淺議住宅的結構設計

【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。