階段正確把握建筑結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計，應(yīng)對不同形式的住宅建筑，掌握各自概念設(shè)計中容易疏忽的要點。同時要求在設(shè)計中以建筑基礎(chǔ)構(gòu)造為標準，要求縱橫墻的布置宜均勻?qū)ΨQ，沿豎向應(yīng)上下連續(xù)，根據(jù)住宅建筑圖紙規(guī)定的參數(shù)進行設(shè)計，從而使住宅建筑的結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定。

4.1.2 結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化

住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計比較復(fù)雜，如結(jié)構(gòu)參數(shù)選擇不當(dāng)，將會影響住宅建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、安全性。在具體設(shè)計中必須加強對結(jié)構(gòu)計算參數(shù)的優(yōu)化，如在結(jié)構(gòu)計算參數(shù)選擇時，需要結(jié)合住宅建筑工程結(jié)構(gòu)的特性和實際情況，合理編寫計算程序，保證錄入計算機中的結(jié)構(gòu)尺寸、規(guī)格、型號等相關(guān)數(shù)據(jù)都輸入準確，避免發(fā)生計量誤差。在整個住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化過程中，還要通過“人機相互結(jié)合的方法”保證結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的可靠性[4]。

4.2 框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算

在住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計中，針對框架結(jié)構(gòu)需要進行內(nèi)力計算，首先確定框架結(jié)構(gòu)計算單元及計算簡圖，將各區(qū)格按雙向板考慮，要求能夠傳給三角形分布荷載，計算范圍內(nèi)的其余荷載通過縱梁以集中荷載的形式傳給框架柱。框架橫梁自重及直接作用在橫梁上的填充墻體自重按均布荷載考慮，要求桿端彎矩以繞桿件順時針方向旋轉(zhuǎn)為正，柱軸力以受壓為正。

4.3 剪力墻鋼筋設(shè)計

如建筑結(jié)構(gòu)為剪力墻結(jié)構(gòu)，則在設(shè)計中需要考慮水平和垂直下的鋼筋設(shè)計中結(jié)合計算的有關(guān)數(shù)據(jù)選擇適宜的鋼筋，使結(jié)構(gòu)在不同方向上的受力均勻。通常剪力墻結(jié)構(gòu)的材料都是鋼筋混凝土，但會因開裂現(xiàn)象影響剪力墻結(jié)構(gòu)的效果，因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計時，可使用較細的鋼筋增加配筋率，在保證內(nèi)部受力均勻的基礎(chǔ)上，進一步增強剪力墻的穩(wěn)固性，保證荷載承受力得到有效提升。

4.4 其他設(shè)計要求

住宅設(shè)計必須執(zhí)行國家有關(guān)方針、政策和法規(guī)，遵守節(jié)約用地、節(jié)約能源資源等有關(guān)規(guī)定，倡導(dǎo)在建筑全生命周期內(nèi)以“設(shè)計先行”原則為基礎(chǔ)，將結(jié)構(gòu)設(shè)計管控的具體措施明確傳遞給相關(guān)單位，方便區(qū)域或項目公司相關(guān)技術(shù)人員完成施工圖紙的審核工作。在此基礎(chǔ)上設(shè)計需要考慮建筑的承重結(jié)構(gòu)，形成抵御地震作用的二道防線，防止建設(shè)安全問題的出現(xiàn)。

5 結(jié)束語

住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化應(yīng)及時發(fā)現(xiàn)原設(shè)計中存在的問題和弊端，嚴格按照住宅建設(shè)要求進行處理，解保證后期各道工序能夠安全、高效、有序的開展，針對目前存在的問題，應(yīng)選擇與之相適的優(yōu)化方法實現(xiàn)全面優(yōu)化。

參考文獻：

[1]關(guān)志榮.剪力墻結(jié)構(gòu)概念設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的運用[J].黑龍江科學(xué)，2020，11（2）：70-71.

[2]王永勝.結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用[J].建筑技術(shù)開發(fā)，2020，47（3）：41-42.

[3]楊艷霞.淺析土木工程建設(shè)中房屋建筑結(jié)構(gòu)中的設(shè)計問題[J].城市建筑，2020，17（5）：111-112.

[4]王永勝，李永才，孫立環(huán).BIM技術(shù)在建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用研究[J].工程技術(shù)研究，2020，5（5）：217-218.