浅谈房屋建筑结构设计注意的问题

浅谈房屋建筑结构设计注意的问题

发表时间：2018-03-21T13:20:26.010Z 来源：《防护工程》2017年第32期作者：陈伟坚

[导读] 经济新常态背景下，我国建筑行业发展迅猛，而建筑设计是施工建设的基础和依据，关系到整个施工过程。

佛山市顺德区港兴建材有限公司广东佛山 528300

摘要：在房屋建筑中，结构设计是工程设计的重要组成部分，影响建筑的整体质量和使用性能，随着人们对于建筑质量需求的增加，设计人员必须创新设计理念、优化设计方案。本文首先介绍了房屋建筑结构设计的流程和原则，然后指出设计期间的注意事项，最后阐述了相关优化措施，以供参考。

关键词：房屋建筑；结构设计；注意事项；优化措施

经济新常态背景下，我国建筑行业发展迅猛，而建筑设计是施工建设的基础和依据，关系到整个施工过程。结构设计是将设计人员的构想转化为实物的纽带，也是施工管控的重点环节，应该满足结构安全、经济节能的要求，规避各项风险因素，从而提高建筑结构的性能质量，以下对此进行探讨。

1房屋建筑结构设计的流程和原则

1.1 设计流程

房屋建筑设计时，应该满足功能、美观、经济、环保要求，其中建筑结构是发挥使用功能的基础，也是建筑设计的重要环节，设计流程如下：方案设计→结构分析→构件设计→绘制施工图纸。设计重点包括三个方面，一是计算构件的承载力，验算疲劳强度；二是分析构件上不同作用力的效应，考虑到最不利组合带来的影响；三是在抗震设计上，我国建筑物的抗震设防烈度一般在6-9度，应该根据结构类型、建筑高度、所处区域等进行确定。

1.2 设计原则

房屋建筑结构设计，应该遵循以下原则[1]：①优劣互补，如果建筑结构刚度大，则变形能力差，面对外界作用力应该具备较强的承受力，否则就会造成局部结构损坏。相应地，如果建筑结构太柔，容易发生变形，虽能抵抗外力但会影响正常使用，因此设计时应该刚柔并济。②分清主次，结构结构设计期间，会用到“强柱弱梁、强剪弱弯”等理念，此时设计人员应该高度重视。在结构体系中，构件种类复杂、数量多，在建筑结构中发挥着不同作用，应该区别对待不同的构件，促使其协调统一。③层层设置，安全结构体系要层层设置，面对灾害时能有效抵抗外力破坏，而不是单纯依靠其中的某一结构。实践证实，层层设计中的多肢墙优于单片墙，框架剪力墙优于单纯的框架墙。

2 房屋建筑结构设计期间的注意事项

2.1 基础设计

以高层建筑为例，上部结构的载荷大，对于基础工程提出较高要求，不仅要满足承载力和容许变形要求，还要有效调节不均匀沉降。具体设计时，注意事项如下：第一，保证荷载可靠传递。建筑基础要满足强度和刚度标准要求，促使上部结构在基础顶面产生竖向荷载、水平荷载、力矩，将荷载有效传递给桩基或地基土。第二，加强变形协调。基础位于上部结构和地基土之间，要求刚度和平面分布能满足变形协调要求，避免发生不均匀沉降，消除整体或局部挠曲现象。第三，准确开展内力分析。分析地基土、基础、上部结构的共同作用，尤其是在构造和配筋上，要仔细审核计算结果，作为方案设计的依据。

2.2 地下室设计

在地下室的设计上，注意事项是抗渗抗浮设计，关系到建筑整体的安全性。以抗浮计算为例，依据《砌体结构设计规范》中的要求，计算公式如下[2]：γ0(1.2SG2K+1.4SQ1K+SQiK)≤0.8SG1K，式中γ代表永久荷载影响系数，一般取值0.9-1.0；SG1K代表发挥有利作用的永久荷载标准值的效应；SG2K代表发挥不利作用的永久荷载标准值的效应。结合以往设计经验，提高抗浮性能的措施如下：①采用无梁楼盖或宽扁梁；②增加地下室自重，例如使用衬底加载、侧壁加载、屋顶加载等方式；③改善基坑底部设计。

2.3 剪力墙设计

在剪力墙的布置上，要满足均匀、分散、对称的原则，刚度不宜过大，连续尺寸不能过长，适当增加抗侧力构件的数目；合理设置剪力墙的弯曲刚度，避免承受过大内力，防止影响整体的抗侧力性能；还要考虑到对于扭转力的抵抗效果，促使刚度中心和平面中心一致。在数量设计上，依据许可位移进行确定，采用自振周期校核法。面对地震作用，如果剪力墙的结构刚度小，说明地震作用也小，能满足位移要求。在自振周期上，可以按照T1=(0.09-0.12)NS进行控制，其中NS代表层高。如果剪力墙数量较多，那么结构刚度提高，遇到地震时的损害明显，还会增加材料损耗。

2.4 连梁结构设计

设计连梁结构时，跨高比、截面尺寸的影响因素多，一旦设计不当就可能不满足规范要求，出现承载力超限的情况。研究表明，受到水平力的作用下，连梁的内力较大，应该对刚度进行折减，依据《高规》折减系数不低于50%。但在实际设计中，剪力墙开洞后的跨高比若是大于5，此时应该按照框架梁进行设计；跨高比若是小于5，则按照连梁进行设计。此外，针对连梁配筋超限问题，处理方法如下：①增大跨度，减小高度；②在高连梁中间进行开槽，即沿着梁高划分为二；③采用铰接构造。

3房屋建筑结构设计的优化措施

3.1 局部和整体优化

建筑结构设计，普遍存在复杂性、层次性的特点，其中复杂性指的是原材料选择、构件选取、结构类型确定等；层次性指的是结构体系、设计体系、安装设计体系等，而且每个体系又包含多个分支体系。因此，对建筑结构设计进行优化时，首先从各个下属体系入手，打破各个布局的横向关联，实现工程叠加的效果[3]。其次要将重点放在室内整体布局上，通过整体设计的优化，推动局部设计的优化，提高建筑结构的性能。

此外，在建筑主体设计的优化上，重点在于合理设置剪力墙，促使楼层平面刚度的中心和楼层结构的重心相重合，有效抵抗风力或地震造成的破坏。如果条件允许，剪力墙应采用大开间构造，适当加长的墙肢长度，能减少墙肢数量、节约混凝土使用量，降低建设成本。

3.2 与不同专业协调

一是电气专业。电气管线如果采用墙内、楼板内暗装的形式，则会影响预制结构的设计，设计人员要加强和电气专业的协调。例如：垂直管线穿过梁体时，要在梁内预留孔洞，梁宽、墙厚保持一致，防止管线露出墙外。而在电梯机房内，预埋件和孔洞数量多，应该单独