摘 要：隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國(guó)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(wèn)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(méi)有對(duì)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(duì)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(duì)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(wèn)題 措施

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(yǔ)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(duì)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(pán)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。

一、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(duì)單位建筑面積造價(jià)有直接影響,但影響程度對(duì)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�；�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。

二、房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見(jiàn)的問(wèn)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(lèi)型和上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。切忌“不綜合考慮建筑場(chǎng)地的地質(zhì)情況、上部結(jié)構(gòu)類(lèi)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(lèi)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(duì)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(guò)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(guò)程中，對(duì)于房屋高度、高寬比和體型復(fù)雜程度超過(guò)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(wèn)題是，房屋適用高度除與結(jié)構(gòu)體系類(lèi)型及抗震設(shè)防烈度有關(guān)外，還與場(chǎng)地類(lèi)別與結(jié)構(gòu)是否規(guī)則等因素有關(guān)，當(dāng)位于Ⅳ類(lèi)場(chǎng)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。

4、房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中承重柱截面高度設(shè)計(jì)過(guò)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(guò)小，使梁柱的線剛度比加大(因一些結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)中規(guī)定：當(dāng)梁柱的線剛度比大于4時(shí)，計(jì)算簡(jiǎn)圖中梁柱節(jié)點(diǎn)可簡(jiǎn)化為鉸支)。把梁簡(jiǎn)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(huì)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(kāi)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(hù)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(huì)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。

三、優(yōu)化房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在問(wèn)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(dòng)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(duì)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(mén)的建筑中,并以迅猛的勢(shì)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(duì)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(guò)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(wèn)題是計(jì)算機(jī)無(wú)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(shuō)的概念設(shè)計(jì)。因此,概念設(shè)計(jì)存在于設(shè)計(jì)師對(duì)多種備選方案進(jìn)行選擇的過(guò)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(huì)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(huì)加長(zhǎng);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(huì)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(zhǎng)也就會(huì)不同，這樣當(dāng)選擇圓形或是越接近于方形時(shí)，外墻周長(zhǎng)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。

四、結(jié)語(yǔ)

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(guò)程中,在基本滿(mǎn)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(duì)稱(chēng),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(wèn)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(dòng)性創(chuàng)新精神,培養(yǎng)競(jìng)爭(zhēng)意識(shí),才能適應(yīng)技術(shù)進(jìn)步和變化,使設(shè)計(jì)出來(lái)的的房屋結(jié)構(gòu)能夠施工方便、且結(jié)構(gòu)安全。

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