時(shí)間：2023-01-09 11:30:55
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
關(guān)鍵詞: 住宅；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
Abstract：The high-rise residential structure the rationality of the design of building related to safety, and engineering cost, let the housing have higher price. Based on many years of work experience, and to the structure design of the residential buildings are discussed.
Keywords: residential; Structure design
中圖分類號(hào)：TU318 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
前言
高層住宅分別有框架結(jié)構(gòu)、異形柱框架結(jié)構(gòu)、框架剪力墻結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、短肢剪力墻結(jié)構(gòu)幾種結(jié)構(gòu)形式。其設(shè)計(jì)是一項(xiàng)繁重而又責(zé)任重大的工作,它直接影響到建筑物的安全適用、經(jīng)濟(jì)和合理性。但在實(shí)際設(shè)計(jì)工作中,住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員常常會(huì)發(fā)生種種概念和方法上的差錯(cuò)，造成結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)的降低。
1、工程概況
某建筑工程占地面積22161m2,總建筑面積68740m2。主要包括南北兩排高級(jí)住宅綜合樓和東西兩側(cè)公建。南側(cè)住宅綜合樓(B～G座)地上8層,北側(cè)住宅綜合樓(J～R座) 地上8～10層。南北住宅綜合樓均為剪力墻結(jié)構(gòu),南樓局部設(shè)有框支梁。東側(cè)公建(H 座)地上2層,為高配套商業(yè)用房,框架結(jié)構(gòu)；西側(cè)公建(A座)地上4層,為文化娛樂、健身中心,框架結(jié)構(gòu)。南北住宅綜合樓均設(shè)有兩層地下室,南樓地下2層戰(zhàn)時(shí)為六級(jí)人防物資庫(kù)、平時(shí)為汽車庫(kù),北樓地下2層為設(shè)備用房,南北樓地下1層均為自行車庫(kù)。南北住宅綜合樓中間局部設(shè)有地下室,位于地下2層,為單純汽車庫(kù),其西側(cè)局部從地下2層至地面為游泳池,框架結(jié)構(gòu)(局部含有剪力墻)。
兩棟住宅綜合樓中間地面擬建社區(qū)公園,有假山、音樂噴泉、熱帶樹木、草坪、健身器材、夜景照明等。工程地下2層及首層平面如圖1、圖2所示。
圖1 地下2層結(jié)構(gòu)平面圖
圖2 首層結(jié)構(gòu)平面
2、工程特點(diǎn)
本工程整體設(shè)計(jì)思路要求典雅、高級(jí)、舒適。建筑立面風(fēng)格追求歐式古典主義,平面布置講究高度靈活性,可以居住、辦公。為追求大尺度,部分戶型房間開間達(dá)到12.8m,進(jìn)深達(dá)到14.7m。戶型建筑面積在200～500m2,頂層帶躍層。由于開發(fā)商要求功能多樣化、適應(yīng)性強(qiáng)、個(gè)性鮮明,使得建筑設(shè)計(jì)平面與立面復(fù)雜、多變。所以與一般工程相比,本工程有鮮明特點(diǎn),結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不利因素相對(duì)集中,體系相對(duì)復(fù)雜,給結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來了很大難度,其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
(1)高差懸殊(住宅綜合樓與汽車庫(kù)高差達(dá)8～11層)；
(2)超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)(地下2層建筑長(zhǎng)度達(dá)177m)；
(3)大跨度樓板(最大板跨12.8m)；
(4)錯(cuò)層集中(兩個(gè)部位剪力墻兩側(cè)層高分別為218m、3.0m,樓板層層交錯(cuò)設(shè)置)；
(5)不規(guī)則坡屋頂(四坡屋項(xiàng)帶老虎窗)，
(6)部分剪力墻不能直接落在基礎(chǔ)上(主要為南樓折線形外墻)。另外,本工程部分地下室設(shè)有人防層、游泳
池。
3、技術(shù)措施
緣于本工程復(fù)雜性,經(jīng)過反復(fù)論證、綜合分析比較,確定設(shè)計(jì)原則如下:
住宅整體結(jié)構(gòu)采用剪力墻體系,墻體厚度為300mm到頂,局部樓電梯間處墻厚200mm,以提高結(jié)構(gòu)整體性以及抗側(cè)移剛度,并可以滿足“新規(guī)范”對(duì)剪力墻厚度的要求。
樓板采用大板塊現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。
針對(duì)該工程結(jié)構(gòu)特點(diǎn),具體技術(shù)措施如下:
（1）高差懸殊問題
設(shè)置兩道沉降縫將南北住宅綜合樓與中間地下汽車庫(kù)完全脫開,沉降縫寬度為100mm,縫內(nèi)用粗砂填實(shí)。具置詳見圖1地下2層結(jié)構(gòu)平面圖。
（2）結(jié)構(gòu)超長(zhǎng)問題
從地下1層開始設(shè)置伸縮縫將南北住宅綜合樓分成若干單體,縫寬100mm。仍然超長(zhǎng)的設(shè)置伸縮后澆帶,后澆帶寬800mm,主體結(jié)構(gòu)施工完后兩個(gè)月用高一強(qiáng)度等級(jí)混凝土并加適量微膨脹劑澆灌,附加溫度鋼筋,加強(qiáng)施工養(yǎng)護(hù),以解決混凝土結(jié)構(gòu)超長(zhǎng)問題。具置詳見圖2。
（3）大跨度樓板問題
本工程結(jié)構(gòu)最大板塊跨度為12.8m×14.7m,根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)確定板厚為280mm。先采用普通混凝土結(jié)構(gòu)經(jīng)過詳細(xì)計(jì)算,在較大配筋率(0.65%)情況下承載力極限狀態(tài)可以滿足,混凝土相對(duì)受壓區(qū)高度ξ(0.14)不超限。但是正常使用極限狀態(tài)下裂縫寬度驗(yàn)算為ωmax=0.35mm,超過限值ωlim=0.3mm；板塊最大撓度為f=0.0698m,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出限值[f]=0.043m,無法滿足正常使用極限狀態(tài)下裂縫寬度與撓度驗(yàn)算的要求。
經(jīng)分析比較,認(rèn)為配置預(yù)應(yīng)力鋼筋是比較合理的,配筋率比較經(jīng)濟(jì),撓度和裂縫問題均能很好解決,并可達(dá)到建筑上靈活設(shè)置隔墻、家庭辦公等要求。另外,在板塊上部中間部位增設(shè)溫度鋼筋,以提高樓板抗變形能力。
（4）樓板錯(cuò)層問題
由于開發(fā)商特殊要求,本工程兩個(gè)部位出現(xiàn)錯(cuò)層集中現(xiàn)象,剪力墻兩側(cè)層高分別為218m、310m,具體為Q、R座中間墻,J、K座中間墻。這樣使得樓板層層交錯(cuò),而且錯(cuò)層部位樓板高差不一致,如圖3 所示。
圖3 樓板錯(cuò)層示意
由于樓板起到傳遞和分配水平力的作用,樓板錯(cuò)層造成局部應(yīng)力集中和剪力墻平面外、平面內(nèi)短墻受彎等情況,對(duì)結(jié)構(gòu)十分不利。
5、地基基礎(chǔ)
根據(jù)本工程詳細(xì)“地勘”報(bào)告,地基持力層為第四紀(jì)沉積粘質(zhì)粉土、砂質(zhì)粉土④層,地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值綜合取值為fk=160kPa,地下水近3～5年最高水位為自然地面下3m。
根據(jù)地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值經(jīng)深度修正已達(dá)到f=260kPa(基礎(chǔ)埋深為自然地面下9m),以層數(shù)較多的北樓為代表,結(jié)構(gòu)豎向力標(biāo)準(zhǔn)值(D+L)為246kPa,地基承載力完全可以滿足要求,采用天然地基沒有問題。地下室抗浮驗(yàn)算也無問題。中間地下汽車庫(kù)采用上反肋梁式筏形基礎(chǔ),底板厚500mm,基礎(chǔ)梁800mm×1200mm；南樓亦采用上反肋梁式筏形基礎(chǔ),底板厚1000mm,基礎(chǔ)梁800mm×1200mm；北樓采用平板式筏形基礎(chǔ),沿墻體做暗梁,底板厚1000mm。
南北樓基礎(chǔ)底板系根據(jù)板格跨度及施工方便,綜合考慮統(tǒng)一確定厚度為1000mm。
基礎(chǔ)亦在適當(dāng)位置設(shè)置伸縮后澆帶,具置同上部結(jié)構(gòu),詳見圖1地下2層結(jié)構(gòu)平面圖。
6、結(jié)束語(yǔ)
關(guān)鍵詞 ：建筑住宅；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；概念設(shè)計(jì)；基礎(chǔ)設(shè)計(jì)
1概念設(shè)計(jì)的意義
概念設(shè)計(jì)的應(yīng)用面非常廣泛，幾乎組含了所有的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在不確定因素多、受力狀況變化較大的抗震設(shè)計(jì)、高層建筑設(shè)計(jì)、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中，概念設(shè)計(jì)的應(yīng)用尤顯重要和突出。
概念設(shè)計(jì)的重要性，主要體現(xiàn)在三方面：一是因?yàn)楝F(xiàn)行的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論與計(jì)算理論存在許多缺陷或不可計(jì)算性。為了彌補(bǔ)計(jì)算理論的缺陷，或?qū)崿F(xiàn)對(duì)實(shí)際存在的大量無法計(jì)算的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì)，都需要用概念設(shè)計(jì)來滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目的。 二是由于在方案設(shè)計(jì)階段，初步設(shè)計(jì)過程是不能借助于計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)的。這就需要結(jié)構(gòu)工程師綜合運(yùn)用其掌握的結(jié)構(gòu)概念，選擇效果最好、造價(jià)最低的結(jié)構(gòu)方案。概念設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)人員中提得比較多，但往往被人們片面地理解，認(rèn)為其主要是用于一些大的原則，如確定結(jié)構(gòu)方案、結(jié)構(gòu)布置等。其實(shí)，在設(shè)計(jì)中任何地方都離不開科學(xué)的概念作指導(dǎo)。三是由于計(jì)算機(jī)計(jì)算結(jié)果的高精度，容易給結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員帶來對(duì)結(jié)構(gòu)工作性能的誤解，過分地依賴于計(jì)算機(jī)和設(shè)計(jì)軟件，進(jìn)行習(xí)慣性、傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)計(jì)算結(jié)果明顯不合理、甚至錯(cuò)誤的地方不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，使許多的建筑結(jié)構(gòu)留下安全隱患。因此，概念設(shè)計(jì)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中具有重要的地位。
2 總體指標(biāo)控制
計(jì)算判斷結(jié)構(gòu)抗震是否可行的主要依據(jù)是在風(fēng)荷載和地震作用下水平位移的限值 ；地震作用下，結(jié)構(gòu)的振型曲線，自振周期以及風(fēng)荷載和地震作用下建筑物底部剪力和總彎矩是否在合理范圍中，總體指標(biāo)對(duì)建筑物的總體判別十分有用。若剛度太大，周期太短，導(dǎo)致地震效應(yīng)增大，造成不必要的材料浪費(fèi)；但剛度太小，結(jié)構(gòu)變形太大，影響建筑物的使用。合理的剛度是多少，建議對(duì)于小高層住宅取 μ/H=1/2 500～1/3500，剛重比在10～15之間是比較合理的。周期約為層數(shù)的0.06倍～0.08倍之間。而對(duì)結(jié)構(gòu)布置扭轉(zhuǎn)的控制：在考慮偶然偏心影響的地震作用下 ，樓層豎向構(gòu)件的最大水平位移和層間位移不宜大于該樓層平均值的1.2倍，不應(yīng)大于該樓層平均值的1.4倍。建議對(duì)于頂層構(gòu)件可不考慮在內(nèi)，否則很難滿足上述指標(biāo)。
另外，地震效應(yīng)是與建筑物質(zhì)量成正比，減輕房屋 自重是高結(jié)構(gòu)抗震能力的有效措施。高層建筑中質(zhì)量大了，不僅作用于結(jié)構(gòu)上的地震剪力大，還由于地震作用傾覆力矩大，對(duì)豎向構(gòu)件產(chǎn)生很大的附加軸力，P-效應(yīng)造成附加彎矩更大。
因此，在小高層建筑房屋中，結(jié)構(gòu)構(gòu)件宜采用高強(qiáng)度材料，非結(jié)構(gòu)構(gòu)件和圍護(hù)墻體應(yīng)用輕質(zhì)材料。減輕房屋自重，既減小了豎向荷載作用下構(gòu)件的內(nèi)力 ，使構(gòu)件截面變小 ，又可減小結(jié)構(gòu)剛度與地震效應(yīng)，不但能節(jié)省材料，降低造價(jià)，還能增加使用空間。
3基礎(chǔ)設(shè)計(jì)
研究地基基礎(chǔ)對(duì)建筑抗震能力的影響 ，作出恰當(dāng)?shù)倪x擇，已成為高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要部分，基礎(chǔ)是房屋的根基，是房屋中極為重要的組成部分 ，一幢房屋如果沒有一個(gè)堅(jiān)實(shí)可靠的基礎(chǔ)，再好的上部結(jié)構(gòu)也不可能正常發(fā)揮其作用，甚至可能導(dǎo)致上部結(jié)構(gòu)的破壞與傾斜。
目前的小高層由于考慮埋置深度的要求，一般均設(shè)置地下室。如何對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行合理選型，將對(duì)整個(gè)地下室設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性產(chǎn)生重要影響。例如，某工程，上部十八層帶一地下室，根據(jù)勘察報(bào)告 ，采用φ400預(yù)應(yīng)力管樁，樁長(zhǎng)25m，單樁承載力特征值 Ra =900kN，樁長(zhǎng)34m，單樁承載力特征值 Ra=1300kN。采用25m 樁需要290根，采用34 m樁需要 200根。從樁本身比較兩種方案．總的樁延米數(shù)量相當(dāng)，但采用25m樁為滿堂布置，筏板厚需l000 mm，而采用34m樁為墻下布置，筏板可減至 700mm，經(jīng)濟(jì)性明顯。因此，認(rèn)為基礎(chǔ)選型應(yīng)作方案比較，才能選定經(jīng)濟(jì)合理的方案。而對(duì)于筏板厚度的取值 ，則應(yīng)考慮樁沖切、角樁沖切、墻沖切及板配筋等多方面的因素。
另外，筏板長(zhǎng)度的設(shè)置也須研究探討，由于考慮地下室的使用合理性，常規(guī)采用設(shè)置后澆帶來解決底板超長(zhǎng)引起的收縮及溫度裂縫，后澆帶的作用是明顯的，但也給施工帶來了不少麻煩，甚至由于處理不當(dāng)而引起后澆帶漏水及裂縫。而有些高層，長(zhǎng)寬均達(dá)100 m以上，中間就設(shè)置幾條后澆帶,也沒有其他措施，這樣是不妥當(dāng)?shù)摹?/p>
4 剪力墻設(shè)計(jì)
1)布置：剪力墻布置必須均勻合理，使整個(gè)建筑物的質(zhì)心和剛心趨于重合，且x，y兩向的剛重比接近。結(jié)構(gòu)布置應(yīng)避免一字形剪力墻，若出現(xiàn)則應(yīng)布置成長(zhǎng)墻(h／ω>8)；應(yīng)避免樓面主梁平面外擱置在剪力墻上，若無法避免，則剪力墻相應(yīng)部位應(yīng)設(shè)置暗柱，當(dāng)梁高大于墻厚的2.5倍時(shí)，應(yīng)計(jì)算暗柱配筋 ，轉(zhuǎn)角處墻肢應(yīng)盡可能長(zhǎng)，因轉(zhuǎn)角處應(yīng)力容易集中，有條件兩個(gè)方向均應(yīng)布置成長(zhǎng)墻；規(guī)范中對(duì)普通墻及短肢墻的界定是墻高厚比8倍以下為短墻，大于 8倍則為普通墻 ，這就引起高厚比為7.9倍及 8.1倍 的兩種墻的受力特性截然不同，而配筋亦大相徑庭，這顯得比較機(jī)械而不合理，因此建議布置長(zhǎng)墻時(shí)高厚比能大于8.5。
2)配筋及構(gòu)造：對(duì)于小高層住宅來說 ，剪力墻是面廣量大的，因此合理的控制剪力墻配筋對(duì)于結(jié)構(gòu)安全及工程的經(jīng)濟(jì)性具有十分重要的作用。
剪力墻墻體配筋(以200厚墻體為例)一般要求水平鋼筋放在外側(cè)，豎向鋼筋放在內(nèi)側(cè)。配筋滿足計(jì)算及規(guī)范建議的最小配筋率即可。建議加強(qiáng)區(qū) (φ10@200，非加強(qiáng)區(qū)φ8@200雙層雙向即可，雙排鋼筋之間采用φ6@600×600拉筋，但地下部分墻體配筋則另當(dāng)別論。因?yàn)榈叵虏糠謮w配筋大多由水壓力、土壓力產(chǎn)生的側(cè)壓力控制，而由于簡(jiǎn)化計(jì)算經(jīng)常由豎 向筋控制，此種情況下為增大計(jì)算墻體有效高度，可將地下部分墻體的水平鋼筋放在內(nèi)側(cè)，豎向鋼筋放在外側(cè)。地下部分墻體鋼筋保護(hù)層按《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》第4.1.6條規(guī)定：迎水面保護(hù)層應(yīng)大干50mm，且在保護(hù)層內(nèi)按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》第9.2.4條規(guī)定增設(shè)雙向鋼筋網(wǎng)片。在這種情況下 ，很多設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行外墻裂縫驗(yàn)算時(shí)有效截面高度仍按保護(hù)層50mm計(jì)算是不妥當(dāng)?shù)摹．?dāng)采取了雙向鋼筋網(wǎng)片后，計(jì)算保護(hù)層厚度至少可按 30 mm來取值，這對(duì)節(jié)省墻體配筋效果相當(dāng)明顯。
剪力墻按規(guī)范應(yīng)設(shè)置邊緣構(gòu)件，一、二級(jí)抗震設(shè)計(jì)的剪力墻底部加強(qiáng)部位及其上一層的墻肢端部應(yīng)設(shè)置約束邊緣構(gòu)件；其余剪力墻應(yīng)按《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》第 7.2.17條設(shè)置構(gòu)造邊緣構(gòu)件。現(xiàn)就構(gòu)造邊緣構(gòu)件的配筋作一點(diǎn)討論。
首先要區(qū)分剪力墻的受力特性及類別，即：普通剪力墻(長(zhǎng)墻)，短肢剪力墻 ，小墻肢和一個(gè)方向長(zhǎng)肢墻而另一方向?qū)俣讨珘韰^(qū)別對(duì)待配筋。對(duì)于普通剪力墻，其暗柱配筋滿足規(guī)范要求的最小配筋率 ，建議加強(qiáng)區(qū)0．7％，一般部位 0.5％；對(duì)于短肢剪力墻，應(yīng)按高規(guī)第7.1.2條控制配筋率加強(qiáng)區(qū)1.2％，一般部位1.0％；對(duì)于小墻肢其受力性能較差，應(yīng)嚴(yán)格按高規(guī)控制其軸壓比，宜按框架柱進(jìn)行截面設(shè)計(jì) ，并應(yīng)控制其縱向鋼筋配筋率加強(qiáng)區(qū)1.2％，一般部位 1.0％；而對(duì)于一個(gè)方 向長(zhǎng)肢另一方向短肢的墻體，設(shè)計(jì)中往往就按長(zhǎng)肢墻進(jìn)行暗柱配筋，這并不妥當(dāng)，建議采取以下兩種方法：
1)計(jì)算中另一方向短肢不計(jì)入剛度，則配筋可不考慮該方向短肢影響；
2)計(jì)算中短肢計(jì)入剛度，則配筋中應(yīng)考慮該方向短肢的不利影響。建議該短肢配筋率適當(dāng)加強(qiáng)，可參考短肢墻加強(qiáng)區(qū)1.0％，一般部位0.8％。
剪力墻中的連梁跨度小，截面高度大，在地震作用下彎矩、剪力很大，有時(shí)很難進(jìn)行設(shè)計(jì) ，如果加大連梁高度，配筋值有時(shí)反而更大。連梁高度一般是從洞頂算到上一層洞底或從洞頂算到樓面標(biāo)高。對(duì)于門洞，上述所示情況梁的高度是一樣的；但對(duì)于窗洞，連梁高度如果從窗洞算到上一層窗底 ，有時(shí)則高度太高，這樣高跨比太大，并且與計(jì)算圖形不符，相應(yīng)配筋亦較大，不合理。建議連梁高度計(jì)算與設(shè)計(jì)統(tǒng)一規(guī)定從洞頂算到樓板面或屋面，對(duì)于窗洞樓面至窗臺(tái)部分可用磚或其他輕質(zhì)材料砌筑。對(duì)于窗臺(tái)有飄窗時(shí)，可再增加一根梁，兩根梁之間用磚填充。連梁配筋應(yīng)對(duì)稱配置，腰筋同墻體水平筋。
目前，各設(shè)計(jì)院在剪力墻的樓層處均設(shè)置暗梁 ，而對(duì)暗梁的作用及配筋亦各有理解。對(duì)于框架一剪力墻結(jié)構(gòu)，如剪力墻周邊僅有柱而無梁時(shí)，則設(shè)置暗梁，并且要求剪力墻兩端是明柱，這是因?yàn)橹苓呌辛褐募袅Γ拐鹦阅鼙纫话慵袅σ?。剪力墻結(jié)構(gòu)則沒有這方面的要求，在墻板交接處設(shè)置暗梁對(duì)加強(qiáng)墻體整體性作用還是有的，但究竟有多大則無從確定。因此認(rèn)為，就目前而言，在樓層位置設(shè)置暗梁是可行的，但沒有必要設(shè)置太大斷面及 配筋，建議底部 加強(qiáng)區(qū)斷 面可取墻厚×300，配筋上下各2φ16，一般部位斷面可取墻厚×250，配筋上下各2φ14即可。
5 結(jié)束語(yǔ)
小高層設(shè)計(jì)時(shí)，做好概念設(shè)計(jì)，根據(jù)房屋的建造地點(diǎn)，平立面體形，層數(shù)多少，在滿足安全性、耐久性與舒適性要求的前提下采用合理的結(jié)構(gòu)體系。在構(gòu)件設(shè)計(jì)中精打細(xì)算，嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)范構(gòu)造要求對(duì)于整個(gè)建筑物，保證安全，降低造價(jià)影響巨大，這也是在今后設(shè)計(jì)中應(yīng)該不斷提高和改進(jìn)的。
關(guān)鍵詞：建筑設(shè)計(jì)；多層結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1 引言
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是整個(gè)建筑設(shè)計(jì)過程中的一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，對(duì)整個(gè)建筑物的外觀效果、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定起著至關(guān)重要的作用。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要?jiǎng)?wù)實(shí)，任何一個(gè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)都必須要協(xié)調(diào)好結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。多層鋼結(jié)構(gòu)住宅是結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)化推廣的重要組成部分，也是今后多層住宅發(fā)展的主要方向。傳統(tǒng)大住宅多采用磚混或混凝土結(jié)構(gòu)，鋼材強(qiáng)度高，房屋自重輕，因此較容易實(shí)現(xiàn)大，靈活分隔的建筑設(shè)計(jì)理念，實(shí)現(xiàn)居住空間在空間和時(shí)間上的可變性。不過，在國(guó)內(nèi)對(duì)多層鋼結(jié)構(gòu)大住宅的研究力度還不夠。
2 多層鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)
2.1多層鋼結(jié)構(gòu)住宅的結(jié)構(gòu)布置
多層住宅鋼結(jié)構(gòu)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(shè)置支撐的建筑物。由于結(jié)構(gòu)采用型鋼，故其成為施工速度最快的一種結(jié)構(gòu)形式，采用該種結(jié)構(gòu)體系的鋼結(jié)構(gòu)住宅，柱網(wǎng)分布有大跨度和小開間密柱式兩類。
(l)應(yīng)用于住宅的大跨度結(jié)構(gòu)，合理利用鋼結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)，充分發(fā)揮鋼材作用，建筑空間開敞，平面布置靈活，空間可變性較強(qiáng)，但結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸隨柱網(wǎng)增大而增大。受梁柱體系高跨比的限制，隨跨度的增大，結(jié)構(gòu)鋼梁的高度也隨之增大，通常結(jié)構(gòu)鋼梁高跨比為1: (15~20)。從結(jié)構(gòu)受力分析的合理性和經(jīng)濟(jì)性兩方面考慮，用于住宅的大跨度鋼結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)以6.0~7.2m為宜。此時(shí)結(jié)構(gòu)梁高約300~500mm，按層高2.8m考慮，立面開窗高度能達(dá)1.4m以上，基本滿足住宅規(guī)范要求。雖然也有采用更大跨度結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)(類似于排架結(jié)構(gòu))的情況，但通常進(jìn)深方向?yàn)殚L(zhǎng)跨距，從經(jīng)濟(jì)方面考慮，開間方向即使在層高增大的情況下也不宜過大。
(2)當(dāng)建筑設(shè)計(jì)方案為每一開間均設(shè)有柱時(shí)，可采用小開間密柱式布置，一般柱距為3~5m，此結(jié)構(gòu)類型因跨度小，梁、柱斷面都相對(duì)減小，在立面開窗、開門上有較大自由度，由于跨度小，結(jié)構(gòu)梁柱斷面和相應(yīng)的樓板厚度均減小，可減小結(jié)構(gòu)自重，是較為經(jīng)濟(jì)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。
工程抗震經(jīng)驗(yàn)表明，不規(guī)則建筑結(jié)構(gòu)體型對(duì)結(jié)構(gòu)抗震不利，甚至?xí)斐山ㄖ锏膰?yán)重破壞或倒塌，它一般分為兩類:①建筑平面不規(guī)則;②建筑結(jié)構(gòu)立面和豎向剖面不規(guī)則。由于后者的危害性史大，因此多層住宅鋼結(jié)構(gòu)體型宜力求規(guī)則和對(duì)稱。
2.2 連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)
鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)連接是保證鋼結(jié)構(gòu)安全的重要部位，對(duì)結(jié)構(gòu)受力有著重要影響，是整個(gè)設(shè)計(jì)工作的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。地震災(zāi)害記錄表明，許多鋼結(jié)構(gòu)都是由于節(jié)點(diǎn)首先破壞而導(dǎo)致建筑物整體破壞的，因此節(jié)點(diǎn)必須具有良好的抗震性能，能滿足各種不同高度的鋼結(jié)構(gòu)體系相應(yīng)的強(qiáng)度、剛度和延性要求，以確保安全可靠。節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)一般要求遵循以下原則：(l)節(jié)點(diǎn)受力要力求傳力直接簡(jiǎn)單和明確，使計(jì)算分析與節(jié)點(diǎn)的實(shí)際受力情況相一致;(2)保證節(jié)點(diǎn)連接有足夠的強(qiáng)度和良好的延性;(3)構(gòu)件的拼接按等強(qiáng)度原則設(shè)計(jì)，即拼接件應(yīng)能傳遞斷面的最大承載力;(4)盡量簡(jiǎn)化節(jié)點(diǎn)構(gòu)造，以便于加工和安裝時(shí)容易就位調(diào)整。
多層住宅鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)主要包括梁與梁的拼接節(jié)點(diǎn)、柱與柱的拼接節(jié)點(diǎn)、梁與柱的連接節(jié)點(diǎn)、支撐與梁柱的連接構(gòu)造、柱腳的連接節(jié)點(diǎn)等。連接節(jié)點(diǎn)可分為3種形式，即鉸接、剛接和半剛接，其中半剛接因其受力難以控制，目前采用不多，故以其余兩種形式為主。 連接方法可分為焊接連接和高強(qiáng)度螺栓連接，焊接連接節(jié)點(diǎn)的焊縫尺寸及形式等可按現(xiàn)行規(guī)范的規(guī)定執(zhí)行，焊條的選用應(yīng)與被連接金屬材質(zhì)適應(yīng)。焊接設(shè)計(jì)中不得任意加大焊縫，焊縫重心應(yīng)盡量與被連接構(gòu)件重心接近。高強(qiáng)螺栓連接常用8.8s和10.9s兩個(gè)強(qiáng)度等級(jí)，根據(jù)受力特點(diǎn)分為承壓型和摩擦型，高強(qiáng)度螺栓最小規(guī)格為M12，常用的為M 16- M30，超大規(guī)格的螺栓性能不穩(wěn)定，設(shè)計(jì)中應(yīng)慎重使用。連接板一般采用與母材強(qiáng)度等級(jí)相同的鋼材，在同一節(jié)點(diǎn)中，采用同一直徑和同一性能等級(jí)的高強(qiáng)度螺栓，并進(jìn)行節(jié)點(diǎn)連接的承載力驗(yàn)算。
3 多層鋼結(jié)構(gòu)住宅結(jié)構(gòu)體系選型
鋼結(jié)構(gòu)體系的型式有多種，但應(yīng)用于住宅的主要可分為鋼框架體系，鋼支撐框架體系，鋼框架――混凝土剪力墻體系――鋼框架――核心筒，錯(cuò)列桁架鋼結(jié)構(gòu)等。根據(jù)已建的鋼結(jié)構(gòu)住宅工程 對(duì)鋼結(jié)構(gòu)住宅的結(jié)構(gòu)體系做一個(gè)簡(jiǎn)單的定性比較，見表1。根據(jù)表1多層鋼結(jié)構(gòu)住宅結(jié)構(gòu)體系比較分析，可以明確地得出各鋼結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)缺點(diǎn)。從表1可知，錯(cuò)列桁架鋼結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性高，開間大及跨度大，比較適于作為多層鋼結(jié)構(gòu)住宅的結(jié)構(gòu)體系，建筑設(shè)計(jì)應(yīng)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)交互設(shè)計(jì)，以避免桁架對(duì)建筑平面設(shè)計(jì)的影響。
表1 多層鋼結(jié)構(gòu)住宅結(jié)構(gòu)體系性能比較
4 鋼結(jié)構(gòu)住宅樓蓋結(jié)構(gòu)分析
樓板的合理選擇關(guān)系到整個(gè)結(jié)構(gòu)的安全性、經(jīng)濟(jì)性，降低樓板的造價(jià)和減輕自重對(duì)整個(gè)建筑物至關(guān)重要。目前鋼結(jié)構(gòu)住宅工程中常用的樓板豐要有三種形式：壓型鋼板――混凝土組合樓板：現(xiàn)澆混凝土樓板：預(yù)應(yīng)力空心板疊合樓板。通過表格對(duì)上述三種樓蓋進(jìn)行綜合比較，見表2。
表2 多層鋼結(jié)構(gòu)住宅常用樓板類型綜合比較
由表2可知 預(yù)應(yīng)力空心板疊合樓板比較適于作為鋼結(jié)構(gòu)住宅樓蓋 這種樓蓋不僅裝配化程度高、施工效率高、自重輕、用鋼量少和造價(jià)低 而且跨度較大．整體性及抗震性能都不比現(xiàn)澆樓蓋差。
5 多層鋼結(jié)構(gòu)住宅結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)
5.1 工程概況
本工程為6層住宅樓，首層層高3.8m,2~6層層高2.9m，分別采用鋼筋混凝上結(jié)構(gòu)形式和鋼結(jié)構(gòu)形式，采用90mm厚現(xiàn)澆鋼筋混凝上樓板。在一個(gè)住宅單元中，進(jìn)深尺寸較大，除樓梯問、廚房、衛(wèi)生間相對(duì)固定外。其余的廳、居室、貯藏室等均可按住戶的意愿自行安排、靈活分隔組合。墻體選用蒸壓加氣混凝土墻板。結(jié)構(gòu)計(jì)算主要采用符合國(guó)內(nèi)規(guī)范和規(guī)程要求的TBSA和PKPM系列軟件進(jìn)行計(jì)算分析。設(shè)計(jì)方案應(yīng)滿足各種結(jié)構(gòu)類型設(shè)計(jì)規(guī)范和規(guī)程的要求，包括結(jié)構(gòu)方案、構(gòu)件選型、材料選擇、施工方案等，同時(shí)還考慮安全適用性和經(jīng)濟(jì)合理性等。
(l)材料、型號(hào)和級(jí)別
對(duì)于鋼筋混凝上結(jié)構(gòu)，柱采用C25混凝上，梁和板采用C20混凝上;柱和梁的縱筋采用II級(jí)鋼，其它為I級(jí)鋼;墻體采用灰砂磚砌筑。對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)，柱和梁均采用熱軋H型鋼，其余與鋼筋混凝上結(jié)構(gòu)相同(稱為鋼結(jié)構(gòu)①);或柱采用熱軋 H型鋼，梁采用高頻焊接薄壁H型鋼，墻體采用ALC板，其余與鋼筋混凝上結(jié)構(gòu)相同(稱為鋼結(jié)構(gòu)②)。
(2)荷載取值
風(fēng)荷載取值為:基本風(fēng)壓0.45kN/m2，地面粗糙度為B;地震烈度為7度，場(chǎng)地類型為二類。對(duì)于墻體采用ALC板的鋼結(jié)構(gòu)，其墻體和攔河荷載標(biāo)準(zhǔn)值為:墻重分別為2.0kN/m2(150mm厚ALC板滿載)，1.6kN/m2 (150mm厚A LC板，扣除門窗荷載;或是100mm厚ALC板滿載);攔河為1.0kN/m2。其它荷載按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2001)取值。
(3)結(jié)構(gòu)布置
采用鋼結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)層結(jié)構(gòu)平面布置如圖1所示。
標(biāo)準(zhǔn)層鋼結(jié)構(gòu)平面布置圖
5.2 結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)
結(jié)構(gòu)體系：根據(jù)上文分析及工程概況，該工程選擇交錯(cuò)桁架鋼結(jié)構(gòu)和鋼框架結(jié)構(gòu)體系。靈活分隔部分采用錯(cuò)列桁架鋼結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)利用柱子、平面桁架和樓板組成空間抗側(cè)力體系，具有住宅布置靈活、結(jié)構(gòu)自重輕和造價(jià)低的特點(diǎn)。是一種經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、高效的新型結(jié)構(gòu)體系：固定部分(廚房、衛(wèi)生間和樓梯間)采用鋼框架結(jié)構(gòu)。桁架腹桿采用混合型桁架，這種桁架的抗側(cè)性能優(yōu)于空腹桁架，抗震性能優(yōu)于實(shí)腹桁架。
結(jié)構(gòu)布置：住宅的開間和進(jìn)深較大，由上文分析并綜合比較而選用預(yù)制預(yù)應(yīng)力空心板疊合樓板。采用預(yù)制預(yù)應(yīng)力空心板疊合板后結(jié)構(gòu)布置采用簡(jiǎn)單梁格方式，取消用鋼量較大的次梁。簡(jiǎn)單梁格布置不僅可以降低結(jié)構(gòu)用鋼量，而且可以增大建筑有效凈空并取消吊頂。預(yù)制預(yù)應(yīng)力空心板疊合板通過與鋼梁組合作用(布置栓釘和后澆疊合層)進(jìn)一步降低結(jié)構(gòu)用鋼量。疊合板總厚度為200mm 其中預(yù)制預(yù)應(yīng)力空心板厚度150mm，現(xiàn)澆疊合層厚50mm。
構(gòu)件設(shè)計(jì)：交錯(cuò)桁架結(jié)構(gòu)中多數(shù)構(gòu)件的內(nèi)力以軸力為主，而且體系的抗側(cè)剛度很大 一般以強(qiáng)度或穩(wěn)定設(shè)計(jì)來控制構(gòu)件截面，比較適合采用高強(qiáng)度鋼材，因此該工程梁、柱、弦桿、腹桿均采用Q345鋼。交錯(cuò)桁架結(jié)構(gòu)中柱采用直徑為400mm，壁厚為l6mm鋼管混凝土柱，混凝土采用C60；弦桿采用HW200×200×8×12：縱向框架梁為HM294×200×8×12;直腹桿為等邊角鋼組合L100×l0；斜腹桿為等邊角鋼組合L125×8;框架結(jié)構(gòu)中柱采用直徑為300mm，壁厚為10mm的鋼管混凝土柱，混凝土采用C60；梁采用HN25O×125×6×9。
結(jié)構(gòu)分析：計(jì)算結(jié)果表明，水平荷載作用參與組合的工況對(duì)設(shè)計(jì)起控制作用。構(gòu)件強(qiáng)度和穩(wěn)定應(yīng)力比控制在0．90以內(nèi)。結(jié)構(gòu)彈性層間位移角按照《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》和《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》的相關(guān)規(guī)定來控制。結(jié)構(gòu)分析結(jié)果見表3。
表3結(jié)構(gòu)分析結(jié)果
節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)：交錯(cuò)桁架體系采用混合型時(shí)，橫向荷載的作用將通過平面桁架以軸力的形式傳遞給柱子．故桁架與柱子的連接按鉸接設(shè)計(jì)。此時(shí)，桁架上、下弦桿除了要承受軸力，還要承受彎矩，按照連續(xù)壓彎桿件設(shè)計(jì)，而腹桿與弦桿的節(jié)點(diǎn)按鉸接設(shè)計(jì)，忽略桁架腹桿次彎矩的影響。此種分析不但誤差很小,，還能改善結(jié)構(gòu)的延性和增加耗能儲(chǔ)備。鋼框架結(jié)構(gòu)的梁柱節(jié)點(diǎn)全部為剛節(jié)點(diǎn)，可有效增加結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度。
5.2 簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)
在滿足各項(xiàng)設(shè)計(jì)指標(biāo)的前提下，各構(gòu)件用鋼量見表4 設(shè)計(jì)方案總用鋼量為95．55t(不包括樓板及基礎(chǔ))，單位面積用鋼量為31．8kg／m2。采用鋼管混凝土柱交錯(cuò)桁架結(jié)構(gòu)。可以顯著降低結(jié)構(gòu)的用鋼量，比其他鋼結(jié)構(gòu)住宅結(jié)構(gòu)體系經(jīng)濟(jì)。
表4 構(gòu)件用鋼量
6 結(jié)束語(yǔ)
【關(guān)鍵詞】新型住宅；建筑結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)；優(yōu)化
近年來隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們的生活水平也再不斷提高，生活水平的提高使得人們對(duì)自己的居住環(huán)境有了更高的要求。而建筑的目的是為了人們居住，所以面對(duì)著人們不斷提升的居住要求，建筑的供應(yīng)者和設(shè)計(jì)者開始了對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的思考。如何才能使得當(dāng)今的新型住宅可以滿足人們的居住需求，同時(shí)又可以使得投資者控制建筑投資的成本，這是一個(gè)重要的問題擺在眼前。
1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的基本理論
住宅的建筑結(jié)構(gòu)可以進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化的階段主要在建筑工程的決策階段、設(shè)計(jì)階段和建設(shè)階段。
建筑工程的決策階段是確定這項(xiàng)建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)所要達(dá)到的總體目標(biāo)，使其可以滿足本體的功能，在最大程度上保證建筑施工的安全性，并且可以縮減投資的資金。
建筑工程的設(shè)計(jì)階段是確定建筑整體結(jié)構(gòu)以及每一個(gè)子系統(tǒng)的優(yōu)化布局。
建筑工程的建設(shè)階段的建設(shè)原則是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化，并且為了實(shí)現(xiàn)整體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化布局組織建設(shè)好每一個(gè)子系統(tǒng)。
在這三個(gè)階段當(dāng)中，決策階段的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化選擇是關(guān)鍵，而設(shè)計(jì)階段的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化是核心，建設(shè)階段結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化是基礎(chǔ)。這三個(gè)階段是互相驗(yàn)證、相互補(bǔ)充并且缺一不可的關(guān)系。
2 新型住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化應(yīng)該滿足的條件
在對(duì)新型住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的時(shí)候應(yīng)該注意使其滿足一下基本條件。
2.1 功能性
對(duì)于住宅建筑本身而言，其目的就是為了給人類居住所用。所以建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的最終目標(biāo)就是為了滿足人類對(duì)于居住環(huán)境的最大化需求。所以住宅建筑的功能性方便也不再僅僅局限于傳統(tǒng)的實(shí)用性的功能，更是要增添住宅的格局合理性，居住環(huán)境美觀性、舒適性以及協(xié)調(diào)性等等功能。
2.2 安全性
隨著人們生活水平的不斷提高，人們對(duì)于居住環(huán)境的安全性能要求也越來越高，所以在對(duì)住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化之中也應(yīng)該將安全性能考慮到其中，比如說住宅的抗震性，建筑材料是否符合建筑標(biāo)準(zhǔn)，裝修材料是否含有有害氣體等等。建筑是人類的基礎(chǔ)生存環(huán)境，而只有安全的居住環(huán)境才能給人們帶來更好的生活，所以安全性是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化必須要考慮的因素。
2.3 經(jīng)濟(jì)性
近年來社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，同時(shí)更多的競(jìng)爭(zhēng)也相對(duì)的出現(xiàn)，所以對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化必須要從經(jīng)濟(jì)型出發(fā)，這樣才能在更多更復(fù)雜的競(jìng)爭(zhēng)下生存和發(fā)展。經(jīng)濟(jì)性是指通過對(duì)整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，最大程度的節(jié)約各種材料和資源，達(dá)到控制和減少建筑成本的目標(biāo)。
2.4 環(huán)保性
我國(guó)提出可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略已經(jīng)很多年了，但是具體的實(shí)施情況并不是很好。但是在現(xiàn)在的生態(tài)環(huán)境下，必須將這一戰(zhàn)略落實(shí)到日程上來。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的時(shí)候必須要考慮到環(huán)保性。在建筑資源的材料選用上，在保證其功能性和安全性的同時(shí)，最大可能的選用節(jié)能環(huán)保型的材料。對(duì)于建設(shè)過程中所產(chǎn)生的廢舊材料進(jìn)行及時(shí)的處理和合理的應(yīng)用。并且在整個(gè)建設(shè)的過程中，要考慮到當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境特點(diǎn)，不要破壞自然生態(tài)的環(huán)境。
3 如何優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
在對(duì)住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化要從以下三方面進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化。
3.1 優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中選用的材料
新型住宅建筑結(jié)構(gòu)所選用的材料一定要具有安全性能，比如說通過材料的配置從而達(dá)到加強(qiáng)構(gòu)建的強(qiáng)度、剛性和延展性的目的。在以往的建筑工程過程中，我們發(fā)現(xiàn)鋼筋混凝土的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，主要起到承受載體的是梁柱，所以可以打造鋼筋混凝土梁柱，這樣可以局部提高梁柱的抗壓力。在工程的實(shí)踐中，采用標(biāo)號(hào)較高的鋼筋混凝土，同時(shí)減少梁柱等構(gòu)件的橫截面積，這樣可以減輕結(jié)構(gòu)本身的重量，同時(shí)也可以擴(kuò)大住宅的使用空間。而建筑的梁板以受彎為特性，所以可以采用強(qiáng)度較高的鋼筋，這樣可以科學(xué)合理的減少鋼筋的使用數(shù)量。另外，建筑結(jié)構(gòu)的建設(shè)者應(yīng)該將鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋與混凝土的投放比例進(jìn)行科學(xué)的合理的匹配，從而使得鋼筋混凝土復(fù)合材料發(fā)揮其特殊的復(fù)合特殊性能。而在住宅建筑結(jié)構(gòu)中，結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換層、受力復(fù)雜的銜接點(diǎn)部位與跨度較大的結(jié)構(gòu)上，比較好的選擇是采用型鋼混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土，同時(shí)可以保證住宅建筑功能性、安全性、經(jīng)濟(jì)型的最大化性能的發(fā)揮。在新型住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，存在鋼筋混凝土現(xiàn)澆板中混凝土標(biāo)號(hào)過高的情況非常之多，一味的追求高標(biāo)號(hào)的混凝土是沒有任何意義的，而相反高標(biāo)號(hào)的混凝土根本沒有辦法發(fā)揮其理想的強(qiáng)度性能，而版中鋼筋的配筋量卻隨之增加，直接導(dǎo)致的后果就是鋼筋的使用量增加，間接的影響到整個(gè)建筑工程投資成本的提高。
3.2 優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的構(gòu)建布置
在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中可以優(yōu)化的構(gòu)建布置主要涉及到房梁、柱子、剪力墻的布置和設(shè)計(jì)。目前，很多新興住宅建設(shè)所采用的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一般框架為剪力墻結(jié)構(gòu)體系，這種體系主要有兩部分組成——鋼筋混凝土框架和鋼筋混凝土剪力墻。框架的梁柱為剛接，而同樣框架與剪力墻也可以為剛接，或者可以為鉸接。近年來人們對(duì)于居住環(huán)境的要求越來越高，居住內(nèi)部的格局要求也不盡相同，而框架——剪力墻結(jié)構(gòu)體系它具有組成使用空間靈活多變的優(yōu)點(diǎn)，可以滿足各種各樣的格局要求。而且這種結(jié)構(gòu)體系具有承載力較高、延伸性較好和整體性的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)具有很強(qiáng)的吸收地震力的能力，有效的起到抗震的效果，從而可以在很大程度上減少整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)本身側(cè)移的可能性。因此，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的時(shí)間過程中，對(duì)于框架——剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，一定要確定剪力墻的剛度是否滿足強(qiáng)度條件，同時(shí)還必須使得結(jié)構(gòu)具有一定的側(cè)向剛性。另外，框架——剪力墻結(jié)構(gòu)在初步的設(shè)計(jì)階段，要確定其最優(yōu)數(shù)量，從而避免重復(fù)和繁瑣的計(jì)算，這樣可以達(dá)到減少成本的目的。
隨著城市土地資源的日益稀缺，高層住宅的興起滿足了人們的居住要求。作為新型住宅房梁的選用也是至關(guān)重要的。常規(guī)的房梁雖然經(jīng)濟(jì)性能較好，但是對(duì)于高層建筑來講會(huì)嚴(yán)重的影響到建筑的層高。所以我們可以選用寬扁梁來進(jìn)行代替。寬扁梁可以減少量的截面高度，增加建筑物的凈高。而在建筑物總高度有限制的情況下，可以增加層數(shù)，從而獲得更多的建筑面積。
3.3 優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)的整體布局
如果說優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中選用的材料合優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的構(gòu)建布置都是優(yōu)化一些細(xì)化的部分，那么優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)的整體布局就是要從全局的觀念來進(jìn)行出發(fā)，利用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的點(diǎn)、線、面來確定建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的總體布局，同時(shí)要求進(jìn)一步的處理好點(diǎn)、線、面之間的構(gòu)架關(guān)系，從而保證達(dá)到新型住宅建筑設(shè)計(jì)的國(guó)家質(zhì)量使用標(biāo)注，實(shí)現(xiàn)其功能性、安全性和經(jīng)濟(jì)型的三重目標(biāo)。
對(duì)于現(xiàn)階段新型住宅建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化的方法應(yīng)該還有很多種，本文只是根據(jù)自己的意見闡述了一些觀點(diǎn)，希望能對(duì)新型住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化有所幫助。
參考文獻(xiàn)
[1]鄒俊.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用[J].應(yīng)用技術(shù)，2010（10）
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關(guān)鍵詞：房屋住宅；建筑結(jié)構(gòu)；地基設(shè)計(jì)
中圖分類號(hào)：TU47 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
一、住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的問題及其原因分析
1.1 防火設(shè)計(jì)問題比較突出
一些設(shè)計(jì)人員對(duì)防火規(guī)范、規(guī)定不熟悉，對(duì)建筑物分類有錯(cuò)誤，導(dǎo)致在設(shè)計(jì)中對(duì)防火標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行有誤，消防處理不當(dāng)，存在許多安全隱患；一些重要場(chǎng)所的安全疏散出口、疏散門開啟方向不正確，影響安全疏散；有些設(shè)計(jì)中的防火分區(qū)面積過大，防火間距過長(zhǎng)，設(shè)計(jì)存在隨意性；有些消防設(shè)施設(shè)計(jì)不合理、不配套，建筑物一旦失火，消防設(shè)施將不能有效發(fā)揮作用。
1.2 部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理, 安全隱患比較多
如《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》第7.1.8 條(強(qiáng)制性條文)規(guī)定“底部框架-抗震墻結(jié)構(gòu)，上部的砌體抗震墻與底部的框架梁或抗震墻應(yīng)對(duì)齊或基本對(duì)齊”。有些設(shè)計(jì)把底層設(shè)計(jì)成大空間，抗震墻很少，上部砌體抗震墻大部分與底部的框架梁或抗震墻不對(duì)齊，造成結(jié)構(gòu)體系不合理，傳力不明確；有些設(shè)計(jì)中抗震分類、場(chǎng)地類別選用錯(cuò)誤，導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。一些混凝土構(gòu)件，特別是懸挑構(gòu)件的最小配筋率達(dá)不到要求，有的相差一半，有的甚至一半都達(dá)不到；有些設(shè)計(jì)中荷載取值沒有按規(guī)范要求來確定，存在漏算錯(cuò)算現(xiàn)象；有些結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與提供的計(jì)算書不一致，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于計(jì)算結(jié)果，設(shè)計(jì)存在嚴(yán)重安全隱患。
1.3 設(shè)計(jì)深度達(dá)不到規(guī)定要求
一些設(shè)計(jì)人員制作圖紙“偷工減料”，設(shè)計(jì)粗糙，過于簡(jiǎn)單，施工圖中應(yīng)有的系統(tǒng)圖、大樣圖、相關(guān)剖視圖漏缺；一些重要的、應(yīng)該用圖紙反映的內(nèi)容只標(biāo)注“見圖集”、“由設(shè)備廠家確定”等，施工圖設(shè)計(jì)表述不全，細(xì)部大樣不詳，不能反映工程的全貌；一些重要的設(shè)計(jì)依據(jù)、設(shè)計(jì)參數(shù)、工程類別、安全等級(jí)、耐火等級(jí)、防火消防處理等在設(shè)計(jì)總說明中沒有標(biāo)明或交待不全。這些問題的產(chǎn)生，有的是由于設(shè)計(jì)人員沒有對(duì)一般住宅尤其是多層住宅設(shè)計(jì)引起高度重視，盲目參照或套用其他的設(shè)計(jì)的結(jié)果；有的則是由于設(shè)計(jì)過程中對(duì)設(shè)計(jì)規(guī)范和設(shè)計(jì)方法缺乏理解；還有的是由于設(shè)計(jì)者的力學(xué)概念模糊，不能建立正確的計(jì)算模式，對(duì)結(jié)構(gòu)電算結(jié)果也缺乏判斷正確與否的經(jīng)驗(yàn)。
二、住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的規(guī)范要求
為避免出現(xiàn)上述結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題，在住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)首先必須從結(jié)構(gòu)計(jì)算和構(gòu)造上滿足規(guī)范的相關(guān)要求。
2.1 結(jié)構(gòu)計(jì)算應(yīng)注意的問題
（1）免荷載計(jì)算的錯(cuò)誤。諸如漏算或少算荷載、活荷載折減不當(dāng)、建筑物用料與實(shí)際計(jì)算不符，基礎(chǔ)底板上多算或少算土重。
（2）底框砌體結(jié)構(gòu)驗(yàn)算。底部剪力法僅適用于剛度比較均勻的多層結(jié)構(gòu)，對(duì)具有薄弱層的底層框架混合結(jié)構(gòu)，應(yīng)考慮塑性變形集中的影響，通常對(duì)底層地震剪力乘以1.2～1.5 的增大系數(shù)；底層框架混合結(jié)構(gòu)的剪力分配不能簡(jiǎn)單地按框架抗震墻的方法。因?yàn)榈讓涌蚣芙Y(jié)構(gòu)中只有底層框架抗震墻，應(yīng)采用雙保險(xiǎn)的方法，抗震墻承擔(dān)全部剪力，框架按剛度比例承擔(dān)剪力。剛度計(jì)算時(shí)，框架不折減，抗震墻折減到彈性剛度的20%～30%；應(yīng)考慮底層框架柱中地震作用產(chǎn)生傾覆力矩所引起的附加軸力。
（3）避免樓板計(jì)算中方法不正確。連續(xù)板計(jì)算不能簡(jiǎn)單地用單向板計(jì)算方法代替；雙向板查表計(jì)算時(shí)，不能忽略材料泊松比的影響，否則由于跨中彎矩未進(jìn)行調(diào)整，將使計(jì)算值偏小。
（4）對(duì)電算結(jié)果的正確性作出有效評(píng)價(jià)。目前結(jié)構(gòu)計(jì)算大多采用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算程序進(jìn)行計(jì)算，如何對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析、評(píng)價(jià)，是一個(gè)非常重要的方面。因此必須根據(jù)工程設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析、判斷，根據(jù)其正確與否，決定能否作為施工圖設(shè)計(jì)的依據(jù)。
2.2 構(gòu)造設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題
（1）注意構(gòu)件最大配筋率和最小配筋率的限值。尤其是在抗震設(shè)計(jì)中既要保證建筑結(jié)構(gòu)在地震發(fā)生時(shí)具有一定的延性，又必須滿足最小配筋的要求。
（2）嚴(yán)格按照規(guī)范要求，保證鋼筋在各個(gè)部位所需滿足的錨固、延伸和搭接長(zhǎng)度，材料選用也必須滿足強(qiáng)度要求。
（3）為了防止屋面溫度應(yīng)力引起的墻體開裂，必須采取有效的通風(fēng)融熱措施。
（4）按抗震構(gòu)造要求設(shè)置的構(gòu)造柱，應(yīng)在整個(gè)建筑物高度內(nèi)上下對(duì)準(zhǔn)貫通，上至女兒墻壓頂，下至淺于500mm 基礎(chǔ)圈梁，或伸入室外地面以下500mm 的構(gòu)造柱與圈梁、樓板和墻體的拉接必須符合規(guī)范要求。
三、住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的概念設(shè)計(jì)與地基設(shè)計(jì)
3.1 必須及早介入建筑結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)
住宅設(shè)計(jì)無論是多層磚混或框架剪力墻結(jié)構(gòu)，都不同于以往的靜力設(shè)計(jì)，必須從抗震的角度，采用兩個(gè)階段設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)3個(gè)水準(zhǔn)的設(shè)防要求。為此，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員必須及早介入建筑結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)，否則將會(huì)導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不合理，給以后的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來難度。
（1）對(duì)一般多層砌體住宅結(jié)構(gòu)，應(yīng)按《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》要求做到優(yōu)先采用橫墻承重或縱橫墻共同承重的結(jié)構(gòu)體系: 縱橫墻的布置宜均勻?qū)ΨQ，沿平面內(nèi)宜對(duì)齊，沿豎向應(yīng)上下連續(xù)；樓梯間不宜設(shè)置在房屋的盡端和轉(zhuǎn)角處；不宜采用無錨固的鋼筋混凝土預(yù)制挑檐。
（2）對(duì)鋼筋混凝土多、高層結(jié)構(gòu)住宅，力求做到結(jié)構(gòu)布置盡量采用規(guī)則結(jié)構(gòu)。對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)，可以設(shè)置防震縫，把它分割成各自規(guī)則的結(jié)構(gòu)單元。結(jié)構(gòu)布置以少設(shè)縫為宜，一旦設(shè)縫，則應(yīng)使防震縫的設(shè)置與伸縮縫、沉降縫相統(tǒng)一；框架與抗震墻等抗側(cè)力結(jié)構(gòu)應(yīng)雙向布置，以便各自承擔(dān)來自平行于該抗側(cè)力結(jié)構(gòu)平面方向的地震力；框剪體系的各抗側(cè)力結(jié)構(gòu)要形成空間共同工作狀態(tài)，除了控制抗震墻之間樓、屋蓋的長(zhǎng)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。
3.2 加強(qiáng)住宅地基結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
為防止或減少由于地基沉降或不均勻沉降引起的構(gòu)件開裂或破壞，可以從建筑措施、結(jié)構(gòu)措施、地基和基礎(chǔ)措施方面加以控制。諸如:避免采用建筑平面形狀復(fù)雜、陰角多的平面布置；避免立面體形變化過大；將體形復(fù)雜、荷載和高低差異大的建筑物分成若干個(gè)單元；加強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)的剛度；同一建筑物盡量采用同一類型基礎(chǔ)并埋置于同一土層中等一系列措施。地基的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)分別就高層建筑與多層建筑考慮不同的設(shè)計(jì)。
（1）對(duì)高層建筑來說，由于需要一定的埋置深度，從經(jīng)濟(jì)的角度考慮，基礎(chǔ)一般采用樁箱或樁筏結(jié)合的形式。此時(shí)應(yīng)保證箱體的整體剛度，群樁布置的形心應(yīng)與上部結(jié)構(gòu)重心相吻合；當(dāng)土層有較大起伏時(shí)，應(yīng)使用同一建筑結(jié)構(gòu)下的樁端位于同一土層中，并應(yīng)考慮可能產(chǎn)生的液化影響。
（2）對(duì)多層建筑而言，從經(jīng)濟(jì)的角度考慮，一般不愿意采用長(zhǎng)樁的方案。但對(duì)軟土層覆蓋層厚度較大的地區(qū)，一般都需要經(jīng)過地基處理的方式來達(dá)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(rèn)真研究上部結(jié)構(gòu)和地基兩方面的特點(diǎn)及環(huán)境情況，并根據(jù)工程設(shè)計(jì)要求，確定地基處理范圍和處理后要求達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)，以及各種處理方面的適用性。同時(shí)綜合考慮處理方案的成熟程度及施工單位的經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行多方案比較，最終選定安全實(shí)用、經(jīng)濟(jì)合理的處理方案。地基經(jīng)處理后，還必須滿足規(guī)范所規(guī)定的強(qiáng)度和變形要求。
【關(guān)鍵詞】住宅；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；問題；規(guī)范
1.住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的問題及其原因分析
（1）設(shè)計(jì)深度達(dá)不到規(guī)定要求一些設(shè)計(jì)人員制作圖紙“偷工減料”，設(shè)計(jì)粗糙，過于簡(jiǎn)單，施工圖中應(yīng)有的系統(tǒng)圖、大樣圖、相關(guān)剖視圖漏缺；一些重要的、應(yīng)該用圖紙反映的內(nèi)容只標(biāo)注“見圖集”、“由設(shè)備廠家確定”等，施工圖設(shè)計(jì)表述不全，細(xì)部大樣不詳，不能反映工程的全貌；一些重要的設(shè)計(jì)依據(jù)、設(shè)計(jì)參數(shù)、工程類別、安全等級(jí)、耐火等級(jí)、防火消防處理等在設(shè)計(jì)總說明中沒有標(biāo)明或交待不全。
這些問題的產(chǎn)生，有的是由于設(shè)計(jì)人員沒有對(duì)一般住宅尤其是多層住宅設(shè)計(jì)引起高度重視，盲目參照或套用其他的設(shè)計(jì)的結(jié)果；有的則是由于設(shè)計(jì)過程中對(duì)設(shè)計(jì)規(guī)范和設(shè)計(jì)方法缺乏理解；還有的是由于設(shè)計(jì)者的力學(xué)概念模糊，不能建立正確的計(jì)算模式，對(duì)結(jié)構(gòu)電算結(jié)果也缺乏判斷正確與否的經(jīng)驗(yàn)。
（2）防火設(shè)計(jì)問題比較突出一些設(shè)計(jì)人員對(duì)防火規(guī)范、規(guī)定不熟悉，對(duì)建筑物分類有錯(cuò)誤，導(dǎo)致在設(shè)計(jì)中對(duì)防火標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行有誤，消防處理不當(dāng)，存在許多安全隱患；一些重要場(chǎng)所的安全疏散出口、疏散門開啟方向不正確，影響安全疏散；有些設(shè)計(jì)中的防火分區(qū)面積過大，防火間距過長(zhǎng)，設(shè)計(jì)存在隨意性；有些消防設(shè)施設(shè)計(jì)不合理、不配套，建筑物一旦失火，消防設(shè)施將不能有效發(fā)揮作用。
（3）部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，安全隱患比較多如《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》第7.1.8條規(guī)定“底部框架―抗震墻結(jié)構(gòu)，上部的砌體抗震墻與底部的框架梁或抗震墻應(yīng)對(duì)齊或基本對(duì)齊”。有些設(shè)計(jì)把底層設(shè)計(jì)成大空間，抗震墻很少，上部砌體抗震墻大部分與底部的框架梁或抗震墻不對(duì)齊，造成結(jié)構(gòu)體系不合理，傳力不明確；有些設(shè)計(jì)中抗震分類、場(chǎng)地類別選用錯(cuò)誤，導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。一些混凝土構(gòu)件，特別是懸挑構(gòu)件的最小配筋率達(dá)不到要求，有的相差一半，有的甚至一半都達(dá)不到；有些設(shè)計(jì)中荷載取值沒有按規(guī)范要求來確定，存在漏算錯(cuò)算現(xiàn)象；有些結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與提供的計(jì)算書不一致，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于計(jì)算結(jié)果，設(shè)計(jì)存在嚴(yán)重安全隱患。
2.住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的概念設(shè)計(jì)與地基設(shè)計(jì)
2.1必須及早介入建筑結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)
住宅設(shè)計(jì)無論是多層磚混或框架剪力墻結(jié)構(gòu)，都不同于以往的靜力設(shè)計(jì)，必須從抗震的角度，采用二階段設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)三個(gè)水準(zhǔn)的設(shè)防要求。為此，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員必須及早介入建筑結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)，方案設(shè)計(jì)階段應(yīng)正確把握建筑結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)，對(duì)不同形式的住宅建筑掌握各自概念設(shè)計(jì)中容易疏忽的要點(diǎn)。
（1）對(duì)一般多層砌體住宅結(jié)構(gòu)，應(yīng)按《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》要求做到優(yōu)先采用橫墻承重或縱橫墻共同承重的結(jié)構(gòu)體系：縱橫墻的布置宜均勻?qū)ΨQ，沿平面內(nèi)宜對(duì)齊，沿豎向應(yīng)上下連續(xù)；樓梯間不宜設(shè)置在房屋的盡端和轉(zhuǎn)角處；不宜采用無錨固的鋼筋砼預(yù)制挑檐。
（2）對(duì)鋼筋混凝土多、高層結(jié)構(gòu)住宅，力求做到結(jié)構(gòu)布置盡量采用規(guī)則結(jié)構(gòu)。對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)，可以設(shè)置防震縫，把它分割成各自規(guī)則的結(jié)構(gòu)單元。結(jié)構(gòu)布置以少設(shè)縫為宜，一旦設(shè)縫，則應(yīng)使防震縫的設(shè)置與伸縮縫、沉降縫相統(tǒng)一；框架與抗震墻等抗側(cè)力結(jié)構(gòu)應(yīng)雙向布置，以便各自承擔(dān)來自平行于該抗側(cè)力結(jié)構(gòu)平面方向的地震力；框剪體系的各抗側(cè)力結(jié)構(gòu)要形成空間共同工作狀態(tài)，除了控制抗震墻之間樓、屋蓋的長(zhǎng)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。
2.2加強(qiáng)住宅地基結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
為防止或減少由于地基沉降或不均勻沉降引起的構(gòu)件開裂或破壞，可以從建筑措施、結(jié)構(gòu)措施、地基和基礎(chǔ)措施方面加以控制。諸如：避免采用建筑平面形狀復(fù)雜、陰角多的平面布置；避免立面體形變化過大；將體形復(fù)雜、荷載和高低差異大的建筑物分成若干個(gè)單元；加強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)的剛度；同一建筑物盡量采用同一類型基礎(chǔ)并埋置于同一土層中等一系列措施。地基的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)分別就高層建筑與多層建筑考慮不同的設(shè)計(jì)。
（1）對(duì)多層建筑而言，從經(jīng)濟(jì)的角度考慮，一般不愿意采用長(zhǎng)樁的方案。但對(duì)軟土層覆蓋層厚度較大的地區(qū)，一般都需要經(jīng)過地基處理的方式來達(dá)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(rèn)真研究上部結(jié)構(gòu)和地基兩方面的特點(diǎn)及環(huán)境情況，并根據(jù)工程設(shè)計(jì)要求，確定地基處理范圍和處理后要求達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)，以及各種處理方面的適用性。同時(shí)綜合考慮處理方案的成熟程度及施工單位的經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行多方案比較，最終選定安全實(shí)用、經(jīng)濟(jì)合理的處理方案。地基經(jīng)處理后，還必須滿足規(guī)范所規(guī)定的強(qiáng)度和變形要求。
（2）對(duì)高層建筑來說，由于需要一定的埋置深度，從經(jīng)濟(jì)的角度考慮，基礎(chǔ)一般采用樁箱或樁筏結(jié)合的形式。此時(shí)應(yīng)保證箱體的整體剛度，群樁布置的形心應(yīng)與上部結(jié)構(gòu)重心相吻合；當(dāng)土層有較大起伏時(shí)， 應(yīng)使用同一建筑結(jié)構(gòu)下的樁端位于同一土層中，并應(yīng)考慮可能產(chǎn)生的液化影響。
3.住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的規(guī)范要求
3.1構(gòu)造設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題
（1）按抗震構(gòu)造要求設(shè)置的構(gòu)造柱，應(yīng)在整個(gè)建筑物高度內(nèi)上下對(duì)準(zhǔn)貫通，上至女兒墻壓頂，下至淺于500mm基礎(chǔ)圈梁，或伸入室外地面以下500mm的構(gòu)造柱與圈梁、樓板和墻體的拉接必須符合規(guī)范要求。
（2）為了防止屋面溫度應(yīng)力引起的墻體開裂，必須采取有效的通風(fēng)融熱措施。
（3）注意構(gòu)件最大配筋率和最小配筋率的限值。尤其是在抗震設(shè)計(jì)中既要保證建筑結(jié)構(gòu)在地震發(fā)生時(shí)具有一定的延性，又必須滿足最小配筋的要求。
（4）嚴(yán)格按照規(guī)范要求，保證鋼筋在各個(gè)部位所需滿足的錨固、延伸和搭接長(zhǎng)度，材料選用也必須滿足強(qiáng)度要求。
3.2結(jié)構(gòu)計(jì)算應(yīng)注意的問題
（1）避免樓板計(jì)算中方法不正確。連續(xù)板計(jì)算不能簡(jiǎn)單地用單向板計(jì)算方法代替；雙向板查表計(jì)算時(shí)，不能忽略材料泊松比的影響，否則由于跨中彎矩未進(jìn)行調(diào)整，將使計(jì)算值偏小。
（2）避免荷載計(jì)算的錯(cuò)誤。諸如漏算或少算荷載、活荷載折減不當(dāng)、建筑物用料與實(shí)際計(jì)算不符，基礎(chǔ)底板上多算或少算土重。
（3）對(duì)電算結(jié)果的正確性作出有效評(píng)價(jià)。目前結(jié)構(gòu)計(jì)算大多采用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算程序進(jìn)行計(jì)算，如何對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析、評(píng)價(jià)，是一個(gè)非常重要的方面。因此必須根據(jù)工程設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析、判斷， 根據(jù)其正確與否，決定能否作為施工圖設(shè)計(jì)的依據(jù)。
（4）底框砌體結(jié)構(gòu)驗(yàn)算。底部剪力法僅適用于剛度比較均勻的多層結(jié)構(gòu)，對(duì)具有薄弱層的底層框架混合結(jié)構(gòu)，應(yīng)考慮塑性變形集中的影響，通常對(duì)底層地震剪力乘以1.2～1.5的增大系數(shù)；底層框架混合結(jié)構(gòu)的剪力分配不能簡(jiǎn)單地按框架抗震墻的方法。因?yàn)榈讓涌蚣芙Y(jié)構(gòu)中只有底層框架抗震墻，應(yīng)采用雙保險(xiǎn)的方法，抗震墻承擔(dān)全部剪力，框架按剛度比例承擔(dān)剪力。剛度計(jì)算時(shí)，框架不折減，抗震墻折減到彈性剛度的20%～30%；應(yīng)考慮底層框架柱中地震作用產(chǎn)生傾覆力矩所引起的附加軸力。
4.結(jié)語(yǔ)
高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的過程，應(yīng)從結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)著手、加強(qiáng)住宅地基結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。針對(duì)當(dāng)前設(shè)計(jì)質(zhì)量狀況，設(shè)計(jì)單位應(yīng)加強(qiáng)內(nèi)部的質(zhì)量管理，設(shè)計(jì)管理部門要加大對(duì)設(shè)計(jì)質(zhì)量的監(jiān)督管理，結(jié)合施工圖設(shè)計(jì)審查、專項(xiàng)檢查、質(zhì)量抽查等工作，加強(qiáng)對(duì)業(yè)主、勘察、設(shè)計(jì)單位的市場(chǎng)監(jiān)管力度。
【參考文獻(xiàn)】
[1]李桂勇.淺談住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的通病[J].山西建筑，2003（08）.
關(guān)鍵詞：房屋住宅；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；建筑
隨著我國(guó)城市化進(jìn)程不斷發(fā)展和加快，及國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我國(guó)房屋住宅建筑的需求也日益增多，這也給房屋住宅建筑設(shè)計(jì)帶來了諸多挑戰(zhàn)。在這樣的情況下，如何設(shè)計(jì)出較為舒適、安全經(jīng)濟(jì)的房屋，現(xiàn)在已經(jīng)成為施工人員要面對(duì)的問題。
1.某工程案例概況
某小區(qū)工程占地面積20987平方米，總建筑面積是62340平方米。這些面積里含有南北兩排高級(jí)住宅綜合樓和東西兩側(cè)的公建。地上8層是南側(cè)的住宅綜合樓,地上8～10層是北側(cè)住宅綜合樓。這些住宅綜合樓均為剪力墻結(jié)構(gòu),南樓局部設(shè)有框支梁。東側(cè)公建是高配套商業(yè)用房,框架結(jié)構(gòu)，地上為2層，西側(cè)公建是文化娛樂、健身中心，框架結(jié)構(gòu)，地上4層。
1.1 工程案例設(shè)計(jì)原則及特點(diǎn)
（1）設(shè)計(jì)原則。在這個(gè)房屋工程案例中，我們要本著鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與建筑、設(shè)備和施工密切配合，施工人員做到安全適用、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的這個(gè)大原則，如果條件允許還要采用新技術(shù)、新工藝和新材料來加以保證施工的質(zhì)量。
該結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)還要重視結(jié)構(gòu)選型和構(gòu)造，施工人員一定要選擇抗震及抗風(fēng)性能好而經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。在這一抗震設(shè)計(jì)中，應(yīng)保證結(jié)構(gòu)整體抗震性能，使整個(gè)結(jié)構(gòu)有足夠的承載力、剛度和延性。
（2）設(shè)計(jì)特點(diǎn)。這個(gè)設(shè)計(jì)還要考慮軸向變形問題。施工人員在考慮軸向變形時(shí)，要考慮施工過程中分層施加豎向荷載這一因素，不能簡(jiǎn)單的按一次加載考慮，否則會(huì)出現(xiàn)一些不合理的計(jì)算結(jié)果，打比方說鄰近剪力墻和筒體的上層框架柱，在豎向荷載作用下出現(xiàn)拉力；上層框架梁出現(xiàn)過大彎矩和剪力等。另外，隨著樓層的不斷增加，水平荷載作用下結(jié)構(gòu)的側(cè)向變形迅速增大。
除此之外，還有框架結(jié)構(gòu)體系的應(yīng)用。眾所周知，框架結(jié)構(gòu)體系一般用于鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，由梁和柱通過節(jié)點(diǎn)構(gòu)成承載結(jié)構(gòu)，框架形成可靈活布置的建筑空間，具有較大的室內(nèi)空間，使用較方便。由于框架梁柱截面較小，抗震性能較差，剛度較低，建筑高度受到限制；剪切型變形，即房間側(cè)移隨著層數(shù)的增加而減小；框架結(jié)構(gòu)主要用于不考慮抗震設(shè)防、層數(shù)較少的高層建筑中。在考慮抗震設(shè)防要求的建筑中，應(yīng)用不多；高度一般控制在70m以下。
1.2工程案例設(shè)計(jì)技術(shù)措施
該工程是房屋住宅整體結(jié)構(gòu)，采用的是剪力墻體系，針對(duì)該工程結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，我們采取的具體技術(shù)措施如下：
（1）高差懸殊問題。我們?cè)O(shè)置兩道沉降縫將南北住宅綜合樓與中間地下汽車庫(kù)完全脫開，沉降縫寬度為100mm，縫內(nèi)用粗砂填實(shí)。
（2）大跨度樓板解決辦法。該工程結(jié)構(gòu)最大板塊跨度為12．8m×14．7m，根據(jù)筆者的實(shí)際施工工程經(jīng)驗(yàn)確定板厚為320mm。首先采用普通混凝土結(jié)構(gòu)經(jīng)過詳細(xì)計(jì)算，在較大配筋率（0．65%）情況下承載力極限狀態(tài)可以滿足，混凝土相對(duì)受壓區(qū)高度（0．14）不超限。
（3）樓板錯(cuò)層的解決。經(jīng)分析，該工程兩個(gè)地方都出現(xiàn)錯(cuò)層集中現(xiàn)象，剪力墻兩側(cè)層高分別為2.8m、3.0m，這樣就使得樓板層層交錯(cuò)，而且錯(cuò)層部位樓板高差不一致。
我們可以采用加強(qiáng)錯(cuò)層部位剪力墻厚度的辦法來解決，將該部位剪力墻厚度調(diào)整為400mm，以提高剪力墻平面外剛度；剪力墻抗震等級(jí)提高一級(jí)，剪力墻分布鋼筋配筋率提高到0．5%，并適當(dāng)增加暗柱數(shù)量和配筋等。在結(jié)構(gòu)計(jì)算上就采用彈性樓板假定。
1.3 需要注意的問題
在當(dāng)前房屋建筑住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，構(gòu)造柱經(jīng)常被作為承重柱使用，這種方法將引起以下幾個(gè)問題。
構(gòu)造柱作為承重柱使用后，使得構(gòu)造柱提前受力，而且結(jié)構(gòu)一旦遭遇地震作用時(shí)，在構(gòu)造柱位置必然形成應(yīng)力集中，首先會(huì)被破壞。這樣構(gòu)造柱不但起不到其應(yīng)有的作用，反而會(huì)成為房屋結(jié)構(gòu)中的一個(gè)薄弱部位。
構(gòu)造柱一般生根于地圈梁中，沒有單獨(dú)的設(shè)基礎(chǔ)，構(gòu)造柱兼作承重柱使用后，柱底基礎(chǔ)的抗沖切、抗彎部及局部承壓強(qiáng)度必然不能滿足這個(gè)要求。柱底基礎(chǔ)一旦發(fā)生沖切或局部承壓將出現(xiàn)裂縫。
在實(shí)際建筑施工設(shè)計(jì)中，在無地下室的鋼筋混凝土多層框架房屋，獨(dú)立基礎(chǔ)埋置較深。在一0．05m左右設(shè)有基礎(chǔ)拉粱時(shí)，應(yīng)將基礎(chǔ)拉粱按層1輸入。其架結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量避免設(shè)置鋼筋混凝土樓電梯小井筒，因?yàn)榫驳拇嬖跁?huì)吸收較大的地震剪力，相應(yīng)地減少框架結(jié)構(gòu)承擔(dān)的地震剪力，而且井筒下基礎(chǔ)設(shè)計(jì)也比較困難，故這些井筒多采用砌體材料做填充墻形成隔墻。當(dāng)必須設(shè)計(jì)鋼筋混凝土井筒時(shí)，井筒墻壁厚度應(yīng)當(dāng)減薄，并通過開豎縫、開結(jié)構(gòu)洞等辦法進(jìn)行剛度弱化；配筋也只宜配置少量單排鋼筋，以減小井筒的作用。設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，還應(yīng)按帶井筒的框架復(fù)核，并加強(qiáng)與井墻體相連的柱子的配筋；此外還要特別指出，對(duì)框架結(jié)構(gòu)出屋頂?shù)臉请娞蓍g和水箱間等，應(yīng)采用框架承重，不得采用砌體墻承重，而且應(yīng)當(dāng)考慮鞭梢效應(yīng)乘以增大系數(shù)，雨篷等構(gòu)件應(yīng)從承重粱上挑出，不得從填充墻上挑出，樓梯粱和夾層梁等應(yīng)承重柱上，不得支承在填充墻上。
在框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，施工設(shè)計(jì)人員如果只注意了橫向框架的設(shè)計(jì)，而忽視了縱向框架現(xiàn)行建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范要求水平地震作用應(yīng)按兩個(gè)主軸方向分別計(jì)算，各方向的地震作用應(yīng)由該方向的抗側(cè)力構(gòu)件來承擔(dān)。即在框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，縱向框架與橫向框架有同等的重要性。非抗震設(shè)計(jì)時(shí)，一些結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者把縱向框梁按普通連續(xù)梁進(jìn)行設(shè)計(jì)，梁柱的節(jié)點(diǎn)和框架中的縱筋、箍筋的配置均無法滿足框架梁、柱的構(gòu)造要求。由于沒有考慮地震的縱向作用，在實(shí)際設(shè)計(jì)中經(jīng)常出現(xiàn)梁的支座負(fù)筋，跨中縱筋及箍筋的配置均不滿足要求的現(xiàn)象。
參考文獻(xiàn)
[1]魏志剛.淺談高層住宅小區(qū)建筑設(shè)計(jì)的要點(diǎn)[J].中國(guó)房地產(chǎn)業(yè)，2011(8).
[2]李艷麗.高層住宅小區(qū)地下室車庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].土木建筑學(xué)術(shù)文庫(kù)，2011，15(1).
關(guān)鍵詞：住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；磚砌體結(jié)構(gòu)；樓層剛度問題；基礎(chǔ)設(shè)計(jì)問題
中圖分類號(hào)：TU318 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
1 磚砌體結(jié)構(gòu)問題
剪力墻結(jié)構(gòu)是當(dāng)前建筑工程中常采用的一個(gè)設(shè)計(jì)方式，它能夠通過具有較高牢固性和凝固性的混凝土和鋼筋對(duì)建筑底層進(jìn)行設(shè)計(jì)并且對(duì)建筑上層完成一個(gè)多層砌體結(jié)構(gòu)。在整個(gè)剪力墻結(jié)構(gòu)中，對(duì)上層的多層砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工時(shí)期關(guān)鍵設(shè)計(jì)和施工環(huán)節(jié)，也是整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)所在。當(dāng)前的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員普遍存在對(duì)建筑立面造型過度重視，而導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在諸多問題，真正投入施工后的建筑工程往往會(huì)出現(xiàn)挑梁裂縫、支柱裂縫等工程質(zhì)量問題。若是深究其裂縫產(chǎn)生的原因，那就是設(shè)計(jì)人員在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)未對(duì)建筑挑梁的承載能力進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算，反而過于增加設(shè)計(jì)中的建筑可使用面積，從而造成建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及各部分的載重能力和所需載重出現(xiàn)不協(xié)調(diào)，最終導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。現(xiàn)在大部分建筑設(shè)計(jì)單位所采用的建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式都存在其不合理之處，這種普遍現(xiàn)象導(dǎo)致建筑工程挑梁裂縫產(chǎn)生的普遍性，增加了建筑住宅使用的安全隱患。若想從根本上解決挑梁裂縫問題，就必須對(duì)建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)的受力和承載能力進(jìn)行仔細(xì)計(jì)算和分析，并科學(xué)的安排建筑結(jié)構(gòu)的施工順序和施工環(huán)節(jié)。
建筑砌體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)質(zhì)量關(guān)系到整個(gè)建筑工程結(jié)構(gòu)的安全性，因此，針對(duì)如何做好建筑砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作，筆者結(jié)合自己的經(jīng)驗(yàn)并查閱部分書籍，提出以下幾點(diǎn)建議：首先，應(yīng)當(dāng)注重橫墻承重的計(jì)算與結(jié)構(gòu)布置。橫墻的設(shè)計(jì)能夠大大增加建筑的抗震性和牢固性以及使用的安全性，因此，要增加在建筑設(shè)計(jì)中橫墻的數(shù)量。而且，還需要對(duì)橫墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及施工材料進(jìn)行質(zhì)量提升，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上可以采取剪力墻結(jié)構(gòu)來增加其抗剪性，施工材料上要保證采購(gòu)材料的質(zhì)量以及強(qiáng)度，并增加軸壓力，從而打造隔斷與承重兼顧的二合一墻體。其次，應(yīng)當(dāng)合理設(shè)計(jì)縱橫墻的承重設(shè)計(jì)，在結(jié)構(gòu)布置上更加重視共同承重。如果建筑物的房間面積較大，就可以適當(dāng)調(diào)整沿進(jìn)深方向的梁支，使其能夠承于縱墻之上，這樣就可以讓縱墻承重。此外，樓板也需要采用縱向擱置的辦法，讓橫墻也可以參與承重，這樣不僅可以有效地提高墻體的剪切能力，而且還能夠滿足建筑工程的抗震需求。
2 樓層剛度問題
建筑設(shè)計(jì)人員的專業(yè)水平將直接決定整個(gè)建筑設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性、經(jīng)濟(jì)性以及其可行性。由于設(shè)計(jì)人員缺乏相應(yīng)的專業(yè)素質(zhì)，在進(jìn)行樓層剛度設(shè)計(jì)工作時(shí)，無法準(zhǔn)確的運(yùn)用公式理論監(jiān)理模型來進(jìn)行計(jì)算，從而導(dǎo)致樓層剛度設(shè)計(jì)的失準(zhǔn)。在現(xiàn)行的計(jì)算模型中，樓層剛度計(jì)算公式所建立的計(jì)算模型較為精準(zhǔn)，但是它同樣也具備其缺陷和不足，對(duì)建筑內(nèi)部的形變無法準(zhǔn)確分析，但若是連這一計(jì)算模式建立都無法其精準(zhǔn)性，那根本無從談起樓層剛度設(shè)計(jì)的質(zhì)量高低。所以，為了保證樓層剛度設(shè)計(jì)的質(zhì)量，要以剛性樓面為設(shè)計(jì)首選，除特殊情況外不選用樓層大開洞的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，而且還需要注意一系列的設(shè)計(jì)問題。若是樓層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的計(jì)算結(jié)果表面樓層的剛性數(shù)據(jù)不達(dá)標(biāo)，那么可以采取增設(shè)連系梁板的方法來增強(qiáng)樓層的剛性數(shù)據(jù)，當(dāng)然還可以利用其它方式來提高樓層的剛性，但是要注意這些方式的最終目的是為了保證樓層剛性數(shù)據(jù)達(dá)到要求標(biāo)準(zhǔn)。
3 屋面梁與配筋問題
在很多住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案中，為了追求建筑結(jié)構(gòu)建模的簡(jiǎn)便，往往會(huì)將下層梁的尺寸標(biāo)準(zhǔn)直接應(yīng)用到屋面梁的設(shè)計(jì)中，通常會(huì)出現(xiàn)屋面梁配筋較少的問題，如果屋面梁所處的環(huán)境中出現(xiàn)溫差過大，或者受到混凝收縮的影響，就可能因?yàn)榕浣顢?shù)量不夠?qū)е铝芽p的出現(xiàn)。因此，在屋面梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)當(dāng)確保鋼筋骨架的剛度，避免出現(xiàn)梁腹等部位出現(xiàn)裂縫，如果梁腹板的高在450mm 以上，就必須要增設(shè)腰筋，并且應(yīng)當(dāng)控制好梁腹板的間距，使其間距不大于200mm，之后可以利用拉筋勾連的方式進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
4 地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)問題
整個(gè)建筑的各部分之間是相互聯(lián)系的，建筑地基以及建筑的內(nèi)部基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)之間更是能夠都成一個(gè)穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，若是能夠有效的發(fā)揮這個(gè)結(jié)構(gòu)的作用，將對(duì)整個(gè)高層建筑穩(wěn)定性和安全性起到關(guān)鍵性作用。但是，我國(guó)建筑行業(yè)在很長(zhǎng)一段時(shí)間都將這幾個(gè)部分分割、分立了，即便是現(xiàn)在，還有部分建筑企業(yè)在進(jìn)行建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)存在著這樣設(shè)計(jì)誤區(qū)。當(dāng)然，這并能說明我國(guó)的建筑設(shè)計(jì)行業(yè)的落后，這一設(shè)計(jì)問題的主要原因是相應(yīng)計(jì)算設(shè)備和計(jì)算方法的先進(jìn)性不足。在這種科學(xué)性和合理性不足的計(jì)算方法和計(jì)算設(shè)備下進(jìn)行建筑基礎(chǔ)和地基設(shè)計(jì)往往會(huì)忽略建筑建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)之間的聯(lián)系性，導(dǎo)致設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的偏差和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙的不合理，從而造成整個(gè)建筑的質(zhì)量和安全性存在隱患。
5 配筋和構(gòu)造問題
建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的配筋率是關(guān)乎構(gòu)件質(zhì)量以及整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理性的關(guān)鍵所在，在進(jìn)行設(shè)計(jì)工作時(shí)，必須明確每一個(gè)構(gòu)件的配筋率取值范圍。建筑的抗震要求決定了其結(jié)構(gòu)必須具備一定的延性，而這也要求了建筑構(gòu)件配筋率要達(dá)到最低要求標(biāo)準(zhǔn)。在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)配筋率設(shè)計(jì)時(shí)，要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定以及工程結(jié)構(gòu)需求進(jìn)行設(shè)計(jì)，而且要保證配筋率的設(shè)計(jì)滿足建筑結(jié)構(gòu)其他部分的設(shè)計(jì)需求。另外，建筑屋面的溫度控制也是保證建筑質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，對(duì)屋面通過散熱通風(fēng)措施等來控制其溫度，能夠有效避免屋面墻體出現(xiàn)裂縫的問題。最后，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須滿足建筑的抗震要求，尤其是在地震高發(fā)區(qū)進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
結(jié)語(yǔ)
綜上所述，建筑企業(yè)若想在未來的建筑行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中獲取更多的主動(dòng)權(quán)，就必須加強(qiáng)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重視。這不僅是因?yàn)榻ㄖY(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)決定著一項(xiàng)建筑施工項(xiàng)目的質(zhì)量、安全性、可靠性更是因?yàn)榻ㄖY(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)將決定一個(gè)建筑使用質(zhì)量，它是與居民生命財(cái)產(chǎn)安全息息相關(guān)的。而且，這也是建筑企業(yè)在這個(gè)競(jìng)爭(zhēng)激勵(lì)的建筑市場(chǎng)中獲取更多市場(chǎng)份額的依靠所在。所以，必須重視對(duì)土木工程建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，從美觀、安全性、可靠性以及科學(xué)性幾點(diǎn)去提高其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。
關(guān)鍵詞：防范；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；通病
中圖分類號(hào)：S611 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
一、住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的通病
1.重柱截面高度設(shè)計(jì)過小
設(shè)計(jì)中好多工程受到尺寸限制或考慮美觀等其他原因，往往把承重柱截面高度設(shè)計(jì)過小，致使梁柱的線剛度比增大，導(dǎo)致大于4的情況，此時(shí)梁可簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)支梁，柱則按軸心受壓計(jì)算，雖較易進(jìn)行受力分析，但卻給建筑結(jié)構(gòu)留下了安全隱患。主要因?yàn)榇朔N做法忽略了梁柱間的剛結(jié)作用，結(jié)構(gòu)一旦受荷后，柱頂抗彎強(qiáng)度必然不能滿足要求，柱子與梁底相交處較易出現(xiàn)“塑性餃”。這樣以來，房屋結(jié)構(gòu)一旦遭遇地震作用時(shí)，將會(huì)遭到破壞，也違背了抗震設(shè)計(jì)中“強(qiáng)柱弱梁”原則。
2.樓板設(shè)計(jì)常見問題分析
樓板作為建筑結(jié)構(gòu)中的主要承重構(gòu)件之一，它的設(shè)計(jì)安全與否將關(guān)乎梁、墻、柱等構(gòu)件的安全。樓板設(shè)計(jì)時(shí)為了計(jì)算方便，設(shè)計(jì)人員草率地將雙向板作為單向板進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，致使配筋嚴(yán)重不符，一個(gè)方向配筋過大，另一方向配筋不足，很容易使板出現(xiàn)破壞裂縫。再就是當(dāng)樓板承受線荷載時(shí)的彎矩計(jì)算問題，在住宅建筑中，往往在樓板上布置裝飾隔墻，設(shè)計(jì)中應(yīng)將此部分的線荷載換算成等效均布荷載，然后進(jìn)行板的配筋計(jì)算。這些簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)問題看似無所謂，但是一旦遭遇地震或其他偶然荷載，房屋的結(jié)構(gòu)就會(huì)造成破壞，后果非常嚴(yán)重。
3.在框架設(shè)計(jì)中忽視了縱向框架
在框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，縱向框架與橫向框架具有同等的重要性。設(shè)計(jì)人員對(duì)于非抗震設(shè)計(jì)，縱向梁按連續(xù)梁進(jìn)行設(shè)計(jì)，框架中的縱筋、箍筋的配置還有梁柱節(jié)點(diǎn)的配筋都不能滿足構(gòu)造要求，習(xí)慣的，不考慮地震荷載的縱向作用，常常出現(xiàn)支座負(fù)筋，箍筋及跨中縱筋不足的狀況。
4.梁高選用過小
實(shí)際設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員常常只對(duì)梁的強(qiáng)度、剛度進(jìn)行驗(yàn)算，忽略了對(duì)梁撓度的驗(yàn)算，梁高度配置過小，從力學(xué)上講，必將引起梁截面的受壓區(qū)應(yīng)力過大，正常使用時(shí)，該受壓區(qū)會(huì)發(fā)生非線性徐變，梁的撓度位移隨時(shí)間的積累不斷增大，從而引起樓板出現(xiàn)裂縫，裂縫寬度也會(huì)伴隨著梁撓度的增大而增大，最終影響房屋的正常使用，對(duì)房屋的耐久性非常不利，這是非常不符合房屋的“耐久、美觀、經(jīng)濟(jì)適用”設(shè)計(jì)原則的。
5.連續(xù)梁按單梁進(jìn)行設(shè)計(jì)
在陽(yáng)臺(tái)邊梁的設(shè)計(jì)當(dāng)中，由于邊梁上的受荷一般較小，一般不會(huì)引起設(shè)計(jì)人員的足夠重視，為簡(jiǎn)單起見，設(shè)計(jì)人員經(jīng)常把實(shí)際的連續(xù)梁按單跨簡(jiǎn)支梁進(jìn)行設(shè)計(jì)，導(dǎo)致梁在支座處上部負(fù)筋配置過小，這樣做的后果是引起梁在支座附近上部受拉區(qū)出現(xiàn)豎向裂縫，繼而引起梁上部欄板出現(xiàn)豎向裂縫，導(dǎo)致整體陽(yáng)臺(tái)出現(xiàn)安全隱患，甚至在陽(yáng)臺(tái)邊梁突遇偶然大荷載時(shí)會(huì)發(fā)生斷裂破壞，這給居民的安全造成嚴(yán)重影響和不安全因素。
6.設(shè)置多道防線
在進(jìn)行房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，安全是第一位的，設(shè)置多道防線，形成多重安全保障是設(shè)計(jì)人員需要考慮的，一旦遭遇結(jié)構(gòu)破壞，所有抵抗外力的結(jié)構(gòu)構(gòu)件都在“層層把關(guān)”、通力合作。比如說，在剪力墻設(shè)計(jì)中，設(shè)置多肢墻要比單片墻好，框架剪力墻要比純框架好等，這些都體現(xiàn)了設(shè)置多道防線的設(shè)計(jì)思路。這對(duì)我們?cè)O(shè)計(jì)人員來講應(yīng)該形成一種設(shè)計(jì)習(xí)慣，在日常設(shè)計(jì)中，能夠較為嫻熟的進(jìn)行運(yùn)用，使設(shè)計(jì)的房子不僅堅(jiān)固耐久，而且即使遭遇地震也不至于發(fā)生倒塌破壞，從而切實(shí)保障人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。
二、質(zhì)量通病的防治
要想防治住宅工程質(zhì)量通病，就必須把好工程建設(shè)中的三道關(guān)：設(shè)計(jì)源頭關(guān)、施工過程關(guān)和分戶驗(yàn)收及竣工驗(yàn)收關(guān)。這三道關(guān)是工程建設(shè)中的三個(gè)重要環(huán)節(jié)，同時(shí)也是容易產(chǎn)生質(zhì)量通病的三個(gè)環(huán)節(jié)。
1.把好設(shè)計(jì)源頭關(guān)。設(shè)計(jì)單位和設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)工程質(zhì)量通病進(jìn)行深入研究，并在施工設(shè)計(jì)圖中體現(xiàn)出具體防治措施，如對(duì)砌體、屋面、防水、門窗等易產(chǎn)生質(zhì)量通病的部位制定具體的防裂、防滲、防漏措施，并繪制詳細(xì)的施工大樣圖，將設(shè)計(jì)從“粗”做到“細(xì)”，在確保設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)安全的基礎(chǔ)上進(jìn)一步體現(xiàn)以人為本，從源頭上避免質(zhì)量通病的發(fā)生。對(duì)施工圖進(jìn)行審查時(shí)，也需要在這些方面嚴(yán)格把關(guān)。
2.把好施工過程關(guān)。施工階段是將圖紙變?yōu)閷?shí)物的階段，也是最容易出現(xiàn)問題的階段。只有切實(shí)把好施工關(guān)，才能將出現(xiàn)質(zhì)量問題的概率降到最低。
（1）按圖施工，杜絕隨意改動(dòng)圖紙的行為。對(duì)于容易產(chǎn)生質(zhì)量通病的關(guān)鍵部位和節(jié)點(diǎn)，一定要按圖施工。對(duì)于這一點(diǎn)，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理要發(fā)揮應(yīng)有的監(jiān)督檢查作用，同時(shí)監(jiān)督機(jī)構(gòu)也要加強(qiáng)抽檢。
（2）控制原材料質(zhì)量。當(dāng)前，工程建設(shè)中使用假冒偽劣材料的違規(guī)行為屢見不鮮。而原材料質(zhì)量將直接決定工程質(zhì)量，如很多墻體開裂都是由于砌體、砂漿強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)引起的，大多河南華宸工程建設(shè)有限公司謝永信漏水現(xiàn)象是因?yàn)槭褂昧瞬缓细竦姆浪牧显斐傻摹Ｒ虼耍诠こ探ㄔO(shè)中，應(yīng)杜絕使用不合格原材料，以免引發(fā)質(zhì)量問題。
（3）施工工藝合理。當(dāng)前，我國(guó)建筑業(yè)的一線施工人員大多來自農(nóng)村且未經(jīng)專業(yè)培訓(xùn)，他們對(duì)施工工藝和施工方法的掌握往往比較欠缺，這也是導(dǎo)致工程質(zhì)量通病多發(fā)的一個(gè)重要原因。為解決這一問題，建筑企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)一線施工人員的技術(shù)培訓(xùn)，切實(shí)提高勞動(dòng)者的素質(zhì)，同時(shí)要大力推廣一些行之有效的施工工藝和方法。此外，還要加強(qiáng)施工管理人員及技術(shù)人員對(duì)相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的學(xué)習(xí)，提高施工企業(yè)管理人員的技術(shù)水平，確保其掌握工程質(zhì)量通病的發(fā)生規(guī)律和預(yù)防措施。應(yīng)注意選擇技術(shù)能力強(qiáng)、經(jīng)營(yíng)管理好的施工隊(duì)伍，并對(duì)施工隊(duì)伍進(jìn)行定崗培訓(xùn)，要求持證上崗，同時(shí)建立施工人員花名冊(cè)，定期對(duì)其進(jìn)行考核。改進(jìn)施工操作工藝，對(duì)于一些落后的、不能保證施工質(zhì)量的施工工藝要及時(shí)淘汰或改進(jìn)，同時(shí)要加強(qiáng)管理力度，以防發(fā)生工程質(zhì)量通病。
3.把好分戶驗(yàn)收和竣工驗(yàn)收關(guān)。在這一環(huán)節(jié)，要注意以下兩個(gè)問題。（1）嚴(yán)格貫徹落實(shí)住宅工程分戶驗(yàn)收制度。加強(qiáng)過程控制，嚴(yán)格分戶驗(yàn)收把關(guān)，并注意加強(qiáng)對(duì)分戶驗(yàn)收質(zhì)量的監(jiān)督抽查。對(duì)于未通過分戶驗(yàn)收或分戶驗(yàn)收不認(rèn)真、走過場(chǎng)的，一律不得同意組織單位工程的竣工驗(yàn)收。（2）嚴(yán)格貫徹落實(shí)住宅工程竣工驗(yàn)收制度。目前，各方普遍重視工程結(jié)構(gòu)質(zhì)量，但往往會(huì)忽略細(xì)部驗(yàn)收。工程竣工驗(yàn)收作為工程竣工前對(duì)工程質(zhì)量的最后一次把關(guān)，有必要對(duì)易產(chǎn)生質(zhì)量通病部位，如墻體、屋面、衛(wèi)生間、廚房、管道、欄桿等，加強(qiáng)檢查，從嚴(yán)把關(guān)，盡量在住宅工程投入使用前消除質(zhì)量通病。
三、結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，房屋設(shè)計(jì)是關(guān)鍵，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)無小事，我們只有把結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)看似不起眼的細(xì)節(jié)做好，做細(xì)，才能保證房屋的建筑結(jié)構(gòu)安全，才能給房屋以后的施工帶來安全和方便，重點(diǎn)應(yīng)該注意防止構(gòu)造柱產(chǎn)生應(yīng)力集中、承重大梁下的柱子宜按承重柱設(shè)計(jì)、防止承重柱截面高度設(shè)計(jì)過小、勿把雙向板作為單向板進(jìn)行設(shè)計(jì)、注意隔墻線荷載的換算、重視框架設(shè)計(jì)的縱向框架設(shè)計(jì)、梁高配置不宜過小、勿把陽(yáng)臺(tái)邊梁看做單跨簡(jiǎn)支梁設(shè)計(jì)、注意房屋安全多重防線設(shè)計(jì)等。
參考文獻(xiàn)：
關(guān)鍵詞：住宅建筑，結(jié)構(gòu)，地基，配筋構(gòu)造，設(shè)計(jì)方案
Abstract: in this paper, the residential structure optimization design of each link are analyzed in detail.
Keywords: residential building, structure, the foundation, constructional reinforcement, the design scheme
中圖分類號(hào)：TU318 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
前言
隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，住宅建筑越來越商品化，作為投資方總是希望利潤(rùn)最大化。由此在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)不僅要滿足“規(guī)范加計(jì)算”，而且還要在安全、符合現(xiàn)行國(guó)家規(guī)范前提下，從各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，多個(gè)方案做比較，使最終的成品要安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理，節(jié)能節(jié)材，降低造價(jià)。
1設(shè)計(jì)方案
住宅建筑單元設(shè)計(jì)時(shí)，當(dāng)住戶較多，為了使每一戶都有良好的通風(fēng)采光，必然就會(huì)出現(xiàn)外伸翼塊的布置，當(dāng)外伸翼塊的長(zhǎng)度不大于其寬度時(shí)，可認(rèn)為外伸翼塊的側(cè)向擺動(dòng)與單體的核心部分同步不產(chǎn)生或產(chǎn)生極其微弱的附加內(nèi)力，則外伸翼塊可以自由地存在；若外伸翼塊長(zhǎng)度大于寬度，則需在外伸翼塊之間設(shè)梁加以連結(jié)，使外伸翼塊之間以外伸翼塊與核心部分之間成為一個(gè)整體，結(jié)構(gòu)概念上即同層的墻柱不產(chǎn)生相對(duì)位移，當(dāng)建筑物承受較大的水平荷載作用時(shí)，不至于在外伸翼塊的根部產(chǎn)生拉力而出現(xiàn)裂縫。這樣的拉結(jié)，在某種程度上符合結(jié)構(gòu)整體計(jì)算時(shí)樓板為無限剛度的假設(shè)，具體設(shè)計(jì)時(shí)，外伸翼塊之間的連結(jié)梁倒不一定每層都設(shè)，有規(guī)律地每隔2-3層設(shè)一道或空幾層設(shè)幾層，不僅結(jié)構(gòu)上是允許的，而且可以給建筑立面設(shè)計(jì)提供更廣闊的構(gòu)思天地。連結(jié)梁除自重外似乎無甚荷載作用，即使結(jié)構(gòu)整體計(jì)算中，反映出的梁內(nèi)力和配筋也不大，但實(shí)際上該梁承受的內(nèi)力要比普通框架梁復(fù)雜得多，由于其具體特殊的作用，故設(shè)計(jì)中其配筋通常需按連結(jié)梁的構(gòu)造要求給予配置。本工程樓層最大位移：X方向地震力作用下的樓層最大值層間位移角：1/1394；Y方向地震力作用下的樓層最大值層間位移角：1/1220；高規(guī)規(guī)定剪力墻結(jié)構(gòu)樓層最大值層間位移角限值:1/1000。
2基礎(chǔ)及地基設(shè)計(jì)分析
高層建筑基礎(chǔ)的合理選型與設(shè)計(jì)是整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的一個(gè)極其重要和非常關(guān)鍵的部分。基礎(chǔ)的工程造價(jià)在高層建筑整個(gè)工程造價(jià)中所占的比例較高，尤其在地質(zhì)條件比較復(fù)雜的情況下更是如此。所以選用合理的基礎(chǔ)形式或地基處理方式，對(duì)降低工程造價(jià)起著至關(guān)重要的作用。某工程地基承載力特征值為250kPa，基底壓力為415kPa，天然地基不能滿足設(shè)計(jì)要求，根據(jù)工程地質(zhì)勘查報(bào)告，可采取鉆孔灌注樁或CFG樁復(fù)合地基，就這兩種處理方案在滿足承載力和變形的前提下加以比較。方案一：采用泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁，樁徑φ800，樁長(zhǎng)18米，樁數(shù)174根。混凝土用量1574m3，鋼筋用量45t。方案二：采用長(zhǎng)螺旋鉆孔泵壓CFG樁復(fù)合地基，樁徑φ400，樁長(zhǎng)15米，樁數(shù)523根。混凝土用量985m3。初步估算，方案一造價(jià)為313.2萬元，方案二造價(jià)為34.5萬元，僅為方案一的11%。由此可見選用CFG樁進(jìn)行樁-土復(fù)合地基的設(shè)計(jì)，充分發(fā)揮樁間土的承載力作用，可減少樁的數(shù)量或樁長(zhǎng)，節(jié)約了混凝土和鋼筋用量，從而達(dá)到降低整個(gè)工程造價(jià)的目的。
3樓層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
住宅建筑的樓層結(jié)構(gòu)通常布置梁板式，梁板式結(jié)構(gòu)布置應(yīng)避免有隔墻就設(shè)梁的陳舊設(shè)計(jì)方法，因?yàn)樵摲椒〞?huì)形成多得多重梁搭梁，荷載傳力路線過長(zhǎng)弊端。此外，樓層梁多了會(huì)影響施工進(jìn)度，更不利于住戶日后對(duì)平面布置變換，具體設(shè)計(jì)中要解決的就是板上隔墻荷載的受力和傳遞問題。正確合理的設(shè)計(jì)應(yīng)是：當(dāng)隔墻平行于單向板的受力方向時(shí)，應(yīng)在墻下的板中加筋，隔墻大部分荷載傳給單向板支承的墻（或梁），當(dāng)隔墻垂直于單向板之受力方向，尤其隔墻長(zhǎng)度小于板之長(zhǎng)度時(shí)，則應(yīng)將隔墻化為板面等效均布荷載，此時(shí)所有的受力鋼筋都起承受隔墻的作用，當(dāng)隔墻位于雙向板上，同樣應(yīng)將隔墻化為板面等效均布荷載，板的兩向受力筋都起作用。設(shè)計(jì)實(shí)踐證明，按上述原則布置樓層樓板，特別是采用了輕質(zhì)隔墻材料時(shí)，則結(jié)構(gòu)受力合理，結(jié)構(gòu)自重輕、施工方便快捷，使用效果良好。
4配筋及構(gòu)造
對(duì)于小高層住宅來說，剪力墻是面廣量大的，因此合理的控制配筋對(duì)于結(jié)構(gòu)安全及工程的經(jīng)濟(jì)性十分重要。
1）墻體配筋（以200厚墻體為例）一般要求水平鋼筋在外側(cè)，豎向鋼筋在內(nèi)側(cè)。配筋滿足計(jì)算及規(guī)范建議的最小配筋率即可。建議加強(qiáng)區(qū)Φ10@200，非加強(qiáng)區(qū)Φ8@200雙層雙向即可，采用Φ6@600x600拉筋。但地下部分墻體應(yīng)當(dāng)別論。因?yàn)槠渑浣畲蠖嘤伤⑼恋犬a(chǎn)生的側(cè)壓力控制，簡(jiǎn)化計(jì)算經(jīng)常按豎向筋控制，此種情況下為增大計(jì)算墻體有效高度，可將地下部分墻體的水平筋放在內(nèi)側(cè)，豎向鋼筋放在外側(cè)。地下部分墻體鋼筋保護(hù)層按《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》第4.1.6條規(guī)定：迎水面保護(hù)層應(yīng)大于50mm，且在保護(hù)層內(nèi)按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》第9.2.4條規(guī)定增設(shè)雙向鋼筋網(wǎng)片。在這種情況下，很多設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行外墻裂縫驗(yàn)算時(shí)有效截面高度仍按保護(hù)層50mm計(jì)算，是不妥當(dāng)?shù)摹．?dāng)采取了雙向鋼筋網(wǎng)片后，計(jì)算保護(hù)層厚度至少可按30mm來取值，這對(duì)節(jié)省墻體配筋相當(dāng)明顯。
2）剪力墻中的連梁高跨比大于5，在地震作用下彎矩、剪力很大，有時(shí)很難進(jìn)行設(shè)計(jì)，如果加大連梁高度，配筋值有時(shí)反而更大。連梁高度一般是從洞頂算到上一層洞底或從洞頂算到樓面標(biāo)高。對(duì)于門洞，上述梁的高度是一樣的；但對(duì)于窗洞，連梁高度如果從窗洞算到上一層窗底，有時(shí)則高度太高，這樣高跨比太大，且與計(jì)算圖形不符，相應(yīng)配筋亦較大，不合理。連梁高度統(tǒng)一規(guī)定從洞頂算到樓板面或屋面，對(duì)于窗洞樓面至窗臺(tái)部分可砌筑填充墻。對(duì)于窗臺(tái)有飄窗時(shí)，可再增加一根梁，兩根梁之間砌筑填充墻。連梁配筋應(yīng)對(duì)稱配置，腰筋同墻體水平筋。
3）目前，在剪力墻的樓層處均設(shè)置暗梁，而對(duì)暗梁各有理解。筆者認(rèn)為對(duì)于框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，如剪力墻周邊僅有柱而無梁時(shí)，則設(shè)置暗梁，并且要求剪力墻兩端是明柱，這是因?yàn)橹苓呌辛褐募袅Γ拐鹦阅芤纫话慵袅σ谩＜袅Y(jié)構(gòu)則沒有這方面的要求，在墻板交接處設(shè)置暗梁對(duì)加強(qiáng)墻體整體性作用還是有的，但究竟有多大尚無定論就目前而言，在樓層位置設(shè)置暗梁是可行的，但沒有必要設(shè)置太大斷面及配筋，建議底部加強(qiáng)區(qū)斷面可取墻厚x300，配筋上下各2Φ16，一般部位斷面可取墻厚x250，配筋上下各2Φ14即可。
關(guān)鍵詞: 住宅綜合樓；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；技術(shù)措施
一、工程概況
該工程占地面積22161m2,總建筑面積68740m2。主要包括南北兩排高級(jí)住宅綜合樓和東西兩側(cè)公建。南側(cè)住宅綜合樓(B～G座)地上8層,北側(cè)住宅綜合樓(J～R座) 地上8～10層。南北住宅綜合樓均為剪力墻結(jié)構(gòu),南樓局部設(shè)有框支梁。東側(cè)公建(H 座)地上2層,為高配套商業(yè)用房,框架結(jié)構(gòu)；西側(cè)公建(A座)地上4層,為文化娛樂、健身中心,框架結(jié)構(gòu)。南北住宅綜合樓均設(shè)有兩層地下室,南樓地下2層戰(zhàn)時(shí)為六級(jí)人防物資庫(kù)、平時(shí)為汽車庫(kù),北樓地下2層為設(shè)備用房,南北樓地下1層均為自行車庫(kù)。南北住宅綜合樓中間局部設(shè)有地下室,位于地下2層,為單純汽車庫(kù),其西側(cè)局部從地下2層至地面為游泳池,框架結(jié)構(gòu)(局部含有剪力墻)。
兩棟住宅綜合樓中間地面擬建社區(qū)公園,有假山、音樂噴泉、熱帶樹木、草坪、健身器材、夜景照明等。工程地下2層及首層平面如圖1、圖2所示。
二、工程特點(diǎn)
本工程整體設(shè)計(jì)思路要求典雅、高級(jí)、舒適。建筑立面風(fēng)格追求歐式古典主義,平面布置講究高度靈活性,可以居住、辦公。為追求大尺度,部分戶型房間開間達(dá)到12.8m,進(jìn)深達(dá)到14.7m。戶型建筑面積在200～500m2,頂層帶躍層。由于開發(fā)商要求功能多樣化、適應(yīng)性強(qiáng)、個(gè)性鮮明,使得建筑設(shè)計(jì)平面與立面復(fù)雜、多變。所以與一般工程相比,本工程有鮮明特點(diǎn),結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不利因素相對(duì)集中,體系相對(duì)復(fù)雜,給結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來了很大難度,其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
1.高差懸殊(住宅綜合樓與汽車庫(kù)高差達(dá)8～11層)；
2.超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)(地下2層建筑長(zhǎng)度達(dá)177m)；
3.大跨度樓板(最大板跨12.8m)；
4.錯(cuò)層集中(兩個(gè)部位剪力墻兩側(cè)層高分別為218m、3.0m,樓板層層交錯(cuò)設(shè)置)；
5.不規(guī)則坡屋頂(四坡屋項(xiàng)帶老虎窗)，
6.部分剪力墻不能直接落在基礎(chǔ)上(主要為南樓折線形外墻)。另外,本工程部分地下室設(shè)有人防層、游泳池。
三、技術(shù)措施
緣于本工程復(fù)雜性,經(jīng)過反復(fù)論證、綜合分析比較,確定設(shè)計(jì)原則如下:
住宅整體結(jié)構(gòu)采用剪力墻體系,墻體厚度為300mm到頂,局部樓電梯間處墻厚200mm,以提高結(jié)構(gòu)整體性以及抗側(cè)移剛度,并可以滿足“新規(guī)范”對(duì)剪力墻厚度的要求。
樓板采用大板塊現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。
針對(duì)該工程結(jié)構(gòu)特點(diǎn),具體技術(shù)措施如下:
1.高差懸殊問題
設(shè)置兩道沉降縫將南北住宅綜合樓與中間地下汽車庫(kù)完全脫開,沉降縫寬度為100mm,縫內(nèi)用粗砂填實(shí)。具置詳見圖1地下2層結(jié)構(gòu)平面圖。
2.結(jié)構(gòu)超長(zhǎng)問題
從地下1層開始設(shè)置伸縮縫將南北住宅綜合樓分成若干單體,縫寬100mm。仍然超長(zhǎng)的設(shè)置伸縮后澆帶,后澆帶寬800mm,主體結(jié)構(gòu)施工完后兩個(gè)月用高一強(qiáng)度等級(jí)混凝土并加適量微膨脹劑澆灌,附加溫度鋼筋,加強(qiáng)施工養(yǎng)護(hù),以解決混凝土結(jié)構(gòu)超長(zhǎng)問題。具置詳見圖2。
3.大跨度樓板問題
本工程結(jié)構(gòu)最大板塊跨度為12.8m×14.7m,根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)確定板厚為280mm。先采用普通混凝土結(jié)構(gòu)經(jīng)過詳細(xì)計(jì)算,在較大配筋率(0.65%)情況下承載力極限狀態(tài)可以滿足,混凝土相對(duì)受壓區(qū)高度ξ(0.14)不超限。但是正常使用極限狀態(tài)下裂縫寬度驗(yàn)算為ωmax=0.35mm,超過限值ωlim=0.3mm；板塊最大撓度為f=0.0698m,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出限值[f]=0.043m,無法滿足正常使用極限狀態(tài)下裂縫寬度與撓度驗(yàn)算的要求。
經(jīng)分析比較,認(rèn)為配置預(yù)應(yīng)力鋼筋是比較合理的,配筋率比較經(jīng)濟(jì),撓度和裂縫問題均能很好解決,并可達(dá)到建筑上靈活設(shè)置隔墻、家庭辦公等要求。另外,在板塊上部中間部位增設(shè)溫度鋼筋,以提高樓板抗變形能力。
4.樓板錯(cuò)層問題
由于開發(fā)商特殊要求,本工程兩個(gè)部位出現(xiàn)錯(cuò)層集中現(xiàn)象,剪力墻兩側(cè)層高分別為218m、310m,具體為Q、R座中間墻,J、K座中間墻。這樣使得樓板層層交錯(cuò),而且錯(cuò)層部位樓板高差不一致,如圖3 所示。
由于樓板起到傳遞和分配水平力的作用,樓板錯(cuò)層造成局部應(yīng)力集中和剪力墻平面外、平面內(nèi)短墻受彎等情況,對(duì)結(jié)構(gòu)十分不利。
五、地基基礎(chǔ)
根據(jù)本工程詳細(xì)“地勘”報(bào)告,地基持力層為第四紀(jì)沉積粘質(zhì)粉土、砂質(zhì)粉土④層,地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值綜合取值為fk=160kPa,地下水近3～5年最高水位為自然地面下3m。
根據(jù)地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值經(jīng)深度修正已達(dá)到f=260kPa(基礎(chǔ)埋深為自然地面下9m),以層數(shù)較多的北樓為代表,結(jié)構(gòu)豎向力標(biāo)準(zhǔn)值(D+L)為246kPa,地基承載力完全可以滿足要求,采用天然地基沒有問題。地下室抗浮驗(yàn)算也無問題。中間地下汽車庫(kù)采用上反肋梁式筏形基礎(chǔ),底板厚500mm,基礎(chǔ)梁800mm×1200mm；南樓亦采用上反肋梁式筏形基礎(chǔ),底板厚1000mm,基礎(chǔ)梁800mm×1200mm；北樓采用平板式筏形基礎(chǔ),沿墻體做暗梁,底板厚1000mm。
南北樓基礎(chǔ)底板系根據(jù)板格跨度及施工方便,綜合考慮統(tǒng)一確定厚度為1000mm。
基礎(chǔ)亦在適當(dāng)位置設(shè)置伸縮后澆帶,具置同上部結(jié)構(gòu),詳見圖1地下2層結(jié)構(gòu)平面圖。
結(jié)束語(yǔ)
通過本工程設(shè)計(jì)實(shí)踐,對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有了更廣泛了解和深入體驗(yàn),并獲得了一些新的認(rèn)識(shí)。
1.現(xiàn)階段建筑方案復(fù)雜、多變,造成工程中結(jié)構(gòu)不利因素過于集中。結(jié)構(gòu)師有必要在方案階段引導(dǎo)建筑師重視結(jié)構(gòu)問題,根據(jù)建筑物高度、使用功能等合理地選擇結(jié)構(gòu)體系,恰當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)建筑物的平面形狀以及體型,對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理布置,以求做到建筑美觀、結(jié)構(gòu)安全、經(jīng)濟(jì)適用。
2.結(jié)構(gòu)師要全面了解各種結(jié)構(gòu)形式的受力特點(diǎn)、關(guān)鍵部位、關(guān)鍵構(gòu)件。對(duì)于復(fù)雜工程,分析歸納其結(jié)構(gòu)特點(diǎn),有針對(duì)性地采取技術(shù)措施,合理地簡(jiǎn)化計(jì)算模型,才能從整體上把握工程,很好地解決實(shí)際問題。做到既符合規(guī)范要求,又滿足工程需要。
關(guān)鍵詞：高層住宅；剪力墻結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
Abstract: with the rapid development of China's real estate industry, shear wall residential increasingly extensive application in engineering. How to ensure the security of the premise, to better meet the economic and the applicability of the shear wall residential, is a key problem to be solved in structure design. The author discusses the attention should be paid to shear wall residential structure design problems, for reference.
Key words: high-rise shear wall structure; structure design;
中圖分類號(hào)： TB482.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-2104（2013）
一、基礎(chǔ)形式的選取
高層住宅的基礎(chǔ)類型，應(yīng)根據(jù)地基性質(zhì)、結(jié)構(gòu)類型、荷載特點(diǎn)、施工條件等因素慎重選擇。主要有箱型基礎(chǔ)、樁基、鋼筋混凝土筏形基礎(chǔ)等。
1.1 箱型基礎(chǔ)由于本身具有很大的剛度和整體性，可將上部結(jié)構(gòu)荷載有效地?cái)U(kuò)散傳至地基， 同時(shí)又能調(diào)整與抵抗地基的不均勻沉降，從而減少不均勻沉降對(duì)上部結(jié)構(gòu)的不利影響。因此箱型基礎(chǔ)適合上部結(jié)構(gòu)荷載大而地基土又比較軟弱的情況采用。
1.2 樁基具有承載力可靠、 沉降小的優(yōu)點(diǎn)， 適合軟弱地基土及可能液化地基土。目前， 高層住宅的樁基大多選用鉆孔灌注樁。它具有適應(yīng)性強(qiáng)，不受樁徑、樁深的限制，基本上適用各類土層。在施工時(shí)不會(huì)引起土體隆起和水平擠力，不會(huì)損壞建筑物場(chǎng)地內(nèi)外的土質(zhì)結(jié)構(gòu)和的構(gòu)筑物。
1.3 雖然箱型基礎(chǔ)和樁基在高層住宅中應(yīng)用很廣泛，但施工過程中可能會(huì)受到許多不確定因素的影響，在滿足安全、經(jīng)濟(jì)和適用的前提下可以采用筏形基礎(chǔ)，并且筏形基礎(chǔ)在高層建筑中屬于比較經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)形式。筏形基礎(chǔ)的基礎(chǔ)費(fèi)用（包括基坑支護(hù)和開挖施工）約占建筑總造價(jià)的10％～20％，施工工期約占建筑總工期的20％～25％，而樁基則其所占比例分別為20％～30％和30％～40％，從以上數(shù)據(jù)可以看出，筏形基礎(chǔ)的經(jīng)濟(jì)效益比較明顯。筏形基礎(chǔ)可以是梁板式筏基或平板式筏基。梁板式筏基的梁可以正放也可以反放，正放筏板的表面較平整，使用方便也便于排水，但施工復(fù)雜，由于基礎(chǔ)梁截面高度大必然增大基礎(chǔ)埋深， 增加基礎(chǔ)挖土量和護(hù)坡量。反放施工方便，但往往需要設(shè)置架空地坪以滿足使用、排水和防潮的要求。平板式筏基具有模板簡(jiǎn)單，施工方便，防水卷材容易施工的特點(diǎn)。
當(dāng)建筑物層數(shù)較多，剪力墻的布置比較稀疏時(shí)，宜優(yōu)先采用平板式筏基。基礎(chǔ)底板的厚度，首先是由內(nèi)力確定的。一般情況下，板厚由沖切承載力確定，沖切承載力滿足后，其它如彎矩一般都能滿足要求。并可根據(jù)剪力墻的布置情況和荷載分布情況，取用不同的厚度，沒有必要為了和大跨統(tǒng)一整體加大筏板厚度，造成不必要的基礎(chǔ)土方量和混凝土用量。
二、剪力墻的合理布置
剪力墻結(jié)構(gòu)中，剪力墻宜沿主軸方向或其他方向雙向布置；抗震設(shè)計(jì)的剪力墻結(jié)構(gòu)，應(yīng)避免僅單向有墻的結(jié)構(gòu)布置形式以使其有較好的空間工作性能，并宜使兩個(gè)受力方向的抗側(cè)剛度接近。剪力墻的布置要均勻，數(shù)量要適當(dāng)，過多過少都不利。剪力墻布置過少，結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度不夠；剪力墻布置過多，墻體得不到充分利用，結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度過大，會(huì)使地震力增大，結(jié)構(gòu)重量也增加，不一定有利。
剪力墻墻肢截面宜簡(jiǎn)單、規(guī)則。門窗洞口宜上下對(duì)齊、成列布置，形成明確的墻肢和連梁。抗震設(shè)計(jì)時(shí)，一、二、三級(jí)抗震等級(jí)的剪力墻的底部加強(qiáng)部位不宜采用錯(cuò)洞墻；一、二、 三級(jí)抗震等級(jí)的剪力墻均不宜采用疊合錯(cuò)洞墻。另外剪力墻宜自下到上連續(xù)布置，避免剛度突變。
三、上部部分結(jié)構(gòu)構(gòu)造措施
3.1 關(guān)于轉(zhuǎn)角窗的加強(qiáng)措施
很多建筑師為了滿足甲方要求，設(shè)計(jì)出大量立面造型新穎獨(dú)特的高層建筑。其中轉(zhuǎn)角窗以它室內(nèi)可視角度開闊，室外立面造型豐富在建筑設(shè)計(jì)中被廣泛采用。 但對(duì)于結(jié)構(gòu)來說， 這卻是一個(gè)相對(duì)薄弱的位置，需要對(duì)這一部分的結(jié)構(gòu)構(gòu)件采取加強(qiáng)措施。通常采用以下幾個(gè)辦法：
a.適當(dāng)加厚轉(zhuǎn)角窗處的樓板，一般根據(jù)跨度的大小，有轉(zhuǎn)角窗位置的板厚宜控制在 140~150mm，且應(yīng)采取雙排雙向通長(zhǎng)配筋，并宜直通伸入相鄰房間板內(nèi)適當(dāng)長(zhǎng)度，板的配 筋 率不宜小于0.25~0.30％；
b.設(shè)置斜向暗梁或斜向配筋，暗梁也需要有一定的寬度，至少取400 寬，沒有條件設(shè)暗梁時(shí)應(yīng)在板下配置斜向配筋，且要錨入角窗兩端的邊緣構(gòu)件內(nèi)；
c.角窗洞邊的暗柱宜按約束邊緣構(gòu)件設(shè)計(jì)，適當(dāng)增大邊緣構(gòu)件的截面及配筋。
3.2 高連梁的腰筋
高連梁的腰筋不滿足要求是設(shè)計(jì)人員經(jīng)常忽略的問題。《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（以下簡(jiǎn)稱為《高規(guī)》）第7.2.26-4 規(guī)定：“墻體水平分布鋼筋應(yīng)作為連梁的腰筋在連梁范圍內(nèi)拉通連續(xù)配置；當(dāng)連梁的高度大于700mm 時(shí)，其兩側(cè)面沿梁高范圍設(shè)置的縱向構(gòu)造鋼筋（腰筋）的直徑不應(yīng)小于10mm，間距不應(yīng)大于 200mm；對(duì)跨高比不大于 2.5 的連梁， 梁兩側(cè)的縱向構(gòu)造鋼筋（腰筋）的面積配筋率不應(yīng)小于 0.3％”。
3.3 結(jié)構(gòu)平面開大洞造成樓板弱連接
很多工程由于建筑要求需要樓板有較大的凹入或開洞口，使結(jié)構(gòu)樓板在此處有較大削弱， 形成細(xì)腰、 弱連接。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)樓板削弱產(chǎn)生的不利影響。《高規(guī)》第 4.3.8 條針對(duì)樓板開大洞口從構(gòu)造上提出了加強(qiáng)措施：
a.加厚洞口附近樓板，提高樓板的配筋率， 并采用雙排雙向配筋， 或加配斜向鋼筋；
b.在洞口邊緣設(shè)置邊梁、暗梁，在樓板洞口角部集中配置斜向鋼筋；
c.適當(dāng)加大洞口處邊梁兩側(cè)的腰筋以提高梁的抗扭能力和弱連接樓板平面內(nèi)的承載能力。
3.4 墻體配筋不滿足要求
《高規(guī)》第 7.2.20 條規(guī)定 “房屋頂層剪力墻以及長(zhǎng)矩形平面房屋的樓梯間和電梯間剪力墻、 端開間的縱向剪力墻、端山墻的水平和豎向分布鋼筋的最小配筋率不應(yīng)小于 0.25％，鋼筋間距不應(yīng)大于200mm”。
3.5 控制剪力墻平面外彎距
很多臨街的高層住宅都有一層或幾層商業(yè)裙房， 即為商用， 要求的開間進(jìn)深都比較大， 就會(huì)出現(xiàn)樓面梁一側(cè)搭在框架柱，一側(cè)搭在剪力墻上，或者一側(cè)搭在框架梁一側(cè)搭在剪力墻上， 這就形成了樓面梁與剪力墻的垂直單面相交， 即對(duì)剪力墻產(chǎn)生平面外彎距。這種情況應(yīng)當(dāng)根據(jù)《高規(guī)》第 7.1.7 條采取加強(qiáng)措施，如沿梁軸線方向設(shè)置與梁相連的剪力墻，但這一條一般很難實(shí)現(xiàn)，很可能從使用上不能滿足建筑要求，只能退而求其次，采取加扶壁柱或加暗柱甚至在剪力墻內(nèi)設(shè)置型鋼的方法。有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)樓面梁上皮配筋較大，墻厚不滿足框架梁縱向鋼筋的水平錨固長(zhǎng)度的問題，解決這一問題，除了盡量采用較小鋼筋直徑外，還可以將梁設(shè)計(jì)為鉸接或半鉸接，絞接或半絞接可以通過彎距調(diào)幅來實(shí)現(xiàn)，此時(shí)應(yīng)相應(yīng)增大梁跨中的配筋。
3.6 地下室頂板問題
地下室頂板作為重要的，荷載較大且受力復(fù)雜的樓板， 應(yīng)比一般樓板有更高的要求。 首先， 避免在地下室頂板開設(shè)大洞口；其次，地下室頂板都應(yīng)采用現(xiàn)澆梁板結(jié)構(gòu)，普通地下室頂板厚度不宜小于160mm，宜采用雙排雙向配筋；作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固部位的地下室頂板厚度不宜小于180mm，混凝土的強(qiáng)度等級(jí)不宜小于C30，應(yīng)采用雙排雙向配筋，且每個(gè)方向的配筋率不應(yīng)小于 0.25%。地下室頂板作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固部位時(shí)，地下室層數(shù)不宜小于二層，應(yīng)能將上部結(jié)構(gòu)的地震力傳遞到全部地下室結(jié)構(gòu)。另外，考慮到施工荷載， 地下室頂板的活荷載不宜小于5.0kN/m2。
3.7 剪力墻開結(jié)構(gòu)洞問題
《高規(guī)》第 7.1.5 規(guī)定 “較長(zhǎng)的剪力墻宜開設(shè)洞口，將其分成較為均勻的若干墻段， 墻段之間宜采用弱連梁連接，每個(gè)獨(dú)立墻段的總高度與其截面高度之比不應(yīng)小于2。墻肢截面高度不宜大于8m”。其目的是使墻段成為以彎曲破壞在先，剪切破壞在后的高墻，避免矮墻。
3.8 廚房、衛(wèi)生間輕質(zhì)隔墻的荷載計(jì)算
在現(xiàn)在設(shè)計(jì)的住宅、公寓等工程中，為了尋求大開間，也為了將來業(yè)主能更好按著自己的意愿裝飾，廚房，衛(wèi)生間一般不降板，邊緣也不設(shè)樓層梁，這樣一些輕質(zhì)隔墻就直接作用在樓板上，這一部分荷載如何考慮呢？在《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》附錄B中對(duì)這種情況有解釋，但是計(jì)算起來比較麻煩。一般設(shè)計(jì)院在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，通常將這部分輕質(zhì)隔墻的荷載加到恒載當(dāng)中，即將恒載加大 1 ~1.2kN/m2，當(dāng)分隔墻數(shù)量較多或重量較大時(shí)也可加大到 1.5kN/m2，這可以靈活掌握。
3.9 屋面上重新生根墻或柱
現(xiàn)在很多的高層住宅樓不再是以前的“火柴盒”，也要求美觀大方，有造型。于是建筑便常在屋面上做些文章，比如起個(gè)花架等，但這些后起的墻或柱有時(shí)不完全甚至完全不在剪力墻上，需要重新生根。這時(shí)為了安全起見，重新生根的剪力墻或柱要有雙向的拉接，即要在屋面板上設(shè)置縱橫兩個(gè)方向的上返梁（梁下返一般會(huì)影響樓下住戶的使用），上返梁最好也做寬，以便墻或柱的主筋好生根；生根墻或柱的樓板也需要人為加厚，可以做到150mm，甚至大跨可以做到180mm，鋼筋也需要雙排雙向全部拉通。
四、結(jié)束語(yǔ)
總之，剪力墻高層住宅越來越多，甲方對(duì)含鋼量的控制也越來越嚴(yán)格，各個(gè)審查機(jī)構(gòu)對(duì)設(shè)計(jì)圖紙的要求也越來越嚴(yán)格，設(shè)計(jì)時(shí)如何把握好合理性，經(jīng)濟(jì)性至關(guān)重要。
參考文獻(xiàn)：
