民用建筑结构设计及其优化措施探讨

卢发志

【摘要】建筑结构为建筑工程组成要素里建筑技术主要的构成部分，是建筑安全的主要保证方法。建筑结构形式是为了迎合建筑功能的需要，创造建筑实用功能去服务的。当民用建筑的结构在设计时，很容易产生不确定性，所以建筑结构的设计要时常探究建筑工程里的不确定状况，使建筑结构能够安全，经济能够合理。

【关键词】民用建筑；结构设计；优化措施

民用建筑就是指非生产性的建筑，通常指供人們居住以及进行公共活动的各类建筑的总称。民用建筑中最重要的因素就是安全和可靠，因此它的关键就在于设计工作的环节上，建筑结构设计的质量好坏会直接影响到建筑物的安全性以及舒适性，同时也影响到建筑物的耐久性和经济性等。建筑的结构是形成一定空间以及造型，要具有承受人为以及自然界所施加于建筑物上的各种荷载作用，建筑结构使建筑物得以安全使用的框架。如何对民用的建筑结构设计进行优化的处理，具有非常重要的意义。

1 常见的民用建筑结构设计以及选型

建筑结构与建筑设计是两个相互独立同时又紧密联系的专业工种。建筑的结构是解决建筑坚固性的问题，由注册结构师完成。建筑的设计必须和建筑的结构进行有机的结合，只有符合结构逻辑的建筑才有真实的表现力以及可行性。常见的民用建筑结构包括以下几种形式： 1.1 砌体结构设计 砌体结构的墙体既有承重的作用，同时也有围护的作用，所使用的材料要便于就地取材，该设计和施工较为简单，施工的进度快，而且技术要求低，施工设备简单。但是由于砌体的抗拉以及抗剪的强度低，因此砌体结构的整体抗震性能差，不超过七层。砌体结构不适用于高层的建筑。此外，由于墙体的承重，在其上开设门窗就受到了限制，建筑立面效果显得非常厚实。 1.2 框架结构设计 框架结构中的承重结构和围护、分隔构件分开，墙起到围护和分隔作用；其优点是平面布置能够满足生产工艺以及使用功能的要求。通常采用的材料是型钢或者钢筋混凝土，其抗侧移以及抗振动的能力较强，适用于多层以及高度不超过60米的各种高层建筑。框架结构在进行平面布置时，建筑平面形状以及立面体型宜规则而简单，各部分的刚度均匀而对称。 1.3 剪力墙结构设计 剪力墙是建筑物的承重墙，也是围护墙和分隔墙。剪力墙的布置要满足建筑平面布置以及结构布置的要求，要有较强的承载能力，也有很好的整体性和空间的作用，剪力墙可以作为抗侧力构件用于高层的建筑。但是受剪力墙间距的限制，建筑物的平面开间布置不够灵活。 1.4 简体结构设计 筒体结构的空间结构有较大的抗侧力刚度以及抗扭的能力，剪力墙的集中布置使建筑平面设计具有灵活性，主要用于各种高层和超高层的公共建筑物。在简单结构平面进行布置时，形式可以选用方形、圆形，也可用对称的三角形或者人字形的平面，以提高整体框筒的空间整体性。

2 民用建筑结构设计中经常出现的问题

2.1 民用建筑构造设计的问题

民用建筑构造设计的问题主要存在于建筑地基基础设计以及框架结构设计之中。民用建筑的基础在有效的埋置深度上常出现不足的情况。如果对于柱基的类型选择不当就对其施工上的操作的可行性造成严重的影响，同时还可能对周围的施工环境等带来一些损坏。当桩间的距离不够，或者不符合相关规定的时候，这会对试桩结果的正确性造成一些影响。对于框架结构的设计，一般的设计者容易忽视纵向框架，应该按照两个主轴的方向进行分别的计算。一些设计人员将纵向框架按照普通的连续梁进行设计，是不符合相关的构造的要求的。 2.2 设计的深度不达标 一些民用建筑结构的设计人员在制作图纸时设计粗糙，过于简单，或者干脆偷工减料，施工图中本应有的系统图、大样图以及相关剖视图出现漏缺的现象；同时，还有一些重要的、应该用图纸反映出来的内容只是进行简单的标注，施工图的设计表述不全，或者细部的大样不详，无法反映出工程的全貌。此外，一些重要的设计依据、参数以及工程类别、安全等级等在设计的总说明中没有标明或者交待不全的现象也时有出现。 2.3 民用建筑结构计算中出现的问题 建筑物结构计算中出现的问题体现在荷载取值不当以及对底框砌体结构进行验算的问题上。对于民用的多层框架的建筑在采取独立基础的情况下，如果建筑物的高度在八层左右，而且高度在25米以下，作为一般性的民用房屋时，就没有必要去验算地基的抗震承载力了。在设计基础时还要考虑到风荷载的作用，因此风荷载的输入是必须的，无论其是否位于地震区或者是否是高层建筑。如果建筑结构的设计中具有薄弱层，那么必须对其塑性变形集中造成的影响进行综合的考虑。

3 民用建筑结构设计技术探讨

3.1 钢结构民用建筑设计的推广

钢结构由于钢材的强度高，民用建筑设计可以采用大开间的布置。而砖混结构由于材料的性质，限制了民用建筑空间布置的自由。如果结构的跨度过大，容易造成构件尺寸加大，影响美观造成结构自重的增大，增加了造价。此外，钢结构民用建筑自重轻，减少了土、沙、石的用量，因此，民用建筑采用的钢结构体系产生的综合经济效益较好。不仅适用于软弱的地基，也可以大大减少基础的造价。钢结构民用建筑的施工周期较短，能提高投资效益，加快资金的周转。

3.2 异形柱框架结构的基本形式

在民用建筑的结构设计中，原则上要求框架结构采用矩形柱，因为矩形柱具有良好的受力性能，而且计算理论比较完善，其传力的途径较为明确，在长期的工程实践中积累了很多经验，矩形柱的计算模型以及理论更加接近实际。但是如果矩形柱用在民用的建筑中，会随着建筑高度的增加，柱的截面也随着之增大，给房屋内部的布置以及使用造成很多不便，因此可以采用异形柱的框架结构来解决问题。

3.3 预应力混凝土大板结构技术 预应力大板结构要在柱与柱之间布置明梁，在楼板上采用预应力大板，同时可以在预应力的大板上直接布置隔墙的结构体系。大板配合预应力宽扁梁的使用能最大限度的提升楼层的净高。现阶段，随着预应力技术的逐渐成熟，预应力的材料及施工费等也在不断的下降，预应力大板的结构在建筑上可以避免室内难看的次梁景观，使住宅的平面布置更加灵活，以满足了住户个性化要求。

总 结

总之，完善建筑结构的设计，能够确保建筑本身的作用，而且可以对工程的资金投入产生良好的控制。此外，建筑企业和开发商不应该太看重改善结构设计的经济利益，采用减少建材使用量、减低建材质量要求、减弱建设的技术性等手段去获得利益，而且也不能只注重技术就不管经济利益。改善房屋结构设计是为了确保建筑功能、提升建筑质量、提高环保性能，获得企业收益。因此，设计人员必须每时每刻的提升自身水平，紧紧的跟随着时代的脚步，勇敢去开拓和创新，使人们的居住环境和生活更加的安全舒适。所以，关于完善建筑结构设计方案在房屋结构设计里运用的问题去采取进一步的探究与分析是一件值得有关工作人员去认真思考对待的问题。

参考文献：

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[2]柴淑娥.探析建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用[J].城市建设理论研究，2013（12）.

[3]崔振兴.民用建筑结构设计的相关问题研究[J].现代装饰（理论），2012（02）.