关于房屋建筑结构设计的探讨

沈伟云

摘要：本文从房屋建筑结构设计的原则、基本内容入手，详细的剖析了建筑结构设计应用的优化方法。

关键字：房屋建筑结构；原则；设计；基本方法

Abstract: This article from the principle and the basic content of building structures design, provide a detailed analysis of the optimization method of building structural design applications.Key words: building structure; principles; design; the basic method

中图分类号：TU22文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）

1.前言

随着我国经济建设和城市建设的飞速发展。民用建筑设计工作繁重而又责任重大，直接影响到建筑物的安全性、舒适性、耐久和经济性。在新形势下研究民用建筑设计技术就显得尤为重要。特别是社会对建筑使用功能和民用建筑防火功能的要求不断提高，许多诸如建筑防火设计与建筑使用功能设计和结构设计之间的矛盾不断出现，在满足建筑结构长远效益的前提下，应尽量减少建筑结构的近期投资并提高建筑结构的可靠度和合理性。

2. 建筑结构设计的原则

2.1 顾全大局，抓大放小。

“强柱弱梁”、“强剪弱弯”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。

2.2 多道防线。

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。

2.3刚柔相济。

结构刚度太大则变形能力差，强大的破坏力瞬间袭来时需要承受的力量很大，容易造成局部严重受损。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。

2.4打通关节。

在结构体系中关节无处不在，因为结构的体系是变化的统一。理想的结构体系应该是浑然一体的，没有任何关节，这样的结构体系可以使任何外力都能迅速传递和消减。打通关节保持平衡的目的其实就是使其永远处于原始的静态，当力量不能畅通时，构件与构件之间的静态平衡被破坏，结构就会发生变化。

3.房屋建筑结构设计的基本方法

3.1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7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。

3.2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。

3.3大样详图在建筑详图的；隹确无误的基础上，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。

3.4楼梯楼梯梯板要注意挠度的控制，梯梁要注意的是梁下净高要满足建筑的要求，梯梁的位置尽量使上下楼层的位置统一。

局部不合适处可以采用折板楼梯。折板楼梯钢筋在内折角处要断开分别锚固防止局部的应力集中。注意梁下的净空要求，并要注意梯板宽度的问题。首段梯板的基础应注意基础的沉降问题，必要时应设梯梁。

3.5基础基础要注意混凝土的标号选择应符合结构耐久性的要求。(通常情况下可采用C25)基础的配筋应满足最小配筋率的要求f施工图审查中心重点审查部位。条基交接部位的钢筋设置应有详图或选用标准图。条基交叉处的基底面积不可重复利用，应注意调整基础宽度。局部墙体中有局部的较大荷载时也要调整基础的宽度。基础图中的构造柱，当定位不明确时应给予准确定位。

3.6从结构计算和构造上进行合理设计

3.6.1底框砌体结构验算时应注意：

3.6.1.1底部剪力法仅适用于刚度比较均匀的多层结构，对具有薄弱层的底层框架混合结构，应考虑塑性变形集中的影响。

3.6.1.2底层框架混合结构的剪力分配不能简单地按框架抗震墙的方法。因为底框架结构中只有底层框架抗震墙，应采用双保险的方法，抗震墙承担全部剪力，框架按刚度比例承担剪力。刚度计算时，框架不折减，抗震墙折减到弹性刚度的20％～30％。

3.6.1.3应考虑底层框架柱中地震作用产生倾覆力矩所引起的附加轴力。

3.6.2 避免楼板计算中不正确方法。

3.6.2.1 连续板计算不能简单地用单向板计算方法代替。

3.6.2.2双向板查表计算时，不能忽略材料泊松比的影响，否则，由于跨中弯矩未进行调整，将使计算值偏小。

3.6.3避免荷载计算的错误。诸如漏算或少算荷载、活荷载折减不当、建筑物用料与实际计算不符，基础底板上多算或少算土重。

3.7 从抗震要求出发，进行合理的结构设计

3.7.1对一般多层砌体住宅结构，应优先采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系：

3.7.1.1纵横墙的布置宜均匀对称，沿平面内宜对齐，沿竖向应上下连续；楼梯间不宜设置在房屋的尽端和转角处不宜采用无锚固的钢筋砼预制挑檐。

3.7.1.2 对钢筋砼多、高层结构住宅，力求做到：

3.7.1.2.1框架与抗震墙等抗侧力结构应双向布置，以便各自承担来自平行于该抗侧力结构平面方向的地震力。

3.7.1.2.2框剪体系的各抗侧力结构要形成空间共同工作状态，除了控制抗震墙之间楼、屋盖的长宽比及保证抗震墙本身的刚度外，还需采取措施，保证楼、屋盖的整体性及其与抗震墙的可靠连接。

3.7.1.2.3结构布置应尽量采用规则结构，对复杂结构，可以设置防震缝。

4.建筑结构设计优化方法的应用及实践价值

4.1 结构设计优化方法的应用。

结构设计优化方法和技术的应用具体体现在房屋工程结构总体的优化设计和房屋工程分部结构的优化设计两方面。其中房屋工程分部结构的优化设计包括：基础结构方案的优化设计、屋盖系统方案的优化设计、围护结构方案的优化设计和结构细部设计的优化设计。对以上几个方面的优化设计还包含选型、布置、受力分析、造价分析等内容．并应在满足设计规范和使用要求的前提下，要结合具体工程的实际情况，围绕其综合经济效益的目标进行结构优化设计。

4.2 结构设计优化方法的实践价值。

在满足建筑结构长远效益的前提下。应尽量减少建筑结构的近期投资并提高建筑结构的可靠度和合理性。与传统设计相比，采用设计优化技术可以使建筑工程造价降低5％一30％。优化技术的实现，可以最合理的利用材料的性能，使建筑结构内部各单元得到最好的协调．并具有建筑规范所规定的安全度。同时，它还可为建筑整体性方案设计进行合理的决策，优化技术是实现建筑设计的“适用、安全和经济”目标的有效途径。

5、结束语

在房屋建筑结构设计中，必须加强方法的研究，抓住设计的要点，进一步提高房屋建筑结构设计的水平。