浅谈房屋结构设计常见问题

1、浅谈房屋结构设计常见问题 【摘要】文章根据笔者建筑设计经验谈谈房屋建筑结构设计存在问题及相应的解决措施。 【关键词】房屋结构；设计；问题；措施 1 我国房屋建筑结构设计现状 1.1 图纸设计过于简单 房屋建筑结构设计图纸是建筑施工的基础。科学合理的建筑图纸需要详细地说明结构设计的每一个细节，如结构类型、抗震设计、抗震等级、防裂度、墙体材料。有些建筑施工方的建筑结构设计不规范，在各层梁、柱、墙的平面配筋图中，采用不标准图集，地上地下的结构标高、梁柱编号、结构层高标注不清楚，在具体的建筑施工中，现场混乱，引起建筑事故。 1.2 简化设计 基础设计要综合考虑土层沿水平及垂直方向上的变化、土质物理力学

2、指标，而不只凭地基承载力来确定的。有无原有坑道、地质异常、地下水位深度等因素，也要结合地质情况对上部结构确定选型，做必要的技术处理。 1.3 浇混凝土楼板质量差 浇混凝土楼板的质量问题在建筑结构设计中经常会出现，其中主要表现在干缩开裂和支座负钢筋倒伏。浇混凝土楼板开裂多出现在住宅楼，在温差较大的季节表现的更明显。 现阶段很多房屋建筑工程采用的是由混凝土预拌厂直接提供的商品混凝土，厂家为了使混凝土的可泵性提高，大量加水，降低了混凝土的质量，导致浇混凝土楼板开裂。 2 提高建筑设计中质量对策 2.1 加强各方的沟通 在进行建筑结构的设计之前，要和承包商及投资商有全面的沟通，讨论建筑结构的类型以及施

3、工的具体要求。这样有利于设计人员对建筑工程的施工设计充分了解，对整个建筑工程的结构设计思路有一个明确的方向。 2.2 设计人员充分收集资料 准确确定计算参数建设工程设计所要涉及的参数会具有特殊性，是由于其所处的地理位置的制约。例如地震烈度、基本风压、场地土类别等参数的选取，设计人员要根据基本雪压分布图、基本风压分布网及工程的地质报告确定，如墙体围护主材各地区都会有差异，确定墙体荷载根据实际采用的材料就非常关键。 2.3 做好建模前处理工作 要准确荷载的计算，不能估计，要完全根据使用要求或建筑做法来输入转换层构件及悬挑构件是否要考虑施工活荷载的不利影响，楼梯洞口的输入飘窗部份倚载的处理、局部开涧

4、的处理。 3 房屋结构设计中砌体结构设计中存在问题及措施分析 3.1 底层框架剪力墙砌体结构挑梁裂缝问题 底层框架剪力墙砌体结构房屋是指底层为钢筋混凝土框架剪力墙结构，上部为多层砌体结构的房屋。该类房屋多见于沿街的旅馆、住宅、办公楼，底层为商店，餐厅、邮局等空间房屋，上部为小开间的多层砌体结构。这类建筑是解决底层需要一种比较经济的空间房屋的结构形式。 出现原因是原设计各层挑梁均按承受本层楼盖及其墙体的荷载进行计算。但实际结构中，悬挑梁上部墙体均为整体砌筑，且下部墙体均兼上层挑梁的底摸，这样挑梁上部的墙体及楼盖的荷载实际上是由上往下传递。上述挑梁的设计计算与实际工程中受力及传力路线不符是导致底层

5、挑梁承载力不足并出现受力裂缝的主要原因，解决的办法要么改变计算简图及受力路线，要么注意施工顺序和施工工序。 3.2 砌体结构布置方式及抗震分析 （1）横墙承重的结构布置：一般房屋为矩形平面，其横向刚度远小于纵向刚度， 因此有足够数量的横墙，是提高结构抗震性能的主要途径。由震害可知，墙体多为剪切破坏，因此，为了提高横墙的抗震能力，必须提高其抗剪强度。主要措施是提高材料的强度等级，增加横墙上的轴压力。为此，应尽量使横墙成为承重和隔断合二为一的墙体。 （2）纵横墙共同承重的结构布置。当房间较大时，设有沿进深方向的梁支承于纵墙上，使纵墙承重。楼板沿纵向搁置， 故形成横墙承重，横墙间距不入，一般可满足抗

6、震要求，同时纵墙也因轴压力的存在而提高了抗剪能力。另一方案是纵墙承重与横墙承重沿竖向交替布置，这种方案实际应用不多。 （3）混合承重结构布置。这种布置可有多种布置方式，如内框架砌体结构、底层框架砌体结构及局部框架砌体结构等。这种结构体系由两种结构材料弹性模量和动力性能相差很大的两种结构体系组成，因而不是一种良好的抗震结构形式。 3.3 楼层平面刚度问题 为了使程序的计算结果基本上反映结构的真实受力状况而不致于出现根本性的误差，设计时应尽可能将楼层设计成刚性楼面。要做到这一点，首先应在建筑设计甚至方案阶段就避免采用楼面有变形的平面比如楼层大开洞、外伸翼块太长、块体之间成“缩颈”连接、凹槽缺口太深

7、等。 要从结构布置和配筋构造上给予保证， 对于使用功能确实必需的，或者建筑效果十分优越的建筑设计，如果其平面无法完全符合刚性楼板的假定，那么在结构设计时可以通过增设连系梁板、洞口边加设暗梁边梁、提高连系梁板或暗梁边梁的配筋量、采用斜向配筋或双层配筋形式等方法，尽量满足刚性楼板的基本假设，或者弥补由于不是绝对的刚性楼板假定而产生的计算“误差”。 3.4 屋面梁与配筋问题 （1）屋面梁配筋太少。结构建模时， 设计人员图方便，屋面梁直接拷贝下层梁的尺寸。由于屋面梁荷载较小，计算结果配筋不多，这样屋面梁在温度变化、混凝土收缩和受力等作用下因配筋率过低而裂缝宽度较大。 （2）受扭屋面梁缺少必要的腰筋。对

8、于一般的梁，为了保持钥筋骨架的刚度， 同时为了承受温度和收缩应力及防止梁腹出现过大的裂缝，一般构造措施为梁腹板高度大于450mm时加设腰筋，其间距200mm，然后拉筋勾连。对于受扭构件，混凝土结构设计规范（gb50010-2002）第10.2.5条第二款规定，其纵向受力钢筋的间距不应大于200mm和梁截面短边长度。基于以上问题，怎样对结构计算中几个重要参数的合理选取是建筑结构设计中应该重点考虑的，笔者从以下三个方面进行说明： a 振型数的取值 振型数取多少关系到结构计算结果的精度。对于平面不规则、刚度不均匀的复杂结构，尤其对于多塔结构、大底盘结构，在考虑扭转耦联计算时，很难确定应该取多少个振型

9、来计算地震作用。若振型数取少了，有些高振型的地震作用计算不出来，结构抗震设计不安全；若振型数取得太多，又增加很多计算工作量。一般应遵循以下原则：当不考虑扭转耦联计算时，至少应取3；当振型数多于3时，宜取3的倍数，但不应多于房屋的层数；如层数2时，振型数可取2或1，如层数=5层时，振型数可取3，而不能是6；对于不规则的结构，当考虑扭转耦联时，振型数应取9，结构层数较多或结构刚度突变较大，振型数应多取，但又不能多于房屋层数的3倍。 b 周期折减系数 框架结构由于填充墙的存在，使结构的实际刚度大于计算刚度，计算周期大于实际周期。因此算出的地震剪力偏小，使结构偏于不安全，所以对结构的计算周期进行折减是必要的。但对框架结构的计算周期不折减或折减系数取得过大都是不妥当的。 c 梁跨中正弯矩放大系数 此系数主要是对那些楼面活荷载较大的多层建筑设置的，不能泛用。当梁上不计算活荷载或不考虑活荷载的不利布置时，一般取放大系数1.2，以弥补梁跨中弯矩偏小之不足；当多层建筑推导荷载时，将永久荷载与楼面活荷载分开计算，并作活荷载不利布置，此时系数应取1.0，不再放大。