房屋结构设计

关于房屋结构设计方法及常见问题的探讨摘要：随着社会经济的发展和人们生活水平的提高，对建筑结构设计也提出了更高的要求。发展先进设计理论，加强先进技术的应用，加快新型高强、轻质、环保建材的研究，使建筑结构设计更加安全、适用、可靠和经济是建筑结构设计的发展方向。房屋建筑逐渐由单层、多层向高层发展，房屋结构形式也由简单的砖混结构变得日趋复杂和多样。关键字：房屋结构设计问题随着社会经济的发展和人们生活水平的提高，对建筑结构设计也提出了更高的要求。发展先进设计理论，加强先进技术的应用，加快新型高强、轻质、环保建材的研究，使建筑结构设计更加安全、适用、可靠和经济是建筑结构设计的发展方向。房屋建筑逐渐由单层、多层向高层发展，房屋结构形式也由简单的砖混结构变得日趋复杂和多样。针对当前主要结构形式的建筑结构设计中，还存在—些需要解决的问题。本文主要针对当前房屋建筑结构设计中一些常见却又常被人们忽视的错误进行了剖析，指出了错误的原因和后果，并给出了一些设计建议和构造的要求。随着社会经济的发展和人们生活水平的提高，对建筑结构设计也提出了更高的要求。发展先进设计理论，加强先进技术的应用，加快新型高强、轻质、环保建材的研究，使建筑结构设计更加安全、适用、可靠和经济是建筑结构设计的发展方向。房屋建筑逐渐由单层、多层向高层发展，房屋结构形式也由简单的砖混结构变得日趋复杂和多样。针对当前主要结构形式的建筑结构设计中，还存在—些需要解决的问题。本文主要针对当前房屋建筑结构设计中一些常见却又常被人们忽视的错误进行了剖析，指出了错误的原因和后果，并给出了一些设计建议和构造的要求。一、房屋建筑结构设计的基本方法1、结构平面图在绘制结构平面布置图时，是否要输入结构软件进行建模呢？当建筑地处抗震设防烈度为6度区时，根据建筑抗震设计规范，是可以不用进行截面抗震验算的，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。当然，如果时间允许的情况下还是输入建模较好，有一个便利就是可以利用软件来进行荷载导算何乐而不为呢？需要注意的是，当建筑地处抗震设防烈度为7度及以上时是必须要输入软件建模计算的。2、屋顶(面)结构图当建筑是坡屋面时，结构的处理方式有梁板式及折板式两种。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。折板式适用于相反的条件。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120厚。此外梁板的折角处钢筋的布置应有大样示意图。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。3、大样详图在建筑详图的准确无误的基础上，大样详图的绘制可在建筑详图的基础上直接绘制，也可在以前做过的详图的基础上来局部改进绘制。这阶段需要注意在保持建筑外形的前提下尽量的使结构受力合理和施工方便。在标高和外形尺寸上一定要和建筑专业协调一致。二、房屋结构设计常见问题1、地基与基础方面多层房屋无地质详勘报告，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是不科学的。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，统一考察多方面因素进行基础类型和上部结构的详细勘测方可设计，仅凭耐力这一数据是不全面的，也是不安全的，更不能盲目地把耐力容许值取得小一些就认为万无一失了。采用换土垫层进行软弱地基处理，不进行换土垫层设计，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，只能使软弱地基处理既不安全，又不经济。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震能力，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，维持竖向承载力，提高结构的抗震性能有着重要的作用。在当前结构设计中，构造柱经常被作为承重柱使用，这种做法将引起以下几个问题。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墙体的拉结和约束作用，而且结构一旦遭遇地震作用时，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其应有的作用，反而成为房屋结构中的一个薄弱的部位。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、抗弯强度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将出现裂缝。建议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墙体的局部承压和抗弯强度。经验算合格，方可在梁下布置构造柱。3、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的设计。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，各方面的地震作用应由该方向的抗侧力构件来承担。就是说，在框架结构设计中，纵向框架与横向框架有同等的重要性。一些结构设计者对以上非抗震设计，只按纵向的普通的连续梁进行设计，梁柱的节点和框架中的纵筋、箍筋的配置无法满足框架的构造要求。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筋置均不足的现象。4、连续梁按单梁进行设计这种情况多发在阳台边梁的设计中。由于边梁上的荷重一般较小，没有引起设计者的重视，图受力分析方便，设计者把实际应为连续梁的梁按单简支梁进行设计，致使梁在支座处上部负筋配置量过少。这样必然引起梁在支座附近上部受拉区出现竖向裂缝，进而引起梁上部拦板出现竖向裂缝。如果该边梁长度较长时，问题将会变得更加严重。因为该梁一般直接暴露在室外，受环境温度影响较大。当环境温度变化时，梁的伸缩受到梁端柱或挑梁的约束，在梁内产生收缩应力，该收缩应力作用于原已产生的梁上裂缝处，引起梁的支座附近沿整个梁截面四周裂缝贯通，梁承载力降低，直接影响了使用安全。5、楼板设计常见问题楼板是建筑工程中的主要承重构件，是它将楼面，屋面的荷载传给其周围的墙或梁上，楼板的设计问题必将连带梁、墙、柱等构件安全。若对整个设计考虑不周，很容易出现设计质量问题，有的还可能存在严重的质量隐患。楼板设计中常见如下几个问题。设计时为了计算方便或因对板的受力状态认识不足，简单地将双向板作用单向板进行计算。使计算假定与实际受力状态不符，导致一个方向配筋过大，而另一方向仅按构造配筋，造成配筋严重不足，致使板出现裂缝。板承受线荷载时弯矩计算问题。在民用建筑中，常常在楼板上布置一些非承重隔墙，故大楼板设计中常常将该部分的线荷载换算成等效的均布荷载后，进行板的配筋计算。但有些设计人员错误地将隔墙的总荷载附以板的总面积。另外，板上隔墙顶部处理常采用立砖斜砌顶紧上部分的楼板、屋面板，这样会给上部的板增加了一个中间支承点，使其变为连续板，支承点上部出现了负弯矩，而在板的设计中又没考虑该部分的影响，致使板顶出现裂缝。双向板有效高度取值偏大。双向板在两个方向均产生弯矩，由此双向板跨中正弯矩钢筋是纵横叠放，短跨方向的跨中钢筋应放在下面，长跨方向的跨中钢筋置于短跨钢筋的上面，计算时应用两个方向的各自的有效高度。一般长向的有效高度比短向的有效高度小d(d为短向钢筋的直径)。有的设计为图省事或对板受力认识不足，而取两个方向的有效高度一致进行配筋计算，致使长跨有效高度偏大，配筋降低，使结构构件存在质量隐患，甚至出现开缝的现象。总之，房屋结构设计上必须遵循科学性、可行性和实用性原则，按规范相应的构造要求严格执行，才能从根本上消除设计质量的隐患