顧振宇

（上海德森建筑設(shè)計(jì)有限公司貴州分公司貴州貴陽　550001）

淺談民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

顧振宇

（上海德森建筑設(shè)計(jì)有限公司貴州分公司貴州貴陽550001）

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展和城市化水平不斷加快，我國(guó)的建筑行業(yè)也在不斷地進(jìn)步，民用建筑表現(xiàn)最為突出。民用結(jié)構(gòu)質(zhì)量的好壞與相關(guān)工作人員的研究調(diào)查工作息息相關(guān)。經(jīng)過對(duì)以往設(shè)計(jì)案例的分析發(fā)現(xiàn)，我國(guó)大多數(shù)民用建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量都不高。本文對(duì)此進(jìn)行了分析，并對(duì)如何改善民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的措施進(jìn)行了探討。

民用建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；措施

引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，人們對(duì)建筑質(zhì)量和舒適度的要求越來越高，因此就必須對(duì)民用建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)和優(yōu)化，這樣不僅能增加建筑的穩(wěn)定性和舒適度，還能最大程度地降低民用建筑的建設(shè)成本，實(shí)現(xiàn)民用建筑的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，實(shí)現(xiàn)利益的最大化。

1　民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析

1.1剪力墻結(jié)構(gòu)

剪力墻一般指建筑物中的分隔墻或者是承重墻等，對(duì)于剪力墻的規(guī)劃設(shè)計(jì)，重點(diǎn)在于要保證建筑物符合平面布置的相關(guān)要求，這樣不僅可以提高剪力墻的承載能力，也可以擴(kuò)大內(nèi)部空間。一般情況下，剪力墻的使用在高層建筑中較為普遍，因其實(shí)用性較高，在公寓或者是旅館中都有著較好的應(yīng)用。若想節(jié)約空間，在建筑中可以不設(shè)梁，將混凝土平板作為剪力墻結(jié)構(gòu)中的樓蓋結(jié)構(gòu)即可，如圖1所示。

圖1　民用建筑剪力墻結(jié)構(gòu)示意圖

1.2框架結(jié)構(gòu)

對(duì)框架結(jié)構(gòu)靈活點(diǎn)的布置也是平面布置中較為重要的部分，且其對(duì)于承重能力以及結(jié)構(gòu)分割構(gòu)件的設(shè)置都著很高的要求，同時(shí)還要其能夠滿足建筑物的使用要求、施工需求等。建筑物的結(jié)構(gòu)框架大多使用的是鋼筋混凝土或者是型鋼材料，因其有著較好的抗彎曲以及抗壓性。若在民用建筑中使用此類材料，可以保證建筑物具有較好的抗震能力和延通性。需要注意的是，這些材料都是在多層建筑或者是高度低于50m以下的建筑中使用的，就當(dāng)前我國(guó)的使用情況來看，還未完全發(fā)揮出其功效。另外，在對(duì)框架結(jié)構(gòu)展開平面布置的時(shí)候，可盡量使用平面或者是立面的形狀，這樣做的主要目的是保證建筑物受力均勻，如圖2所示。

圖2　民用建筑框架結(jié)構(gòu)示意圖

1.3筒體結(jié)構(gòu)

筒體結(jié)構(gòu)在現(xiàn)代高層建筑中較為常見，其主要優(yōu)勢(shì)為結(jié)構(gòu)剛度好、防震能力強(qiáng)。筒體結(jié)構(gòu)主要由核心筒和框筒結(jié)構(gòu)組成。建筑布置靈活、抗側(cè)剛度大、整體性好，能夠提供較大的使用空間。筒體結(jié)構(gòu)能有效地抵抗水平荷載，因此比較適用建筑高層及超高層的建筑。在民用建筑設(shè)計(jì)中還有其他建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)形式，對(duì)這些建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)不僅要考慮結(jié)構(gòu)的選型、適用條件，還要考慮建筑物的功能和使用年限等多方面因素，才能使民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加符合需要，更加科學(xué)合理。筒體結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3　民用建筑筒體結(jié)構(gòu)示意圖

2　民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問題

2.1部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺乏科學(xué)的合理性

目前我國(guó)很多民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中都存在著安全隱患，其中表現(xiàn)最為突出的是抗震設(shè)計(jì)的匱乏。根據(jù)我國(guó)相關(guān)規(guī)定要求，建筑的底部抗震墻結(jié)構(gòu)、砌體抗震墻以及底部框架梁等都應(yīng)該對(duì)齊。少數(shù)設(shè)計(jì)為了拓展建筑物的內(nèi)部空間，只在底層設(shè)計(jì)中添加少量的抗震墻，這就導(dǎo)致上部和底部抗震墻不能對(duì)齊，使得建筑物的整體結(jié)構(gòu)存在著上重下輕的弊端，不符合力學(xué)原理，這種設(shè)計(jì)就容易導(dǎo)致建筑物坍塌。在混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì)中，懸挑構(gòu)件最小配筋率不能達(dá)到相關(guān)設(shè)計(jì)要求，相差數(shù)值較大，會(huì)影響建筑整體的性能。在民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，因?yàn)樾枰裱囊?guī)范較多，若不考慮周全，就會(huì)使得其質(zhì)量不符合要求。

2.2設(shè)計(jì)深度不符合要求

很多設(shè)計(jì)人員為了減少自身的工作量，其工作態(tài)度存在著很大的問題。在設(shè)計(jì)時(shí)，只是將以往的設(shè)計(jì)案例拿出來，對(duì)其尺寸和外形進(jìn)行調(diào)整，就上交設(shè)計(jì)結(jié)果，這種設(shè)計(jì)會(huì)導(dǎo)致建筑物整體結(jié)構(gòu)的不契合。很多設(shè)計(jì)人員的麻痹大意會(huì)導(dǎo)致設(shè)計(jì)圖紙不全面，對(duì)于圖紙中不能反映的問題沒有進(jìn)行總結(jié)。除此之外，在設(shè)計(jì)中，應(yīng)該按照建筑的設(shè)計(jì)依據(jù)、安全等級(jí)、設(shè)計(jì)參數(shù)以及耐火等級(jí)防火消防要求進(jìn)行處理，但是很多設(shè)計(jì)人員忽略了這些問題。這些問題如果在設(shè)計(jì)階段不能有效解決，那么將會(huì)阻礙施工作業(yè)任務(wù)的順利開展，影響施工進(jìn)度，最終降低了建筑物的質(zhì)量。

2.3地基設(shè)計(jì)和承載柱截面高度設(shè)計(jì)問題

地基是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，優(yōu)秀的地基設(shè)計(jì)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方向有直接的影響。如果沒有對(duì)修建民用建筑的地質(zhì)情況進(jìn)行充分的勘察便進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，極有可能導(dǎo)致后期施工過程中出現(xiàn)地基軟弱、承載力不夠等安全問題。在對(duì)民用建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，荷載值的計(jì)算沒采用規(guī)范的折減系數(shù)，則直接導(dǎo)致計(jì)算結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確率十分低。另外，承載柱截面高度設(shè)計(jì)問題常出現(xiàn)在六級(jí)抗震設(shè)防區(qū)域。設(shè)計(jì)人員為在受力分析計(jì)算中簡(jiǎn)單一些，刻意縮小設(shè)計(jì)截面高度，這樣做使得柱頂?shù)目箯潖?qiáng)度不合格，建筑骨架、柱子因此產(chǎn)生裂縫，最終結(jié)果則是降低了建筑的耐久性。一旦遭遇地震，建筑極易垮塌危及人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，影響生活質(zhì)量的提升。

3　民用建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化措施

3.1提升民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量

在設(shè)計(jì)民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，需要對(duì)防火和抗震兩個(gè)方面進(jìn)行著重考慮?，F(xiàn)結(jié)合上文對(duì)如何提高民用建筑的抗震性能進(jìn)行重點(diǎn)論述。常見做法為設(shè)置構(gòu)造柱，構(gòu)造柱主要從豎向加強(qiáng)層與層之間墻體的連接。構(gòu)造柱主要從豎向加強(qiáng)層與層之間墻體的連接。構(gòu)造柱和圈梁共同形成空間骨架，以增強(qiáng)房屋的整體剛度。構(gòu)造柱的截面尺寸，不應(yīng)小于240mm×180mm，一般取240mm×240mm。構(gòu)造柱與墻體連接處宜砌成馬牙槎，并應(yīng)沿墻高每隔500mm設(shè)2φ6拉結(jié)鋼筋，每邊伸入墻內(nèi)不宜小于1m。構(gòu)造柱做法如圖4所示。

3.2優(yōu)化民用建筑結(jié)構(gòu)模型

圖4　構(gòu)造柱做法圖

民用建筑和人們的生活息息相關(guān)，也是與人民群眾利益聯(lián)系最緊密的建筑工程，因此在設(shè)計(jì)前必須對(duì)民用建筑結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行合理優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)房屋的結(jié)構(gòu)體系、圍護(hù)結(jié)構(gòu)、房屋的各個(gè)細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理優(yōu)化設(shè)計(jì)，保證建筑結(jié)構(gòu)的承重、受力符合相關(guān)規(guī)范和要求。在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)還要充分考慮經(jīng)濟(jì)原則，保證建筑結(jié)構(gòu)安全的同時(shí)還要盡可能降低建筑結(jié)構(gòu)的成本，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的最大化。

3.3提高民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性

提高民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性也是當(dāng)前人們關(guān)注的重點(diǎn)。為了保證建筑結(jié)構(gòu)的安全性和使用壽命，必須對(duì)民用建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。在民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要盡可能選擇合理的結(jié)構(gòu)類型。比如現(xiàn)階段運(yùn)用廣泛鋼結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，具有強(qiáng)度高、質(zhì)量輕、工期短等特點(diǎn)，適應(yīng)現(xiàn)階段民用建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求。與此同時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)的大空間布置，能更好地保證了民用建筑空間設(shè)置的靈活性，為施工和業(yè)主的裝修設(shè)計(jì)提供了便利。此外，使用鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)施工時(shí)能有限地減少水泥、砂石等建筑原料的使用，能大大減少施工成本，降低工程造價(jià)。同時(shí)還能降低環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)建筑的可持續(xù)發(fā)展，提高民用建筑的社會(huì)效益。為了更好地保障民用建筑的安全性，建筑物地基基礎(chǔ)部分的設(shè)計(jì)不容忽視，在進(jìn)行民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要充分考慮場(chǎng)地條件及地基承載力特征值，根據(jù)建筑本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)選擇合適的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式，保證地基基礎(chǔ)部分受力均勻，滿足整個(gè)建筑的設(shè)計(jì)要求。當(dāng)施工過程中出現(xiàn)問題時(shí)能夠及時(shí)與設(shè)計(jì)人員溝通，共同商議處理方法，保證施工進(jìn)度和施工質(zhì)量，使地基基礎(chǔ)部分符合建筑設(shè)計(jì)的要求。

4　結(jié)束語

綜上所述，民用建筑結(jié)構(gòu)是一個(gè)較為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，因此在對(duì)建筑進(jìn)行施工的過程中就會(huì)出現(xiàn)諸多問題，要想有效解決這些問題，就需要提高設(shè)計(jì)師的水平，借鑒其他國(guó)家的優(yōu)秀設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，在工作時(shí)，全身心投入，做好準(zhǔn)備和規(guī)劃工作，只有這樣才能保證設(shè)計(jì)水平，推動(dòng)我國(guó)民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的發(fā)展。

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TU201.5

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1673-0038（2015）03-0005-02

2014-12-26