浅谈房屋建筑结构设计的基本方法和常见问题

摘要：本文分析了房屋建筑结构设计的基本方法和常见问题。随着国民经济的不断发展，我国建筑业也得到了快速发展，并取得了巨大的成就，但同时也存在一些问题。下面分别介绍房屋建筑结构设计的基本方法和常见问题，以供参考。

关键词：房屋建筑结构; 结构设计;常见问题

1   房屋建筑结构设计的基本方法

1. 1  结构平面图设计。

当建筑地处于抗震设防烈度6度区时，根据建筑抗震设计规范，可以不用进行截面抗震验算，但必须符合有关的抗震措施要求。因此，对于砌体结构来说可以不用在软件中建模，直接设计即可，但设计中需要注意受压和局部受压的问题。当建筑地处于抗震设防烈度7度及以上时，必须输入软件建模计算。

1. 2   屋顶（面）结构图设计。

当建筑是坡屋面时，结构的处理方式有梁板式和折板式两种。梁板式适用于建筑平面不规整，板跨度较大，屋面坡度及屋脊线转折复杂的坡屋面。折板式适用于建筑平面规整，板跨度较小，屋面坡度及屋脊线转折简单的坡屋面。两种形式的板均为偏心受拉构件。板配筋时应有部分或全部的板负筋拉通以抵抗拉力。板厚基于构造需要一般不宜小于120mm厚。至于坡屋面板的平面画法，通常使用剖面示意图加大样详图的表示方法，这样更便于施工人员正确理解图纸。正确绘图和设计的关键是设计人员真正的心知肚明，结构设计者必须要具备一定的空间概念，正确理解建筑图纸和意图。设计的图纸方能让施工人员明白。由于屋面的起坡会造成阁楼层的部分墙体超高，要结合门窗顶设置圈梁来降低墙的计算高度。[1]

2  房屋建筑结构设计中的常见问题

2.1  地基与基础设计不合理。

2.1.1 多层房屋建筑无地质勘察报告，仅仅依据建设单位口头或笼统参照附近建筑物的基础设计资料就进行施工图设计。地基与基础设计要做到合理，安全适用，设计人员必须依据地质勘察资料，统一考虑多方面因素进行基础类型选择和设计，仅凭地耐力这一数据是不全面的，也是不安全的，更不能盲目的把地耐力容许值取得小一些就认为万无一失了。

2.1.2  采用换土垫层进行软弱地基处理，不进行換土垫层设计，只凭经验处置。有时，设计者对软弱地基的危害认识不足，只是简单地凭借经验采用砂垫层加强一下承载力，没有进行垫层宽度和厚度计算，既不安全，又不经济。

2.1.3  民用建筑中柱、梁及基础的负荷未按规范乘以折减系数。设计人员设计多层民用建筑时，在计算梁、柱和基础的负荷时未按现行设计规范将荷载乘以折减系数计算其荷载值，因而采用荷载值偏大。

2.2  砖混结构房屋中构造柱兼作承重柱用。

在砖混结构中，构造柱不但能够提高墙体的抗剪能力，而且构造柱与圈梁联结在一起，形成对砌体的约束，这对于限制墙体裂缝的开展，维持竖向承载力，提高结构的抗震性能有着重要的作用。但在当前结构设计中，构造柱经常被作为承重柱使用，这种作法将引起以下几个问题。

2.2.1  构造柱作为承重柱使用后，使得构造柱提前受力。这不但会降低构造柱对砌体的拉结和约束作用，而且结构一旦遭遇地震作用，在构造柱位置必然形成应力集中，首先破坏。这样构造柱不但起不到应有的约束作用，反而成为房屋结构中的一个薄弱的部位。

2.2.2  构造柱一般生根于地圈梁中，没有另设基础。构造柱兼作承重柱使用后，柱底基础的抗冲切、抗弯部及局部承压强度必然不能满足要求。柱底基础一旦发生冲切或局部承压破坏便出现裂缝。因此，承重大梁下的柱子应按承重柱设计。若梁上荷载和跨度都比较小时，构造柱也可布置于梁下，但此时必须按不考虑构造柱作用来验算梁下墙体的局部承压和抗弯强度。经验算满足，方可在梁下布置构造柱。

2.3  承重柱截面高度设计过小。

这种情况多发生于六度抗震设防区。一些结构设计人员误认为六度设防就是不设防，为受力分析方便，故意把柱子的截面高度设计得过小，使梁柱的线刚度比加大。把梁简化为铰支梁，梁柱按轴心受压计算。这种做法虽然易于进行结构受力分析，但却给房屋结构埋下了隐患。因为，这样做忽略了梁柱间的刚结作用，即忽略了柱对梁的约束弯矩，加之柱截面的配筋都较小，结构一旦受力后，柱顶抗弯刚度必然不足，从而柱子在梁底附近将会出现一条或多条水平裂缝，形成塑性铰。这样在正常使用情况下，柱子已开始带铰工作。这不但影响了房屋的耐久性，而且也常常引起用户的恐惧心理。更为严重的是，这样的结构一旦遭遇地震作用，将会倒塌，这违背了现行抗震规范中“强柱弱梁”的设计原则。[2]

2.4   在框架结构设计中，只注意了横向框架的设计而忽视了纵向框架。

现行建筑抗震设计规范要求水平地震作用应按两个主轴方向分别计算，各方向的地震作用应由该方向的抗侧力构件来承担。即在框架结构设计中，纵向框架与横向框架有同等的重要性。非抗震设计时，一些结构设计者把纵向框梁按普通连续梁进行设计，梁柱的节点和框架中的纵筋、箍筋的配置均无法满足框架梁、柱的构造要求。由于没有考虑地震的纵向作用，在实际设计中经常出现梁的支座负筋，跨中纵筋及箍筋的配置均不满足要求的现象。

2.5   悬挑粱的截面高度选用过小。

设计者往往只注意了对梁的强度和抗倾覆进行验算，而忽略了对梁挠度的验算。梁高选用过小，常引起梁截面的受压区应力过高，在正常使用状态下，梁截面受压区产生非线性徐变。梁挠度随时间的推移不断加大。挑梁的变形引起梁板出现裂缝，裂缝宽度随着挑梁变形的加大而加宽，影响了房屋的正常使用。据笔者观察，这种挑梁的变形发展到后期，梁支座截面上部受拉区常常出现较宽的竖向裂缝。受支座附近剪弯作用的影响，竖向裂缝向下延伸发展为斜裂缝，此时梁已接近破坏，当为托墙挑梁时，梁过大的挠度引起梁上墙体在梁支座附近出现裂缝。裂缝在梁支座处沿斜向延伸，梁缝越靠上越宽。

参考文献：

[1]高建岭，张燕坤，宋小软，何世钦，混凝土结构设计原理，科学出版社，2013.7

[2]张燕坤，王亚红，李立明。次轻混凝土与光圆钢筋黏结性能试验研究，工业建筑，2017

作者简介：黄国瑞，男，汉族，1999年10月生，籍贯：云南曲靖，学历：大学本科，职称：本科在读，研究方向为土木工程（智能化建造）