论现代民用建筑结构设计要点

丁璐

【摘要】建筑从古至今都是一门艺术，精美的建筑是建筑设计师把美学和建筑相互结合的产物。为了满足人们对房屋建筑的要求，房屋结构设计也要同时把适用、安全、经济、美观等因素作为设计的要求，不仅要提高对建筑空间的使用率，满足美观设计，还要对有限的资源合理利用，从而达到人们对房屋建筑设计的要求。本文作者结合多年来的工作经验，对现代民用建筑结构设计要点进行了研究，具有重要的参考意义。

【关键词】民用建筑 结构设计 技术

一、结构设计的注意事项

1、结构模型的建立

对于常用的民用建筑，拿到设计任务书后，首先要对该建筑进行分析，简化出一个计算的模型。在建模前要做好以下方面的准备：（1）对建筑物所在地的场地类别，地质构造、抗震烈度，基本风压，基本雪压以及建筑物周围的环境、设施等进行调查。（2）根据建筑图对该建筑进行简化分析，并简化为计算模型，选用合适的计算软件，例如梁、柱可以简化为杆系模型，采用三维空间立体分析；墙体可采用有限元法分析；对于排架结构可采用单榀排架二维分析。（3）分析结构荷载：恒荷载——按照各构件实际自重及面层自重确定；活荷载——根据建筑的使用用途来确定，同时应考虑施工时的物料堆集、施工工具及器械产生的荷载，对高层建筑的地下室顶面应尤其注意此项的验算。（4）根据建筑物的高度，抗震等级等因素初步确定结构所用的材料等級。结构模型建立后，应对模型中的各个参数以及各层所使用的建筑材料进行调整和修改，并参照计算结果，对模型进行分析调整，直至模型与真实接近且合理。对高层建筑应特别注意对结构刚度，平面和竖向规则性的控制，并应根据新抗规的要求验算房屋的舒适度是否满足要求。对于复杂的高层尚应选用两个以上不同的软件进行计算比较。

2、屋顶的结构设计

不同的建筑所处的地理环境、气候、用途等的不同，所以对于屋顶的设计要求也不同，比如在南方的多雨气候中，屋顶面的设计多是坡型的，北方地区房屋面大部分是平屋面。随着经济的发展，人们对美观的追求也越来越高，北方的众多中小学建筑，展览馆、会所等公用建筑也越来越多的使用坡屋面、多坡屋面。坡型屋面的结构设计一般采用梁板式和折板式两种型式。折板式一般用于建筑平面比较规整，板跨度不大，屋面的坡度和脊线转折比较简单的坡屋面，反之使用于梁板式。对于多坡屋面，在设计时一定要注意坡上各点的标高以及标高突变处各梁板能否交接，避免板与梁“脱空”现象。此外，在屋面板筋的构造中，其板顶钢筋一般拉通或附加构造负筋，以抵抗拉力，避免产生板顶裂缝。屋面板板厚一般是不小于120mm。

3、结构大样详图的设计

大样设计要遵循的原则是保证结构受力的合理性、经济性和施工过程的快捷方便，同类构件尽量保持相同的做法，尽可能做到标准化。大样绘制完成要与建筑图核对是否一致，结构施工困难、做法不合理、不符合规范要求或者能用其它办法代替的，应与建筑协商解决，并考虑造价因素，在满足规范要求的前提下尽可能满足建筑设计的要求。对于悬挑构件一定要注意核算锚固是否满足计算要求和构造要求，特别是砌体结构，一定要验算是否满足构造要求。

4、楼梯的设计

楼梯设计是每一个多高层的建筑都要涉及到的问题，其设计方法简单，但是在带大底盘地下结构设计，底部商业上部住宅结构中楼梯的设计应注意：梯段转折处梯梁下净高是否满足规范要求，休息平台宽度能否满足要求，楼梯间门洞是否与墙，柱等相撞，扣除后能否满足设计要求等；当采用折板楼梯时，是否存在需要挑板的情况，注意设置挑板；休息平台处梁的处理方法，对框架结构柱是否形成短柱，注意柱箍筋是否要加密，是否要设置吊柱（升柱）及相应的与梁连接的处理办法。

二、结构设计中的常见问题

1、地基基础方面

1.1对软弱地基，软弱土层较厚需要换土垫层处理时，没进行换填设计，，仅凭经验用换填垫层处理，而没有进行垫层厚度、宽度及下卧层承载力进行计算，这将带来极大安全隐患，有可能因软弱下卧层承载力不足造成沉降过大，地基土破坏，基础倾斜破坏等，也可能换填过厚造成一定程度的资源浪费。？

1.2对于岩土混合地基：当埋深较浅时，有些工程师的习惯处理方式就是，对软弱土进行处理（换填），基础座在换填土或直接座于基岩上，这种做法是不合理的，当采用这种做法时，应在岩石上做300～500厚的碎石（砂石）褥垫层，把基础置于褥垫层上；当埋深很深时一般采用桩基础，此时应在图纸中注明桩长应根据现场情况调整，并标明适用桩长的范围，如遇特殊情况应特殊处理，避免施工单位在现场施工时对桩长一刀切，以至于有的桩不能进入持力层，导致桩沉降不均，产生基础破坏。

2.板的设计

2.1板是建筑工程中主要承重构件之一，建筑的主要荷载都是通过板传给梁、柱、基础；同时板是影响建筑结构使用功能和舒适度的基本构件。对板设计应周全考虑，若出现质量问题，会造成使用上的诸多不便，甚至造成安全隐患。以下问题是在楼板设计中经常发生的。

2.2设计人员对正常使用状态的要求认识不足，计算时仅考虑承载力计算，没有考虑正常使用状态的验算，或者选用钢筋时选用了直径、间距均较大的钢筋，造成板出现裂缝，影响正常使用；或是板选用的厚度过小，计算时没有充分考虑长期荷载，以致产生过大挠度，造成使用时心理上的不安全。

2.3外墙转角处板未按构造设置放射负筋，造成板角处开裂；屋面板处负筋未拉通设置，也未按构造增设负筋时，板上易产生裂缝。

2.4当有转角窗时，转角跨板厚及钢筋未按构造加强，易产生开裂等问题，板周边墙体也易开裂，对抗震极为不利。

3、悬挑粱截面高度选用过小

设计者一般比较重视对悬挑梁的强度和抗倾覆验算，而对挠度的验算却无意间轻视了。如果梁高选用过小，会引起梁截面的受压区应力过大，致使受压区产生非线性的徐变。梁挠度随时间的推移不断增大，从而引起挑梁的变形，使梁板出现裂缝，挑梁变形越厉害，裂缝的宽度随之加宽，房屋的正常使用也就会受到影响。据笔者现场观察，挑梁的变形发展到后期，梁支座截面上部受拉区会有一定宽度的竖向裂缝出现。此外，挑梁的截面过小也不利于结构抗震，梁高小时，截面相对受压区高度较大，梁的延性降低，在地震作用下容易发生脆性破坏，失去承载力。在砌体结构中，当为托墙挑梁时，梁过大的挠度引起梁上墙体在梁支座附近出现一些裂缝，裂缝在梁支座处沿斜向延伸，越靠上面的梁缝就越宽。

三、结语

结构设计对民用建筑的质量和使用都起着至关重要的作用。目前，我国在民用建筑结构设计技术方面已经成熟，但受社会环境，区域，经济条件等因素限制，在设计中仍存在着不少的问题，这需要我们结构设计人员的不断钻研和努力，在实践中不断积累经验，学习新技术，为建筑结构设计贡献自己的才智，提高我国民用建筑结构的设计水平，进而使我国建筑质量能经得起时间的考验，让大家都能住上经济，坚固，舒适的房屋。

参考文献：

[1] 杨利，席艳.高层建筑结构设计[J].城市建设理论研究，2011年.

[2] 杜曼.建筑结构设计中的问题[J].中国集体经济，2011年.