建筑结构设计师的月薪 [房屋建筑结构设计的原则与方法探讨]

　　由于我国经济的飞速增长，带动了各行各业的发展，尤其是建筑业发展的速度是最快的。同时，社会经济的发展促使人们的生活水平提高，这也使人们对建筑结构设计提出了更高的要求。本文是针对房屋建筑结构提出问题，并根据房屋建筑结构的设计原则找出相应的解决办法。
　　
　　1.楼板设计常见问题
　　建筑工程的主要承重构件是楼板，楼板将楼面、屋面的荷载传给其周围的墙和梁上，所以楼板的设计问题肯定会连带梁、墙、柱等构件安全。如果对楼板整个设计不完善的话，很容易出现设计质量的漏洞，有可能还会存在严重的质量隐患。通常楼板设计中常见如下几个问题：
　　设计人员在进行楼板设计时为了计算方便或者因对板的受力状态认识不够，就简单地把双向板作用按照单向板进行计算。这样楼板的实际受力状态与计算假定状态不符，导致楼板的一个方向受力过大，而另一方向受力不足，致使楼板出现裂缝。
　　双向板有效高度取值偏大。双向板在钢筋是纵横叠放，短跨方向的跨中钢筋应放在下面，长跨方向的跨中钢筋置于短跨钢筋的上面，计算时应用两个方向的各自的有效高度。一般长向的有效高度比短向的有效高度小d（d 为短向钢筋的直径）。有的设计者为图省事或对板受力认识不足，而取两上方向的有效高度一致进行配筋计算，致使长跨有效高度偏大，配筋降低，致使结构构件存在的质量隐患，甚至出现开明缝的现象。
　　楼板承受线荷载时弯矩计算问题。在民用建筑中，常在楼板上布置一些非承重隔墙，故楼板设计中，通常将该部分的线荷载换算成等效的均布荷载后，进行楼板的配筋计算。有些设计人员图省事，错误地将隔墙的总荷载附以该板块的总面积。这样会造成非承重隔墙分布宽度内配筋量不足，而此板块其它部分配筋过大，这样隔墙处楼板会出现裂缝。
　　
　　2.结构设计中要遵循的基本原则
　　房屋结构设计的主要目的是使建筑物安全和房屋能够适应使用的要求，所以设计人员房屋在结构设计时要保证并遵循这四个基本原则：1）抓大放小；2）多道防线；3）刚柔相济；4）打通关节。原则4打通关节保持平衡的目的是为了房屋永远处于原始的静态，当房屋结构的力量不能畅通时，构件和构件之间的静态平衡会被破坏，结构也会相应的发生变化。由此可见，设计人员充当的是房屋结构平衡的协调者，他们的主要任务是让房屋上所有互不相关的构件相聚之后仍然保持静态（也就是使总体保持常态），或者是处在相对的静态之中。
　　
　　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。所以在进行砌体结构设计时可以不采用在软件中建模，设计人员可以直接进行设计，但是在设计的过程中要注意房屋建筑结构的受压以及局部受压的问题。理论上讲，在时间充裕的情况下输入建模比直接设计的效果好，因此如果有一个便利的软件来帮助进行房屋结构的荷载导算，能够使设计人员设计出来的结构是实际受力情况更加精确。设计人员在设计前，应该对房屋地处进行考察，如果房屋地处抗震设防烈度7度或者7度以上时，设计人员在设计时必须要输入软件建模计算的。
　　3.2 屋顶结构图
　　当房屋是坡屋面时，坡屋面的结构的处理方式有梁板式和折板式。梁板方式适合用于房屋平面不规则，房屋板跨度较大，屋面坡度和屋脊线转折比较复杂的坡屋面。而折板方式适合用于相反的条件。这两种方式的房屋板都是偏心受拉构件。房屋板在配筋时应该有部分或者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。另外，房屋梁板折角处的钢筋的布置应该有具体示意图。关于坡屋面板的平面画法，设计人员通常采用剖面示意图和大样详图的表示方法相结合，这种方法使施工人员更加准确理解图纸。正确的绘图和设计的关键是设计人员对设计知识的掌握程度和设计时的原则，所以结构设计者首先要具备一定的空间概念和正确理解建筑图纸以及示意图。这样的设计的图纸才能让施工人员准确的理解。因为屋面的起坡会使阁楼层的部分墙体比较高，所以设计人员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
　　在建筑详图的准确无误的基础上，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
　　设计人员在设计楼梯梯板时要注意楼梯挠度的控制，梯梁的高度要和房屋要求的一致，并且位置也要和上下楼层相统一。如果梯梁的局部和房屋不合适可以使用折板楼梯，折板楼梯中的钢筋在房屋内折角处必须断开并且分别锚固意面局部的应力集中。
　　3.5 基础
　　房屋基础的混泥土标号选择应该符合房屋的结构耐久性的要求。另外，基础的配筋也要选用最小配筋率，在进行条基交接部位的钢筋设置时，设计人员应该画出详图或者是选用标准图，便于施工人员理解。需要注意的是，条基交叉处的基底面积不能反复的利用，并需要注意调整基础的宽度。当房屋局部墙体中有较大荷载时也需要调整基础的宽度。在设计基础图中的构造柱时，应当给予准确定位。
　　3.6 合理的设计结构计算和构造
　　在进行底框砌体结构的验算时需要注意：1）底部剪力法只适合用在钢度较匀称的多层结构，而对那些有薄弱层的混合结构，就应先考虑其塑性变形集中的影响；2）设计者在计算底层框架混合结构的剪力分配时不能仅仅按框架抗震墙的方法计算。由于底框架结构中只有底层框架抗震墙，所以应采用双保险的方法，由抗震墙来承担全部剪力，框架按钢度比例来承担剪力。在进行钢度计算时，框架承担剪力不折减，抗震墙折承担剪力减到弹性钢度的20％-30％；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。
　　尽量避免楼板计算中使用不正确的方法。1）连续板剪力的计算不能用单向板计算的方法来代替。2）在进行双向板查表计算时，设计人员不能忽略材料泊松比带来的影响，否则，跨中弯矩没有进行调整，将使比值计算值比实际的要小。
　　3.7 从抗震要求出发，进行合理的结构设计
　　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：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。
　　对钢筋砼多、高层结构住宅，力求做到：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。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。
　　
　　4. 结语
　　房屋建筑的结构设计是一个系统而又全面的工作，所以设计人员不但要具备扎实的建筑类的理论知识功底和空间概念。还要具备灵活创新的思维以及严肃认真负责的工作态度。并且不断的加深和学习房屋知识，来满足人们对房屋的更高要求。
　　
　　参考文献
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　　（作者单位：重庆市设计院，重庆渝中区400015）

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