1、浅谈房屋建筑结构设计的要点摘要：本文是作者近几年的工作经验总结，主要分析了建筑结构设计中应注意的几个要点。 关键词：房屋建筑；结构设计 中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号： 1、建筑结构设计的原则 1.1 顾全大局。 “强柱弱梁” 、 “强剪弱弯” 、 “强节点，弱构件”等是建筑结构设计中非常重要的概念，虽然整个结构体系是由各种构件协同组成一体的，但各个构件在结构中担任的角色不尽相同。 “强柱弱梁”就是柱子不先于梁破坏，因为梁破坏属于构件破坏，是局部性的，而柱子破坏将危及整个结构的安全，甚至可能会整体倒塌，后果严重！所以我们要保证柱子更“相对”安全。 “弯曲破坏”是延性破坏，是有预
2、兆的，如开裂或下挠等。而“剪切破坏”是一种脆性的破坏，没有预兆的瞬时发生，没有防范，所以我们要避免发生剪切破坏！“强节点，弱构件”是指节点的承载力应高于连接构件，因节点失效意味着与之相连的梁与柱都失效。 1.2 多道防线。例如，多肢墙与单片墙、框架剪力墙与纯框架相比，前者比后者的抵抗能力要强。安全的结构体系是采取多道防线来设计的，当发生灾难时，如果把生存的希望全都寄托在某单一构件上是非常危险的。因此，在设计中应该尽可能增设多道抗震防线，利用赘余杆件的屈服和弹塑性变形来消耗尽可能多的地震输入能量；利用赘余杆件的破坏和退出工作，使结构从一种稳定体系过度到仍然稳定的另一种体系，实现周期的加大，从而减
3、少地震力。 1.3 刚柔相济。合理的建筑结构体系应该是刚柔相济的。结构太刚则变形能力差，强大的破坏力瞬间袭来时，需要承受的力很大，容易造成局部受损最后全部毁坏；而太柔的结构虽然可以很好的消减外力，但容易造成变形过大而无法使用甚至整体倾覆。结构是刚多一点好，还是柔多一点好？这些问题历来都是专家们争论的焦点，现今的规范给出的也只是一些控制性的指标，但无法提供“放之四海皆准”的精确答案。最后，专家们达成难以准确言传的共识；刚柔相济乃是设计者的追求。 2、建筑结构设计要点分析 2.1 概念设计 所谓概念设计一般是指不经数值计算，尤其在一些难以作出精确理性分析或在规范中难以规定的问题中，依据整体结构体系
4、与分体系之间的力学关系、结构破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的基本设计原则和设计思想，从整体的角度来确定建筑结构的总体布置和抗震细部措施的宏观控制。运用概念性近似估算方法，可以在建筑设计的方案阶段迅速、有效地对结构体系进行构思、比较与选择，易于手算。所得方案往往概念清晰、定性正确，避免后期设计阶段一些不必要的繁琐运算，具有较好的的经济可靠性能。同时，也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。 2.2 地基基础方面的设计要点 地基基础设计必须以安全为最主要的设计原则，在进行设计时必须依据地质勘察资料，综合考察地质、土壤以及地下水等多方面因素，充分完善基础类型和上部结构的设计方案，
5、不能片面地追求耐力容许值，认为耐力容许值小即为安全标准。通常来讲，在进行施工图设计前，设计部门应查看由相关部门提供的多层房屋建筑地质详勘报告，特别注意不能仅以建设单位提供的笼统的附近建筑物基础设计资料为依据。此外，应避免单纯凭经验处理的方法来对软弱地基进行换土垫层设计，必须采取安全高效的方法处理软弱地基的换土垫层。例如，若凭借经验处理，仅仅采用砂垫层加强承载力，而没有计算垫层宽度和厚度，那必然会给建筑物的安全性带来了极深的隐患。 2.3 构造柱的设计要点 构造柱一般生根于地梁中，没有另设基础，如果将构造柱作为承重柱使用，则会造成构造柱提前受力，降低了构造柱对墙体的约束作用，柱底基础的局部承压强
6、度必然不能满足整体设计要求，柱底基础一旦发生冲切或局部承压破坏，就会出现裂缝。这种情况在结构遭遇地震时表现得尤为明显，此时应力会集中到构造柱位置，导政构造柱首先遭到破坏，这样一来，构造柱不但起不到应有的作用，反而会成为房屋结构中的薄弱部位。 2.4 框架结构的设计要点 在建筑结构设计过程中，极易出现为受力分析简单而将梁简化为铰支梁的设计方法，即在建筑物中忽略了柱对梁的约束弯矩，忽略了梁柱间的刚结作用，结构一旦受力，柱顶抗弯强度不足，承重柱在梁底附近将会出现水平裂缝，形成塑性铰。这样的设计方法不仅严重的损害了房屋的耐久性，而且这样的结构一旦遭遇地震作用就会出现倒塌事故造成人员伤亡，对国家和人民的
7、财产安全早成了重大威胁。同时，现行的建筑抗震设计规范中有如下要求：水平地震的作用应按两个主轴方向分别加以计算，各方面的地震应力应由该方向的抗侧力构件来承担。这就要求结构设计人员在框架结构设计中，不仅要对横向框架进行设计，还也应对纵向框架进行设计。在现代建筑结构设计中，纵向框架与横向框架应被结构设计人员加以同等重要的考虑。避免出现对纵向框架按普通的连续梁进行设计的发生；避免出现节点和框架中的纵筋等的配置不符合框架的构造要求的情况发生。 3、建筑结构设计中几个问题的思考 3.1 关于超长钢筋混凝土结构 目前，越来越多的建筑采用超长混凝土结构，但考虑到建筑功能和外观上的需要，这些建筑往往不设或少设伸
8、缩缝，致使结构不设缝的长度远远超出了我国规范规定的限值，通常把这种结构称为超长混凝土结构。钢筋混凝土结构存在抗裂性差这一缺点，混凝土建筑物的裂缝问题是混凝土工程中带有一定普遍性的问题。混凝土结构体表面或内部产生的裂缝将对结构承载力、防水性以及抗冻性、抗钢筋锈蚀性、抗化学侵蚀性等耐久性能产生严重的危害。裂缝的出现，不但影响美观，而且还严重影响建筑物的使用寿命。采用后浇带和膨胀加强带补偿混凝土结构收缩的无缝技术，就可以很好地解决这个问题。 3.2 防止由于地基沉降或不均匀沉降引起的构件开裂或破坏 预防或减少地基不均匀沉降造成的危害，可以从建筑措施，结构措施，地基或基础措施方面加以控制。例如：避免采
9、用建筑平面形状复杂，阴角多的平面布置；避免采用立面体型变化过快的建筑。设计中应将体型复杂，荷载和高低差异较大的建筑物分成若干个单元，并加强上部结构和基础的刚度。同一建筑物应尽量采用同一种基础形式且基础应埋置于同一土层中。 3.3 板面设置温度应力筋 在混凝土结构设计规范中，规定了在温度收缩应力较大的现浇板区域内，钢筋间距宜取为 150200mm，并应在板的末配筋表面布置温度收缩钢筋，板的上下表面沿纵横两个方向的配筋率均不宜小于 0.1%。但在实际设计过程中，设计人员对怎样来判断温度收缩应力较大的区域会产生误区。 3.4 从构造角度看应注意的问题 在抗震设计中既要保证建筑结构在地震发生时具有一定
10、的延性，又必须满足最小配筋的要求。因此应特别注意构件最大配筋率和最小配筋率的限值。要保证钢筋在各个部位所需满足的锚固、延伸和搭接长度，材料选用也必须满足强度要求。为了防止屋面温度应力引起的墙体开裂，必须采取有效的通风散热措施，构造柱与圈梁、楼板和墙体的拉接必须符合规范要求。 4、结论 总之，建筑结构设计是一个系统而全面的工作，不仅是建筑设计成功实现的保证，更是建筑安全应用的基础。建筑结构设计是一项经验性很强的工作，作为结构设计人员，在工作实践中一定要善于总结工作中的经验和教训，要严格遵照设计规范、标准进行，同时也应具备灵活创新的思维和严肃认真负责的工作态度。在加深对当前房屋建筑结构设计中常见问题的认识与研究的基础上，不断提高自身的结构设计水平，以保证建筑质量，确保人民生命财产的安全。
