房屋建筑结构设计中的问题与对策分析

李云杰

（山东华邦建设集团有限公司，山东 潍坊 262500）

建筑行业作为带动中国整体经济的行业之一，近年来其实际的施工技术也随着时代的发展不断进步，由于建筑工程结构在实际的施工过程中所涉及到的环节和领域相对复杂，因此需要相关工作人员结合实际情况合理地设计建筑结构保证其最终质量能够符合市场需求。针对现阶段相关工作人员在设计建筑工程结构时存在的主要问题进行全面分析并找出问题出现的原因，从根源上提出相应的解决措施对其进行针对性解决。

1 房屋建筑结构设计的原则及重要性

1.1 房屋建筑结构设计的原则

建筑结构的分类依据主要是组成构件的作用程度不同，主要在于不同的建筑构件在房屋建筑中有着不同的用途，所以在进行构建材料选择时，需要满足不同房屋建筑作用程度的材料需求。

房屋建筑结构设计的主要原则是层层设计原则，包括在进行房屋建筑安全设计时，必须遵守层层设计原则，有利于提高房屋建筑安全系数。

房屋建筑结构设计的次要原则是优劣互补设计原则，需要建筑结构设计人员对建筑实体的情况进行详细考察，尤其是各项房屋建筑参数，必须做到准确测量，保证房屋建筑结构的软硬程度评估能够与实际情况相符，否则在建筑结构过软的情况下，容易受到外力的作用影响产生变形的问题，而在建筑结构过硬的情况下，建筑结构无法保持良好的弹性状态，容易受到外力的作用影响从而产生破损的问题。

1.2 房屋建筑结构设计的重要性

中国的经济市场和社会建设发展速度极快，推动了人们对建筑行业重视程度和标准要求的提高，形成了建筑行业不断融入新技术和新方法的良性发展趋势，尤其是与计算机技术的结合，使建设设计的发展空间更为开阔。

在多种先进技术手段的引导下，房屋建筑结构设计拥有了更加丰厚的设计资源，可以通过更加科学合理的配置优化方式，提高空间的利用率，也是建筑结构之间、建筑构件和结构设计之间合理配置的关键，更是建筑结构设计人员必须重视的要点，可以直接反映出设计人员的设计能力和整体水平。

2 房屋建筑结构设计常见问题分析

2.1 地基问题

房屋建筑结构设计过程中常见的问题之一就是地基问题，关于地基的主要问题具体包括以下几方面：①相关工作人员在设计建筑的主体结构之前需要对实际的施工环境进行地质勘查，但是多数施工单位在进行项目流程时都会将重点放在实际的施工过程和最终的施工质量上而忽略了前期的地质勘查，导致设计人员还没有对施工现场的地质环境有全面详细的了解时就进行设计，容易出现设计方案可行性低的问题；②在建筑结构的实际设计过程中，存在较多因素可能会对其造成影响，耐力容许值作为影响建筑结构整体安全性的主要因素之一，设计人员通常会将其取小，但事实上能对结构安全性造成影响的因素还有很多，需要设计人员综合考虑；③因为换土垫层可以有效提高地基的承载能力，因此现阶段中国设计人员在处理软弱基时都会选择通过换土垫层的方式，但是如果设计人员只是根据经验选择而没有科学客观的理论数据和实际数据支持的话，则无法确定垫层的厚度和宽度，极易造成地基的不均匀沉降。

2.2 楼板问题

楼板的受力与承载、墙面、梁以及柱等多方面因素相关，因此相关工作人员需要综合考虑多方面因素对其进行设计，现阶段多数施工单位在设计楼板时存在的问题主要有以下几点：①楼板作为整个工程的重要环节之一，相关人员在对其进行设计时需要从整体出发，而多数设计人员都将重点放在了楼板本身的承载力上，忽略了其在全局中的重要作用，导致工程出现风险；②部分设计人员为减轻工作量选择在计算楼板变形问题时对过程进行简化，导致相关数据不够全面精准；③不能从2个方向对双向板进行高度有效的处理，甚至有时将其作为单向板计算，导致双向板配筋不均匀[1]。

2.3 梁设计问题

梁设计问题包括梁高和连续梁问题，具体问题如下：①梁作为整个建筑结构的重要部分，设计人员在对整个方案进行设计时必须充分保证梁的强度和刚度能够符合工程整体需求以保证工程的安全性，而事实上，除了梁的强度和刚度外，其挠度也对梁的整体质量造成直接影响。如果后期随着梁的使用时间增长而出现挠度变形，梁会迅速产生裂纹并且裂纹会以极快的速度开始扩张，给房屋使用者带来严重的威胁。梁的延性因为梁高过小而降低，当房屋发生震动时，会产生脆性断裂，造成安全事故。②由于边梁的负荷较小，所以设计人员为了简化力学计算会忽略其他因素，负筋配筋量会减少。同时屋外的边梁会直接受到如温度变化、风吹日晒等外在因素影响，容易产生收缩和拉伸效应，能够直接拉伸前裂纹。

2.4 框架设计问题

相关设计人员在进行抗震设计时，为了分散并减轻震动效果，会按照主轴的方向对其进行设计，因此，需要设计人员同时重视横向框架和纵向框架，但是根据相关调查，发现多数设计者对纵向框架的重视程度远不及横向框架，导致房屋建筑的抗震性能降低。

2.5 构造柱与承受柱设计问题

设计者在设计构造柱和承受柱时，为了节省投入成本同时降低工作量，会选择由构造柱同时承担构造柱和承受柱的职能，具体问题如下：①如果将构造柱作为承重柱，那么在房屋发生震动时，构造柱就是外力的主要承担结构，但构造柱本身的承受能力不如承重柱，因此会因为产生应力集中效应而出现崩坏，也就是说，构造柱将成为整个房屋结构的薄弱环节，无法充分发挥其约束拉结作用；②如果置于地圈梁中的构造柱没有相应的辅助结构，那么其底部硬件将会因为其承担了承受柱的功能而失去其抗剪切和抗弯性能，在房屋发生震动时出现墙体破裂和裂纹扩展等问题；③为通过将梁作为铰支梁的方式简化计算过程，设计者会选择人为增大梁柱的线刚度比，承重柱的界面有效高度就会降低，同时，梁柱的刚结效果也会因此降低，导致承重柱在受到强烈冲击时出现裂纹，无法满足房间建筑结构的抗震需求。

2.6 房屋建筑结构搭配不合理

房屋建筑结构必须进行合理的划分，但部分设计人员只会采用单一的设计方式，尤其是将建筑的最底层作为一个大空间的设计方式，导致建筑缺少抗震结构设置。部分设计中还存在建筑抗震墙上部与下部无法对齐的问题，无法建立起搭配合理的结构体系。部分设计对结构材料质量的重视不足，导致构件混凝土存在质量不达标的问题，甚至发生错算或漏算负载取值的情况，不仅会造成设计与施工合同规定标准不符的问题，还会造成建筑结构强度和安全性下降的问题[2]。

2.7 变形缝设置不规范

变形缝设计是保障房屋建筑结构不会受到温度变化或其他因素影响而产生问题，为了保障变形缝设计的合理性，必须严格遵守相关设计规范。但部分设计人员没有重视变形缝设计的关键作用，采用后浇带代替伸缩缝的设计方式，导致房屋建筑结构会随着温度变化产生相应的变化，降低了整体的稳定性。

3 房屋建筑结构设计优化措施

3.1 地基问题优化

房屋结构在实际的建筑过程中涉及到多个环节，而地基是整个房屋结构的基础，其质量能够直接影响到房屋的稳定性。传统的地基设计方式中存在较多问题，为保证房屋结构的整体质量和稳定性，相关工作人员需要结合实际情况全面勘察实际的作业地点，然后优化地基设计，具体需要做到以下几个方面：①在设计工作开始之前需要设计人员亲自到实际的施工地点进行考察以加强自身对于施工环境的全面认知，通过准确客观且全面的相关数据对地基进行设计，保障设计方案具有可行性和合理性；②在对施工环境进行勘察时，需要设计者结合实际情况选择合适的勘察方法，同时需要保证相应勘察设备的质量能够符合工程需求，针对不同类型的数据信息选择不同的数据处理方式；③在设计房屋地基时不但需要考虑地基本身的质量，还需要综合考虑施工环境周围区块的稳定性和协调性。

3.2 楼板问题优化

在整个房屋结构的施工过程当中，相关工作人员如果想要保证房屋建筑整体的稳定性和安全性，就必须结合实际情况不断优化楼板问题，首先只有保证建筑及本身的状态稳定，相关的施工人员以及施工的应用设备才能够顺利地进行，具体需要做到以下几个方面：①设计者在分析板结构的受力时，需要根据客观全面的数据并依照行业标准和准则进行，避免传统的依靠主观意向进行设计的方式；②在设计板结构时，设计者需要对于其承载、径向力、横向力、弯矩、扭距等因素进行综合考虑；③非承重部分对楼板会造成部分压力，因此必要时需要提高楼板的配筋；④如果楼板承受力过大会导致出现裂纹，因此设计者可以选择增加其厚度；⑤如果楼板刚性无法达标，可以考虑使用变形平面功能，但是需要优先考虑楼板刚性。

3.3 梁问题优化

梁体是房屋建筑结构的主要承压结构，因此设计者需要结合实际情况，通过改善设计方案保证梁体应力合理分布以提高其负载力，具体需要做到以下几个方面：①设计人员需要充分重视梁体结构，从整体出发，综合考虑房屋建筑结构对梁体的要求，保证设计方案的可行性；②注重对挠度影响和时间的考虑，从建筑的使用寿命和周期出发，结合实际情况合理设计梁高；③屋外环境变化会对室内产生相应影响，需要设计人员对受力变化区域进行合理计算以确保建筑的安全性。

3.4 框架设计优化

在设计框架时需要设计者同时考虑横向框架和纵向框架，严格遵守行业抗震规范，具体需要做到以下几个方面：①框架实际的设计过程中涉及到较多环节和节点，为保证建筑整体的稳定性，设计人员需要综合考虑多方面因素，严格按照规定标准执行；②在设计横梁和纵梁时，需要设计者从整体出发，保证共同建设的有效性；③在实际的设计过程中需要设计者考虑横纵梁的结合效果，保证对其进行合理布局，通过对多种客观因素的考虑保证梁体结构的安全性能符合工程需求，在此基础上考虑建筑体的美观效果。

3.5 构造柱与承重柱设计优化

在进行设计工作时需要区分构造柱和承重柱，不管是高层、平层还是低层，都需要设计相应的承重柱，具体需要做到以下几个方面：①设计者需要摒弃传统“构造柱可以完全承担承重柱的职能”的理念，明确承重柱的不可替代性；②可以选择通过削弱构造柱承重能力的方式使其充分发挥整体加固功能，将构造柱仅仅作为构造柱应用在房屋建筑当中；③需要保证承重柱的截面有效高度能够达到标准要求，甚至提高承重柱的界值，否则其极易造成严重的质量问题。只有保证承重柱截面有效高度，才能够使承重柱在房屋建筑结构中充分发挥出其作用，提高建筑整体的稳定性和安全性。

3.6 对建筑结构进行合理的结构配制

建筑结构的延展性是抗震性设计中的主要指标，需要严格按照相关要求选择最小配筋，还需要严格按照强度标准要求选择结构材料。为了防止建筑内墙体裂缝的问题发生，可以采用一定的隔热通风措施达到理想效果。在进行抗震造柱的设计时，必须保证上下对准贯通的设计标准，并根据设计规范严格要求构造柱和楼板、圈梁和墙体等部分的拉结情况。

3.7 规范变形缝设置

房屋出现开裂、变形或其他破坏等问题的风险较高，主要是受到温度变化、房屋相邻部分结构类型差异和荷载变化等因素影响而造成的。针对这种情况可以采用变形缝设置的方式，包括伸缩缝、防震缝和沉降缝等，使房屋建筑内部结构更加独立，不会受到其他关联性的影响，更有利于房屋建筑结构稳定性的提高。

首先，要在设置房屋建筑伸缩缝的过程中，按照GB/T 50353—2013《建筑工程建筑面积计算规范》的规定要求，对房屋在温度变化影响下产生的热胀冷缩和房屋长度间紧密联系等情况进行详细观测，为伸缩缝设置提供充分的科学依据。通常可以在建筑物长度超过50 m的位置，设置20.0～30.0 mm宽的伸缩缝，能够使建筑的屋顶、墙体和楼板等构件处于全部断开的状态[3]。

其次，要根据防震缝不规则的平立面和较高的体型复杂程度等特点，对建筑结构进行若干规则的抗侧力结构单位的合理划分。通常需要在建筑混凝土结构中保证70.0 mm以上的防震缝宽度，在砌体结构中保持50.0 mm以上的防震缝宽度。

最后，要根据竖向变形体的沉降缝特点，充分利用其对基地不均匀沉降的限制性作用，保证房屋建筑结构的稳定性。设计人员可以在设计方案中选择平面转折位置、分期建造房屋交接位置和基础类型变化位置等环节时，在基础到屋顶版的位置中设置沉降缝，通常要保持15.0～25.0 mm的沉降缝间距。

4 结语

综上所述可以得知，房屋建筑是现阶段中国经济发展的主要环节之一，相关工作人员需要结合实际情况不断完善各个环节，因为房屋建筑工程在实际的施工过程当中涉及到较多的环节和领域，相对来说具有一定的复杂性，因此目前中国建筑施工单位在对房屋建筑结构进行设计的过程中存在诸多问题。为提高房屋建筑结构设计的效率，需要全面分析存在的主要问题并结合实际情况提出有效的解决措施，保证设计者能够对整个项目有全面清晰的认识并且在设计过程中能够严格按照相关标准执行。