建筑論文房屋結構設計有關問題淺析

摘  要：隨著國民經濟的不斷發展，我國建筑業也得到了快速發展，取得了巨大的成就，但同時也存在一些問題。實際設計工作中，常常發生房屋結構設計的種種概念和方法上的差錯，這些差錯的產生，有的是由于設計人員沒有對一般房屋房屋設計引起高度重視，盲目參照或套用其他的設計的結果；有的則是由于設計對設計規范和設計方法缺乏理解；還有的是由于設計者的力學概念模糊，不能建立正確的計算模式，對結構電算結果也缺乏判斷正確與否的經驗。
關鍵字：房屋結構  設計  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 文獻標識碼：A     文章編號：2095-2104（2012）02-0020-02

　　　房屋結構設計的成果不僅要美觀、適用、安全,還要經濟。設計施工圖是工程師的語言,是設計者設計意圖的體現,也是施工、監理、經濟核算的重要依據。合理的結構設計不僅對建設項目節省投資、縮短工期、提高經濟效益起著方向盤的作用,同時也為設計者本身提高了信譽、積累了財富。
　　　房屋結構設計應具有的經濟性
　　　1、結構設計與用地的關系
　　　房屋建筑中,總建筑面積是各層建筑面積的總和,層數越多,單位建筑面積所分攤的房屋占地面積就越少。但隨著建筑層數的增加,房屋的總高度也增加,房屋之間的間距也必須增大。因此,用地的節約量并不隨建筑層數的增加而按同一比例遞增。 
　　　2、結構設計與造價的關系
　　　房屋建筑層數對單位建筑面積造價有直接影響,但影響程度對各分部結構卻是不同的。屋蓋部分,不管層數多少,都共用一個屋蓋,并不因層數增加而使屋蓋的投資增加。因此,屋蓋部分的單位面積造價隨層數增加而明顯下降。基礎部分,各層共用基礎,隨著層數增加,基礎結構的荷載加大,必須加大基礎的承載力,雖然基礎部分的單位面積造價隨層數增加而有所降低,但不如屋蓋那樣顯著。承重結構,如墻、柱、梁等,隨層數增加而要增強承載能力和抗震能力,這些分部結構的單位建筑造價將有所提高。
　　　房屋結構設計中常見的問題
    1、房屋結構設計中地基與基礎設計不符合規范
　　　地基與基礎設計要做到合理，安全適用，設計人員必須依據地質勘察資料，統籌考察多方面因素進行基礎類型和上部結構設計。切忌“不綜合考慮建筑場地的地質情況、上部結構類型、施工條件等情況進行基礎設計，不注意已有相鄰建筑、鄰近地下構筑物及各類地下管線設施的情況。”
　　　2、房屋結構設計中柱、梁結構設計不合理
　　　民用房屋建筑中柱，梁及基礎的負荷應按規范乘以折減系數。但結構設計中，設計人員往往在計算梁、柱和基礎的負荷時未按現行設計規范對荷載乘以折減系數，因而使荷載值不準確。
　　　3、房屋結構設計中高度、高寬比超限
　　　現行的規范、規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定限值，甚至個別建筑高度和高寬比均超出規定限值。在結構設計過程中，對于房屋高度、高寬比和體型復雜程度超過現行規范、規程的民用房屋建筑，應按超限民用房屋建筑進行設計。同時，另一點不容忽視的問題是，房屋適用高度除與結構體系類型及抗震設防烈度有關外，還與場地類別與結構是否規則等因素有關，當位于Ⅳ類場地或結構平面與豎向布置不規則時，其最大適用高度應適當降低。
　　　房屋結構設計中承重柱截面高度設計過小
    這種情況多發生于六度抗震設防區。一些結構設計人員誤認為六度設防就是不設防，只圖受力分析方便，他們故意把柱子的截面高度設計得過小，使梁柱的線剛度比加大（因一些結構設計手冊中規定：當梁柱的線剛度比大于4時，計算簡圖中梁柱節點可簡化為鉸支）。把梁簡化為鉸支梁，柱按軸心受壓計算。這種做法雖然易于進行結構受力分析，但卻給房屋結構埋下了隱患。因為這樣做忽略了梁柱間的剛結作用，即忽略了柱約束彎矩的作用，加之以柱截面的配筋都較小，結構一旦受力后，柱頂抗彎強度必然不足，從而柱子和梁底附近將會出現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。更為嚴重的是，這樣的結構一理遭遇地震作用時，將會倒塌，這違背了現行抗震規范中“強柱弱梁”的設計原則。
　　　優化房屋結構設計中存在問題的措施
　　　1、采用組合結構
　　　采用組合結構可建造比混凝土結構更高的建筑,不但具有優異的靜、動力工作性能,而且能大量節約鋼材、降低工程造價和加快施工進度。在不同的情況下,可以取代鋼筋混凝土結構和鋼結構,科技含量也較高,對環境污染也較少,已廣泛應用于冶金、造船、電力、交通等部門的建筑中,并以迅猛的勢頭進入了橋梁工程和高層與超高層建筑中。
　　　2、概念設計優化技術
　　　概念設計優化技術與房屋建筑結構設計對于同一建筑方案,可以有許多不同的結構布置設計；確定了結構布置的建筑物,即使在同種荷載情況下也存在不同的分析方法；分析過程中設計參數、材料、荷載的取值也不是惟一的；建筑物細部的處理更是不盡相同,這些問題是計算機無法完全解決的,都需要設計人員自己作出判斷。而判斷只能在結構設計的一般規律指導下,根據工程實踐經驗進行,這便是前面所說的概念設計。因此,概念設計存在于設計師對多種備選方案進行選擇的過程中。
　　　3、采取結構設計優化可提高建筑結構經濟性 
　　　建筑的層高增加，由于墻體面積和柱體積增加，結構的自重會增加，基礎和柱的承載力相應增加，水衛和電氣的管線會加長；相反降低層高，可節省材料，有利用抗震，同時建筑的總高度減小，兩建筑之間的日照距離就會減小，間接的節約了用地。建筑面積相同，建筑使用不同的平面形狀時，它的外墻周長也就會不同，這樣當選擇圓形或是越接近于方形時，外墻周長系數就越小，基礎、外墻砌體、內外表面裝修都隨之減少，同時其受力性能也得到提高，增強了建筑的經濟性能。
　　　結語
    房屋結構設計是個系統、全面的工作。在房屋建筑結構設計的過程中,在基本滿足建筑師設計意圖的基礎上,平面布置應盡量規則,對稱,盡量縮小質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生太大的扭轉效應。想要做好房屋結構設計,我們只有不斷提高業務素質和技術水平,重視設計中存在的相關問題,特別是容易被忽略的地方,不斷積累設計經驗,優化設計,發揮主動性創新精神,培養競爭意識,才能適應技術進步和變化,使設計出來的的房屋結構能夠施工方便、且結構安全。
　　　
　　　
    參考文獻:
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