土木工程建设房屋建筑结构设计问题分析

冯雪光

（广州市弘基市政建筑设计院有限公司大同分公司，山西大同 037000）

0 引言

在现代社会经济迅速发展的背景下，人们的生活质量也得到了极大提高，审美观念也发生较大改变，房屋建筑结构设计也变得越来越多元化、复杂化、奇异化。这一情况让相关设计人员不得不对传统的设计模式、设计理念、设计工艺、设计系统予以改革创新，虽然这些转变让设计水平有所提高，但通过观察当前的结构设计得知，部分房屋建筑结构设计环节或多或少都存在一些缺陷与问题，严重时还会导致无法施工，延长了施工周期的同时也降低了施工质量。因此，对土木工程建设房屋建筑结构设计进行探究十分有必要。

1 房屋建筑结构设计概述

1.1 定义

房屋建筑结构设计的主要工作内容是相关工作人员对房屋建筑进行全方位的考量，包括排水系统、通风设施等众多方面，并将此次考量结果当做参考数据展开设计。通常情况下，在对建筑结构进行设计规划时，设计工作人员应当对房屋的实用性、可靠性、稳定性、美观性予以充分考虑，最大限度保证房屋建筑结构设计的安全，并对其结构成本予以合理控制。房屋建筑结构设计的基本流程为：制定科学合理的施工设计方案；相关部门及人员共同对该设计方案予以审核分析；通过审核后，以此为基础绘制施工图纸，为今后的施工操作提供有力依据。

1.2 房屋建筑结构设计原则

（1）主次分明。在对房屋建筑结构进行设计时，往往会发生“强柱梁弱、强剪弱弯”等问题，所以，工作人员在实际设计环节应当对这些问题予以充分考虑。此外，在房屋建筑工程施工环节，体系构建的差异化导致其功能用途大有不同，针对这一实际情况，设计人员在具体工作中一定要把握好轻重，对其进行合理划分，加强机构设计的协调性。

（2）优势互补。在设计房屋结构时，一定要遵循优势互补的基本原则。比如：建筑结构偏柔和一些，那么即使该建筑对外的抵抗力有所加强，但是却大大提高了建筑变形的发生率，从而对建筑的使用期限产生较大影响；反之，若是建筑结构过于刚强，那么其在遭遇外力时，出现变形的概率会减小，但是建筑物极易在受到强大外力时受伤害[1]。因此，在设计过程中一定要对以上问题进行全面的考虑分析，让两者之间进行优势互补，以此加强所建设房屋的稳定性与可靠性。

（3）层层设置。安全问题对设计环节来说至关重要，而房屋建筑工程对安全的要求是，当灾害来临时，房屋建筑依然能稳固如初。但是，如果结构的设计较为单一，那么在后期使用中就很容易出现问题，因此，可采取层层设置的结构形式，加强预防。

2 现阶段土木工程建设房屋建筑结构设计中存在的问题

2.1 基础结构设计中的问题

基础结构设计质量好坏对房屋建筑结构设计的综合质量有直接重要影响。若是基础结构设计出现了偏差，会大大减低该房屋建筑工程中结构框架的规范性与有效性，并为之后的正常使用埋下较大的安全隐患，严重时还会出现二次返工现象，从而产生不必要的经济损失，减慢长施工进度，降低施工效率。所以，设计工作人员一定要提高对基础结构设计的注重程度。比如地基设计，一般在正式设计之前，相关工作人员会深入施工现场对地质条件展开严格勘测检验，若是因为成本或者勘测工作不到位、不科学等因素，而使房屋建筑中地基相关数据信息缺乏，那么设计人员就无法精准计算出房屋建筑对地基所产生的负荷参数值，从而极易引发沉降问题，对居住民众的生命财产安全带来较大的威胁。

2.2 墙体结构设计中的问题

在房屋建筑工程中，与房屋相关的负荷都是通过墙体支撑的，近些年我国对房屋建筑工程提出绿色环保、节能降耗的发展战略目标，因此，设计工作人员在对墙体结构予以设计时，除了要考虑到其结构的质量与承载性能等问题之外，还要全面落实绿色环保的政策。而土木工程建设房屋建筑墙体结构设计环节中最容易出现的问题就是，只注重墙体的承载性能，未曾对墙体保温、供热制冷等方面提高重视。该问题会导致后期使用环节该房屋缺乏应有的保温性能、隔热性能以及传热性能等，对居住群众的使用体验带来较大的负面影响[2]。最后只能对墙体进行二次施工改良，不仅增加了建设成本，同时也对建筑施工企业的声誉、形象产生不良影响，降低了企业收益。

2.3 细节结构设计中的问题

在土木工程建设房屋建筑结构设计中，细节有排水、围护、电路、通风等。这些细节设计与房屋将来的使用过程息息相关，其所存在的缺陷问题为：细节设计中不同部分产生的冲突、矛盾引发的设计变更或者二次返工问题、围护设计不合理致使房屋内部采光效果差等。设计变更会增加不必要的经济损失，也会大大降低设计工作的效率，从而对后续施工环节的有序进行带来较大的阻碍。二次返工会增加工程造价、拖延施工进程。围护设计不科学、不合理则会对施工进度与施工周期造成影响。由此可见，细节结构设计中产生的问题，对后续施工步骤有很大关联。

2.4 横挑梁的荷载设计过小

承重柱作为房屋建筑结构中的重要构成组织，几乎承受了房屋的全部荷载，承重柱的承载性能强弱是由其截面面积大小确定的。然而，在具体设计环节，有些设计工作人员往往会通过减小承重柱截面面积来削减工程成本，这增加了梁与柱之间的线刚度比，对后期房屋建筑结构施工的安全性、可靠性以及稳定性造成了较大影响，极易出现因承重柱与施工设计标准需求不符而导致房屋坍塌的问题。

3 解决土木工程建设房屋建筑结构设计问题的有效策略

3.1 充分应用现代计算机技术建模

在正式对房屋建筑结构进行设计之前，工作人员可借助计算机技术，将该工程的全部情况输入相关的软件系统中，构件数字化的3D 立体模型，然后根据该模型开展设计工作。在传统结构设计环节，针对电气设计、通风设计、给排水设计等环节，经常因为设计人员沟通不到位，没有达成一致，而出现各种冲突、矛盾等问题。3D 设计模型的应用，让设计人员、施工人员更清晰、更直观、更明确地看到整个房建工程中每一个分项项目的设计情况，并在第一时间找出设计冲突点，对其进行解决，或者是对这些分项工程设计予以规范合理的规划，杜绝设计冲突问题出现。不仅如此，设计人员还能充分利用BIM 技术，完善优化整体房屋结构设计方案，防止在实际施工过程中出现设计变更以及二次返工的情况，为房屋建筑结构设计工作的有序开展提供有力保障。

3.2 精确核算房屋建筑结构地基承载能力

在设计房屋建筑结构中的地基部分时，为了提高房屋的安全性与可靠性，设计工作人员一定要对地基承载力进行精准核算。首先，施工前，业主会对地质勘查机构提出严格遵守相关准则予以勘查的要求，保证勘测结果的真实性与准确性。其次，设计工作人员针对勘测结果选取最为合适的核算方式对地基承载力予以计算。最后，地基承载力计算完毕之后，梁、柱等基础合闸也要予以精准计算，再验算荷载折减系数，为房屋建筑工程结构稳定、安全奠定良好基础。

3.3 健全房屋建筑结构设计

房屋建筑工程质量是结构设计工作的核心重点，因此，设计工作人员应当在保证工程质量完全达标的基础上，对项目施工成本予以合理控制，使其在建设单位能够接受的区间内。土木工程建筑投资负责人需要对经济效益和施工质量两者之间的关联有正确的认知，并知晓企业利益和建筑工程质量的相互作用，督促设计工作人员不断健全优化施工设计图纸，让房屋建筑工程质量充分满足设计需求的同时，还能将施工成本降至最低。

3.4 改革创新设计构思与思想

在现代经济与科技共同高速发展的今天，土木工程建设行业也获得了重大改革更新，即以确保工程质量为基础，对房屋建筑结构设计采取绿色环保、节能降耗等方案，让该房屋建筑工程不仅要具备较强的安全性，还要让居住民众感受到良好的使用体验。比如，在对房屋内部进行设计规划时，可加大窗户尺寸，可有效提高房屋中的通风力度，也能让房间更明亮，还能拥有自动降温、节能减排的作用。要想实现设计理念、设计思想、设计维度上的改革创新，设计工作人员除却要具备高专业、高技能之外，其个人素养也要满足相关标准，同时还应不断学习国内外先进成功的建筑设计理念，并结合工程实际情况加以合理应用，从根本上转化设计人员的理念与思想。

3.5 对挑梁的荷载进行合理化设计

针对以上所述挑梁荷载问题，只需要对其展开科学合理的设计，对受压部位产生的应力予以有效控制，从而加强房屋结构的协调性、均衡性。在设计挑梁时，尽可能提升其受压的能力。从挑梁的角度来看，正是由于其较小，所以其受压部位面积也较小，承载性能也较小[3]。然而挑梁所具备的自重较轻优势，加强了其延伸性能，在其遭受纵向受力的干扰时，岂会自主提高抗脆能力。因此，在计算挑梁荷载时，一定要根据真实情况，对受压部位展开合理准确的选择。

3.6 选择科学的结构形式

如今房屋建筑结构形式越来越多元化，对此，设计者在选取结构形式时，应当根据该建筑工程的用途、安全性、稳定性、美观性等要素进行选择。比如剪力墙结构，可改善优化连梁设计，借此提升结构的抗震性能，即加强连梁界面的刚度，让弯矩扩大，如此方能增加构建的配筋量，其抗震性能也会由此提升。

4 结束语

总而言之，土木工程房屋建筑结构设计工作中依然存在很多问题，对此，只有加强对设计环节的管理与控制，并对工程中各项目予以全面考虑，不断提升设计人员的职业素养与专业能力，方能对这些问题予以妥善解决，从而提高房屋建筑工程的综合质量。