房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的問題與對策分析

王志

【摘要】房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計主要是在房屋建筑設(shè)計的基礎(chǔ)上，從房屋建筑實際應(yīng)用功能入手，明確房屋建筑物結(jié)構(gòu)類型、結(jié)構(gòu)體系。隨后根據(jù)規(guī)范要求，進行房屋建筑結(jié)構(gòu)計算、分析及施工圖繪制。本文以房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計問題為切入點，提出了幾點房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計問題解決對策。

【關(guān)鍵詞】房屋建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計;變形縫

房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是建筑設(shè)計的關(guān)鍵組成模塊之一，在新時代，房屋建筑功能不斷增加，房屋建筑造型更加多樣，再加上高層、超高層建筑的出現(xiàn)，對房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計安全穩(wěn)定性提出了更高的要求?；诖耍鎸ΜF(xiàn)階段房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題，對房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化對策進行深入剖析就變得非常必要。

1、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的問題

1.1變形縫設(shè)置不規(guī)范

變形縫的恰當(dāng)設(shè)計可以降低溫度變化及其他因素對房屋建筑結(jié)構(gòu)的不利影響，但是部分房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員沒有嚴格根據(jù)規(guī)范進行變形縫設(shè)計。如部分設(shè)計人員為了降低設(shè)計難度，利用后澆帶代替了伸縮縫，增加了溫度變化時房屋建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性風(fēng)險[1]。

1.2房屋高寬比超出規(guī)范限制

由于房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中房屋高寬比受結(jié)構(gòu)、場地類別、層高、抗震等多種因素影響，導(dǎo)致房屋高寬比設(shè)計復(fù)雜程度較高，極易出現(xiàn)房屋高寬比超出最大高寬比限值的情況。

1.3樁間距與最小中心距規(guī)范不符

在現(xiàn)階段房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，多數(shù)房屋建設(shè)設(shè)計人員不注重試樁、錨樁間距控制，經(jīng)常出現(xiàn)樁間距小于最小中心距規(guī)定的情況，增加了試樁結(jié)果錯誤率。

2、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的問題解決對策

2.1規(guī)范變形縫設(shè)置

溫度變化、房屋相鄰部分結(jié)構(gòu)類型差異、房屋相鄰部分荷載變化等因素，均會導(dǎo)致房屋出現(xiàn)開裂、變形或者其他破壞。而房屋建筑中變形縫的設(shè)置，可以將房屋建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)劃分為獨立變形、互不干擾的若干個部分，保證房屋建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。除伸縮縫以外，房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中常用的變形縫還包括防震縫、沉降縫等。

首先，在房屋建筑伸縮縫設(shè)置時，基于溫度變化時房屋熱脹冷縮變形與房屋長度間緊密聯(lián)系，結(jié)合《建筑工程建筑面積計算規(guī)范》GB/T 50353-2013 相關(guān)規(guī)定。一般需要在建筑物長度超出五十米時從基礎(chǔ)開始留伸縮縫（寬度在20.0～30.0mm之間），將屋頂、墻體、樓板等構(gòu)件全部斷開。

其次，防震縫為平立面不規(guī)則、體型復(fù)雜程度較高結(jié)構(gòu)，可以將建筑結(jié)構(gòu)劃分為若干個規(guī)則的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)單元。一般來說，房屋建筑混凝土結(jié)構(gòu)中防震縫寬度應(yīng)大于或等于70.0mm;而在砌體結(jié)構(gòu)中防震縫寬度應(yīng)大于等于50.0mm。

最后，由于沉降縫為豎向變形體，可以限制地基不均勻沉降對房屋建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性破壞。因此，設(shè)計人員可以選擇平面轉(zhuǎn)折位置、分期建造房屋交接位置、地基土壓縮性顯著變化位置、高度差異位置或者結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)類型變化位置，從基礎(chǔ)開始留沉降縫一直到屋頂板位置。一般沉降縫間距應(yīng)在15.0～25.0m之間。

2.2控制房屋高寬比

房屋建筑高寬比主要指室外地坪、主要房屋面間高度除以房屋建筑結(jié)構(gòu)水平投影的較小邊尺寸。依據(jù)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ3-2010的相關(guān)要求，房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員應(yīng)根據(jù)房屋建筑結(jié)構(gòu)類別，結(jié)合非抗震設(shè)計等級及抗震設(shè)防烈度，選擇恰當(dāng)?shù)淖畲蟾邔挶瓤刂茦藴?。如對于非抗震設(shè)計水平為5、抗震設(shè)防烈度為8度的框架結(jié)構(gòu)的房屋建筑，應(yīng)控制結(jié)構(gòu)高寬比在3以下;而對于同等條件下框架-剪力墻結(jié)構(gòu)房屋建筑，則需要控制結(jié)構(gòu)高寬比在5以下。同時考慮到高層房屋建筑高寬比確定難度大，房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員可以方向的最小投影寬度為設(shè)計依據(jù)，或者綜合考慮最小投影寬度、最大寬度，在適當(dāng)增大最小投影寬度的同時，對最大寬度進行適當(dāng)折減。若最小投影寬度、最大寬度數(shù)值差異較大，則需要從房屋建筑宏觀體型上入手，對相關(guān)指標進行再次調(diào)整，最終確定房屋建筑結(jié)構(gòu)高寬比計算標準。從本質(zhì)上而言，房屋建筑高寬比主要是從宏觀層面對建筑結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定、經(jīng)濟合理性、結(jié)構(gòu)剛度、承載力的控制，與設(shè)計人員概念設(shè)計能力、對房屋建筑結(jié)構(gòu)平面理解程度具有較大聯(lián)系。因此，在具體設(shè)計過程中，設(shè)計人員應(yīng)結(jié)合軟件計算結(jié)果，對位移比、周期比進行綜合評定，以保證房屋建筑結(jié)構(gòu)高寬比控制效果[2]。

2.3合理設(shè)定樁間距

依據(jù)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部最新修訂的《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》GB500007-2011的相關(guān)規(guī)定，在房屋建筑樁間距選取時，人工挖孔樁基礎(chǔ)中心距應(yīng)大于1.5D（相鄰兩根樁中心距離不得小于同類型樁的1.5直徑，），而灌注樁基礎(chǔ)中心距應(yīng)大于4.0D（相鄰兩根樁中心距離不得小于同類型樁的4倍直徑）?？紤]到房屋建筑中絕大多數(shù)樁基礎(chǔ)采用承臺——樁群體系，由于群樁效應(yīng)影響，豎向荷載影響下單樁承載力簡單疊加后結(jié)果并不等同于摩擦型群樁承載力，此時，就需要對群樁距離進行恰當(dāng)選取，以便最大程度調(diào)動樁承載力，限制樁土沉降，達到優(yōu)化房屋建筑布樁效果的目的。

依據(jù)我國《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》GB500007-2011要求，為控制摩擦型群樁側(cè)阻疊加作用，在選定樁距下限的基礎(chǔ)上，房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員還需要根據(jù)自身設(shè)計經(jīng)驗。綜合考慮土質(zhì)影響、沉降影響、樁類型、工程造價、群樁效應(yīng)等因素，設(shè)定恰當(dāng)?shù)臉毒?。如樁間距增加會導(dǎo)致群樁沉降量減小，在樁間距達到3D時，地基整體壓縮變形比率受荷載水平、土地性質(zhì)的較大影響;而在樁間距達到6D（接近群樁效應(yīng)峰值樁距）時，群樁沉降全部為樁間土壓縮變形。因此，房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員應(yīng)以最大程度調(diào)動樁、土承載能力為入手點，在土質(zhì)為粘土等土質(zhì)較差土地時（樁側(cè)摩阻力應(yīng)力擴散角度與應(yīng)力交叉重疊作用較?。?，控制樁距在3D～4D左右。

總結(jié)：

綜上所述，房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是一項系統(tǒng)工程，需要房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員具備靈活的思維、負責(zé)的態(tài)度及扎實的專業(yè)理論知識。因此，針對現(xiàn)階段房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的變形縫設(shè)計不規(guī)范、房屋高寬比超出規(guī)范限制、樁間距與最小中心距規(guī)范要求不符問題，設(shè)計人員應(yīng)結(jié)合自身經(jīng)驗，深入剖析與建筑房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范相關(guān)的內(nèi)容。以概念設(shè)計為主體，逐步提升房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量。

參考文獻：

[1]喬棟.土木工程建設(shè)中房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計常見問題分析[J].現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟和信息化，2016（13）：23-23.

[2]田影.優(yōu)化技術(shù)在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用實踐[J].建材與裝飾，2016（14）：25-25.