建筑論文房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有關(guān)問題淺析

摘  要：隨著國民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國建筑業(yè)也得到了快速發(fā)展，取得了巨大的成就，但同時(shí)也存在一些問題。實(shí)際設(shè)計(jì)工作中，常常發(fā)生房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的種種概念和方法上的差錯(cuò)，這些差錯(cuò)的產(chǎn)生，有的是由于設(shè)計(jì)人員沒有對一般房屋房屋設(shè)計(jì)引起高度重視，盲目參照或套用其他的設(shè)計(jì)的結(jié)果；有的則是由于設(shè)計(jì)對設(shè)計(jì)規(guī)范和設(shè)計(jì)方法缺乏理解；還有的是由于設(shè)計(jì)者的力學(xué)概念模糊，不能建立正確的計(jì)算模式，對結(jié)構(gòu)電算結(jié)果也缺乏判斷正確與否的經(jīng)驗(yàn)。
關(guān)鍵字：房屋結(jié)構(gòu)  設(shè)計(jì)  問題  措施 
Abstract: With the continuous development of the national economy, China's construction industry has also been a rapid development and made ??great achievements, but there are also some problems. Various concepts and methods of error in the actual design work was appeared often, the production of these errors, some of the errors is the designers do not pay great attention to the general housing design; some is due to the design of a lack of understanding of the design specification and design methods; some of the errors are the designers of the mechanical concepts fuzzy, not to establish the correct mode of calculation, the count results on the structural power also lack the experience to judge the correctness.

Key words: housing structure; design; problem; measures

中圖分類號：TB482.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A     文章編號：2095-2104（2012）02-0020-02

　　　房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的成果不僅要美觀、適用、安全,還要經(jīng)濟(jì)。設(shè)計(jì)施工圖是工程師的語言,是設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)意圖的體現(xiàn),也是施工、監(jiān)理、經(jīng)濟(jì)核算的重要依據(jù)。合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅對建設(shè)項(xiàng)目節(jié)省投資、縮短工期、提高經(jīng)濟(jì)效益起著方向盤的作用,同時(shí)也為設(shè)計(jì)者本身提高了信譽(yù)、積累了財(cái)富。
　　　房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)具有的經(jīng)濟(jì)性
　　　1、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與用地的關(guān)系
　　　房屋建筑中,總建筑面積是各層建筑面積的總和,層數(shù)越多,單位建筑面積所分?jǐn)偟姆课菡嫉孛娣e就越少。但隨著建筑層數(shù)的增加,房屋的總高度也增加,房屋之間的間距也必須增大。因此,用地的節(jié)約量并不隨建筑層數(shù)的增加而按同一比例遞增。 
　　　2、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與造價(jià)的關(guān)系
　　　房屋建筑層數(shù)對單位建筑面積造價(jià)有直接影響,但影響程度對各分部結(jié)構(gòu)卻是不同的。屋蓋部分,不管層數(shù)多少,都共用一個(gè)屋蓋,并不因?qū)訑?shù)增加而使屋蓋的投資增加。因此,屋蓋部分的單位面積造價(jià)隨層數(shù)增加而明顯下降。基礎(chǔ)部分,各層共用基礎(chǔ),隨著層數(shù)增加,基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的荷載加大,必須加大基礎(chǔ)的承載力,雖然基礎(chǔ)部分的單位面積造價(jià)隨層數(shù)增加而有所降低,但不如屋蓋那樣顯著。承重結(jié)構(gòu),如墻、柱、梁等,隨層數(shù)增加而要增強(qiáng)承載能力和抗震能力,這些分部結(jié)構(gòu)的單位建筑造價(jià)將有所提高。
　　　房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見的問題
    1、房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)不符合規(guī)范
　　　地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要做到合理，安全適用，設(shè)計(jì)人員必須依據(jù)地質(zhì)勘察資料，統(tǒng)籌考察多方面因素進(jìn)行基礎(chǔ)類型和上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。切忌“不綜合考慮建筑場地的地質(zhì)情況、上部結(jié)構(gòu)類型、施工條件等情況進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，不注意已有相鄰建筑、鄰近地下構(gòu)筑物及各類地下管線設(shè)施的情況。”
　　　2、房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中柱、梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理
　　　民用房屋建筑中柱，梁及基礎(chǔ)的負(fù)荷應(yīng)按規(guī)范乘以折減系數(shù)。但結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員往往在計(jì)算梁、柱和基礎(chǔ)的負(fù)荷時(shí)未按現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范對荷載乘以折減系數(shù)，因而使荷載值不準(zhǔn)確。
　　　3、房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中高度、高寬比超限
　　　現(xiàn)行的規(guī)范、規(guī)程給出了房屋的最大適用高度和高寬比限值。某些民用房屋建筑房屋高度超過最大適用高度或高寬比超出規(guī)定限值，甚至個(gè)別建筑高度和高寬比均超出規(guī)定限值。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，對于房屋高度、高寬比和體型復(fù)雜程度超過現(xiàn)行規(guī)范、規(guī)程的民用房屋建筑，應(yīng)按超限民用房屋建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)。同時(shí)，另一點(diǎn)不容忽視的問題是，房屋適用高度除與結(jié)構(gòu)體系類型及抗震設(shè)防烈度有關(guān)外，還與場地類別與結(jié)構(gòu)是否規(guī)則等因素有關(guān)，當(dāng)位于Ⅳ類場地或結(jié)構(gòu)平面與豎向布置不規(guī)則時(shí)，其最大適用高度應(yīng)適當(dāng)降低。
　　　房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中承重柱截面高度設(shè)計(jì)過小
    這種情況多發(fā)生于六度抗震設(shè)防區(qū)。一些結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員誤認(rèn)為六度設(shè)防就是不設(shè)防，只圖受力分析方便，他們故意把柱子的截面高度設(shè)計(jì)得過小，使梁柱的線剛度比加大（因一些結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊中規(guī)定：當(dāng)梁柱的線剛度比大于4時(shí)，計(jì)算簡圖中梁柱節(jié)點(diǎn)可簡化為鉸支）。把梁簡化為鉸支梁，柱按軸心受壓計(jì)算。這種做法雖然易于進(jìn)行結(jié)構(gòu)受力分析，但卻給房屋結(jié)構(gòu)埋下了隱患。因?yàn)檫@樣做忽略了梁柱間的剛結(jié)作用，即忽略了柱約束彎矩的作用，加之以柱截面的配筋都較小，結(jié)構(gòu)一旦受力后，柱頂抗彎強(qiáng)度必然不足，從而柱子和梁底附近將會出現(xiàn)一條或多條水平裂縫，形成塑性餃。這樣在正常使用情況下，柱子已開始帶餃工作。這不但影響了房屋的耐久性，而且也常常引起用戶的恐懼心理。更為嚴(yán)重的是，這樣的結(jié)構(gòu)一理遭遇地震作用時(shí)，將會倒塌，這違背了現(xiàn)行抗震規(guī)范中“強(qiáng)柱弱梁”的設(shè)計(jì)原則。
　　　優(yōu)化房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在問題的措施
　　　1、采用組合結(jié)構(gòu)
　　　采用組合結(jié)構(gòu)可建造比混凝土結(jié)構(gòu)更高的建筑,不但具有優(yōu)異的靜、動力工作性能,而且能大量節(jié)約鋼材、降低工程造價(jià)和加快施工進(jìn)度。在不同的情況下,可以取代鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu),科技含量也較高,對環(huán)境污染也較少,已廣泛應(yīng)用于冶金、造船、電力、交通等部門的建筑中,并以迅猛的勢頭進(jìn)入了橋梁工程和高層與超高層建筑中。
　　　2、概念設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)
　　　概念設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)與房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對于同一建筑方案,可以有許多不同的結(jié)構(gòu)布置設(shè)計(jì)；確定了結(jié)構(gòu)布置的建筑物,即使在同種荷載情況下也存在不同的分析方法；分析過程中設(shè)計(jì)參數(shù)、材料、荷載的取值也不是惟一的；建筑物細(xì)部的處理更是不盡相同,這些問題是計(jì)算機(jī)無法完全解決的,都需要設(shè)計(jì)人員自己作出判斷。而判斷只能在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般規(guī)律指導(dǎo)下,根據(jù)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行,這便是前面所說的概念設(shè)計(jì)。因此,概念設(shè)計(jì)存在于設(shè)計(jì)師對多種備選方案進(jìn)行選擇的過程中。
　　　3、采取結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化可提高建筑結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性 
　　　建筑的層高增加，由于墻體面積和柱體積增加，結(jié)構(gòu)的自重會增加，基礎(chǔ)和柱的承載力相應(yīng)增加，水衛(wèi)和電氣的管線會加長；相反降低層高，可節(jié)省材料，有利用抗震，同時(shí)建筑的總高度減小，兩建筑之間的日照距離就會減小，間接的節(jié)約了用地。建筑面積相同，建筑使用不同的平面形狀時(shí)，它的外墻周長也就會不同，這樣當(dāng)選擇圓形或是越接近于方形時(shí)，外墻周長系數(shù)就越小，基礎(chǔ)、外墻砌體、內(nèi)外表面裝修都隨之減少，同時(shí)其受力性能也得到提高，增強(qiáng)了建筑的經(jīng)濟(jì)性能。
　　　結(jié)語
    房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是個(gè)系統(tǒng)、全面的工作。在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中,在基本滿足建筑師設(shè)計(jì)意圖的基礎(chǔ)上,平面布置應(yīng)盡量規(guī)則,對稱,盡量縮小質(zhì)量中心和剛度中心的差異；使建筑物在水平荷載作用下不致產(chǎn)生太大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。想要做好房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),我們只有不斷提高業(yè)務(wù)素質(zhì)和技術(shù)水平,重視設(shè)計(jì)中存在的相關(guān)問題,特別是容易被忽略的地方,不斷積累設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),優(yōu)化設(shè)計(jì),發(fā)揮主動性創(chuàng)新精神,培養(yǎng)競爭意識,才能適應(yīng)技術(shù)進(jìn)步和變化,使設(shè)計(jì)出來的的房屋結(jié)構(gòu)能夠施工方便、且結(jié)構(gòu)安全。
　　　
　　　
    參考文獻(xiàn):
　　[1]李雪峰，《結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件應(yīng)用中應(yīng)注意的問題》[J].山西建筑。2007
　　　[2]肖毅卿，《建筑與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中易出現(xiàn)的問題》[J].建筑知識。1998
    [3]莫雪輝，《深度探討如何提高房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平》[J].科技資訊。2008
　　　[4]紀(jì)榮洋，王文可.潘可明《房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)探討》[J].低溫建筑技術(shù)。2008