淺談房屋建筑結構設計技術的應用

盧雁群 李晶 邵文琪 劉建州

摘要：本文著重針對房屋建筑結構設計技術的應用進行了進一步的分析和研究。

關鍵詞：房屋建筑結構；設計技術；應用

中圖分類號：TU3文獻標識碼： A

一、房屋建筑結構設計的基本原則

作為房屋建筑結構設計的專業人員，在進行建筑結構設計過程中，有兩個設計元素必須要考慮，即強柱弱梁和強剪弱彎，通常被專業設計人員形象的描述為“抓大放小和分清主次”。這兩項元素考慮合理，設計合理，可以有效避免建筑物受到強大外力時遭到破壞，提高建筑物的穩定性，特別是能保證其核心構件不被破壞，使其整體穩固，不會倒塌，防止人們的生命財產安全遭到威脅。建筑結構在設計過程中即要考慮建筑物的剛性適度，又要使其柔性適中，只有剛柔共濟，才可能保證建筑物質量穩定，防止坍塌或內部軟體傾覆現象發生。建筑物的剛性如果太強，則其建筑物承受變形的能力就會下降，當外界發生較大波動，破壞力增大時，建筑物自行調節變形的能力弱，自然會導致大面積坍塌，甚至全部破壞，造成人們生命財產的損失。建筑物設計結構如果太柔，建筑物的穩定性就相對較低，當有外力作用時，建筑物自我調節進行變形，由于柔性太強，這個變形會產生過度現象，過大的變形會導致建筑物軟體傾覆【1】。所以說，建筑結構設計過程中，一定要剛度、柔度同時考慮，做到適中、適宜，確保建筑物既能適當變形，又能保證其穩定性。建筑結構設計過程中，要做到多方面考慮，對每一個建筑設計環節都要重視，嚴格按標準規范要求設計，從建筑物的整體結構出發，設計多道防線，步步設防，從而保證建筑物的整體結構安全。當有外界環境破壞時，建筑物的每一個部位都起到抗擊外力的作用，形成一個抗擊的整體，使災難造成的損失降到最低點。

二、房屋建筑結構設計的重要性

1、結構設計能夠有效降低總造價

在結構優化設計的過程中，房屋建筑的層數越多，總的建筑面積就會隨之增大，而單位建筑面積占用的土地面積則會越來越小，使得用地成本大大降低，然而如果建筑層數不斷增加，就會使得建筑總高度也相應增加，樓間距也應該有一定程度的增加，那么此時所占土地的節約力度和建筑層數增加的比例就大不一樣了。比如說屋蓋部分設計，一棟樓的屋蓋只會有一個，無論建筑層數如何增加，屋蓋的個數不會發生變化，此時成本就會大大降低。相對于基礎部分，即使屬于各層共用形式，層數的增加就會大大增加基礎荷載，所以應該增大基礎，如此一來，就會使得單位面積的造價能夠有效降低，然而降低的效果與屋蓋相比還不夠明顯。

2、進行結構設計優化能夠促進建筑結構經濟性的進一步提高

建筑的各個部分都是相互聯系的，隨著建筑層數的不斷增加，墻體面積以及柱體積也會有所增加，此時使得結構自重得到增加，同時也加大了基礎與柱的承載力，而且會加長水衛與電氣的管線;反之，若是降低層高，就能夠使得材料得到節約，對于抗震有著重要促進作用，而且，建筑的總高度降低，建筑間的日照距離能夠有效減小，間接上實現了節約用地的目的【2】。

三、房屋建筑結構設計技術的應用

1、選擇合適的結構方案

選擇合適的結構方案即選擇可行的結構體系和結構形式。結構體系需要滿足傳力簡捷，受力明確的條件。同一結構單元不能混合使用不一樣的結構體系，地震區要盡可能的符合豎向和平面規則。同時要綜合分析工程的材料供應、設計要求、施工條件、地理環境等情況，和其他專業進行充分的協商，然后進行結構的選型，以確定好結構方案。在有必要的情況下需要進行多方案的比較，建立模型分析比對，選擇最合理的結構方案。

3、注重前期參與

在房屋建筑結構設計時要想做到最優的設計，最主要應該要有一個最好的設計優化的方案，在工程前期的規劃中工作人員應該積極的對其進行參與，對工程設計的實際情況展開充分的了解，有針對性的對建筑結構形式進行合理的選擇和規劃，從而達到客觀上的需求，這樣能夠更進一步的形成合理、科學的結構優化方案，同時也能夠為建筑工程施工做出有效的指導。只有一個比較好的結構設計方案，才能夠對優化設計的效果和質量進行有效的保障。相反，如果設計人員在工程施工的前期沒有投入到實際情況的設計中去，盲目的根據自身的經驗對其進行優化設計，就會因為各個方面的原因使得建筑結構體系荷載能力不恰當，使得建筑成本增加和建筑的安全性得不到保障。

4、房建工程上部結構設計

房屋建筑上部結構設計的時候，合理布置剪力墻是首先需要做的，剪力墻布置是否合理，直接影響到后面結構的好壞，剪力墻布置的具體措施是:剪力墻質量必須保持均勻，為了減少外部作用力對于剪力墻的影響，需要對稱樓層平面中心和同樓層結構重心重疊在一起。大開間的剪力墻構造在房屋類型達到標準的情況下可以選用，這時候剪力墻墻肢需要適當增長，墻肢數量需要減少，同時對于混凝土應用要減少;鋼筋是剪力墻的暗柱通常采用的材料，鋼筋的數量就可以因為大開間剪力墻的應用而減少。

5、概念設計在建筑結構設計中的應用

概念設計不單是建筑結構設計中的一種理念，還屬于建筑設計中的一部分，隸屬于建筑結構方案設計階段，主要原因是計算機不能用來進行建筑結構的初步設計，要想設計出科學合理的，并且比較經濟的建筑結構方案需要建筑結構工程師綜合運用建筑結構知識和全面把握建筑結構設計的概念才能實現。要實現這樣的要求，建筑結構設計工程師除了要了解各類建筑結構的基本性能來增加自身的知識理論水平外，還要在工作實踐中不斷豐富自己的結構概念以便可以靈活地設計建筑結構方案。建筑結構設計的工程師運用自身專業的理論知識而不是依賴計算機這種現代科學技術，所以在平時工作中建筑結構設計工程師就要加強知識的積累，在建筑結構設計中靈活運用。

6、房屋抗震設計的應用

由于地區地質條件的影響，板塊的運動，導致地震的發生，為了保證人們的生命財產安全不受到威脅，進行建筑物結構設計時要充分考慮抗震要求，尤其對于抗震烈度要求高的區域，一定要合理設計，防止地震使建筑物造成坍塌。對于普通的多層建筑物，設計過程中，要使得橫墻承重，或采用縱橫墻一起承重，特別注意的是，要使得縱橫墻承重受力均衡，上下要連接好，平面內要對整齊，避免受力不均造成破壞。對于樓梯的設計也有特別的要求，樓梯盡量不要設計到房屋的拐角處和近端，不利于防震。對于建筑物的整體框架也要注意對其抗震墻的長寬高度比進行控制，對其抗震墻的剛度進行控制，保證連接可靠，結構堅固，對于建筑結構空間復雜的建筑物，還可以采用防震縫的設計方法【3】。

7、剪力墻的設計技術應用

剪力墻結構在現代結構中應用的越來越普遍，首先是剪力墻結構的布置。建立起結構的水平布置是剪力墻結構設計的重點內容，剪力墻的水平方向安排需要盡量的將重量核心和剛度核心布置在一起，同時，剪力墻結構設計中需要對平面設計進行軸對稱的方式來安排，這樣做的目是為了更好的降低剪力墻的扭矩。同時，剪力墻結構設計時還要注重對建立抗震性能的把握，如果剪力墻的抗震效果差，那么說明剪力墻結構的設計還存在一定的問題，在進行設計的過程中要特別注重設計的合理性，不能夠應用單向的形式來安排設計，這樣會對剪力墻結構的抗震性能產生一定的負面效果，從而造成建筑物整體的抗震性能降低。此外，為了更好的提高剪力墻結構的使用效果，剪力墻墻體之間的間隔也要控制在一定的范圍內，這樣既能夠保證剪力墻結構的穩定性，又能夠提高剪力墻結構的剛度，對于建筑物整體使用性能的提高也有著非常好的效果。其次是約束邊緣構件處理。對剪力墻邊緣構件的處理通常有兩種不同的方式，一種是無約束的邊緣構件處理，另一種是有約束的邊緣構件處理，對比兩種處理方式可以看出，無約束的處理方式在承載力上表現的更加優秀，并且樓層間的位移角度也會出現一定的變化，但是在抗震能力上相對較弱，而剪力墻在整體的問題性上也有一定的不足，在進行選擇時候需要根據不同的情況來加以判斷。

8、框支梁擱置在無翼墻框支剪力墻上的設計技術應用

房屋建筑結構設計是決定建筑結構質量的基點，不可忽視的是施工階段的設計也關系著建筑結構的質量?？蛑Я壕褪瞧渲休^為重要的設計。最為理想的狀態是框支梁可以直接在有翼墻、混凝土剪力墻或框支柱上，而在具體設計中，因為考慮到建筑使用功能的要求，框支梁的擱置點不允許設置翼墻或柱，此時就要考查建筑結構設計工程師的水平，運用結構概念和相關規范來處理問題。第一，建筑結構中的剪力墻厚度應該依據相關的結構設計規范對建筑結構框支柱截面高度的限制要求以及框支梁鋼筋水平段的錨固需要來確定。第二，為了使框支墻的截面能夠同時滿足規范構造和計算的要求，需要運用結構計算程序來進行計算【4】。結構設計過程中，框支墻的截面按照規范要求是設計人員所注意的，往往忽視計算要求，所以很多時候會因為計算沒有達到要求而出現了質量問題，這些情況是完全可以避免的。在設計上建筑結構設計人員必須清楚框支墻的構造要求，另一方面還要考慮框支墻的內部受力特點，這樣才會在實際工作中對其加以重視，設計出比較科學合理的結構設計方案，將框支梁的安全性放在設計的首位。

結束語：

房屋建筑結構設計技術是保障整個建筑結構穩定性的重要措施，在具體的設計過程中，就應該充分掌握房屋建筑結構設計技術，促進房屋建筑結構質量與安全。

參考文獻：

[1]馬魁,劉慶貴.論房屋建筑結構設計中應用優化技術[J].現代商貿工業,2013,05:193-194.

[2]陶小林,楊楊.淺談房屋建筑結構設計中的應用優化技術[J].科技創新與應用,2013,16:264.

[3]黃瀅瑩.房屋建筑結構設計中常見的問題探析[J].中國建設信息,2013,23:77-78.

[4]李能能,董斌.房屋建筑結構設計中優化技術應用探討[J].建筑設計管理,2013,12:73-75.