房屋建筑结构设计中常见问题与解决措施探究

房屋建筑结构设计中常见问题与解决措

施探究摘要：为了提升现代建筑的质量，合理利用空间资源，做好房屋结构设计工作，建筑设计者必须合理运用建筑结构设计优化方法，强化房屋结构的安全性能与稳定性，选择较为合理的变量与目标参数，对不同环节的建筑建造活动进行全面优化，达成节约成本、提升房屋建造质量的基本目标。关键词：房屋建筑结构设计；问题；措施0引言在建筑设计院的设计工作中，结构设计是主要的专业设计之一。结构工程师究竟是做什么的，结构设计的主要工作内容有哪些呢。本文从结构设计工作实践出发，对结构设计的主要工作内容进行一次梳理、解析和总结。一般结构设计分为三大步骤，建筑方案设计、初步设计和施工图设计。1建筑结构优化设计中存在的问题1.1超高问题建筑物的超高问题必然会导致承重问题的存在，由于我国在抗震性能方面，对超建筑物提出了相应的要求，并且在结构高度方面对超建筑物做出了严格的规定。因此，在设计此类建筑物的结构时，设计人员并没有在更换建筑结构类型的同时，充分考虑建筑物是否存在超高问题，这也是结构施工图无法通过审核的主要原因。因此，需要从结构方面入手，重新设计和审核所设计的建筑物方案，以此保证所设计的建筑物中不会存在超高结构。在设计建筑结构的过程中，需要从中心、重心以及形心方面，对其刚度、整体结构以及几何结构予以重点关注。高层建筑结构之所以会出现扭转问题的原因是在设计建筑刚度、整体结构及几何结构的过程中，没有重合其中心，重心以及形心，进而导致在水平方向对建筑施加压力，导致了扭转问题的出现。因此，设计人员在进行设计的过程中，需要尽可能的在平面进行合理的布局设计，以此来使扭转问题在建筑物中的出现，能够得到一定的避免或预防，使建筑刚度，整体结构以及几何结构的重心、中心以及形心能够保持重合。1.3不合理的结构体系目前，我国在地上和地下为大部分建筑物配置了两层结构，因此，通常来说，都会选择在地下室顶板部位，对高层建筑物进行嵌固。在设置嵌固端的过程中，负责设计建筑结构的人员通常没有对此类问题给后期施工带来的影响予以关注。因此，导致在建设建筑物的过程中，由于所设置的嵌固端并不合理，需要频繁修改设计方案，进而导致安全隐患在建筑物中的遗留。2做好房屋结构设计、合理利用优化方法的正确路径2.1优化房屋形体，调整外观与室内布局房屋结构设计优化不仅应以强化建筑安全性、稳定性作为基本目标，还应处理好形体优化工作，建筑设计者必须基于住户的审美要求、周边环境背景，做好调整室内布局，改善外观布局的基本任务，调整建筑内部各类基础设施的布局，突出空间层面的协调感与美观性，推出内容完整的设计方案，基于水文天气、地理环境、人居需求等因素重新设计房屋外形与内部布局，针对建筑中的游戏区、休闲区、活动区等进行优化，保证其能够在投入使用后发挥相应的作用。2.2构建房屋设计模型，科学选择变量为在短时间内检验不同类型设计方案的合理性，找对优化方向，必须利用数字化软件搭建建筑模型，选择贴近实际的建筑内部参数变量，为建筑结构设计的进一步优化打好基础，在搭建数据模型、优化设计方案之前，建筑设计师可立足整体性角度分析某一建造方案中建筑的各项基本性能，把握后期结构优化的切入点与关键点，对影响整体方案应用效果的关键因素有准确的认识，例如地基土层的厚度、承载力以及空气湿度等，将建筑工程所涉及的各类参数引入建筑结构模型之中，让结构设计优化工作获得可靠的数据支持，建筑设计者必须基于数字化建筑模型，分析各类因素与环境条件对建筑使用性能所产生的负面、正面影响，控制后期结构优化工作给建筑设计方案精确度带来的偏差，选择能够提升优化效果的函数与计量标准，在保证现代建筑的安全性、实用性的前提下，突出房屋结构优化设计工作的经济性，压低建筑工程成本，合理选择较为适宜的房屋建造结构、技术器材使用方式、建筑材料，结合具体环境条件，调整施工工艺，全面提升建筑建造效率。建筑设计师可基于数字化模型对各类变量进行精确计算，选择经过实践验证有效的计算方法，根据建筑的整体功能与住户所提出的质量要求，设计配套的数据分析标准，对主要的变量数据进行模拟运算，整合并深入研究基于模型和函数进行的数字化模拟活动的统计结果，发现建筑设计方案的潜在缺陷与固有优势，平衡能够对建筑质量产生影响的主要变量，把握各个建筑设计方案的技术含量、经济效益大小，对建筑的设计功能布局进行研究。2.3基础设计的优化基础需承受上部结构传递的荷载，这对于建筑安全至关重要，建筑基础工程造价在工程总造价中占比较大，但由于地质条件的复杂性和不可预见性，基础造价往往难以控制，所以设计人员必须重视基础设计的优化，既要保证基础结构的安全性与稳定性，还要考虑整体建筑的工程造价满足经济性，基础工程部分的设计优化对建筑结构的整体设计优化有非常大的影响。根据本文项目的勘察报告及周边高层建筑的基础情况，设计中采用灌注桩穿过软弱的淤泥质土、黏性土层，以强风化花岗岩或中风化花岗岩做桩端持力层，这样的设计基础承载力大，安全可靠。但由于桩长过大，施工工期长且造价较高。若项目开挖两层地下室后，底板标高处于卵石层上，卵石层的地基承载力较高，经过软弱下卧层验算后，可以满足上部建筑的承载力和变形要求，因此优化为筏板基础，可大大缩短工期、降低工程造价。设计构件配筋时，设计人员应明确结构的受力情况与传力路径，了解设计内容，保证配筋设计的科学性与合理性，在满足建筑结构安全性与功能性的前提下，细化构件配筋设计，降低结构含钢量。本文项目对楼板配筋、梁钢筋锚固长度和剪力墙约束边缘构件配筋进行了优化。楼板配筋计算中，用更精确的有限元计算方法替代传统的手册计算方法，可得到准确且直观的楼板应力分布图。尺寸较大的楼板，在保证混凝土裂缝与板挠度符合规范的前提下，可根据楼板不同区域的受力情况分区配筋，适当减少靠近梁边的板底配筋，把钢筋用在跨中及承受局部荷载的区域，充分发挥钢筋受拉性能。剪力墙结构常遇到框架梁与剪力墙垂直搁置的情况，墙厚较小时无法满足梁支座筋在剪力墙内的水平锚固长度，为满足钢筋锚固长度而增加墙厚或设置端柱的方法并不合理。此时，可在梁筋端部双面贴焊短钢筋的构造做机械锚固，此办法施工较简单，且能缩短梁钢筋的水平锚固长度。现行的相关规定，剪力墙约束边缘构件计算体积配箍率时，可适当计入满足构造要求且在墙端有可靠锚固的水平分布钢筋面积，最多可占比30%，因此在实际配筋设计中考虑墙水平钢筋可以大大减少约束边缘构件的箍筋用量。结束语：综上所述，在对建筑结构设计优化时，应保证建筑项目的安全性和良好使用性能，兼顾施工条件、建设成本等多方面因素，积极管控设计的各方面和各阶段，引进合适的新技术新工艺，全面分析工作的重点和难点，建立科学合理的设计目标，优化设计方法，细化设计流程，保证优化结果。参考文献：沈丽.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用研究[J].居舍，2021（4）：85-8