探析房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問題及原則

摘要：房屋建筑工程行業(yè)仍在不斷發(fā)展過程中，新的房屋建筑工程也在不斷進(jìn)行，為了保證房屋建筑工程的質(zhì)量和減少房屋建筑中的問題，就必須要對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)加強(qiáng)，重新帶入房屋建筑中。并且在進(jìn)行房屋建設(shè)的過程中，在實(shí)現(xiàn)提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平的同時(shí)，不斷發(fā)現(xiàn)探究可能出現(xiàn)的問題，并及時(shí)解決，保證房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)革新與建筑施工的同步進(jìn)行，推動(dòng)我國(guó)整體房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平的提升。

關(guān)鍵詞：房屋建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);方法;問題

1.房屋建筑結(jié)構(gòu)的概述

1.1樓層的基本構(gòu)造

樓層包括3個(gè)基本形式，即板式樓蓋、梁板式樓蓋、以及無(wú)梁樓蓋。住宅、旅館等建筑的走道、廚房、衛(wèi)生間等，些有許多小開間的房間的建筑物，特別是墻承重體系的建筑物，適用結(jié)構(gòu)層底部平整、可以得到最大的使用凈高的板式樓蓋。當(dāng)房間的平面尺度較大時(shí)，宜采用梁板式樓蓋，以減小小快板的跨度。采用無(wú)梁樓蓋，形式上以結(jié)構(gòu)柱與樓板結(jié)合，取消柱間及板底的梁，結(jié)構(gòu)較為單一抗震性能也較好。鋼筋混凝土的樓層施工工藝可以分為現(xiàn)澆整體式、預(yù)制裝配式和裝配整體式三種。常用預(yù)制實(shí)心板有三種類型：預(yù)制實(shí)心平板、預(yù)制槽型版、預(yù)制空心板。

1.2地層基本構(gòu)造

地層構(gòu)造分為實(shí)鋪地面和架空地面兩種。室內(nèi)地面混凝土一般不用配筋，除非有重型設(shè)備或有行車的特殊需要。建筑物地層下部有管道通過的區(qū)域，不得做架空板，必須做實(shí)鋪地面。

1.3屋蓋系統(tǒng)基本構(gòu)造

不同的支撐結(jié)構(gòu)和構(gòu)造方式，使得建筑屋蓋系統(tǒng)形態(tài)的不同。分為坡屋頂、平屋頂以及曲面屋頂?shù)葞追N形式。為了排水的需要，通常都會(huì)有一些坡度。坡屋頂?shù)钠露韧ǔＳ闷涫父吲c半個(gè)跨度的比來(lái)標(biāo)注，這就需要屋面支撐系統(tǒng)，我國(guó)傳的坡屋頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)形式沿建筑物進(jìn)深方向的柱和梁穿插形成梁架，梁架之間用擱置的木梁來(lái)托起屋面，這就是檁條。檁條上面可以直接擱置屋面板，也可以在增加一個(gè)垂直于檁條的次梁即椽子，椽子可減小屋面面板的跨度，拉大檁條的間距。坡面屋頂?shù)奈菝姘逯饕浅袚?dān)圍護(hù)作用。其構(gòu)造主要有兩種形式：一是采取用不透水或具有構(gòu)造自防水功能的成品構(gòu)件，直接安裝在屋面結(jié)構(gòu)支撐構(gòu)件上面形成屋面;一是先鋪設(shè)各類板材以形成屋面基層后，再在其上面做防水機(jī)隔熱、保溫等相關(guān)構(gòu)造層次。

2.當(dāng)前房屋建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出現(xiàn)問題的原因

2.1在房屋建筑施工過程中對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的履行力度不足

設(shè)計(jì)是為了更好的施工，但是在我國(guó)的房屋建筑施工過程中，明顯存在著輕視房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的現(xiàn)象，對(duì)于房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，建筑商更偏向于經(jīng)驗(yàn)型的建筑技巧，因此對(duì)于房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)產(chǎn)生輕視的情況，導(dǎo)致建設(shè)出的房屋不符合設(shè)計(jì)要求，房屋建筑的潛在問題較多，致使房屋在使用過程中出現(xiàn)大量的問題，影響我國(guó)房屋建筑行業(yè)的整體建筑水平。

2.2房屋建筑中變形縫的設(shè)計(jì)不夠重視

在房屋建筑工程中，考慮到房屋所處位置的氣候環(huán)境因素，以及當(dāng)?shù)氐睦錈岵?，要在房屋設(shè)計(jì)中加入變形縫的項(xiàng)目，以免因溫度變化造成房屋出現(xiàn)損傷，對(duì)于變形縫寬度的計(jì)算與設(shè)計(jì)，是考驗(yàn)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師專業(yè)素質(zhì)的一項(xiàng)難題?，F(xiàn)如今我國(guó)部分房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師習(xí)慣在設(shè)計(jì)過程中忽略變形縫的重要性，而選擇在施工過程中用后澆帶來(lái)解決變形縫的問題，后澆帶雖然有一定的效果，但是在房屋的使用過程中壽命較短，而且不能進(jìn)行二次修復(fù)，與變形縫相比，使用價(jià)值較低。因此房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師要加強(qiáng)對(duì)變形縫的認(rèn)識(shí)，進(jìn)行精準(zhǔn)的變形縫設(shè)計(jì)。

2.3在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙中對(duì)布局分布不合理

只有房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)趨近于規(guī)范，房屋在實(shí)際建設(shè)過程中才能實(shí)現(xiàn)合理布局，房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)布局中包括建筑的外形構(gòu)造，受力結(jié)構(gòu)布局，最大承載力布局等，由于影響結(jié)構(gòu)布局的因素過多，導(dǎo)致房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不規(guī)范，房屋結(jié)構(gòu)布局不合理，影響了房屋的正常建筑水準(zhǔn)。這主要因?yàn)榉课萁Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)前對(duì)房屋結(jié)構(gòu)布局的思考不足，對(duì)房屋建筑條件的認(rèn)識(shí)不夠，致使房屋建筑工程中布局規(guī)范性較差。

3.房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則分析

3.1“以人為本”設(shè)計(jì)原則

建筑最終是服務(wù)于人類的，創(chuàng)造出使人生理、心理、現(xiàn)實(shí)、未來(lái)的需求都能得以滿足且具有健康特質(zhì)的建筑是設(shè)計(jì)師的一個(gè)原則。近年來(lái)，隨著生活水平的不斷提高，人們對(duì)自身的居住空間的需求也在不斷的提升。如今生活在都市的人們都渴望回歸自然，希望更多的與大自然接觸，但是單純的綠色還不能說具有生態(tài)型，生態(tài)型建筑是以綠色為基礎(chǔ)涵概生態(tài)、環(huán)保，可持續(xù)發(fā)展等多種理念。尊重設(shè)計(jì)地段內(nèi)的土地、環(huán)境、及植被特點(diǎn)，全面的考慮設(shè)計(jì)區(qū)域內(nèi)部與外部環(huán)境的關(guān)系，體現(xiàn)出人與環(huán)境的和諧共存，不可分割的特征。

3.2剛?cè)嵯酀?jì)設(shè)計(jì)原則

合理的建筑結(jié)構(gòu)體系應(yīng)該是剛?cè)嵯酀?jì)的。結(jié)構(gòu)剛度過大則適應(yīng)變形能力差，強(qiáng)大的破壞力瞬間襲來(lái)時(shí)，需要承受的荷載很大，容易造成局部受損至最后全部毀壞;而剛度過柔的結(jié)構(gòu)雖然可以很好的釋壓、傳遞外力，但容易造成變形過大而無(wú)法運(yùn)用甚至全體傾覆。因此，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要?jiǎng)側(cè)嵯酀?jì)。

3.3圈出節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)原則

在結(jié)構(gòu)體系中，所謂節(jié)點(diǎn)，是指各構(gòu)件交接之處.或連接異常的地方。不同類型的構(gòu)件相連接，同一構(gòu)件截面改變之處，都會(huì)形成需要在設(shè)計(jì)圖中表示清楚的節(jié)點(diǎn)。廣義上，諸如結(jié)構(gòu)錯(cuò)層，體型改變，設(shè)置轉(zhuǎn)換層是大型節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)無(wú)處不在，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)體系乃是錯(cuò)綜變化的統(tǒng)一。當(dāng)強(qiáng)大的荷載突然襲來(lái)之時(shí)，對(duì)于單一的構(gòu)件，力量傳遞合理，因而可以控制。對(duì)于復(fù)雜的結(jié)構(gòu)體系，各節(jié)點(diǎn)的復(fù)雜性難于預(yù)測(cè)和控制，即使從理論仁保證了每個(gè)組成構(gòu)件的強(qiáng)度和剛度，但因各個(gè)節(jié)點(diǎn)的普遍存在，力量傳遞往往不很順暢而出現(xiàn)應(yīng)力集中而無(wú)法傳遞甚至中斷，破壞由此而發(fā)生。歷次災(zāi)害表明，從設(shè)計(jì)不合理的節(jié)點(diǎn)開始破壞的建筑占了相當(dāng)大的比例。

3.4多層設(shè)防設(shè)計(jì)原則

安全的結(jié)構(gòu)體系是多層設(shè)防的，在實(shí)際應(yīng)用的建筑結(jié)構(gòu)中，絕大多數(shù)結(jié)構(gòu)都為超靜定結(jié)構(gòu)體系。當(dāng)?shù)卣鸷惋L(fēng)害的來(lái)臨，所有抵抗外力的結(jié)構(gòu)都在協(xié)同工作，如果這個(gè)時(shí)候，局部構(gòu)件設(shè)計(jì)或者施工有所缺憾，出現(xiàn)了微小的瑕疵，一旦由于裂縫等問題而影響了局部構(gòu)件承受荷載的能力，因此國(guó)家在抗震規(guī)范補(bǔ)充的更加細(xì)致，超靜定結(jié)構(gòu)體系應(yīng)用，尤其是在砌體結(jié)構(gòu)的樓梯間處表現(xiàn)更為突出。這時(shí)候，如果把“生存”的希望全部寄托在某個(gè)單一的構(gòu)件上，是相當(dāng)危險(xiǎn)的。超靜定結(jié)構(gòu)體系，僅僅理解為縱抗震墻或者框架柱設(shè)置為縱貫三道，是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。當(dāng)我們?cè)O(shè)計(jì)到較為復(fù)雜的高層建筑，也要考慮到局部破壞對(duì)整體跨塌的影響，例如美國(guó)的9.11事件給我們結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師帶來(lái)的深思。理解和活用超靜定結(jié)構(gòu)體系安全設(shè)置就是體現(xiàn)了多層設(shè)置防線的設(shè)計(jì)思路。也許我們會(huì)自信于計(jì)算的正確性，但更要學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的隱患，理解建筑結(jié)構(gòu)的絕對(duì)安全性，還是應(yīng)該反復(fù)推敲多考慮一下的。

3.5綠色環(huán)保設(shè)計(jì)原則

未來(lái)的世紀(jì)是一個(gè)注重生態(tài)，環(huán)保，追求人與自然科學(xué)整體協(xié)調(diào)發(fā)展的社會(huì)。建筑設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮設(shè)計(jì)區(qū)域的自然條件，利用城市的自然地貌特征和原有的植被、水體、花卉等，本著保護(hù)和恢復(fù)原始生態(tài)的原則，按照體現(xiàn)不同城市特點(diǎn)的要求，盡可能的協(xié)調(diào)綠地，水體和建筑物之間的關(guān)系。以大型公園，植物園為“面”，以小型的街心綠地為“點(diǎn)”，以建筑物之間的通道為“線”，對(duì)建筑與環(huán)境進(jìn)行緊密的結(jié)合，體現(xiàn)出現(xiàn)代城市的建筑特征。

4.結(jié)語(yǔ)

總而言之，伴隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們生活質(zhì)量及生活水平的逐步提升，對(duì)房屋建筑安全的要求越來(lái)越高。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是保證房屋施工質(zhì)量的基礎(chǔ)，相關(guān)從業(yè)者應(yīng)不斷更新自身觀念，分析設(shè)計(jì)期間存在的問題，并制定相應(yīng)改進(jìn)措施，進(jìn)而提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，為后續(xù)施工奠定基礎(chǔ)，保障人們生命、財(cái)產(chǎn)安全。

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