普通民用建筑結構設計的分析

馬程

摘要：在民用建筑結構設計中，民用建筑的工程質(zhì)量直接關系到人民群眾的生命安全，因此對其質(zhì)量的要求是特剛高的，它直接影響著建筑物的安全性、舒適性、耐久性和經(jīng)濟性，為此在民用建藐結構設計中，我們要更加的用心。本文就民用建筑對結構設計的新要求、現(xiàn)代民用建筑結構設計的關鍵技術和民用建筑中結構的新技術發(fā)展趨勢三個方面進行探討，對于更好地開展民用建筑結構設計工作具有較強的理論和實踐指導意義。

關鍵詞：民用建筑；結構設計；問題

前言

民用建筑工程與人們的生活和生產(chǎn)密切相關，而民用建筑設計工作是繁重而又責任重大的，如果不考慮施工因素，那么結構設計是直接決定著建筑物的安全和舒適度以及其功能是否能充分發(fā)揮的關鍵因素。民用建筑是以居住為主要使用目的的建筑。當前，民用建筑設計追求“以人為本”，這就要求結構設計人員設計思想的開拓和設計方法的創(chuàng)新，并且對設計中存在的問題進行了深入分析。

1民用建筑對結構設計的新要求

1.1材料和資金的節(jié)省

因土地、能源和材料價格的持續(xù)上漲，開發(fā)商要求設計單位必須注意材料和資金的節(jié)約，這一點符合結構設計的指導思想——“安全適用，經(jīng)濟合理”。要從根本上做到經(jīng)濟，結構設計人員必須把握好民用建筑結構的概念設計。概念設計是依據(jù)理論知識與工作經(jīng)驗，結合建筑功能要求與建筑工程條件，在特定的建筑空間中用整體概念來完成結構總體方案的設計，并能有意識地處理構件與結構、結構與結構關系的定性設計方法。一幢民用建筑設計沒有經(jīng)過正確的概念設計，是難以實現(xiàn)效果最好、造價最低的結構方案的。

1.2民用建筑的高層化

高層民用建筑與其他高層建筑最大的不同在于業(yè)主對房屋基于居住目的的功能訴求，如采光、通風、居住面積與層高、振動舒適度等。一梯多戶的建筑如何讓更多的戶型能夠南向采光？單體設計中怎樣提高建筑的衛(wèi)生防疫性能？如何設置共享的空中庭院使住戶不出門即可感受室外的自然景觀？這些現(xiàn)實問題迫使設計師們開始大膽嘗試，于是高層民用建筑的結構體形變得日趨復雜，如平面的不規(guī)則、豎向收進與懸挑、結構連體、大底盤多塔、錯層等。結構設計師要解決這些復雜的技術難題，必須依靠結構設計理論的不斷發(fā)展和創(chuàng)新以及結構計算分析軟件的開發(fā)和應用。

1.3戶型內(nèi)部空間個性化

業(yè)主具有個性化的思維方法和審美意識，不同時期住戶對建筑空間有不同的要求。在結構設計上應考慮讓住戶擁有建筑內(nèi)部的空間劃分及梯和樓梯間、建筑分戶墻、外墻或固定的廚房和衛(wèi)浴設置的權利。在進行豎向受力構件的布置時，應使其與衛(wèi)生間隔墻結合設置，避免在戶型內(nèi)部其他部位出現(xiàn)。這樣既在開間和進深兩個方向保留了較大的靈活性，也充分利用了承重墻隔聲好的性能。同時，外墻部位的粱、柱、墻設置要為窗戶的靈活布置創(chuàng)造條件，樓板的設計也必須考慮隔墻位置的調(diào)整。

2建筑結構中的問題

我國的建筑業(yè)在不斷發(fā)展與進步，在不斷發(fā)展中也表現(xiàn)出了建筑的一些問題。下面我們對民用建筑結構中所存在的疑問進行分析。

在建筑設計中，有些結構存在很大的缺點，表現(xiàn)出不合理性，并且在結構設計過程中，還總會有安全問題等待解決，這是它沒有認真設計和執(zhí)行我國抗震規(guī)定的結果。我國在一些建筑物中又修建了地下停車場等，在建筑物底層會有很大的空間，這樣不符合力學原理，還不符合國家標準，而且有些設計師在設計上存在不夠嚴謹認真的態(tài)度，會出現(xiàn)把抗震和場地混為一談的現(xiàn)象，讓建筑整體出現(xiàn)很嚴重的錯誤。還有是在使用的懸挑構件中，總是不能達到國家的標準，并且相差甚遠。在進行荷載取值中，不按照國家建筑標準就會導致重大的失誤。在很多結構中，計算出的數(shù)會與實際有著很大的差距，距離標準更是有著很遠的距離，這些都會導致重大的安全隱患。在設計深度上也達不到標準。建筑物的結構設計在建筑施工圖紙上經(jīng)常會出現(xiàn)偷工減料現(xiàn)象，讓整體表現(xiàn)出的工程面貌不能令人滿意。在設計上總是不能用心，導致施工安全等級降級等問題出現(xiàn)，而這些也都是由于設計者把施工圖紙做得過于簡單、不夠精細，在圖紙中出現(xiàn)的系統(tǒng)圖和大樣圖都有一些漏缺。對于施工中應注意的點只用了“見圖集”等予以標注，并沒有表達出完整明確的含義。對于細節(jié)部分表達也不夠清楚準確，沒有將應該交代的問題及時交代。以上問題的產(chǎn)生其主要原因是設計師對民用建筑結構設計的重視程度差，還用了別人的作品，也可能是因為設計師沒有對設計規(guī)范和方法作出正確和全面的認識。沒有將力學的概念準確掌握，就不能對建筑物進行正確的計算。

在建筑結構上驗算出現(xiàn)的疑問。在結構方面可以分為三類：一是對于荷載取值方面的不當，在采用獨立基礎的狀況下，對民用多層框架建筑其建筑受力點主要在軟弱黏性的土層進行。在軟弱黏性的土層中，讓建筑物的高度小于8層，并且高度要小于25m。在一般的民用房屋中，根本不需要去驗算地基中的抗震承載力，但在設計的基礎上要充分考慮到風荷載在其中產(chǎn)生的重要作用。風荷載的輸入是必須的，無論其是否位于地震區(qū)或者是否高層建筑。二是對底框砌體結構進行驗算的問題。只有剛度較為均勻的多層結構才可以適用底部剪力法，如果其結構中具有薄弱層，就必須對塑性變形集中造成的影響進行考慮。三是確定結構周期折減系數(shù)。框架結構等因為有填充墻，其實際剛度比計算剛度更大，而實際周期又小于計算的周期，所以計算出的地震剪力一般是要偏小的，結構就存在一定的安全隱患，為此對計算周期進行折減就顯得非常必要。

還有構造設計的問題。構造設計問題中主要存在地基基礎設計問題以及框架結構設計的問題。前者是設計中經(jīng)常出現(xiàn)的問題，高層建筑基礎在有效埋置深度上經(jīng)常出現(xiàn)不足的情況。如果對柱基類型選擇不當，對其施工上的操作可行性以及完工質(zhì)量都可能造成嚴重影響，還可能對周圍的施工環(huán)境帶來損壞。而當樁間距不夠、不符合相關規(guī)定的時候，尤其是錨樁和試樁的間距經(jīng)常被設計者忽略，這都會對試樁結果的正確性造成較大影響。此外，當樁身的鋼筋籠不夠長時，其在擠土灌注樁的時候就可能無法穿越軟弱土層的深度，不符合相關的樁基規(guī)范，這也是建筑結構設計中常出現(xiàn)的問題。對于框架結構設計，一般設計者很容易忽視縱向框架而只重視橫向框架。根據(jù)我國現(xiàn)行的抗震設計要求，應該按照兩個主軸的方向來進行分別計算。當不進行抗震設計時，一些設計人員將縱向框架按照普通的連續(xù)梁來進行設計，這也是不符合相關構造要求的。

材料、機構體系問題對于工程技術人員來說，選擇合適的建筑材料以及合理的結構體系是非常重要的問題。特別是現(xiàn)在民用建筑很多都是高層甚至超高層的，我國根據(jù)建筑鋼材的分類建議高層建筑盡量采用鋼骨混凝土結構或者鋼管混凝土結構等，使其柱斷面的尺寸得以有效減小，也使其結構的抗震功能得以提高。如果高度超過一定程度后，為了抵御風振，基本都是將鋼骨混凝土或者鋼管混凝土結構作為首選的建筑材料。

在很多實際建筑工程中都出現(xiàn)了規(guī)則性差以及抗震結構不利等現(xiàn)象，還有就是樓層出現(xiàn)錯層的問題。如果在高層建筑中出現(xiàn)大范圍的錯層，那么樓板的連續(xù)性就會出現(xiàn)問題，這種結構一旦形成對抗震是非常不利的。此外，一些民用高層建筑存在薄弱層可是又沒有補救的抗震措施。按照我國對高層建筑中抗震設計的相關要求，一般高層結構是不能采用兩種或者兩種以上復雜結構的。而樓板開洞過大也會造成結構的不規(guī)則，影響結構的抗震效果。

3結論

想要解決好這些問題，需要豐富的經(jīng)驗和先進的理論知識，并且秉著認真負責的態(tài)度和創(chuàng)新精神投入到工作中。而設計者在進行民用建筑的結構設計時，則要從每個基本構件開始計算，掌握其中的各個要點，并且按照相關規(guī)定，配合其他專業(yè)人員進行整體結構設計，從而提高我國民用建筑的結構設計水平，將建筑質(zhì)量提升到一個新的層次，使我國的民用建筑在結構設計上更加科學合理、安全規(guī)范。只有這樣，才能提高我國民用建筑的結構設計水平，讓我國的建筑設計事業(yè)得到全面發(fā)展。