民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計論述

1、<p>　　民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計論述</p><p>　　摘要：民用建筑是直接為廣大人民日常生活服務(wù)的建筑工程，其普遍性和重要性不言而喻，民用建筑對建筑質(zhì)量的要求很高，建筑質(zhì)量的高低直接關(guān)系到廣大人民的人身舒適度和生命財產(chǎn)安危。本文探討了民用建筑設(shè)計中的問題，對民用建筑設(shè)計中的技術(shù)問題提出了見解。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：民用建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計；問題 意見 </p>

2、<p>　　中圖分類號：TU318文獻標識碼： A </p><p>　　民用建筑最重要的是安全可靠，它的關(guān)鍵在于設(shè)計工作環(huán)節(jié)上，結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量直接影響到建筑物的安全性、舒適性、耐久性和經(jīng)濟性。另外，經(jīng)濟性和實用性也是民用建筑設(shè)計中所需要考慮的問題。 </p><p>　　一 民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要求 </p><p><b>　　1.1 設(shè)計內(nèi)容

3、</b></p><p>　　民用建筑結(jié)構(gòu)的內(nèi)容包括設(shè)計程序和要求。如，在一個建筑的設(shè)計中，除了結(jié)構(gòu)設(shè)計以外，還有給排水設(shè)計以及暖氣通風設(shè)計、電氣設(shè)計等等。無論是哪個部分的設(shè)計都要求具備美觀性、功能性以及經(jīng)濟性和環(huán)保性的特征。建筑物要想有效的發(fā)揮其功能，就必須在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計上格外注意，因為這也是保證建筑物質(zhì)量的一個基礎(chǔ)；對于建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計的計算要求對構(gòu)件在正常狀態(tài)和極限承載能力的狀態(tài)下進行計算，例如疲

4、勞強度的驗算等。如果有多種的作用力同時發(fā)生在構(gòu)件上，那么必須對構(gòu)件在各種作用力下的效應(yīng)進行仔細的分析，將最不利的組合考慮進去。對于抗震的設(shè)計也是非常重要的，我國對于抗震設(shè)防的烈度一般在六到九度，還可以根據(jù)建筑物所在地區(qū)的不同以及建筑物的結(jié)構(gòu)類型和高度等實際情況采取不同的抗震等級標準。而抗震等級不同，那么在計算和構(gòu)件等方面的要求也就有所不同。 </p><p>　　1.2 民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)當遵守的原則 </

5、p><p>　　1.2.1 剛?cè)嵯酀?</p><p>　　合理的建筑結(jié)構(gòu)體系應(yīng)該是剛?cè)嵯酀模Y(jié)構(gòu)剛度過大則適應(yīng)變形能力差，強大的破壞力瞬間襲來時，需要承受的荷載很大，容易造成局部受損至最后全部毀壞；而剛度過柔的結(jié)構(gòu)雖然可以很好的釋壓、傳遞外力，但容易造成變形過大而無法運用甚至全體傾覆。結(jié)構(gòu)是剛多一點好，還是柔多一點好？到什么程度才算合適呢？這些問題需要建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計師認真的揣摩與衡量。 &l

6、t;/p><p>　　1.2.2 經(jīng)濟合理 </p><p>　　因土地、能源和材料價格的持續(xù)上漲，開發(fā)商要求設(shè)計單位必須注意材料和資金的節(jié)約， 這一點符合結(jié)構(gòu)設(shè)計的指導(dǎo)思想“安全適用，經(jīng)濟合理”。要從根本上做到經(jīng)濟，結(jié)構(gòu)設(shè)計人員必須把握好民用建筑結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計。概念設(shè)計是依據(jù)理論知識與工作經(jīng)驗，結(jié)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的概念來完成結(jié)構(gòu)總體方案的設(shè)計，并能有意識

7、地處理構(gòu)件與結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)的關(guān)系的定性設(shè)計方法。一幢民用建筑的設(shè)計沒有經(jīng)過正確的概念設(shè)計，是難以實現(xiàn)效果最好、造價最低的結(jié)構(gòu)方案的。 </p><p>　　1.2.3 圈出節(jié)點 </p><p>　　在結(jié)構(gòu)體系中，所謂節(jié)點，是指各構(gòu)件交接之處．或連接異常的地方。不同類型的構(gòu)件相連接，同一構(gòu)件截面改變之處，都會形成需要在設(shè)計圖中表示清楚的節(jié)點。廣義上，諸如結(jié)構(gòu)錯層，體型改變，設(shè)置轉(zhuǎn)換層是大

8、型節(jié)點。節(jié)點無處不在，因為結(jié)構(gòu)體系乃是錯綜變化的統(tǒng)一。當強大的荷載突然襲來之時，對于單一的構(gòu)件，力量傳遞合理，因而可以控制。對于復(fù)雜的結(jié)構(gòu)體系，各節(jié)點的復(fù)雜性難于預(yù)測和控制，即使從理論上保證了每個組成構(gòu)件的強度和剛度，但因各個節(jié)點的力量傳遞往往不很順暢而出現(xiàn)應(yīng)力集中而無法傳遞甚至中斷，破壞由此而發(fā)生。歷次災(zāi)害表明，從設(shè)計不合理的節(jié)點開始破壞的建筑占了相當大的比例。 </p><p>　　二 民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的問

9、題 </p><p>　　2.1 構(gòu)造設(shè)計的問題 </p><p>　　構(gòu)造設(shè)計的問題中主要存在于地基基礎(chǔ)設(shè)計以及框架結(jié)構(gòu)設(shè)計中。前者是設(shè)計中經(jīng)常出現(xiàn)的問題。高層建筑基礎(chǔ)在有效的埋置深度上經(jīng)常出現(xiàn)不足的情況。如果對于柱基的類型選擇不當?shù)脑拰τ谄涫┕ど系牟僮骺尚行砸约巴旯べ|(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(guān)的規(guī)定的時候，尤其是錨樁和試樁的間距經(jīng)常

10、被設(shè)計者忽略，這都會對試樁結(jié)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(guān)的樁基規(guī)范，這也是建筑設(shè)計中常常出現(xiàn)的問題。對于框架結(jié)構(gòu)設(shè)計，一般設(shè)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(shè)計要求，應(yīng)該按照兩個主軸的方向來進行分別的計算。當不進行抗震設(shè)計時，一些設(shè)計人員將縱向框架按照普通的連續(xù)梁來進行設(shè)計，這也是不符合相關(guān)的構(gòu)造要求的。 </p>

11、<p>　　2.2 設(shè)計深度不達標 </p><p>　　一些設(shè)計人員制作圖紙“偷工減料”，設(shè)計粗糙，過于簡單，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)容只標注“見圖集”、“由設(shè)備廠家確定”等，施工圖設(shè)計表述不全，細部大樣不詳，不能反映工程的全貌；一些重要的設(shè)計依據(jù)、設(shè)計參數(shù)、工程類別、安全等級、耐火等級、防火消防處理等在設(shè)計總說明中沒有標明或交待不全。 <

12、/p><p>　　2.3 結(jié)構(gòu)計算的問題 </p><p>　　對建筑物結(jié)構(gòu)計算的問題主要體現(xiàn)在荷載取值不當、對底框砌體結(jié)構(gòu)進行驗算的問題和結(jié)構(gòu)周期折減系數(shù)的確定上。比如對于民用多層框架的建筑在采取獨立基礎(chǔ)的情況下，一般其地基的主要受力部分沒有軟弱黏性土層的時候，如果建筑物的高度沒有超過八層，并且其高度在25米以下，是作為一般性的民用房屋，或者是荷載相當?shù)膹S房時，就沒有必要去驗算地基的抗震承載

13、力了，不過在設(shè)計其基礎(chǔ)時還是要考慮到風荷載的作用。所以風荷載的輸入是必須的，無論其是否位于地震區(qū)或者是否是高層建筑。只有當剛度較為均勻的多層結(jié)構(gòu)才可以適用底部剪力法，如果其結(jié)構(gòu)中具有薄弱層，那么就必須對其塑性變形集中造成的影響進行考慮；另外，框架結(jié)構(gòu)等因為有填充墻，所以其實際剛度比計算剛度更大，而實際的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(jié)構(gòu)就存在一定的安全隱患，所以對計算周期進行折減就顯得非常必要。 </p

14、><p>　　三 民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)探討 </p><p>　　3.1 鋼結(jié)構(gòu)民用建筑的推廣 </p><p>　　鋼結(jié)構(gòu)與磚混結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)相比，在民用建筑建筑中應(yīng)用主要有三個優(yōu)點：首先，由于鋼材強度高的特點，民用建筑設(shè)計可采用大開間布置。而磚混結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)由于材料的性質(zhì)，限制了空間布置的自由。如果結(jié)構(gòu)跨度過大，就會造成構(gòu)件尺寸加大，不但影響美觀，而且造成

15、結(jié)構(gòu)自重增大，增加了造價。其次，民用建筑采用鋼結(jié)構(gòu)體系產(chǎn)生的綜合經(jīng)濟效益較好。由于鋼結(jié)構(gòu)民用建筑自重輕，約為磚混結(jié)構(gòu)的 65%，因此減少了土、沙、石的用量。不僅適用于軟弱地基，在其他地基條件下，也同樣可以大大減少基礎(chǔ)造價。鋼結(jié)構(gòu)民用建筑施工周期短，可以大大提高投資效益，加快資金周轉(zhuǎn)。最后，鋼結(jié)構(gòu)建筑具有較高的性價比，有利于環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展、適宜產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，極具發(fā)展前途，可帶動鋼鐵產(chǎn)業(yè)和新型材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。 </p><

16、;p>　　3.2 異形柱框架結(jié)構(gòu)的基本形式 </p><p>　　在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，原則上要求框架結(jié)構(gòu)的柱采用矩形柱(除非建筑專業(yè)有特殊要求可采用其他截面形式，如圓形、三角形等)，矩形柱有良好的受力性能，計算理論比較完善，傳力途徑明確，而且在長期的工程實踐中積累了大量的經(jīng)驗，使得矩形柱的計算模型及理論更加接近實際。但矩形柱用在民用建筑，尤其是民用建筑建筑中，隨著建筑高度的增加，柱截面也隨著增大，給房屋內(nèi)部的布置

17、及使用造成很多不便，采用異形柱框架結(jié)構(gòu)就可以解決。 </p><p>　　3.3 預(yù)應(yīng)力混凝土大板結(jié)構(gòu)技術(shù) </p><p>　　預(yù)應(yīng)力大板結(jié)構(gòu)是在柱與柱之間布置明梁，樓板采用預(yù)應(yīng)力大板，并在預(yù)應(yīng)力大板上直接布置隔墻的結(jié)構(gòu)體系。若這種大板配合預(yù)應(yīng)力寬扁梁使用，則能更大限度的提升樓層凈高，如9米跨的預(yù)應(yīng)力寬扁梁可以比普通預(yù)應(yīng)力梁及普通混凝土梁高度分別減少200毫米和 350毫米對于底部需要大

18、柱網(wǎng)、大空間的多功能商住樓常設(shè)置結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層。隨著預(yù)應(yīng)力技術(shù)的逐漸成熟，預(yù)應(yīng)力材料及施工費不斷下降，我國高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)中采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)的情況越來越多。預(yù)應(yīng)力大板結(jié)構(gòu)在建筑上避免了室內(nèi)難看的次梁景觀，使住宅的建筑平面布置更加靈活，有利于二次裝修時室內(nèi)布局的改造，滿足了住戶個性化要求。 </p><p><b>　　結(jié)語 </b></p><p>　　綜上所述，民用建筑

19、結(jié)構(gòu)的設(shè)計是民用建筑施工前的必經(jīng)環(huán)節(jié)，民用建筑的性能和質(zhì)量取決于結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量。要以人為本、堅持科學(xué)設(shè)計的原則，把好民用建筑設(shè)計環(huán)節(jié)關(guān)，確保民用建筑的安全實用。 </p><p><b>　　參考文獻： </b></p><p>　　[1]劉彬傳 對民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的研究 2007 </p><p>　　[2]孔雅莎 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計雜談 2006