尹政雯
(重慶市建筑科學(xué)研究院,重慶 400015)
1 民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容。民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分為大概包括以下內(nèi)容:基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):墻體設(shè)計(jì)、板面設(shè)計(jì)、樓梯方向及機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)等;上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):房頂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、隔熱設(shè)計(jì)、門(mén)窗結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、通風(fēng)設(shè)計(jì)等;下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):給排水設(shè)計(jì)、保暖設(shè)計(jì)、電氣設(shè)計(jì)等。
2 設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中較為常見(jiàn)的設(shè)計(jì)類型及特點(diǎn)。① 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)??蚣芙Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)同樣具有砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的功能,但與砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)比較,框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)平面布置靈活,由于框架結(jié)構(gòu)是用鋼筋混凝土與型鋼構(gòu)件來(lái)承重的,所以框架結(jié)構(gòu)的承重力、抗震力都比砌體結(jié)構(gòu)高很多;而且框架結(jié)構(gòu)是采用梁柱剛接,所以框架結(jié)構(gòu)具有很好的延伸性。但為了保證構(gòu)件的各個(gè)部位的承載力均勻且對(duì)稱,設(shè)計(jì)時(shí)必須規(guī)劃出平面和立面。②砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主體設(shè)計(jì)是圍墻設(shè)計(jì),在此類建筑結(jié)構(gòu)中,圍墻起到了承重和護(hù)圍的雙重作用。其特點(diǎn)是:設(shè)計(jì)和施工都較為簡(jiǎn)單,且對(duì)施工人員的技術(shù)要求不高。成本低具有經(jīng)濟(jì)性。但這種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)也有相應(yīng)的缺點(diǎn):由于這種設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)承重強(qiáng)度低,抗震力低,所以只適用于底層民用建筑,不能用于高層民用建筑。③ 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)需要滿足結(jié)構(gòu)布置和平面布置的要求,剪力墻的主要作用就是:承重、分隔空間、護(hù)圍。由于剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一般都作用抗側(cè)力的是剪力墻構(gòu)件且剪力墻自身具有間距限制且平面布置不靈活,所以普遍用于賓館建筑或公寓建筑中。④筒體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。筒體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在高層建筑或者公用超高層建筑中經(jīng)常使用。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有平面設(shè)計(jì)靈活、抗側(cè)剛度和抗扭剛度超強(qiáng)、可以采用集中布設(shè)的設(shè)置來(lái)設(shè)計(jì)剪力墻,等方面的優(yōu)點(diǎn)。
3 民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)。①構(gòu)件設(shè)計(jì)需科學(xué)合理。在民用建筑設(shè)計(jì)中,很多設(shè)計(jì)者由于職業(yè)水平不高或者個(gè)人職業(yè)操守不夠嚴(yán)格,在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中將場(chǎng)地分類與抗震類型弄錯(cuò),設(shè)計(jì)出來(lái)的建筑結(jié)構(gòu)底層空間太大,導(dǎo)致抗震效果不符合國(guó)家相關(guān)建筑規(guī)定,從而造成人民的人身財(cái)產(chǎn)損失。也有在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中載荷計(jì)算不嚴(yán)密、最小配筋率不符合規(guī)定、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算不嚴(yán)密等,都造成了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不科學(xué),不合理。因此設(shè)計(jì)者要提高自身職業(yè)操守和技術(shù)水平,嚴(yán)格按照國(guó)家相關(guān)建筑規(guī)定設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu),使其設(shè)計(jì)出的建筑科學(xué)合理、實(shí)用性強(qiáng)。②建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)選材用料要恰當(dāng)。建筑建設(shè)時(shí)的選材用料是建筑結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)中很重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。比如:高層民用建筑應(yīng)采用鋼管混凝土結(jié)構(gòu)或鋼骨混凝土結(jié)構(gòu),這樣可以減少柱基截面面積從而達(dá)到良好的抗震性能。 ③民用建筑內(nèi)部空間布置設(shè)計(jì)要合理。民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要注意客廳、衛(wèi)生間、廚房、臥室等空間面積的配比設(shè)計(jì),最大程度利用空間面積優(yōu)勢(shì)使其發(fā)揮應(yīng)有的功能,并且需具有美觀性和實(shí)用性。④ 建筑地基需科學(xué)合理的設(shè)計(jì)。建筑地基的設(shè)計(jì)和規(guī)劃是整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的靈魂,也對(duì)后期施工和銷售起著決定性作用。因此建筑地基結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理,不僅能保證施工的安全、后期使用的安全;又能節(jié)省工期及建筑成本開(kāi)支。所以建筑設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)民用建筑結(jié)構(gòu)之前,一定要先了解施工地的地理環(huán)境、沙土性質(zhì)、建筑各方面的要求等,有針對(duì)性的認(rèn)真負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)好地基方案。
4 民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)展。①預(yù)應(yīng)力混凝土打扮結(jié)構(gòu)技術(shù)的應(yīng)用。預(yù)應(yīng)力大板結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是樓板采用預(yù)應(yīng)力大板并在預(yù)應(yīng)力大板上直接布置隔墻,且在梁柱與梁柱之間設(shè)計(jì)為明梁的結(jié)構(gòu)體系。此項(xiàng)設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用,解決了室內(nèi)次梁的美觀問(wèn)題,同時(shí)也給室內(nèi)布局改造或者平面布置提供了更大的靈動(dòng)空間。而且由于此項(xiàng)技術(shù)在我國(guó)發(fā)展的較為成熟,預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的施工費(fèi)和材料費(fèi)成本也較為低廉,故在民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中被廣泛的應(yīng)用。②短肢剪力墻設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用。短肢剪力墻常用的設(shè)計(jì)類型有:T型、L型、十字型和一字型,我國(guó)建筑行業(yè)規(guī)定:長(zhǎng)度是厚度的5倍到8倍之間的才成為短肢剪力墻。其優(yōu)點(diǎn)是:短肢剪力墻可以利用間隔墻的位置將鏈接隔墻的梁隱藏在間隔墻的豎向平面內(nèi),這樣不僅增強(qiáng)建筑平面布置的靈活性,還增加建筑使用的功能性。③異形柱框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中一般采用的是矩形柱,其優(yōu)點(diǎn)是承重能力好,導(dǎo)力的途徑較清晰,且經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的建筑實(shí)踐證明,采用矩形柱對(duì)框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)比較具有實(shí)用性和可實(shí)施性。近年來(lái),由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速,人民建筑需求增強(qiáng),高層建筑甚至超高層建筑逐漸增多。在高層建筑中矩形柱的截面增加,這就對(duì)室內(nèi)布置的設(shè)計(jì)和使用上造成不良影響,且矩形柱所占面積較大。在這種趨勢(shì)的發(fā)展下,將傳統(tǒng)的矩形柱布置修改為L(zhǎng)型、T型、或+型Z型等等異形柱。異形柱框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),就優(yōu)化了矩形柱的不足,使室內(nèi)布置設(shè)計(jì)更為靈活,可操控范圍增大。④鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)與磚混結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)和混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)相比較,鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)有以下幾點(diǎn)特性:①鋼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高,在建筑設(shè)計(jì)中可使開(kāi)間面積增加;②施工周期短,這不僅節(jié)省人力消耗也節(jié)省時(shí)間消耗;③鋼結(jié)構(gòu)自重比磚混或混凝土自重輕,利用鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)可以很大程度上減少沙、土的用量。④從環(huán)保角度講,鋼結(jié)構(gòu)建筑更有益于環(huán)保。⑤大量運(yùn)用鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)可促進(jìn)鋼材需求,從而促進(jìn)我國(guó)鋼鐵工業(yè)的發(fā)展。
民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)對(duì)民用建筑的質(zhì)量和發(fā)展起著極其重要的決定性作用。隨著我國(guó)民用建筑的需求量大大的增加,這就對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者提出更高要求,設(shè)計(jì)者應(yīng)充分利用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)設(shè)計(jì)出具有安全性、功能性、又要滿足現(xiàn)代人的審美特點(diǎn)。鉆研民用建筑結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵技術(shù),使其得到發(fā)展和創(chuàng)新,能夠讓這項(xiàng)技術(shù)滿足各種不同民用建筑需求,讓設(shè)計(jì)出的技術(shù)方案既能發(fā)揮正常功能,又能降低成本,達(dá)到為我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)的目的。
[1]孔雅莎.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)雜談[J].建筑結(jié)構(gòu),2009.
[2]張玉明,王娟.現(xiàn)代民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展[J].民營(yíng)科技,2009.