房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中 遇到的問題

張波

當(dāng)前階段，我國在擴(kuò)大城市化建設(shè)以及現(xiàn)代化規(guī)模的基礎(chǔ)上，在建筑行業(yè)方面的投資達(dá)到了非常高的水平，并以此得到了更好的發(fā)展。具體到建筑行業(yè)而言，房屋建設(shè)工程涉及到許多專業(yè)領(lǐng)域，其中，建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計能夠?qū)ㄖ镎w使用安全性和人口容納量起到非常明顯的作用，為節(jié)省國土資源的使用面積，應(yīng)在設(shè)計階段將建筑結(jié)構(gòu)、建設(shè)方法、使用功能方面進(jìn)行全面分析。

一、房屋工程在建筑結(jié)構(gòu)方面容易出現(xiàn)的設(shè)計問題分析

對于房屋工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計問題，相關(guān)設(shè)計人員需與技術(shù)人員從建筑學(xué)與力學(xué)、設(shè)計美學(xué)等方面進(jìn)行全方位分析，并對該領(lǐng)域中容易造成結(jié)構(gòu)問題的因素進(jìn)行集中總結(jié)，這種方式能夠在很大程度上提高建筑物的整體質(zhì)量和安全穩(wěn)定性，同時，此環(huán)節(jié)也會涉及到許多復(fù)雜的工程內(nèi)容。

1.地基方面

地基問題的出現(xiàn)，通常會涉及到具有一定的復(fù)雜流程且操作難度大的部分，例如地質(zhì)地形的勘察、地基加固方式的選擇，都會涉及到大量的設(shè)計參數(shù)。首先，地基問題通常是在房屋工程建設(shè)的最初始階段，施工部門并沒有接收到詳細(xì)的地質(zhì)勘察報告或相關(guān)的地質(zhì)信息，并主要通過口述、傳達(dá)經(jīng)驗等方式進(jìn)行報告，專業(yè)含量較低，這會在很大程度上造成地質(zhì)信息數(shù)據(jù)的缺失，進(jìn)而在施工過程中無法保障其施工數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度。在缺少各類數(shù)據(jù)的情況下，若直接設(shè)計施工圖，這種方式會使得部分施工細(xì)節(jié)無法得到處理，并形成相應(yīng)的質(zhì)量或安全隱患，造成工程事故的發(fā)生。其次，設(shè)計人員在設(shè)計過程中，會對地基的耐力承受值進(jìn)行一定程度的降低，但事實是，僅依靠降低地基承受值進(jìn)行設(shè)計，無法全面保障施工安全，建筑工程還涉及到其他數(shù)據(jù)和指標(biāo)，例如土質(zhì)力學(xué)以及地下水的化學(xué)含量、地表淺層容易出現(xiàn)的應(yīng)力變化程度等方面。最后，在軟基的處理方面，設(shè)計人員通常會選用更換土墊層的方式進(jìn)行，但對并土墊層的設(shè)計有所缺失，無法確保土墊層的厚度與寬度，這在一定程度上形成了安全質(zhì)量隱患。

2.樓板方面

樓板起到的作用對于整個建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性而言非常的重要，樓板的受力程度與建筑物的實際承載有很大的聯(lián)系，同時，樓板的設(shè)計也與墻面、梁體、柱體的具體設(shè)置情況有關(guān)，設(shè)計人員應(yīng)突出樓板的整體性。

若設(shè)計人員只將樓板承載力作為實際出發(fā)點，忽略樓板與其他元素之間的整體性聯(lián)系，那么這種方式將無法滿足建筑結(jié)構(gòu)的基本承載需求，經(jīng)過時間的催化后，樓板會出現(xiàn)一定的裂縫問題，并增多其他的工程安全隱患。在房屋工程的建設(shè)過程中，設(shè)計人員需考慮的第一要素應(yīng)是建筑物的整體安全性和穩(wěn)定性，其他的功能建設(shè)應(yīng)在確保這兩方面達(dá)到規(guī)范要求后再進(jìn)行建設(shè)。建筑的穩(wěn)定性十分重要，只有確保建筑物的基礎(chǔ)穩(wěn)定性，才能以此為基礎(chǔ)展開后續(xù)的施工作業(yè)，并確保施工質(zhì)量和工期。還有，在樓板出現(xiàn)變形情況的可能性預(yù)判方面，若相關(guān)設(shè)計人員在此環(huán)節(jié)僅依靠自身經(jīng)驗，并簡化應(yīng)用的數(shù)據(jù)計算流程，那么樓板產(chǎn)生形變量的數(shù)據(jù)會出現(xiàn)一定的偏差，進(jìn)而影響施工效率和施工質(zhì)量。

3.梁體方面

在房屋建筑工程中，梁體的設(shè)計與施工質(zhì)量會對整個建筑工程的使用質(zhì)量和安全穩(wěn)定性產(chǎn)生非常明顯的影響作用，其中，梁高與連續(xù)梁之間的結(jié)構(gòu)設(shè)計非常關(guān)鍵，針對建筑內(nèi)梁高過小的情況，若相關(guān)設(shè)計人員只重視梁體的承受力和剛度方面，那么在一段使用時間過后，梁體的穩(wěn)定性就會出現(xiàn)一定問題，并且梁的撓度會呈比例增大，形變到一定程度后梁體會出現(xiàn)裂紋，并且此裂紋會不斷擴(kuò)張，降低房屋的使用安全性。

在連續(xù)梁的設(shè)計方面，相關(guān)設(shè)計人員通常會忽略邊梁的實際負(fù)荷量，并將連續(xù)梁的負(fù)筋配筋量降低。在綜合作用下，這種情況會促使梁體的受拉區(qū)域出現(xiàn)裂紋。邊梁部分的承載情況通常會受到溫差影響，若溫差過大，則會出現(xiàn)相應(yīng)的梁體收縮或拉伸情況，并加劇了此前留下的裂紋，增加建筑工程的使用風(fēng)險。

4.框架方面

框架的設(shè)計主要涉及兩個部分，分別為橫向框架和縱向框架，而當(dāng)前建筑工程設(shè)計人員通常注重橫向框架的設(shè)計，十分缺少對縱向框架設(shè)計的考慮。就目前建筑樓梯的抗震效果而言，通常會以主軸方向為主展開設(shè)計，而在抗震作用下，其框架的承受對象來自各類構(gòu)件，這種情況能夠促使震動效果能夠被分散并將其承載減輕。所以，設(shè)計人員應(yīng)對不同方向的框架進(jìn)行合理規(guī)劃，但目前許多設(shè)計人員無法對框架的兩種情況進(jìn)行等量討論。設(shè)計過程中，相關(guān)人員應(yīng)對框架的縱筋與箍筋的實際配比進(jìn)行精準(zhǔn)分析并考量，若設(shè)計內(nèi)容無法符合實際構(gòu)造需求，這會在很大程度上影響結(jié)構(gòu)的抗震性。

5.構(gòu)造柱與承受柱方面

具體到構(gòu)造柱與承重柱方面的設(shè)計，設(shè)計人員需對這兩個部分的結(jié)構(gòu)有一定的認(rèn)知，并明確這兩方面的實際承載情況。其中，承重柱的作用非常重要，不論是在平層還是低層建筑結(jié)構(gòu)?；诖耍O(shè)計人員需將承重柱的承載原理明確，優(yōu)先設(shè)計承重柱。在構(gòu)造柱與承受柱方面的設(shè)計中，現(xiàn)階段的建筑設(shè)計人員通常會對構(gòu)造柱作為第二承受柱，這會對構(gòu)造柱的整體承載情況產(chǎn)生一定影響，進(jìn)而影響到建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。若構(gòu)造柱承受了額外的承載力，則會造成構(gòu)造柱受力不均，進(jìn)而造成構(gòu)造柱的約束力較低，在這種情況下，若房屋出現(xiàn)震動，那么構(gòu)造柱則無法承擔(dān)震動帶來的沖擊力，使得房屋工程發(fā)生崩壞。其次，構(gòu)造柱部分處于地圈梁之中，若沒有設(shè)置其他的輔助承載機(jī)制，那么構(gòu)造柱的底部構(gòu)件無法發(fā)揮力學(xué)中的抗剪切功能以及抗彎功能，若出現(xiàn)地質(zhì)情況的問題，墻體則會由于穩(wěn)定性而形成破裂，使得裂紋進(jìn)一步擴(kuò)展。還有，承重柱的截面經(jīng)常會出現(xiàn)有效高度缺失問題，若有效高度不足，那么承重柱的截面高度則無法提高，針對此情況，部分設(shè)計人員會相應(yīng)的削減截面高度。但這種方式?jīng)]有考慮到梁柱的剛性作用和效果，無法達(dá)到房屋工程的基本抗震效果。

二、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化措施

1.疏散通道的設(shè)計

通常來看，安全疏散通道由于其特殊性質(zhì)，其通道為單向。其中，疏散通道要保證能夠正常穿過人流量密度大的活動區(qū)域。疏散通道的出口要明確指出，針對這方面的設(shè)計原則，相關(guān)人員要做到兩個關(guān)鍵點，第一是安全，第二是快速。對于疏散通道的特殊性質(zhì)來看，該通道不涉及電梯裝置的設(shè)計，必須按照固有的通道進(jìn)行疏散設(shè)計?；诖?，在對該通道的設(shè)計過程中，應(yīng)盡量避免路徑上出現(xiàn)折返情況，否則無法順利脫離火災(zāi)危險區(qū)域，無法保障人們在火災(zāi)中的逃生安全性。在安全出口的設(shè)置方面，主要位于建筑內(nèi)部的各類防火區(qū)域，只要能夠順利通往室外，那么該出口則可判定為安全出口。在一般安全出口的設(shè)置數(shù)量方面，出口在防火分區(qū)中存在的實際數(shù)目應(yīng)控制在最少兩個以上，這樣能對疏散群眾并使其快速通往室外提供一定的安全保障。

2.消防通道的設(shè)計

在對建筑內(nèi)部的消防通道進(jìn)行設(shè)計過程中，相關(guān)人員首先應(yīng)對建筑整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面分析，并充分結(jié)合建筑中各部分的使用功能以及人們在該建筑中的主要聚集區(qū)域，此過程可充分借助BIM技術(shù)，科學(xué)設(shè)置消防裝置，以便在發(fā)生火災(zāi)時能夠第一時間控制火情，并爭取更多的救援時間。在消防系統(tǒng)的具體設(shè)計中，應(yīng)著重對火情報警裝置進(jìn)行安裝，在建筑內(nèi)的各個區(qū)域合理設(shè)置消火栓、滅火器等裝置。其中，消火栓的位置應(yīng)離防火區(qū)域較近，促使火情能夠更快的被扼制。若按照防火的安全作為分界線，應(yīng)沿著該區(qū)域預(yù)留最少六個消火栓的位置。

3.防火設(shè)計

在對建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行防火設(shè)計過程中，相關(guān)人員應(yīng)充分結(jié)合該區(qū)域的地理特點，將通風(fēng)、光照等可再生資源進(jìn)行充分利用，將燈光用電時間適當(dāng)減短，當(dāng)建筑體能夠緩解供電壓力后，也能在很大程度上降低建筑發(fā)生火災(zāi)的幾率。在建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)中，防火設(shè)計需體現(xiàn)在疏散通道的設(shè)置合理性，還有能夠有效控制火災(zāi)蔓延以及滅火需求的措施落實程度，同時，還需將各個空間結(jié)構(gòu)之間的間隔進(jìn)行科學(xué)設(shè)計，盡可能地降低火情蔓延速度。其次，由于當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)通常為鋼結(jié)構(gòu)，應(yīng)適當(dāng)增強(qiáng)此類結(jié)構(gòu)的防火性能，這種方式能夠確保火情蔓延至結(jié)構(gòu)中時，建筑的支架部分不會輕易倒塌，以此爭取一部分逃生時間。鋼結(jié)構(gòu)可以采用專門的防火涂料進(jìn)行噴涂，同時，這種涂料也能夠在很大程度上提高該結(jié)構(gòu)的熱絕緣性。還有，防火分區(qū)的設(shè)置也應(yīng)達(dá)到一定的安全規(guī)范要求，同時將墻體、門窗等裝置進(jìn)行有效組合，確保建筑空間能夠有一定的分割作用。

三、結(jié)語

總的來說，現(xiàn)階段我國建筑工程在開展房屋建設(shè)的過程中，存在一部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計問題，對于房屋建筑而言，其建筑物是工程學(xué)、力學(xué)以及美學(xué)等方面結(jié)合的產(chǎn)物，設(shè)計者在設(shè)計過程中需要滿足各類型的基本要求。不論在建筑物的基礎(chǔ)功能方面還是在力學(xué)要求方面，都需要設(shè)計人員深入施工現(xiàn)場第一時間進(jìn)行勘察，確保各個施工細(xì)節(jié)能夠達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。