浅谈房屋结构设计分析及建议

浅谈房屋结构设计分析及建议
摘要:伴随着我国城市建筑事业的飞速发展以及城市建筑水平和施工技术的不断提升，多层框架结构房屋的设计在现代工程领域得到了普遍的应用，文章就针对多层框架结构房屋的结构设计中的相关问题进行探讨分析,对提高多层建筑框架结构合理设计提出了几点建议。

关键词:多层框架房屋；结构设计；安全建议
本文参考工程为本人所做三层框架结构房屋，该结构总高度 9.45m，设计使用年限50年，安全等级和耐火等级均为2级。

建筑抗震设防类别为丙类，设防烈度为6度，框架抗震等级为4级，设计地震分组为第一组，二类场地。

一、设计建模
设计建模是结构设计中最核心的一步，只有建模符合实际建筑建造情况，后面的计算结构才能作为结构施工图设计的参考依据。

通常结构建模所应该参考的首要依据是建筑图，设计行业内流行的一句话“脱离建筑功能进行结构设计将毫无意义”，这句话反映出结构设计的出发点是实现建筑功能，结构是为建筑服务的。

本项目建筑相邻轴线尺寸为3.3m，从经济和结构稳定性两方面考虑，宜取6.6m为相邻柱间距，楼梯间是整楼逃生疏散的出口，且是整个结构的薄弱位置，需在楼梯间两侧均布置结构柱保证楼梯在地震中不会第一时间破坏，为房屋内人员疏散提供宝贵时间。

布置框架柱还有一个核心点，避免布置全楼短柱，短柱对抗震要求极为不利；对多层框架工程而言，柱间填充墙的存在，填充墙中开门窗洞，很容易形成框架柱净高和截面高度之比小于4的短柱，短柱一般刚度大、
易裂缝、易发生脆性错段等状况，增大了地震作用下建筑结构破坏的几率，严重时甚至会发生倒塌事故。

本项目一层有部分短柱，为了满足抗震设防要求，结构箍筋配置上采用了全高加密的措施。

框架梁的布置相对于框架柱而言更多考虑的是避免与建筑功能发生冲突。

比
如本项目有一个大开间区域需要做会议室，受制于层高限制，梁高不能设置过高，否则会影响会议室的美观。

我在该项目采用的方法是多设几道次梁从而分散荷载
降低梁高，还可以采用增加梁宽或上翻梁来处理这种情况；使用软件进行结构计
算尽量建模清晰简单明了，最常见应该避免的错误，次梁端部不能作为悬挑梁的
固端支座，尽量不要做内悬挑，这样计算出的结构通常会超限，受力方式也与实
际工况不相符。

本项目有一处卫生间由于我的粗心大意导致次梁的布置不合理，
该处次梁配筋结果不合理。

楼板布置同样应遵循合理性原则，如果默认使用100
板厚，每块楼板的跨度宜控制在4000以下，否则到板配筋计算时结构会偏大不
经济。

二、荷载输入及satwe参数设置
荷载输入需要注意的地方相对较少，线荷载主要来自填充墙，这里有一点需
要额外注意，由于铁路上的办公房屋经常会发生改动，后期建筑内的房屋功能也
会发生变化，宜在每个轴线上都布置上相应的填充墙线荷载，为后期的房屋改造
留有富余荷载；该项目二楼有外走廊，外廊上有通长的窗户，此时的填充墙线荷
载宜取正常值的0.8方能与实际工程相符。

电算中satwe参数设置能直接影响最后的结构计算结果，其中荷载计算部分
按照规定限值填写，地震信息按照《建筑抗震设计规范》建筑所在地区信息填写
就不会出错。

本项目由于建筑形状为“L”形，体型系数一栏为1.4。

三、梁板柱构件超限分析调整
结构计算进行到这一步许多结构新手就认为万事大吉，可以直接按照软件生
成的配筋结果出施工图了，其实到这里才是整个结构设计最复杂的地方。

这里就
要谈到梁板柱超限的概念，所谓超限指的是在结构计算结果中柱轴压比过高，梁
抗弯，抗扭，抗剪能力不足等问题，这些超限问题不会直接影响结构构件的配筋
结果，但如果放置不处理，建筑结构在今后的使用中会有构件疲劳破坏，抗震能
力减弱等危及建筑安全的问题。

接下来分析几种常见的超限问题。

首先是柱的轴压比超限，轴压比指柱组合的轴压力设计值与柱的全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积之比值；对规范规定不进行地震作用计算的结构，可取无地震作用组合的轴力设计值计算；
根据轴压比的计算公式，解决柱轴压比超限有以下几种办法：1.增加柱加截面面积；2.如果大部分超限而且有柱截面限制加混凝土抗压强度；3.增加柱子个数分担竖向力；4.减少上部面层做法，减少竖向力；5.地梁层的短柱不超过规范正常限值不需要调整。

其次梁抗弯超限，根据梁抗弯超筋—混凝土规范6.2.10配筋率=As/bh带入配筋公式。

配筋率和高度平方成反比，宽度成反比，故加截面高度解决梁抗弯超限更有效！
梁的剪压比超限是结构计算中最常见出现的问题，根据混凝土规范6.3.1，增加梁宽和梁高均有效降低梁的剪压比。

但梁一般高度比宽度大。

故加梁宽度面积增加的更多，更有效。

我做该项目时就出现两个主梁出现剪压比超限，最后通过增加100梁宽成功降低减压比。

对于梁的剪扭超限，根据根据混凝土规范6.4.4，同样增加梁宽和梁高均有效降低梁的剪扭比，增加梁宽效率更高。

解决结构超限不要拘泥于某一种办法，当受限于建筑要求时，可以多种方法并用，对超限问题也会有出其不意的效果。

四、基础设计
处理完上部结构的问题，还有一个重要的部分就是基础设计。

一般工程上常用的基础有条形基础，独立基础，桩基础，筏板基础等，在框架结构中使用的最多的时独立基础和桩基础。

具体的基础选型主要根据地勘报告来决定，一般来说地勘报告中会给出建议的基础选型。

独立基础优点是设计和施工较为简单，但是对场地的土质要求较高，在承载力不理想的地方独立基础就不适合作为房屋基础了；桩基础的优点是可以适用于
各类土质，并且当房屋层数较高时不会太占用场地，基础可靠性高，缺点时造价较高，对施工场地有一定要求，太多狭小的场地施工机械不方便进场打桩。

五、建筑结构设计建议
作为房屋结构设计人员，给房屋结构安全提供保障是我们义不容辞的责任，但单从设计人员不能在工程全过程保证工程质量，需要建设单位，勘察单位，设计单位，监理单位，施工单位共同努力，我就以下几点给出点建议。

（1）提升建筑结构设计工作的抗震意识
抗震意识是建筑结构设计工作人员具备的基本意识，要从落实建筑结构安全性的高度提升相关人员的安全意识。

要建立抗震知识、抗震规范的学习组织，全面提升建筑结构设计人员的抗震意识，使他们
在建筑结构设计过程中能够把握抗震这一环节与要点。

要强化建筑结构设计的检查，建立抗震规范和准则的检查体系，重点对建筑结构抗震性能和安全性展开检查,从而确保建筑结构设计的安全性和抗震性。

（2）提高建筑结构材料的质量
提高建筑结构安全性应该从材料方面入手，以高质量、高性能材料的设计实现建筑结构的安全性，在具体的建筑结构设计中应该建立材料质量的关口，避免施工单位为了追逐超额利润而在建筑材料上偷
工减料的行为，制止不合格材料在建筑结构设计和施工中出现，斩断不合格建筑结构材料流入的通道。

施工单位也应当对于建材的选用有严格的把关，对于供应商的资质等要核实清楚，要选取那些口碑好、
信誉佳的建材企业进行合作。

此外，建材在进场前要严格检查，只有那些合规且质量良好的材料才能够选用。

这些都是在建材检验上应当做到的，只有从这一点上严格把关才能够保障项目的结构设计很好的
得到落实,进而保障整个建筑体的安全性与稳定性。

（3）提高建筑结构设计的施工质量
施工质量是提升建筑结构安全性很重要的一个方面，建筑结构设计人员应该从建筑结构施工的特点和实际出发,有意识的对施工进行科学地设计和良好的管控，规范化整个施工流程与施工工艺，并且不断提升施工人员的专业化素养。

这些都能够让项目的施工质量有所保障，对于提高建筑安全性也很有帮助。