淺談房屋建筑結構設計的基本方法和常見問題

摘要：本文分析了房屋建筑結構設計的基本方法和常見問題。隨著國民經濟的不斷發展，我國建筑業也得到了快速發展，并取得了巨大的成就，但同時也存在一些問題。下面分別介紹房屋建筑結構設計的基本方法和常見問題，以供參考。

關鍵詞：房屋建筑結構; 結構設計;常見問題

1? ?房屋建筑結構設計的基本方法

1. 1? 結構平面圖設計。

當建筑地處于抗震設防烈度6度區時，根據建筑抗震設計規范，可以不用進行截面抗震驗算，但必須符合有關的抗震措施要求。因此，對于砌體結構來說可以不用在軟件中建模，直接設計即可，但設計中需要注意受壓和局部受壓的問題。當建筑地處于抗震設防烈度7度及以上時，必須輸入軟件建模計算。

1. 2? ?屋頂（面）結構圖設計。

當建筑是坡屋面時，結構的處理方式有梁板式和折板式兩種。梁板式適用于建筑平面不規整，板跨度較大，屋面坡度及屋脊線轉折復雜的坡屋面。折板式適用于建筑平面規整，板跨度較小，屋面坡度及屋脊線轉折簡單的坡屋面。兩種形式的板均為偏心受拉構件。板配筋時應有部分或全部的板負筋拉通以抵抗拉力。板厚基于構造需要一般不宜小于120mm厚。至于坡屋面板的平面畫法，通常使用剖面示意圖加大樣詳圖的表示方法，這樣更便于施工人員正確理解圖紙。正確繪圖和設計的關鍵是設計人員真正的心知肚明，結構設計者必須要具備一定的空間概念，正確理解建筑圖紙和意圖。設計的圖紙方能讓施工人員明白。由于屋面的起坡會造成閣樓層的部分墻體超高，要結合門窗頂設置圈梁來降低墻的計算高度。[1]

2? 房屋建筑結構設計中的常見問題

2.1? 地基與基礎設計不合理。

2.1.1 多層房屋建筑無地質勘察報告，僅僅依據建設單位口頭或籠統參照附近建筑物的基礎設計資料就進行施工圖設計。地基與基礎設計要做到合理，安全適用，設計人員必須依據地質勘察資料，統一考慮多方面因素進行基礎類型選擇和設計，僅憑地耐力這一數據是不全面的，也是不安全的，更不能盲目的把地耐力容許值取得小一些就認為萬無一失了。

2.1.2? 采用換土墊層進行軟弱地基處理，不進行換土墊層設計，只憑經驗處置。有時，設計者對軟弱地基的危害認識不足，只是簡單地憑借經驗采用砂墊層加強一下承載力，沒有進行墊層寬度和厚度計算，既不安全，又不經濟。

2.1.3? 民用建筑中柱、梁及基礎的負荷未按規范乘以折減系數。設計人員設計多層民用建筑時，在計算梁、柱和基礎的負荷時未按現行設計規范將荷載乘以折減系數計算其荷載值，因而采用荷載值偏大。

2.2? 磚混結構房屋中構造柱兼作承重柱用。

在磚混結構中，構造柱不但能夠提高墻體的抗剪能力，而且構造柱與圈梁聯結在一起，形成對砌體的約束，這對于限制墻體裂縫的開展，維持豎向承載力，提高結構的抗震性能有著重要的作用。但在當前結構設計中，構造柱經常被作為承重柱使用，這種作法將引起以下幾個問題。

2.2.1? 構造柱作為承重柱使用后，使得構造柱提前受力。這不但會降低構造柱對砌體的拉結和約束作用，而且結構一旦遭遇地震作用，在構造柱位置必然形成應力集中，首先破壞。這樣構造柱不但起不到應有的約束作用，反而成為房屋結構中的一個薄弱的部位。

2.2.2? 構造柱一般生根于地圈梁中，沒有另設基礎。構造柱兼作承重柱使用后，柱底基礎的抗沖切、抗彎部及局部承壓強度必然不能滿足要求。柱底基礎一旦發生沖切或局部承壓破壞便出現裂縫。因此，承重大梁下的柱子應按承重柱設計。若梁上荷載和跨度都比較小時，構造柱也可布置于梁下，但此時必須按不考慮構造柱作用來驗算梁下墻體的局部承壓和抗彎強度。經驗算滿足，方可在梁下布置構造柱。

2.3? 承重柱截面高度設計過小。

這種情況多發生于六度抗震設防區。一些結構設計人員誤認為六度設防就是不設防，為受力分析方便，故意把柱子的截面高度設計得過小，使梁柱的線剛度比加大。把梁簡化為鉸支梁，梁柱按軸心受壓計算。這種做法雖然易于進行結構受力分析，但卻給房屋結構埋下了隱患。因為，這樣做忽略了梁柱間的剛結作用，即忽略了柱對梁的約束彎矩，加之柱截面的配筋都較小，結構一旦受力后，柱頂抗彎剛度必然不足，從而柱子在梁底附近將會出現一條或多條水平裂縫，形成塑性鉸。這樣在正常使用情況下，柱子已開始帶鉸工作。這不但影響了房屋的耐久性，而且也常常引起用戶的恐懼心理。更為嚴重的是，這樣的結構一旦遭遇地震作用，將會倒塌，這違背了現行抗震規范中“強柱弱梁”的設計原則。[2]

2.4? ?在框架結構設計中，只注意了橫向框架的設計而忽視了縱向框架。

現行建筑抗震設計規范要求水平地震作用應按兩個主軸方向分別計算，各方向的地震作用應由該方向的抗側力構件來承擔。即在框架結構設計中，縱向框架與橫向框架有同等的重要性。非抗震設計時，一些結構設計者把縱向框梁按普通連續梁進行設計，梁柱的節點和框架中的縱筋、箍筋的配置均無法滿足框架梁、柱的構造要求。由于沒有考慮地震的縱向作用，在實際設計中經常出現梁的支座負筋，跨中縱筋及箍筋的配置均不滿足要求的現象。

2.5? ?懸挑粱的截面高度選用過小。

設計者往往只注意了對梁的強度和抗傾覆進行驗算，而忽略了對梁撓度的驗算。梁高選用過小，常引起梁截面的受壓區應力過高，在正常使用狀態下，梁截面受壓區產生非線性徐變。梁撓度隨時間的推移不斷加大。挑梁的變形引起梁板出現裂縫，裂縫寬度隨著挑梁變形的加大而加寬，影響了房屋的正常使用。據筆者觀察，這種挑梁的變形發展到后期，梁支座截面上部受拉區常常出現較寬的豎向裂縫。受支座附近剪彎作用的影響，豎向裂縫向下延伸發展為斜裂縫，此時梁已接近破壞，當為托墻挑梁時，梁過大的撓度引起梁上墻體在梁支座附近出現裂縫。裂縫在梁支座處沿斜向延伸，梁縫越靠上越寬。

參考文獻：

[1]高建嶺，張燕坤，宋小軟，何世欽，混凝土結構設計原理，科學出版社，2013.7

[2]張燕坤，王亞紅，李立明。次輕混凝土與光圓鋼筋黏結性能試驗研究，工業建筑，2017

作者簡介：黃國瑞，男，漢族，1999年10月生，籍貫：云南曲靖，學歷：大學本科，職稱：本科在讀，研究方向為土木工程（智能化建造）