房屋结构设计的相关问题

房屋结构设计的相关问题

　　合理的房屋结构设计不仅对建设项目节省投资、缩短工期、提高经济效益起着方向盘的作用，同时也为设计者本身提高了信誉、积累了财富。

　　房屋结构设计的相关问题【1】

　　【摘 要】随着现在社会经济部断的发展，房屋设计是工程建设的首要环节，是整个工程建设的灵魂。

　　设计成果不仅要美观、适用、安全，还要经济。

　　施工图是工程师的语言，是设计者设计意图的体现，也是施工、监理、经济核算的重要依据。

　　本文对房屋结构设计中容易被忽视的问题出发，提出了解决这些问题的建议。

　　【关键词】结构设计;房屋;混凝土

　　合理的结构设计不仅对建设项目节省投资、缩短工期、提高经济效益起着方向盘的作用，同时也为设计者本身提高了信誉、积累了财富。

　　因此，设计图纸质量的优劣直接影响到工程建设，这就要求我们在工作中认真再认真、仔细再仔细。

　　以下为自己学习规范、规程并根据多年设计工程项目顺利通过施工图设计审查的经验，总结了房屋结构设计中容易被忽视但应引起注意的几个问题，在此与同仁共勉，不足之处请多多批评指正。

　　1、柱下钢筋混凝土独立基础

　　在基础设计中，柱下独立基础被广泛运用到各类工程当中，其抗剪强度验算不易引起重视而出错，直接影响工程的结构安全。

　　GB50007 2002 建筑地基基础设计规范中，未对柱下独立基础要求进行抗剪强度验算，只规定了要验算基础交接处和基础变阶处的受冲切承载力，一般多层房屋基础经过软件JCCAD 校核，多能满足规定。

　　但《建筑地基基础设计规范》第8. 1. 2 条中注4同时规定：“基础底面处的平均压力值超过300 kPa 的混凝土基础，尚应进行抗剪验算。”而高层房屋的独立基础坐在基岩上时，其基础底面处的平均压力远远超过此值，必须进行抗剪强度验算。

　　2、条形基础混凝土强度等级

　　依据GB 50068 2001 建筑结构可靠度设计统一标准第1. 0. 5条规定，普通房屋的结构设计使用年限为50 年。

　　GB 50010 2002 混凝土结构设计规范第3. 4. 2 条规定，一类、二类、三类使用环境下，设计年限为50 年的房屋结构最低混凝土强度等级为C20 。

　　目前，条形混凝土基础仍然是多层砌体结构房屋常用的基础形式，但不少设计人员(包括青海省地方通用图集青02G03) 图纸中条形基础垫层混凝土强度等级设计为C15 ，不符合规范规定，建议慎重对待。

　　3、多层与高层房屋在结构设计中的区别

　　多层房屋由于其高度一般不大，受水平力影响较小，主要承受竖向荷载的作用，多选用砌体结构体系或框架结构体系。

　　而高层房屋主要承受水平荷载的作用，多选用侧向刚度较大、抗侧移性能较好的框架—剪力墙结构或剪力墙结构体系。

　　就执行和遵守的规范类别而言，多层房屋应执行GB 50011 2001 建筑抗震设计规范(2008 年版) ，高层房屋应执行J GJ 3 2002 高层建筑混凝土结构技术规程。

　　4、结构平面图中偏梁的轴线定位

　　一般情况下，房屋中间梁的中心线与轴线相重合，而外围边梁、楼梯间横向梁和卫生间隔墙下梁等由于考虑建筑造型和使用功能的需要，都会有意将梁外皮与墙(或柱) 外皮取平，则会出现偏梁问题。

　　结构平面图或梁配筋大样图中往往未标明其偏移的定位尺寸或轴线号，有些施工人员不能完全领会设计意图，到主体结构完工时，才发现存在失误，造成损失或纠纷，我们设计应引以为戒。

　　5、悬挑梁

　　1)由于使用功能的要求或地形限制等原因，悬挑梁结构形式很常见。

　　一般梁内承受的荷载通常大于梁外挑部分，所以梁内与外挑梁截面尺寸会有差异，设计人员常将梁内的上层主筋向挑梁延伸了事，殊不知两侧的主筋根本无法伸进挑梁内。

　　等到钢筋工绑扎钢筋时才暴露出问题，这时许多钢筋已截断成型，不仅影响了施工，还造成了经济损失。

　　2) 在平常施工过程中，普通梁箍筋的接口位置一般都在梁上部两角交替绑扎，对于悬挑梁箍筋的接口位置，规范和相关构造图集并没有明确规定，仅要求悬挑梁箍筋一般都通长加密、弯钩不小于135°、弯钩平直段长度不小于10 d。

　　箍筋约束纵筋通过和混凝土相互之间的粘结、摩阻、咬合等形式共同联合抵抗外力。

　　箍筋的接口是一个封闭箍筋的薄弱部位， 它主要是混凝土本身提供的抗剪强度不足时，才增设的帮助抵抗剪力的横向钢筋。

　　在施工中，箍筋的制作绑扎不规范，会消弱箍筋对构件的混凝土和纵向钢筋的约束作用。

　　悬挑梁构件主要为上部受拉下部受压，将箍筋的接口位置放在构件的底部受压区，相应可以弥补这方面的不足，箍筋接口在受压区由于受到混凝土对它施加的压力，其锚固作用显然比受拉区有利得多，所以，悬挑梁箍筋的接口一般宜设在梁底部交替施工。

　　6、结构设计软件的运用

　　在房屋结构设计中，天正、PKPM 等已成为应用最广泛的软件，它们把结构工程师从繁琐的手算、手工绘图中解放出来，使设计人员有更多的精力进行模型比较、创新设计，极大地提高了结构设计的效率，加快了我国建筑工程的发展。

　　但同时，结构计算软件的普及在使用中也带来了一定的负面问题。

　　1)许多设计人员对设计软件产生了严重的依赖性，甚至形成了一种错误的认识，认为有无力学、材料、结构专业知识无所谓，只要会掌握软件、懂得电脑操作，不加分析照搬从前的工程设计经验，进行大量的习惯性、传统的结构设计，对计算机结果明显有不合理的地方不能及时发现，使得许多房屋结构留下安全隐患。

　　2)先进方便的软件，建立正确的模型，设置合理的计算参数，就有了电算结果。

　　对计算结果是否正确合理，我们应进行认真的综合判断分析。

　　GB50010 2002 混凝土结构设计规范第5. 1. 6 条规定：对电算结果，应经判断和校核;在确认其合理有效后，方可用于工程设计。

　　J GJ 3 2002 高层建筑混凝土结构技术规程第5. 1. 16 条规定：对结构分析软件的计算结果，应进行分析判断，确认其合理、有效后方可作为工程设计的依据。

　　同时，GB 50011 2001 建筑抗震设计规范(2008 年版第3. 6. 6-3 条规定：复杂结构进行多遇地震作用下的内力和变形分析时，应采用不少于两个的不同力学模型，并对其计算结果进行分析比较。

　　这就要求我们在遇到平面造型及建筑方案要求而造成平面很不规则的情况，在设计时一般用以SATWE(空间有限元)计算为主，TAT(三维空间杆件)、PMSAP(整体通用有限元)等软件计算为辅的模式，对结构计算进行综合分析。

　　程序只能起到设计工具的作用，不能代替设计。

　　良好的房屋设计是房屋抗震的基础和关键，结构工程师要协调好建筑设计与结构抗震的关系，房屋设计力求简单、对称，质量和刚度变化均匀;要力求结构体系明确、传力途径简捷、刚度和强度分布合理，薄弱部位要进行强化设计;构件要具有一定的强度和变形能力或延性，并具有可靠的连接;支撑系统稳定;非结构构件要设置合理;并应考虑当地的建筑习惯做法，熟悉当地建筑材料的货源情况、造价。

　　7、结束语

　　房屋结构设计是一门专业性很强的学科，我们只有不断提高业务素质和技术水平，重视设计中存在的相关问题，特别是容易被忽略的地方，不断积累设计经验，优化设计，发挥主动性创新精神，培养竞争意识，才能适应技术进步和变化，使我们设计的房屋成为施工方便、同行夸赞、业主满意的安全结构，对此，我们任重而道远。

　　参考文献：

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　　[2]肖毅卿.建筑与结构设计中易出现的问题[J ] .建筑知识，1998 ，18 (2) ：16.

　　多层框架房屋结构设计的相关问题【2】

　　【摘 要】随着我国建筑事业的快速发展，多层框架结构房屋设计在工业与民用建筑中的应用越来越普遍，本文对多层建筑房屋设计中的几个关键问题进行了分析，并提出了相应的设计对策。

　　【关键词】多层框架结构;设计;对策

　　国民经济的快速发展使得建筑行业空前繁荣，房屋建筑逐渐向着高层化发展，房屋结构形式也日趋复杂多样，而框架结构凭借其良好的抗震性和整体性在当今多层房屋设计中得到了广泛应用。

　　多层框架房屋结构设计发展至今，已普遍采用计算机辅助电算设计，设计效率和合理性得到显著提升。

　　但与此同时，多层框架房屋结构设计中仍存在一些需要我们思考和注意的问题，鉴于此，本文对多层房屋框架结构设计中需要多加注意的几个问题进行了归纳和分析，期望为建筑结构设计同行提供可行的参考。

　　1、多层框架房屋结构类型的选择

　　多层框架房屋结构设计过程中，基础类型的选择应充分结合房屋建设施工场地及周边的地址情况、房屋上部结构荷载需求等因素。

　　在以往设计案例中，常有因基础类型或上部结构设计不合理而造成的地基基础不均匀下沉或地基基础倾斜的问题，为了避免这类问题的出现，设计过程中需强化对房屋上部结构与基础类型匹配度的研究，确保框架结构的稳定性与合理性。

　　此外，在保证多层房屋框架结构设计科学合理的基础上，还应对候选方案的经济性进行对比，综合各方面因素选用最为经济、可靠的设计方案。

　　多层框架房屋结构类型的选择过程中，最需要关注的问题是框架结构的受力及其辅助设计，实际工作中可运用PKPM软件进行操作：1)厚度参数。

　　通常情况下，单向板应当取值1/35板跨，双向板应当取值1/40板跨。

　　在此基础上进行相应的挠度与裂缝处理，并对板厚参数及配筋方案进行合理控制;2)柱的截面参数。

　　对柱的截面参数进行计算和分析;3)初选梁截面参数。

　　梁截面的高度参数一般应在梁的跨度的1/15到1/10之间，梁截面的宽度参数一般应在跨度的1/3到1/2之间，计算过程中应结合这一标准进行确定和分析;4)荷载载力。

　　计算过程中应充分考虑荷载载力因素，将其做输入处理，目前PKPM软件中的SATWE程序能够对框架结构设计中的荷载载力参数进行处理计算，在此需要特别注意的问题是，框架柱的荷载设定应当满足轴压比的限制条件，依照此种限制因素对超筋及构造配筋的梁柱参数加以合理优化与调整，此外，为确保共振稳定性，还应对结构的自振周期进行严格检验;5)基础选型。

　　目前多层框架房屋结构设计中常用的基础类型有柱下筏板、柱下独立基础、柱下条基、柱基这几种，每种基础类型有其相应的适用情况和结构性能特点，应结合每项工程的实际设计需要进行合理选择。

　　此外，现行建筑抗震规范明确要求，使用计算机计算出来的一切结果都应结合实际情况进行合理选择和确定，因而，对于采用PKPM软件计算出来的设计参数，都应结合实际情况进行比对分析，而不能盲目采用。

　　2、多层框架房屋结构梁的设计

　　多层框架房屋结构梁的设计过程中需要注意以下几个问题：1)多层房屋框架结构设计中，应考虑由附加横向钢筋来承载梁下部的集中荷载，出于这一考虑，应在设计中添加吊筋和箍筋设计，而出于施工简便，通常采用附加箍筋;2)框架梁与次梁的端部出现相交的现象，或者弹性支承在墙体上，对于梁端支座可以按照简支梁的方式来处理，但是必须对梁的端箍筋进行加密;

　　3)抗扭梁设计过程中，应保证纵筋间距大于30 cm，同时确保纵筋的间距小于梁的宽度，此外，为了进一步提升多层框架结构的抗扭性能，在梁的设计过程中还常采用扩大腰筋直径以及缩小腰筋间距的做法;4)通常，在多层框架结构设计中，框架梁的截面高度应在梁跨度的1/15到1/10间，而宽扁梁来说，框架梁的截面高度最大不应大于柱宽的两倍。

　　3、多层框架房屋结构柱的设计

　　多层框架房屋结构柱的设计过程中应注意以下几个问题：1)一般来说，若框架结构柱地面以上的部分为圆柱，那么地下部分常做成矩形柱，这样一来既能够较好地保证框架结构的稳定性，又能减少工序提升施工效率;2)圆柱的纵筋应大于8根，同时，为了保证圆柱的稳定性、整体性和承载力，通常采用螺旋式箍筋;

　　3)一般来说，对于矩形柱的箍筋，应采用井字符合形式，而对于特殊情况下需考虑抗震因素的工程，则应严格按照现行抗震设计规范采取相应的加固、加密对策，对于多层框架结构的角柱、梯柱和框架柱来说，应采取全柱高范围内加密对策，对于抗震等级大于7级的施工区域，框架结构柱的截面边长应大于25cm，对于3级以下的工程，框架结构柱的截面边长应在40cm以上，而4级抗震情况下，框架结构柱的截面边长应大于30cm。

　　4、多层框架房屋结构基础设计

　　多层框架房屋结构基础设计中需要注意两个问题，一是柱下独立基础设计问题，二是梁柱边弯矩计算问题：1)柱下独立基础设计。

　　一方面，现行的抗震规范设计中规定：当建筑工程地基的主要受力层范围并非集中在软弱粘性土层，并且建筑施工项目层高≤8层，总层高≤25m的情况下，这部分民用建筑工程在实际施工过程中可不必进行地基基础抗震承载力的验算。

　　因此，在实际设计工作中，对于抗震等级大于7级的地震施工区域的多层框架房屋工程而言，在其基础设计过程中可免去抗震承载力的相关分析和计算。

　　但需要注意的是，这一情况下的基础设计虽不必考虑抗震承载力因素，但必须考虑风力荷载作用力因素，在基础设计和相关计算过程中，不得忽略这一因素。

　　此外，在以往的设计案例中，配筋比例不合理，房屋框架结构稳定性和安全性差的问题并不少见，追究其原因发现，一些设计人员在柱下独立基础设计过程中，对于作用于基础顶面的外荷载载力时未将剪力设计值考虑在内而仅仅考虑弯矩和轴力设计值，甚至将弯矩和剪力设计值均忽略掉仅仅考虑轴力设计值，这样一来基础设计方案有失合理性，一些设计尺寸参数较之实际情况偏小，难免造成配筋比例不合理的问题，为多层框架房屋结构埋下严重的安全隐患;2)梁柱边弯矩计算。

　　多层框架房屋结构设计过程中，梁柱边弯矩的计算，包括梁端最大正弯矩和最大负弯矩的计算，都应充分结合实际状态下的梁端弯矩参数和剪力设计值参数，其计算公式如下：柱边位置梁柱弯矩设计参数=剪力设计值参数±剪力设计值参数×梁柱柱宽参数/2。

　　5、总结

　　综上所述，计算机的普及和各种电算软件的出现为多层框架房屋结构设计带来了诸多便利，对提升计算精确度和加快设计效率有着重要的意义。

　　但实际工作中，一些电算过程并未将实际施工情况纳入考虑范围，因而电算结果与实际情况存在一定的偏差。

　　对此，设计人员应注意结合实际施工条件和建筑物设计需要对电算结果进行适当的系统调整，以保证设计参数符合实际工程情况，进而确保多层框架房屋结构设计方案的可行性、可靠性和科学性。

　　参考文献：

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　　房屋结构设计中的相关问题及对策【3】

　　【摘要】房屋结构关系到房屋中的生命财产，好的房屋结构不仅仅实用省材、屹立千年，还能在自然灾害爆发时使生命财产得到最大的保全。

　　本文探讨了房屋结构设计中的相关问题及对策，具有一定的参考价值。

　　【关键词】房屋结构设计，问题，建议

　　在对房屋结构予以设计时具有复杂性与系统性，工程较大，且其设计水平与房屋建筑稳定性、安全性、实用性以及可靠性紧密相关。

　　因此，设计人员需对自身专业素质予以不断强化，并积累工作经验，发挥创新思维，掌握先进设计方法与理念，以促使房屋结构设计更加科学合理。

　　同时还需与工程实际情况相结合，完善与优化建筑结构设计与材料使用，确保房屋结构设计的安全性，保证人们的生命财产安全。

　　1 现行的基本房屋结构设计方法

　　1) 房屋结构的平面图设计。

　　该平面图的设计是依据房屋具体的施工位置和房屋的施工手段相结合，运用与之接近的设计图纸和相关的设计方法，在设计过程中要遵守和符合建筑法律法规的相关规定，完成房屋的结构设计。

　　如今的房屋结构设计相当复杂，不仅仅需要专业的设计人员，计算机辅助制图也是必不可少的，如 CAD 这样的设计软件也必须熟练掌握。

　　2) 房屋结构基础设计。

　　房屋的结构基础设计首先要保证房屋的牢固性，完成房屋结构设计以后，要按照设计图纸并且遵照相关的法律法规，来确定所使用的混凝土的标号。

　　房屋的结构基础设计最重要的是要保证房屋经久耐用、坚固牢靠。

　　设计人员亦应该考虑房屋建筑的实际施工情形，优化设计，将设计和实际相结合。

　　3) 屋顶结构设计。

　　房屋的屋顶有平缓和较陡之说，当坡面较陡的时候，设计人员应该结合实际，适当的调整房屋结构的规整程度，调整板跨度、屋顶的坡度角，适当的降低屋脊转折端的转折复杂程度，用梁板式或者折板式来处理屋顶结构。

　　设计者在进行设计时要在头脑中存在一个立体的房屋，清楚明白的表达自己的设计意图，使施工人员心领神会，顺利进行施工。

　　4) 大样详图的绘制。

　　设计人员直接参阅正确的详图绘制进而进行大样详图的绘制工作，详图的绘制必须保证房屋结构不变，逐步把细节具体化，在具体的绘制过程中要注意，高度和尺寸必须遵守相关法律法规的规定，结构简单化，受力强度较好，这样才能使房屋的结构设计符合心意。

　　2 房屋结构设计中存在的相关问题

　　1) 结构设置不合理。

　　很多房屋建筑的结构设计不合理，很多房屋设计机构在对房屋结构进行设计时，千篇一律，不注意分析房屋建筑的特殊性，也不考虑施工条件以及房屋建筑的自然地理条件和房屋建筑的周边环境。

　　房屋的结构关乎一个房屋的坚固程度，是房屋建筑质量的核心所在，我国在房屋的结构设计方面有过这样的先例，在汶川地震、玉树地震中结构较好的房屋虽然遭到了严重破坏，但能保持基本骨架，不会对房屋中的人造成致命伤害，而且好的房屋结构设计质量轻，也在一定程度上减少了对人的伤害。

　　房屋的结构设计如果仅仅遵照理论，而不考虑实际情况，不严格遵守房屋建筑的相关法律法规，就会出现安全事故。

　　房屋结构的不合理性还表现在房屋的变形和错位。

　　2) 尺度设计不合理。

　　房屋的高度、宽度要符合一定的比例，这样不仅结构合理，也在外观上给人一种美感。

　　房屋的高度和宽度设计应该按照有关部门的规定进行设计，有些开发商为了追求利益，在进行房屋结构设计时私自增加了房屋的高度和宽度，有的房屋设计甚至远远超过了建筑行业规定的标准，房屋高度和宽度的不合理将会使房屋的抗震能力严重降低，大大影响房屋的安全性能。

　　3) 房屋的地基设计不符合规范。

　　地基是整个建筑的基础，如果地基不稳固，房屋就好比建在半空之中，没有安全性可言。

　　地基的设计关乎到整个建筑的安全，地基的设计不合理会给房屋的建筑施工留下严重安全隐患，房屋建筑建成之后，地基问题就会随着时间的流逝日渐凸显，主要表现为房屋的倾斜，房屋出现裂缝，严重的还会发生倒塌，使人们的生命财产遭受损失。

　　房屋地基的设计应该对房屋周围的环境影响因素进行评价，不仅仅要满足现今的要求，还要考虑长远，要在地基周围预留出一部分地基应对建筑承重不断增加的情况。

　　4) 部分结构不合理。

　　在房屋的结构设计中，有的设计者为了满足某种需求增加了底层的空间，因而减少了必要的防震墙，这样一来，上下两部分的防震墙不能整齐对应，出现了结构缺陷。

　　其次，对于某些房屋建筑的设计，设计者没有具体分析建筑的周围环境，把房屋建筑进行了错误的抗震分类，从而在以下的结构设计中均出现不当。

　　5) 消防设计不合理。

　　消防问题在近些年越来越被重视，但是在房屋的设计中，有些设计人员依然不去重视消防问题，认为房屋中不会出现什么大的事故，这样的设计思想误区会给房屋安全带来极大的隐患。

　　消防设计的不合理很可能在房屋发生火灾或者其他突然事件时束手无策，造成重大的生命财产损失。

　　在一些建筑中，有些紧急疏散口的标志方向不对，有些消防器具的摆放位置不合理，这些都可能在灾害发生时发挥不了相应的作用。

　　3 针对房屋设计问题的相关建议

　　1) 房屋结构设计合理化。

　　房屋的结构设计一定要遵守房屋建筑的相关标准，严格遵守房屋设计的基本原则，对房屋建筑进行实地测量，在充分了解房屋建筑实际情况的条件下进行结构设计，准确进行抗震分类，根据气候条件合理设计房屋的屋顶坡面

　　角度。

　　房屋建筑在设计时一定要注重房屋建筑的牢固程度，符合相应的抗震标准，在完成房屋建筑的设计以后要利用数字化软件进行模拟实验，确保设计合理。

　　2) 控制房屋的宽度和高度。

　　房屋建筑的设计人员要严格按照我国建筑行业的有关标准，不能满足开发商的不合理要求，遵守职业道德。

　　另外，建筑行业应该联合起来，在行业内部制定相关的制度，确保设计者能够按照行业标准进行设计。

　　3) 地基的设计。

　　在房屋建筑的地基设计时，应该着眼长远，预留出一部分地基，考虑建筑物的最大承重，防止建筑物因承重过大或者房屋附属建筑的建造出现问题。

　　4) 消防问题。

　　设计者应该充分考虑消防安全，消防安全是房屋建筑安全的最后一道屏障，设计人员应该充分了解消防设计的相关规定，明确房屋建筑中，消防器具的位置，逃生出口的标志，逃生出口应该充分考虑紧急疏散人口时的特殊情形，使逃生出口在关键时刻能够立即打开。

　　另外，防火间应该设计在最为容易触摸到的地方，防火分区要面积合理，起到隔离的作用。

　　4 结语

　　房屋的结构设计是房屋建筑的起始工作，设计工作的质量直接影响着房屋建筑的质量。

　　房屋的设计工作要根据房屋的用途和房屋的实际建筑环境进行，不能千篇一律。

　　房屋结构设计中应注意地基的设计要稳固，结构设计要坚固，屋顶设计要符合气候特征，高度宽度设计要符合安全要求，抗震设计要严格。

　　对于以往房屋建筑设计中存在的不足加以改正，在房屋的建筑设计中注入安全的、合理的、绿色的新元素。

　　参考文献：

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