试论民用建筑结构设计

张霞

摘要：民用建筑设计的工作十分繁重，担负着重大的责任，直接影响建筑物自身的耐久性、安全性、舒适性和经济性。在21世纪建筑行业新形势下，研究民用建筑设计技术的地位就变得尤为突出和重要。本文首先阐述了民用建筑的结构设计中相关的抗震概念设计，再从建筑设计目前存在的问题进行分析，研究了民用建筑结构设计的原则，并对民用建筑结构技术发展新趋势从三个方面进行了总结。

关键词：民用建筑 结构设计 新形势 原则

Abstract: Design work漀昀 the civil building is瘀攀爀礀 arduous bearing great responsibility; it directly affects the building durability, safety, comfort and economy. In the 21 st century building industry under the new situation, the civil building design technology status is especially outstanding and important. This article discussed the structural design of the civil building of relevant anti-seismic concept design, and again from building design existing problems were analyzed, and the civil building structural design research, the principles and civil building structure of the new trend of development of the technology from three aspects are summarized.

Key Words: civil building structural design principle of the new situation

中图分类号：TB482.2文献标识码：A 文章编号：

民用建筑工程与人们的生产、生活紧密相连，对其结构的设计工作在整个民用建筑工程中有十分重要的作用。民用建筑的设计工作既繁重，又承担着巨大的责任，并直接影响着建筑物本身的经济性、安全性、舒适性和耐久性。民用建筑设计的对象是以居住为主要功能的建筑。民用建筑设计在当今社会中，秉承着“以人为本”的设计理念，同时还要求设计者能在设计方法上不断创新，在设计思路上拓展得更宽。

一、结构抗震的概念设计

结构抗震的概念设计是指通过地震对建筑结构的整体效应来有效地解决建筑结构设计中存在的基本问题，具体包括分析建筑结构的破坏机制和过程。在设计时，设计师要考虑到建筑结构的整体布局，更不能忽略那些关键部位的设计细节，这样，才能从根源上提高建筑结构的总体抗震能力。

二、民用建筑结构设计存在的问题——不容乐观的设计质量和设计审查

通过笔者对民用建筑结构设计文件审查工作的经验，总结数百个设计工程，诸如北京、上海等省市地区的设计单位（其中包括很多大型甲级设计单位），得出目前建筑结构设计在结构的布置、结构的体系、结构的计算、电算的总信息、地基的基础方案、荷载的取值、钢筋混凝土的构造等方面存在着诸多问题，构件或配筋经常少于计算值所得，从这个角度上来说，没有一个工程在进行电算总信息时是完全正确的。这对于施工设计来说，后果是不可估量的，很多建筑结构设计都需要整改才能够进行施工。

目前建筑结构设计的市场十分混乱，普遍出现大量行贿索贿、挂靠设计、业余设计、压价竞争等现象。设计周期严重短于国家明文规定更是司空见惯的现象。特别是20世纪80年代之后成立的中小型建筑结构设计单位以及县级的施工图的审查机构，因设计或审查的人员配备不充足、缺乏相应完善的管理制度、审查制度以及设计经验不足，在设计和审查方面存在很大的质量问题。很多大型的工程在进行施工图审查时，一次合格率相当低下，甚至低于20%，近乎违反一千多条强制性条文，存在重大的质量问题。

（一）结构设计不合理

结构设计不合理，存在较大安全隐患，不能按照按照建筑的抗震设计有关规定严格执行。不按照规定进行荷载的取值计算现象十分严重，很多结构设计与计算书之间存在明显的不符，计算结果超过结构强度本身，严重威胁建筑物的质量。

（二）设计深度不合规定

建筑结构设计图纸存在着偷工减料的现象，设计粗糙，缺少应有的配套系统图及大样图，细节模糊，忽视重要的参数或安全等级，责任推诿。这些都源于设计人员对于民用建筑结构设计的不重视，自身学识不够，生搬硬套，缺乏正确的运算和经验。

（三）结构计算不严谨

民用建筑结构设计在计算上存在的问题主要有以下三个方面：

荷载取值不当。

多层框架的民用建筑采用独立基础，如果地基主要受力层范围内不存在软弱粘性土层，当建筑物高度低于八层且在25米以下，尽管不用验算其地基的抗震承载能力，但是还是应该考虑风荷载的作用。

2.验算底框砌体不当。

3.结构周期的折减系数。

一般而言，实际的刚度比计算时大，实际的周期比计算时小，所以计算地震承载力一般要小，这是结构存在安全隐患的因素之一，计算周期时的折减就显得尤为重要。

（四）构造设计不恰当

地基基础设计问题和框架结构设计问题是民用建筑结构设计中时常出现的重要问题。不恰当的选用柱基类型，加上不当的施工操作，不仅会给施工质量的完成带来影响，还会对周围施工的环境造成损毁。

（五）材料选用和结构体系不合理

选用材料、结构体系对于工程技术人员是重要的工程要素。尤其体现在高层民用建筑上，根据我国建筑钢材的分类，民用高层建筑在选材上应尽量使用钢管混凝土结构或钢骨混凝土结构等，以减少柱基断面的尺寸、提高防震效果。

规则性差、抗震机构不合理、楼层错层是民用建筑工程中常出现的问题。根据我国民用建筑结构设计中关于抗震方面的设计要求，一般对于高层结构尽量不使用复杂结构。避免楼板开洞过大导致结构不规则，从而影响结构的抗震效果。

很多实际的建筑工程中都出现了规则性差以及抗震结构不利等现象，还有就是楼层出现错层的问题。如果在高层的建筑中出现大范围的错层，那么楼板的连续性则会出现问题，这种结构一旦形成对于抗震是非常不利的。此外，一些民用的高层建筑存在薄弱层可是又没有补救的抗震措施。按照我国对于高层建筑中抗震设计的相关要求，一般高层结构是不能采用两种或者两种以上的复杂结构。而楼板开洞过大也会造成结构的不规则，影响结构的抗震效果。

三、民用建筑结构设计基本原则

结构设计遵循的基本原则是：安全可靠、经济合理、符合规范、施工方便。

（一）安全可靠，规范施工

设计人员应尽量规范自己的行为，使民用建筑的结构设计达到行业标准。在对建筑进行结构体系、结构荷载、刚度、强度、结构、计算、布置等方面的设计工作时，设计人员不仅要做到不违反政府出台的相关强制性条文，还应该尊重细节，严格执行相關的规章制度。

（二）经济合理

民用建筑结构设计不仅要符合安全可靠的原则，还应该考虑到经济合理的原则，不能过度浪费，保证在正常的施工条件下，施工建筑按照我国规范设计，确保工程安全顺利开展。

（三）施工方便

进行民用建筑结构设计时要遵守方便施工的原则。例如：不可使混凝土强度和等级的种类过多，这样不仅影响施工造价，而且对工程质量产生一定影响。所以在一个构件内配筋不应太复杂，注意钢筋的根数和直径的种类不应太多。

四、建筑结构新技术的发展

（一）民用建筑中钢结构的推广

我国钢铁工业的蓬勃发展，为民用建筑行业的发展提供了极好的发展机遇。在民用建筑结构设计中的应用，钢结构与以往的混凝土结构和砖混结构相比较而言，具有以下三个特点：

1.钢材强度高

由于钢材的强度相对较高的特点，民用建筑设计方便于采用大开间的布置。但是混凝土结构以及砖混结构因材料性质的限制，影响了空间的自由布置。如果出现结构跨度过大的情况，就会导致构件尺寸的加大，不仅影响了美观，更加增大了结构自重，使造价相应增加。

2.综合经济效益好

由于考虑到钢结构体系能够对民用建筑产生极好的综合经济效益，在民用建筑工程中积极推广钢结构。民用建筑中的钢结构具有自重轻的特点（相对于砖混结构，是其自重的65%），减少了石土沙的使用量，更加适用于软弱地基。即使应用于其他的地基条件，同样有利于减少基础造价。

另外，在民用建筑中，钢结构的施工周期较短，可以加快资金周转，大大提高民用建筑投资方面的效益。

最后，基于钢结构建筑较高的性价比，不仅仅有利于环境和社会经济的可持续发展，还有利于建筑行业更快的适应产业化发展，具有发展前途，可以带动钢铁产业以及新型材料产业的迅猛发展。

（二）短肢剪力墙倍受青睐

短肢剪力墙结构吸收了传统框架结构的诸多优点，利用隔墙位置的灵活布置，提供较多的选择方案，有利于克服传统框架结构的一些缺点，得到广大设计师、开发商和用户的青睐。

（三）预应力大板结构的广泛应用

預应力混凝土的大板结构是指在柱和柱之间布明梁，楼板使用预应力大板，并在预应力大板上面直接布置隔墙的结构体系。随着这项技术的成熟，有利于施工成本的减少，平面设计更加灵活，便于二次装修改造，满足住户的个性要求。

总结：民用建筑的结构设计是一个十分复杂的系统，这不仅要求设计者在设计建筑结构时要严格计算每个构件，掌握每一个要点；还要求他们在对建筑物的整体结构进行宏观和细节上的设计时要严格按照国家制定的相关标准来操作，同时还应加强对建筑结构的抗震概念设计及性能设计，以提高我国民用建筑结构的设计水平，进而使我国建筑质量有质的飞跃。

参考文献：

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