關于建筑結構精細化設計的體會

【摘要】隨著現代建筑結構設計技術的發展，以及業主對于建筑結構設計對整個建筑成本關注度的不斷提高，要求結構設計在保證建筑安全適用、技術先進、方便施工的基礎上，減少成本以實現最大價值。本文通過在以前工作中對建筑結構的精細化設計的幾點體會的探討，希望對各位同仁以后的工作中有所幫助。

【關鍵詞】建筑結構；荷載；精細化；設計

隨著房地產行業從黃金時代向白銀時代的過渡，建筑設計企業近年來業務量也出現了不同程度的萎縮，這其中有不少設計院業務量下滑非常明顯，除了市場環境的影響外，設計質量的優劣也是關鍵因素，那些能夠在建筑設計中了解業主關切，精細化設計的單位依然業務量飽滿，在為業主創造價值的同時，也實現了自身的價值。

建筑結構設計主要原則是安全適用、技術先進、經濟合理、方便施工①。而其中業主十分關切的是建筑結構成本，精細化設計可以物盡其用，本人現結合實際工作經驗的幾點體會和大家做以探討。

1、基礎設計中的幾點細節

（1）基礎設計的源頭是建筑主體的荷載，這樣主體結構的荷載取值是一個關鍵。如何實現荷載的精細化輸入，對基礎的影響可謂至關重要，結構設計荷載的取值，一般就是按照《建筑結構荷載規范》取值，在以往的設計中，好多設計人員認為基礎重要性高，所以不考慮基礎設計中活荷載按樓層多少的折減，其實基礎的安全度一般來說是較大的，地基基礎是一門實踐科學，從很多的應力檢測表明，使用階段基礎內部應力遠小于設計值，完全可以按規范進行活荷載的折減。

（2）隨著城市地下空間的合理利用，越來越多的大型地下車庫在建造，地庫頂板一般設置1.2～3.0米的覆土，其上部很多位置為消防車道，消防車荷載一般很大，達20～35KN/m2，由于樓蓋結構計算是需要考慮消防車荷載的，計算基礎時還是用同一結構模型，這就造成同樣的條件基礎面積差別較大，通常情況下沒有消防車時基礎沉降不一致等不利影響，同時也造成了浪費，其實設計基礎時可不考慮消防車荷載②。

（3）多、高層建筑的地基基礎不同方案選擇，與工程造價關系極大，宜優先選用天然地基，天然地基不能滿足要求時，首先考慮采用CFG樁等復合地基；當復合地基不能滿足變形和承載力要求時，應采用樁基③。在考慮基礎方案時應考慮護坡、土方、工期等綜合情況，不應僅考慮結構專業混凝土和鋼筋的用量。我在工作早期有地下室結構一般采用梁板式筏型基礎，這樣地基梁根據計算要求一般截面較大，這樣基底標高較低，土方開外及梁格回填土方量較大，如果地下水位較高時，降水等相關費用也增加，現在一般采用平板筏型基礎，雖然底板厚度增加，但是可以減少開挖量，同時方便施工，取得了良好的綜合效益，得到廣大業主的認可。

（4）筏型基礎被廣泛使用，筏板通長鋼筋的選用至關重要，最小配筋率取0.15%即可，在支座附加短筋，可以降低鋼筋使用量；基礎計算時考慮上部結構的剛度也是符合實際結構受力情況的，這樣一般基礎底板配筋量也會降低；當主體結構為剪力墻結構時，上部主體整體剛度較大，計算基礎時選用上部結構為剛性時，可大幅減少基礎底板的配筋量。

2、主體結構設計中的幾點細節

2.1地下車庫樓蓋選型

現在地下車庫2～3層已經較為普遍，地庫樓蓋的型式對地庫層高影響巨大，采用梁板結構一般層高在3.7m～3.9m，柱網間距一般為8.1m左右，梁高0.7m左右，機電專業橋架、暖通專業風管、自動噴淋等管道占據0.6m左右，建筑面層50mm的自流平地面，這樣建筑有效高度僅為2.4～2.5m，而采用無梁樓蓋，層高可降為3.3～3.4m，層高的降低則意味著土方開挖量的減少，以及其他相關費用的減少，同時施工速度加快，建筑內部空間感官良好，綜合效益明顯，現在很多開發商指定地庫必須做無梁樓蓋，可見其具有明顯的優越性。

2.2考慮建筑空間改造的可能

一般來講，建筑物上的剪力墻能直接影響到建筑的整體指標，而且對層間位移角和位移比以及扭轉周期都有很大的作用。而對一些小面積的餐廳及陽臺間的轉角墻來說，他確實不必要的設置，以便后期的餐廳和陽臺的連通使用（如圖1所示）。充分體現建筑功能的重塑性，優化結構布置。

2.3餐廳廚房的結構布置

大中型公共建筑一般設置職工餐廳，這樣中式廚房的設置就需要結構做降板200mm左右，為設置排水溝預留條件，采用普通梁板結構時，由于次梁的降低使主梁梁高增加200的高度才能搭上次梁，致使本層層高增加，某工程在廚房使用大板結構不設次梁，僅降板即可，建筑層高不受影響，取得了良好的效果。

2.4注重設計的人文關懷

在設計衛生間、廚房、儲藏室時，經常會設置半磚墻，如此一來，在布置次梁的時候，次梁就會比隔墻寬，這時只能將次梁寬出來的那部分偏向次要房間內部，才能確保主要空間的良好效果，一般大型房企都有類似的要求。

一般餐廳和客廳布置在相鄰的位置，客廳面寬較大而餐廳較小，整體空間形狀為異形樓板，若中間設置一根梁則可劃分為兩塊規則樓板，從結構受力分析是最優方案，但是，業主裝修時發現這個梁對客廳裝修效果影響很大，如果我是業主的話，也是希望做成板底一平，本來住宅層高就低，重要空間盡量不做梁，直接做大板，異形板通過構造措施完全可以保證安全，以期提高使用空間。

2.5鋼筋配置

1）高層住宅樓都是設置的多個同樣的標準層，如果都按照最大的樓層來配制鋼筋就會造成很大的浪費，因此，應根據不同的層數和各層的具體變化來配置。具體的操作時，分別對框架梁和連梁進行編號，再列出相應的表格，每根梁根據各自的變化規律，按樓層配筋。

2）剪力墻結構中，連梁的跨高比若大于5，按照框架梁設計配筋①，以便減少箍筋的量；地下室的外墻配筋要注重抗裂控制，這個位置的配筋量需求大，對此，可以通過在外側底部1/3高度左右的設置附加鋼筋，并不需要全高配置底部所有的配筋量。

3）現在普遍使用三級鋼，在樓板較厚時，板最小配筋率取0.18%可減小樓板配筋量，樓板配筋計算采用塑性算法，在常規樓板計算時，支座附加降低很多，樓板的撓度裂縫也沒有問題。

結語：

總而言之，結構專業的精細化設計，就是在建設項目的設計過程中，對結構專業以及相關專業的要求進行全面而又細致的分析，做到有理有據，從最基礎的荷載選用，建筑模型的簡化，結構型式的確定，到節點構造的處理，在對現行規范規程透徹的理解下，為國家和社會提供安全適用、技術先進、經濟合理、方便施工的建筑設計作品。

參考文獻：

[1]高層建筑混凝土結構技術規程JGJ3-2010.中國建筑工業出版社.

[2]建筑結構荷載設計規范GB50009-2012.中國建筑工業出版社.

[3]李國勝.多高層建筑基礎及地下室結構設計—附實例.中國建筑工業出版社.2011.