民用建筑结构设计与优化对策分析

盛承财（广东鸿宇建筑与工程设计顾问有限公司，广东　东莞　523000）

民用建筑结构设计与优化对策分析

盛承财
（广东鸿宇建筑与工程设计顾问有限公司，广东东莞523000）

摘要：随着我国建筑水平的不断提高与发展，人们对于建筑的安全要求越来越高，这就为我国民用建筑在结构方面提出了更高的要求。建筑结构设计的良好与否决定了其安全性能的好坏，因此，相关建筑设计师在进行民用建筑设计时，要对建筑结构的设计加以重视。

关键词：民用建筑；结构设计；优化对策

建筑物的结构是一个建筑物的基本构架，其结构的好坏对于建筑物的整体质量有着决定性作用。随着人们对于住房要求的不断提高，住房的安全性将对人们人身安全造成很大影响。在进行民用建筑结构设计时，因为受到的各种因素的影响，其设计的类型以及方式也会产生很大差异。

一、我国民用建筑结构类型的划分

我国的民用建筑的结构主要有以下几种：

（一）结构墙（剪力墙）结构。结构墙又称抗风墙或抗震墙、剪力墙。结构墙是建筑物主要承受空气流动产生的压力或地震作用引起的水平作用力和重力的墙体。在对结构墙进行施工时，其结构的安排与设计要同相关建筑平面布置的要求相符合。结构墙具有很好的承载能力以及空间作用能力，在一般情况下，其在民用建筑中的运用比较广泛，因为建筑在施工时容易受到结构墙之间的间距的影响，其平面开间的空间布置上很受限制，因此，结构墙在公寓或者旅馆的应用中比较普遍。

（二）构架式结构。建筑的构架式结构指的是建筑的梁通过刚结点或者铰链同柱之间加以连接，二者共同构成建筑的承重体系，来抵抗建筑在人们居住过程中所产生的竖直方向上的重力以及水平方向上的作用力。采用构架式结构的建筑墙体不承受作用力，仅仅起到对建筑内部的围护以及分隔作用。构架式结构在进行平面布置时要灵活，能够满足建筑工艺以及使用功能的要求。在对构架式结构进行施工时，一般采用的材料是钢筋混凝土以及型钢。因为材料在受到作用力时的抗损坏能力比较好，其抵抗压力的能力比较，且由于其梁柱之间进行的是刚接或者铰接，因此其抵抗震动的能力以及防止侧移的能力也比较好。构架式结构比较适用于多层建筑以及高度在60m以下的建筑。在对构架式结构进行平面上的设置时，尽量对平面或者立面的形状多加以利用，从而促进建筑的各部分结构在受力时抵抗弹性变形的能力得以均匀对称分布。

（三）筒体结构。筒体结构由构架—结构墙结构与全结构墙结构综合演变和发展而来。筒体结构是将结构墙或密柱框架集中到建筑的内部和外围而形成的空间封闭式的筒体。其特点是结构墙集中而获得较大的自由分割空间，这种结构多用于写字楼。进行筒体结构的平面设置时，一般选用方形或者圆形的形式，同时，也可以选择对称的三角形或者人字型平面对其加以设置。当采用长方形的平面时，其长度与宽度之间的比值最好不要超过2∶1。外框的筒密柱之间的距离一般为1m多～3m之间。在建筑的平面四角处的柱子截面应当要呈八字形或者L形，其截面的尺寸要加大至2～3倍。外筒的边长尺寸要比内筒的大出两倍。同时在建筑的顶部设置一到二层的刚性环梁，对建筑的框筒结构的空间整体性加以提高。

（四）混合结构。混合结构的墙体具有承重和围护的双重作用，其所用的材料比较简单，便于就地取材。并且在对混合结构加以施工时的技术要求也比较简单，施工难度比较小。由于砌体的抗压强度较高但是其抗拉强度很低，因此，其主要受到轴心力或小偏心压力的影响，其抵抗震动的能力比较弱。因此，运用混合结构的建筑一般不超过七层。

二、民用建筑结构设计的优化对策

（一）加强建筑结构设计深度。建筑设计师在进行民用建筑的结构设计时，应当端正自己的态度，明确自己的责任意识，对于设计中的各项数据要认真计算以及验算，保证所得数据的准确性以及完整性。同时，设计师应当对自己的专业设计能力进行提升，在实践中不断完善自己的理论体系。

（二）民用建筑模型的优化结构设计。民用建筑的建设施工是一项庞杂的工程，为防止施工人员对设计师的设计产生理解上的错误，因此，要在建筑施工之前，对设计师的设计成果进行建筑模型的设计。进行民用建筑的结构模型设计的主要方面除了包括对于建筑自身各方面的优化设计之外，还包括对于建筑工程的造价、受力等情况的优化设计。在进行建筑结构的优化设计工作时，要以设计建筑的实际情况为依据，以实现民用建筑的经济最大化效益为设计的主要目标。在进行建筑结构设计时，可以对建筑使用平面布置的方法，以满足对于建筑设计目的需要。在进行建筑竖直方向设计时，为了避免建筑结构以及相关部件在受到作用力的影响下产生变形，建筑的上半部分同下半部分之间尽量不要使用转换层。同时，要对民用建筑的相关设计指标加以明确，使其设计能够满足相关设计规定的要求。

（三）注重提高结构体系设计水平。在目前，我国的大多数民用建筑的抗震结构不符合相关规定要求，这种情况的发生同建筑结构的设计时对其结构设计的不合理有着很大的关系。要解决这种问题就必须要对民用建筑的结构体系加以优化。（1）对建筑异形截面柱设计的优化。在进行建筑的异形截面柱的结构进行优化时，一般普遍采用矩形柱来作为建筑构架的结构柱，但是，在特别的情况下，也可以利用圆形柱或者三角形柱来对矩形柱加以代替。在民用建筑的各种形状的结构柱中，矩形的结构柱相对于其他的形状的结构柱来说受力能力比较强，能够对民用建筑在使用时的安全性加以保证。但是，矩形柱作为框架结构柱也存在着一定的局限性，当民用建筑的层数达到一定的高度之后，矩形柱的相关截面要相应的扩大，但是这会对建筑的使用以及构造上产生一定程度上的影响。在建筑结构设计中使用异形柱对矩形柱加以取代便可以对民用建筑的高度增加时出现的问题加以解决，从而优化建筑结构设计。（2）多采用钢结构。同其他的建筑结构形式相比，钢结构在受力时抵抗永久变形和断裂的能力更强，并且，其性价比要比其它的结构形式要高。因此，在进行民用建筑结构优化时，使用钢结构要比混凝土结构等其他结构形式具有更好的效益。钢结构比较适用于平面上的大开间布局，使得民用建筑结构在进行空间设计时具有更大的发挥余地。此外，钢结构的适用性较强，即使是在较软地基上也可以使用。（3）优化下部地基基础结构设计。在进行民用建筑的下部基础地基设计时，要根据施工场地的实际情况选用不同的设计方法。比如，在对桩基基础加以设计时，要以建筑施工场地的土壤地质以及地形条件为依据对其进行科学合理的设计，减少资源浪费。因为在进行灌注桩的基础设计时，容易受到各种因素的影响，因此要进行多种备案，并根据实际情况对最佳方案进行选择。

三、民用建筑模型的优化结构设计中的计算方法

在对建筑结构优化的结果进行计算

中图分类号：TU2

文献标识码：A