摘 要： 在競爭激烈的建筑市場， 只有質量及技術過硬， 才能在建筑市場立于不敗之地。在此， 房屋結構設計的合理與否直接影響到人們的生命財產(chǎn)安全。本文就房屋結構設計中所存在的缺陷及所要注意的相關問題分析，對概念設計及地基設計進行重點論述。

　　關鍵詞： 房屋 結構設計 概念設計

　　1 房屋結構設計存在缺陷分析

　　1.1 防火設計問題

　　一些設計人員對防火規(guī)范、 規(guī)定不熟悉， 對建筑物分類有錯誤，導致在設計中對防火標準執(zhí)行有誤， 消防處理不當， 存在許多安全隱患;一些重要場所的安全疏散出口、 疏散門開啟方向不正確， 影響安全疏散;有些設計中的防火分區(qū)面積過大， 防火間距過長， 設計存在隨意性;有些消防設施設計不合理、不配套 ，建筑物一旦失火 ， 消防設施將不能有效發(fā)揮作用。

　　1.2 結構設計不合理，留下安全隱患

　　如 《建筑抗震設計規(guī)范》 第 7.1.8 條(強制性條文)規(guī)定 “底部框架- 抗震墻結構， 上部的砌體、 抗震墻與底部的框架梁或抗震墻應對齊或基本對齊” 。有些設計把底層設計成大空間， 抗震墻很少， 上部砌體抗震墻大部分與底部的框架梁或抗震墻不對齊 ，造成結構體系不合理， 傳力不明確;有些設計中抗震分類、場地類別選用錯誤， 導致整個結構設計錯誤。一些混凝土構件， 特別是懸挑構件的最小配筋率達不到要求， 有的相差一半， 有的甚至一半都達不到;有些設計中荷載取值沒有按規(guī)范要求來確定， 存在漏算錯算現(xiàn)象;有些結構設計與提供的計算書不一致，結構強度遠遠低于計算結果 ， 設計存在嚴重安全隱患。

　　1.3 設計深度達不到規(guī)定要求

　　一些設計人員制作圖紙“偷工減料” ， 設計粗糙， 過于簡單， 施工圖中應有的系統(tǒng)圖、 大樣圖、相關剖視圖漏缺;一些重要的、應該用圖紙反映的內(nèi)容只標注 “見圖集” 、 “由設備廠家確定” 等， 施工圖設計表述不全， 細部大樣不詳， 不能反映工程的全貌;一些重要的設計依據(jù)、設計參數(shù)、 工程類別、安全等級、 耐火等級、 防火消防處理等在設計總說明中沒有標明或交待不全。這些問題的產(chǎn)生,有的是由于設計人員沒有對一般房屋尤其是多層房屋設計引起高度重視,盲目參照或套用其他的設計的結果;有的則是由于設計過程中對設計規(guī)范和設計方法缺乏理解;還有的是由于設計者的力學概念模糊, 不能建立正確的計算模式, 對結構電算結果也缺乏判斷正確與否的經(jīng)驗。

　　2 房屋結構設計的規(guī)范要求

　　為避免出現(xiàn)上述結構設計問題, 在房屋結構設計時首先必須從結構計算和構造上滿足規(guī)范的相關要求。

　　2.1 結構計算應注意的問題

　　①荷載計算的錯誤。諸如漏算或少算荷載、 活荷載折減不當、建筑物用料與實際計算不符,基礎底板上多算或少算土重。

　　②底框砌體結構驗算。底部剪力法僅適用于剛度比較均勻的多層結構,對具有薄弱層的底層框架混合結構,應考慮塑性變形集中的影響,通常對底層地震剪力乘以 1.2～1.5 的增大系數(shù);底層框架混合結構的剪力分配不能簡單地按框架抗震墻的方法。因為底層框架結構中只有底層框架抗震墻,應采用雙保險的方法,抗震墻承擔全部剪力,框架按剛度比例承擔剪力。剛度計算時,框架不折減,抗震墻折減到彈性剛度的 20%～30%; 應考慮底層框架柱中地震作用產(chǎn)生傾覆力矩所引起的附加軸力。

　　③避免樓板計算中方法不正確。連續(xù)板計算不能簡單地用單向板計算方法代替;雙向板查表計算時,不能忽略材料泊松比的影響,否則由于跨中彎矩未進行調整,將使計算值偏小。

　　④對電算結果的正確性作出有效評價。目前結構計算大多采用結構設計計算程序進行計算,如何對計算結果進行分析、 評價,是一個非常重要的方面。因此必須根據(jù)工程設計的經(jīng)驗對計算結果進行分析、 判斷,根據(jù)其正確與否,決定能否作為施工圖設計的依據(jù)。

　　2.2 構造設計應注意的問題

　　①注意構件最大配筋率和最小配筋率的限值。尤其是在抗震設計中既要保證建筑結構在地震發(fā)生時具有一定的延性, 又必須滿足最小配筋的要求。

　　②嚴格按照規(guī)范要求,保證鋼筋在各個部位所需滿足的錨固、 延伸和搭接長度,材料選用也必須滿足強度要求。

　　③為了防止屋面溫度應力引起的墻體開裂, 必須采取有效的通風融熱措施。

　　④按抗震構造要求設置的構造柱,應在整個建筑物高度內(nèi)上下對準貫通,上至墻壓頂,下至淺于 500mm 基礎圈梁,或伸入室外地面以下 500mm 的構造柱與圈梁、樓板和墻體的拉接必須符合規(guī)范要求。

　　3 房屋結構設計的概念設計與地基設計

　　3.1 必須及早介入建筑結構的概念設計。 房屋設計無論是多層磚混或框架剪力墻結構,都不同于以往的靜力設計,必須從抗震的角度,采用二階段設計來實現(xiàn)三個水準的設防要求。為此,結構設計人員必須及早介入建筑結構的概念設計, 否則將會導致建筑結構設計的不合理,給以后的結構設計帶來難度。房屋結構的概念設計是指一些在計算中或在規(guī)范中難以作出具體規(guī)定的問題,必須由工程師運用 “概念” 進行分析,作出判斷,以便采取相應的措施。例如結構破壞機理的概念、力學概念以及由震害試驗現(xiàn)象等總結提供的各種宏觀和具體的經(jīng)驗等。這些概念及經(jīng)驗貫穿在方案確定及結構布置過程中,也體現(xiàn)在計算簡圖或計算結果的處理中。房屋結構的概念設計在整個設計過程中起著舉足輕重的作用,一幢建筑物的設計,如果沒有事先經(jīng)過全盤正確的概念設計,以后的計算模式再準確、 計算再精確、 配筋再合理,也不可能是一個經(jīng)濟、 合理的優(yōu)秀設計工程。因此在建筑物的方案設計階段應正確把握建筑結構的概念設計, 對不同形式的房屋建筑掌握各自概念設計中容易疏忽的要點。

　　①對一般多層砌體房屋結構,應按 《建筑抗震設計規(guī)范》 要求做到優(yōu)先采用橫墻承重或縱橫墻共同承重的結構體系: 縱橫墻的布置宜均勻對稱,沿平面內(nèi)宜對齊,沿豎向應上下連續(xù);樓梯間不宜設置在房屋的盡端和轉角處;不宜采用無錨固的鋼筋砼預制挑檐。

　　②對鋼筋砼多、 高層結構房屋,力求做到結構布置盡量采用規(guī)則結構。對復雜結構,可以設置防震縫,把它分割成各自規(guī)則的結構單元。結構布置以少設縫為宜,一旦設縫,則應使防震縫的設置與伸縮縫、 沉降縫相統(tǒng)一;框架與抗震墻等抗側力結構應雙向布置,以便各自承擔來自平行于該抗側力結構平面方向的地震力; 框剪體系的各抗側力結構要形成空間共同工作狀態(tài),除了控制抗震墻之間樓、 屋蓋的長寬比及保證抗震墻本身的剛度外,還需采取措施,保證樓、 屋蓋的整體性及其與抗震墻的可靠連接。

　　4 加強房屋地基結構設計

　　為防止或減少由于地基沉降或不均勻沉降引起的構件開裂或破壞,可以從建筑措施、結構措施、 地基和基礎措施方面加以控制。 諸如:避免采用建筑平面形狀復雜、 陰角多的平面布置;避免立面體形變化過大;將體形復雜、 荷載和高低差異大的建筑物分成若干個單元;加強上部結構和基礎的剛度; 同一建筑物盡量采用同一類型基礎并埋置于同一土層中等一系列措施。地基的結構設計應分別就高層建筑與多層建筑考慮不同的設計。

　　對高層建筑來說,由于需要一定的埋置深度,從經(jīng)濟的角度考慮,基礎一般采用樁箱或樁筏張拉施工。為了保證錨索張拉鎖定達到設計噸位,進行以下控制:

　　①張拉前先對千斤頂、 張拉油泵、 壓力表等進行配套標定,并用油漆進行編號,防止張拉過程中張拉機具混亂使用;②.張拉前對參與錨索張拉的人員進行專門的培訓， 指定采用同號液壓油,防止因液壓油粘度不同產(chǎn)生標定誤差; ③張拉前對參與錨索張拉的人員進行專門的培訓, 使每個參與錨索張拉的人員從理論上懂得錨索張拉工藝流程及在張拉過程中要注意那些問題; 從操作上熟悉張拉機具的具體操作;④整束張拉前,錨索先進行分束預緊,預緊張拉力為 50kN,確保在孔內(nèi)的鋼絞線順直,以提高錨固效果;⑤錨索張拉力按張拉工藝流程逐級增大, 張拉過程中當達到每一級的控制張拉力后穩(wěn)壓 5min才進行下一級的張拉,達到最后一級張拉力穩(wěn)壓 30min;⑥張拉時升荷速度每分鐘不超過設計應力的 1/10; 卸荷速度每分鐘不超過設計應力的 1/5;⑦盡可能以鋼墊板為基準,直接量測鋼絞線伸長值,量測千斤預活塞伸長值作為鋼絞線伸長值會有誤差, 因為鋼絞線彈性變形影響其伸長值的準確性;⑧.鋼絞線理論伸長值計算,張拉段段長取值為止?jié){環(huán)后端到張拉時鋼絞線實際受力點的距離;⑨.當鋼絞線伸長值大于理論計算值 10%或小于 5%時,暫停張拉,查明原因并采取相應措施調整后,才繼續(xù)張拉;除監(jiān)測錨索外,抽約 5%有粘結錨索安裝測力計,監(jiān)測錨索鎖定后 48h 后應力變化情況,如應力損失超過設計應力 10%,進行補償張拉。

　　5 結束語

　　現(xiàn)代建筑對結構設計人員的要求越來越高，這就需要結構設計人員對專業(yè)知識的透徹理解， 積極創(chuàng)新， 設計一個經(jīng)濟、 合理的房屋，創(chuàng)造經(jīng)濟效益及社會效益。