浅析房屋建筑结构设计

浅析房屋建筑结构设计

摘要：本文主要针对当前房屋建筑结构设计中一些常见却又常被人们忽视的问题进行了剖析，并就高层房屋建筑结构设计给出了优化方案

关键词：建筑结构；常见问题；优化方案

abstract: this article mainly analyzes some common but often ignored problems in the current housing structural design, and gives the optimization scheme of the high-rise building structure design

key words: building structure; common problems; optimization scheme

中图分类号：tu22文献标识码：a文章编号：2095-2104（2012）随着我国经济建设和城市建设的飞速发展，房屋建筑设计工作繁重而又责任重大，直接影响到建筑物的安全性、舒适性、耐久和经济性。在新形势下研究房屋建筑设计技术就显得尤为重要。

1 房屋建筑结构设计的原则

1.1 顾全大局，抓大放小。

“强柱弱梁”、“强剪弱弯”等是建筑结构设计中非常重要的概念，虽然整个结构体系是由各种构件协同组成一体的，但各个构件在结构中担任的角色不尽相同。

1.2 多道防线。

多肢墙与单片墙、框架剪力墙与纯框架相比，前者比后者的抵

抗能力要强。安全的结构体系是采取多道防线来设计的，当发生灾难时，如果把生存的希望全都寄托在某单一构件上是非常危险的。

1.3刚柔相济。

结构刚度太大则变形能力差，强大的破坏力瞬间袭来时需要承受的力量很大，容易造成局部严重受损。而太柔的结构虽然可以很好的消减外力，但容易造成变形过大而无法使用。

1.4打通关节。

在结构体系中关节无处不在，因为结构的体系是变化的统一。理想的结构体系应该是浑然一体的，没有任何关节，这样的结构体系可以使任何外力都能迅速传递和消减。打通关节保持平衡的目的其实就是使其永远处于原始的静态，当力量不能畅通时，构件与构件之间的静态平衡被破坏，结构就会发生变化。

以下是作者对房屋建筑结构设计中常见问题的分析

2 当前房屋建筑结构设计中的常见问题

2.1 桩间距过小，不满足规范对桩的最小中心距的规定。特别是试桩、锚桩之间的间距，往往被设计人员忽视，这直接影响了试桩结果的正确性。

2.2 桩身钢筋笼长度不足。对挤土灌注桩，桩身钢筋笼长度没有穿越软弱土层的层底深度，不能满足桩基规范第4.1.1.2条“对于沉管灌注桩，配筋长度不应小于软弱土层层底深度”的规定，这也是工程设计中常见的问题。

2.3 承重砖基础采用多孔砖砌筑。根据多孔砖墙体结构构造，

地面以下或室内防潮层以下的基础不得采用多孔砖砌筑。

2.4 房屋高度、高宽比超过现行规范、规程的限值现行的规范、规程给出了房屋的最大适用高度和高宽比限值。某些高层建筑房屋高度超过最大适用高度或高宽比超出规定限值，甚至个别建筑高度和高宽比均超出规定限值。在结构设计过程中，对于房屋高度、高宽比和体型复杂程度超过现行规范、规程的高层建筑，应按超限高层建筑进行设计。同时，另一点不容忽视的问题是，房屋适用高度除与结构体系类型及抗震设防烈度有关外，还与场地类别与结构是否规则等因素有关，当位于ⅳ类场地或结构平面与竖向布置不规则时，其最大适用高度应适当降低（一般降低20%）。

2.5 结构布置不合理、不规则。结构尽可能规则，结构的布置才能更趋于合理，这是结构设计中十分重要的环节，这里的“规则”包含了对建筑的平立面外形尺寸，抗侧力构件布置、质量分布，直至承载力分布等诸多因素的综合要求。由于引起结构不规则的因素太多，特别是对于复杂的建筑体型，很难一一用若干简化的定量指标来划分不规则程度并规定限制范围。

由于缺乏规范依据及相应的设计规定，加之对结构抗震概念设计缺乏应有的了解，有些设计人员往往对结构规则性把握不准确，导致工程中出现了规则性较差、对结构抗震十分不利的建筑。这主要体现在以下几点：

2.5.1 最常见的一种情况就是平面凹凸不规则。

2.5.2 平面扭转不规则问题。如框架-剪力墙结构中，纵横剪力

墙布置过分集中或仅布置在房屋的一端，使结构刚度中心严重偏离质量中心。有时甚至是结构整体计算的第一振型为扭转振型。

2.5.3 楼层错层问题。高层建筑中带有较大范围的错层，使楼层的楼板不连续，对结构抗震十分不利。

2.5.4 高层建筑结构中，同时采用两种以上的复杂结构。诸如带转换层结构、错层结构、连体结构、多塔楼结构等，均属于复杂结构形式，根据抗震对高层建筑规则性的要求，高层结构不宜同时采用两种以上的复杂结构。

2.5.5 高层建筑带有明显薄弱层，又没有采取有效的抗震加强措施。

2.5.6 高层建筑楼板，特别是首层和转换层楼板开洞过多过大，有的楼板开洞率甚至超过了30%。

在工程设计中应尽量避免采用不规则的结构，不应采用严重不规则的结构。在设计不规则结构时，应采用符合结构实际受力状态的力学模型进行计算分析，并采取有效的抗震加强措施。

2.6 异形柱结构设计中存在的问题。近年来，在我国的住宅建设中，特别是高层或小高层住宅，有些采用了异形柱结构。目前在异形柱结构设计中存在的问题很多，也比较突出，主要表现在异形柱结构房屋的高度超高、体型不规则、结构布置不合理、抗震构造措施不当等方面。应当说，目前国内对异形柱的受剪承载力、节点承载力和结构延性等方面的试验研究还不多，对异形柱结构抗震性能的认识还不够充分。在这种情况下，设计异形柱结构时，对房屋

高度、结构规则性及抗震措施等方面宜从严掌握。

3 针对高层建筑结构的优化设计方案

3.1高层建筑结构存在着超高的问题

基于高层建筑抗震的要求，我国的建筑规范对高层建筑的结构的高度有严格的规定，针对高层建筑的超高问题，在新规范中不但把原来限制的高度规定为a级高度，并且增加了b级高度，使得高层建筑结构处理设计方法和措施都有了改进。实际工程设计中，对于建筑结构类型的改变对高层超高问题的忽略，在施工审图时将不予通过，应该重新进行设计或者进行专家会议的论证等。在这种情况下，整个建筑工程的造价和工期都会受到极大的影响。

3.2高层建筑结构设计短肢剪力墙的设置问题

我国建筑新规范中，短肢剪力墙是指墙肢的截面的高度和厚度比在5~8的墙，按照实际经验以及数据，高层建筑结构设计中增加了对短肢剪力墙的使用限制。所以，在高层建筑的结构设计中，必须尽可能的减少或者避免使用短肢剪力墙。

3.3高层建筑结构设计嵌固端的设置问题

一般情况下，高层建筑配有两层或者两层以上的地下室或者人防。高层建筑的嵌固端一般设置在地下室的顶板或者人防的顶板等位置。因此，结构工程设计人员应该考虑嵌固端设置会可能带来的问题。考虑嵌固端的楼板的设计；综合分析嵌固端上层和下层的刚度比，并且要求嵌固端上层和下层的抗震的等级是一致的；高层建筑的整体计算时充分考虑嵌固端的设置，综合分析嵌固端位置和高