淺議住宅的結構設計

淺議住宅的結構設計

劉  鵬1 劉海田2

（1.身份證號41070219830312251x  河南新鄉  453000；

2.身份證號410721198410013561  河南新鄉  453000）

【摘要】本文闡述了建筑設計中結構構思的重要性，作者從住宅結構設計中通常會存在的問題分析入手，對住宅結構設計中應重點把握的環節進行了詳細闡述。

【關鍵詞】建筑設計；多層結構；結構設計

引言

結構設計是整個建筑設計中的重要的環節， 。結構設計需要務實，任何一個項目設計都必須要協調好結構的設計。一幢建筑物的設計，如果沒有經過全盤正確的概念設計，計算模式再準確、計算再精確、配筋再合理，也不可能是一個經濟、合理的優秀設計工程。

一、住宅結構設計中存在的問題

在實際設計中我們往往發現，結構設計師面對開發商含鋼量的要求時往往很頭疼，住宅結構設計造價的控制的不理想，究其原因，主要有以下幾方面 ：

一是對住宅結構設計重視不足。對于一項建筑工程，科學、合理、實用的結構設計將直接決定其工程成本，然而在實際過程中，開發商往往只過于關注建筑使用功能性，結構設計并未得到應將有的重視，從而造成了建筑在設計前期并未結構設計考慮進去，而只是在后期做局部、片面的含鋼量的控制，這樣導致的結果必然是住宅結構設計合理性不足，消極的態度使其只能依附于建筑設計，沒有統籌兼顧，對于降低成本大為不利。

二是設計精細化程度不足。眾所周知，要做好設計，必須要花時間仔細推敲，含鋼量的控制往往體現在細節上，需要設計師做更精細的設計考慮，才能實現含鋼量嚴格控制的需求。而開發商對設計工期的緊縮，常使得設計師無暇進行更為精細合理的設計。若是可能，應當盡量為設計留出足夠的精細化設計的時間，對開發商成本控制及設計質量都是極有利的保證。三是對結構設計是否可行、合理分析不足。有數據顯示，對于整體建筑工程費用占 1% 的結構設計，可對住宅成本的 75%以上產生影響，這一顯著比例無疑說明了結構設計是何等重要。然而開發商并未給出應有的重視，僅從一些較為粗淺、宏觀的方面考察設計方案，一面想控制含鋼量，一面又對結構的合理性置若罔聞，看似不得已的轉換層、大跨度等結構形式的使用，其實在前期均可加以分析處理而得以避免，這樣做不僅加大工程復雜性，更是大大增加了造價成本。

二、住宅結構設計中應重點把握的環節

在建筑物的方案設計階段，應重點做好建筑結構的概念設計的正確把握關，應針對不同形式的住宅建筑，掌握各自概念設計中容易疏忽的，且極為重要的要點：

（一）對一般多層砌住宅結構， 應按《建筑抗震設計規范》 （GBJ11-89）要求做到：優先采用橫墻承重或縱橫墻共同承重的結構體系：縱橫墻的布置宜均勻對稱，沿平面內宜對齊，沿豎向應上下連續；樓梯間不宜設置在房屋的盡端和轉角處；不宜采用無錨固的鋼筋砼預制挑檐。

（二）對鋼筋砼多、高層結構住宅，力求做到： 1、結構布置應盡量采用規則結構。對復雜結構，可以設置防震縫，把它分割成各自規則的結構單元，結構布置以少設縫為宜，一旦設縫，則應使防震縫的設置與伸縮縫、沉降縫相統一；2、框架與抗震墻等抗側力結構應雙向布置，以便各自承擔來自平行于該抗側力結構平面方向的地震力； 3、框剪體系的各抗側力結構要形成空間共同工作狀態，除了控制抗震墻之間樓、屋蓋的長寬比及保證抗震墻本身的剛度外，還需采取措施，保證樓、屋蓋的整體性及其與抗震墻的可靠連接。

（三）多層鋼結構住宅體系的結構設計要點。多層住宅鋼結構體系一般采用純框架體系，與鋼筋混凝土框架體系類似，縱、橫方向均為剛接框架，但將梁、柱改為鋼梁和鋼柱，且大多采用 H 型截面，其承載能力及空間剛度均由剛接框架提供，適用于無法設置支撐的建筑物。由于結構采用型鋼，故其成為施工速度最快的一種結構形式，采用該種結構體系的鋼結構住宅，柱網分布有大跨度和小開間密柱式兩類。1、應用于住宅的大跨度結構，合理利用鋼結構的受力特點，充分發揮鋼材作用，建筑空間開敞，平面布置靈活，空間可變性較強，但結構構件尺寸隨柱網增大而增大。受梁柱體系高跨比的限制，隨跨度的增大，結構鋼梁的高度也隨之增大，通常結構鋼梁高跨比為 1： （15~20） 。從結構受力分析的合理性和經濟性兩方面考慮，用于住宅的大跨度鋼結構柱網以 6.0~7.2m 為宜。此時結構梁高約 300~500mm，按層高2.8m 考慮，立面開窗高度能達 1.4m 以上，基本滿足住宅規范要求。

2、當建筑設計方案為每一開間均設有柱時，可采用小開間密柱式布置，一般柱距為 3~5m，此結構類型因跨度小，梁、柱斷面都相對減小，在立面開窗、開門上有較大自由度，由于跨度小，結構梁柱斷面和相應的樓板厚度均減小，可減小結構自重，是較為經濟的方法。但住宅空間布局受限制較大，難以形成開敞的大空間，建筑空間的可變性仍較弱。

（四）設計中基礎處理要明確的重點

當土層有較大起伏時，應使用同一建筑結構下的樁端位于同一土層中，并應考慮可能產生的液化影響。而對多層建筑而言，從經濟的角度考慮，一般不愿意采用長樁的方案，但對于軟土層覆蓋層厚度較大的樓盤，一般都需要經過地基處理的方式來達到控制建筑物沉降的目的。常用的軟土地基處理方式類型較多，但在選擇地基處理方案前，必須認真研究上部結構和地基兩方面的特點及環境情況，并根據工程設計要求，確定地基處理范圍和處理后要求達到的技術指標，以及各種處理方面的適用性，同時綜合考慮處理方案的成熟程度及施工單位的經驗，進行多方案比較，最終選定安全實用、經濟合理的處理方案。地基經處理后，還必須滿足規范所規定的強度和變形要求。

三、從結構計算和構造上應滿足的規范要求

（一）從結構計算角度，看結構計算應注意的問題：

1、避免荷載計算的錯誤。諸如漏算或少算荷載、活荷載折減不當、建筑物用料與實際計算不符，基礎底板上多算或少算土重。

2、底框砌體結構驗算時就應注意：①底部剪力法僅適用于剛度比較均勻的多層結構，對具有薄弱層的底層框架混合結構，應考慮塑性變形集中的影響，通常對底層地震剪力乘以 1.2-1.5 的增大系數。②底層框架混合結構的剪力分配不能簡單地按框架抗震墻的方法。因為底框架結構中只有底層框架抗震墻，應采用雙保險的方法，抗震墻承擔全部剪力，框架按剛度比例承擔剪力。剛度計算時，框架不折減，抗震墻折減到彈性剛度的 20%-30%。③應考慮底層框架柱中地震作用產生傾覆力矩所引起的附加軸力。

3、避免樓板計算中不正確方法。①連續板計算不能簡單地用單向板計算方法代替。②雙向板查表計算時，不能忽略材料泊松比的影響，否則，由于跨中彎矩未進行調整，將使計算值偏小。

4、以電算結果的正確性不能作出鴿蝗評價。目前結構計算大多采用結構設計計算程序進行計算，如何對計算結果進行分析、評價，是一個非常重要的方面。必須根據工程設計的經驗對計算結果進行分析、判斷，根據其正確與否，決定能否作為施工圖設計的依據。

（二）從構造角度看應注意的問題：

1、注意構件最大配筋率和最小配筋率的限值。尤其是在抗震設計中既要保證建筑結構在地震發生時具有一定的延性，又必須滿足最小配筋的要求。

2、嚴格按照規范要求，保證鋼筋在各個部位所需滿足的錨固、延伸和搭接長度，材料選用也必須滿足強度要求。

3、為了防止屋面溫度應力引起的墻體開裂，必須采取有效的通風融熱措施。

4、按抗震構造要求設置的構造柱，應在整個建筑物高度內上下對準貫通，上至女兒墻壓頂，下至淺于 500 毫米基礎圈梁，或伸入室外地面以下 500 毫米，構造柱與圈梁、樓板和墻體的拉接必須符合規范要求。

四、結束語

綜上所述，通過分析可以加強結構設計人員對常見結構設計理解，提高結構設計能力，使住宅的結構設計工作做行更安全、更合理。