房屋建筑结构设计的探讨

房屋建筑结构设计的探讨
摘要：建筑结构的可靠度、稳定性很大程度取决于建筑结构加固处理，在这里笔者论述了建筑结构加固设计，设计的过程以及基本方法。

关键词：建筑结构、结构设计、加固设计、受力分析
引言：我国是自然灾害高发国家之一，其中三分之二的大中城市均处于地震高发区域，则加强对既有建筑结构加固处理迫在眉睫。

此外，建筑物存在使用年限，即建筑物在正常的使用情况下，若超过了使用年限，其势必会出现老化现象相当严重，据不完全统计，我国在上个世纪90年代建成的建筑占据整个建筑总量的40%，这给整个社会及人民的生命安全及财产损失造成极大的威胁，所以，加强建筑结构加固处理势在必行。

1房屋建筑结构设计的基本方法
1.1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？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。

1.2屋顶（面）结构图。

当建筑是坡屋时，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。

板配筋时应由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，结构设计者必须哟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。

2建筑结构加固技术设计
2.1框架结构加固方法
增补受拉钢筋法是将受拉钢筋增设于建筑物砼梁结构受拉部位，从而提高建筑梁结构承载能力。

该方法适用于承载能力增加要求不高且建筑结构截面高度验算结果与达标梁间存在一致性。

增补受拉钢筋法具体包括粘结法、全焊接法、半焊接法。

2.2砖混加固法
若建筑物为砖混结构墙，其加固材料允许使用砼板墙钢筋网片、钢筋网片及水泥砂浆等，其施工方法应以喷射砼法为主。

若被加固建筑物为层数少、抗震验算差值小建筑，乱宜的加固方法为水泥砂浆钢筋网片法。

若被加固建筑物为高层建筑（超过4层），适宜的
加固方法为砼板墙钢筋网片法。

在处理建筑物横墙间距过大或空心楼板时，应以楼盖结构及屋盖形式为依据，科学选取建筑加固方案。

若建筑物为空心楼板屋盖或楼盖，适宜的加固方法为现浇钢筋网片叠合层，干理由是其不仅符合了建筑横墙建筑的需要，且克服了建筑整体性能差及楼层刚度低的缺陷。

3、结构设计的过程
结构设计的阶段答题可以分为三个阶段，结构方案阶段，结构计算阶段和施工图设计阶段，方案阶段的内容为：根据建筑的重要性，建筑所在地的抗震设防烈度，工程地质勘查报告，建筑场地的类别及建筑的高度和层数来确定建筑的结构形式（例如，砖混结构，框架结构，框剪结构，剪力墙结构，简体结构，混合结构等等以及由这些结构来组合而成的结构形式）。

确定了结构的形式之后就要根据不同结构形式的特点和要求来布置结构的承重体系和受力构件。

结构结构计算阶段的内容为：首先，荷载的计算。

荷载包括外部荷载（例如，风荷载，雪荷载，施工荷载，地下水的荷载，地震荷载，人防荷载等等）和内部荷载（例如，结构的自重荷载，使用荷载，装修荷载等等）上述荷载的计算要根据荷载规范的要求和规定采用不同的组合值系数和准永久值系数等来进行不同工况下的组
合计算。

其次，构件的试算。

根据计算出的荷载值，构造措施要求，使用要求及各种计算手册上推荐的试算方法来初步确定构件的截面。

再次，内力的计算，根据确定的构件截面和荷载值来进行内力
的计算，包括弯矩，剪力，扭矩，轴心压力及拉力等等。

最后，构件的计算。

根据计算出的结构内力及规范对构件的要求和限制（比如，轴压比，剪跨比，跨高比，裂缝和挠度等等）来复核结构试算的构件是否符合规范和要求。

如不满足要求则要调整构件的截面或布置到满足要求为止。

4房屋结构设计中常见的问题
4.1地基与基础方面
多层房屋无地质详勘报告，仅仅依据建设单位口头或笼统参照附近建筑物的基础设计资料就进行施工图设计是不科学的。

地基与基础设计要做到合理，安全适用，设计人员必须依据地质勘察资料，统一考察多方面因素进行基础类型和上部结构的详细勘测方可设计，仅凭地耐力这一数据是不全面的，也是不安全的，更不能盲目地把耐力容许值取得小一些就认为万无一失了。

采用换土垫层进行软弱地基处理，不进行换土垫层设计，只凭经验处置。

有时设计者对软弱地基的危害认识不足，只是简单地凭借经验采用沙石垫层加强一下承载力，没有进行垫层宽度和厚度计算，只能使软弱地基处理既不安全，又不经济。

4.2砖混结构房屋中构造柱兼作承重柱用
在砖混结构中，构造柱不但能够提高墙体的抗震能力，而且构造柱与圈梁联结在一起，形成对砌体的约束，这对于限制墙体裂缝，维持竖向承载力，提高结构的抗震性能有着重要的作用。

在当前结构设计中，构造柱经常被作为承柱使用，这种做法将引
起以下几个问题。

构造柱作为承重柱使用后，使得构造柱提前受力，这不但会降低构造柱对墙体的拉结和约束作用，而且结构一旦遭遇地震作用时，在构造柱位置必然形成应力集中，首先破坏。

这样构造柱不但起不倒其应有的作用，反而成为房屋结构中的一个薄弱的部位。

4.3在框架机构设计中，只注意了横向框架的设计而忽视了纵向框架的设计。

现行建筑抗震设计规范要求，水平地震作用应按两个主轴方向分别计算，各方面的地震作用应由该方向的抗侧力构件来承担。

就是说，在框架结构设计中，纵向框架与横向框架有同等的重要性。

一些结构设计者对以上非抗震设计，只按纵向的普通的连续梁进行设计，梁柱的节点和框架中的纵筋、箍筋的配置无法满足框架的构造要求。

由于没有考虑地震的纵向作用，在实际设计中经常出现梁的支座负筋，跨中纵筋及箍筋的配置均不足的现象。

5高层建筑结构受力分析方法。

（1）框架一剪力墙结构的高层建筑内力于位移的计算分析，大都采用连梁连续化假定。

可由框架结构与剪力墙水平位移或转角相等的位移协调条件，建立位移与外荷载之间关系的微分布方程进行求解。

（2）剪力墙结构的受力特征与变形主要取决于墙体的开洞情况。

单片剪力墙按其受力特性的不同，可分为单肢墙、小开口整体墙、联肢墙等各种类型，不同类型的剪力墙结构其截面应力分布的规律也不相同，计算结构内力与变形位移时需采用相对应的计算方法。

（3）按照对计算模型处理的手法不同，筒体结构的实用分析方
法通常可分为：等效连续化法、等效离散化法和三维空间分析法。

等效连续化方法的具体应用包括有连续化微分方程求解法、有限单元法、能量法等；等效离散化方法则包括等代角柱法、核心筒的框架分析法等；相对于等效连续化方法和等效离散化方法的筒体结构计算模型，完全按三维空间结构建立计算模型来分析筒体结构体系的受力性能更为精确。

三维空间分析法将高层筒体建筑结构体系看作是由若干个空间梁单元、空间柱单元和薄壁柱单元组合而成的空间杆系结构体系进行计算分析，更符合受力结构体系的实际工作状态。