民用建筑结构设计的要点探究

向先林

重庆大有建筑设计院

1 引言

随着社会的进步，生活水平的不断提高，人们对于居住环境也有了更高的要求，为了满足大众和市场需求，针对民用建筑结构设计也提出了相应的要求。所以说，民用建筑结构设计是很重要的研究项目，相关部门要重视起来。民用建筑和人民群众生活密切相关，民用建筑方面不仅要把握好建筑材料和工程施工的质量，结构设计也是重要的环节。因此，能够达到人们的需求，建造设计出实用、舒适、牢固的民用建筑是现代设计者的追求，以便更好的提高民用建筑的整体质量。

2 民用建筑结构设计内容

民用建筑的结构设计，是建筑工程中最为重要的组成部分，民用建筑结构设计是关系到建筑物整体安全与质量的保障。一般来说对于民用建筑的结构设计按照地上地下分为上部结构设计和基础结构设计，上部结构设计主要分为框架、剪力墙、筒中筒、砌体结构设计。设计内容包含；根据建筑要求确定民用建筑的结构体系和结构所使用的建筑材料；结构的平面布置设计；结构荷载计算和结构受力分析，包括墙、梁、柱、楼板等；结构构件截面设计。基础结构设计首先要依据建筑工程地质勘查报告来确定民用建筑的基础形式，确立基础所用材料的强度等级，计算基础底面的大小以及基础承载力验算，对建筑物基础进行内力计算和配筋计算，最后进行建筑结构平面图的绘制。

3 民用建筑结构设计原则

3.1 以人为本原则

建筑物本身的功能就是为人服务的，民用建筑更是人们日常工作生活所离不开的重要居住场所，因此民用建筑的设计遵循以人为本的原则是建筑业可持续发展所必须的。尤其随着社会经济的发展，人们生活水平不断提高，仅仅是居有所主已经满足不了现代人们对居住的需求，人们更追求的是超越物质的精神方面的追求，看到的目光更加长远，而且现如今人们对环境保护的理念依然深入人心，人们更加关注对后代子孙造成的影响。在这种理念之下生态型民用建筑更加符合当代人们的需求，因此在民用建筑结构设计中，以人为本作为设计的首要原则。

3.2 可持续发展原则

民用建筑的设计与目前社会经济发展有着显著的促进作用，更对人们的工作生活有着巨大的影响，目前民用建筑设计发展趋势正朝着多元化的方向发展。随着我国社会发展和经济发展的需要，民用建筑的设计要与社会整体发展相协调，要满足现代人们的物质生活和精神生活的需要，因此民用建筑设计在设计思路上应追求相对完美的设计状态，在能够发挥民用建筑的功能性、实用性的前提下保证民用建筑的质量。同时以可持续发展的角度出发。在设计时应充分考虑民用建筑的自然环境因素，使民用建筑与周围环境融为一体，实现可持续发展的目标。

3.3 刚柔相济的原则

民用建筑的结构设计与建筑物的安全有着直接的影响，在设计房屋结构时必然具备一定的标准。但要注意的是在进行结构刚度设计时要把握一定的力度，建筑物结构的刚度过高和过低都影响建筑物整体的稳定性，结构刚度过刚会使建筑结构承受的内力增加，如果在遭受地震等自然灾害时，建筑结构吸收的能量过大容易发生损毁或者坍塌的危险。而结构刚度过软又容易使建筑物发生变形，同堂样造成不良后果，因此在设计建筑结构时要本着刚柔相济的原则，使建筑结构既要保证一定的刚性，能够对结构形变进行控制又具备一定的柔性，可以有效抵御结构所受的外力。

3.4 多道防线相互连接

建筑物的整体安全性不能依靠单一的结构部件完成，要确保整体建筑的安全必须使建筑结构形成多道防线并构成体系，使整个结构体系共同抵御所遭受的外力。而且在建筑结构中，其内部的各个结构构件能承受的外力并不相同，这就要求在进行结构设计时，使各个结构构件之间相互连接起来，让建筑结构能够成为一体。这样在建筑受到外力破坏时，能够有效化解和转移外力，消除外力对建筑本身结构造成的破坏保持建筑的整体完整。

4 民用建筑结构设计问题及要点

4.1 民用建筑结构设计常见的问题

随着建筑的高度不断增加，能够影响民用建筑结构的因素也逐步增多，例如如何选取结构材料、如何选择建筑结构力学模型、计算建筑结构荷载的时候要如何取值、怎样定位建筑材料延伸性等问题已经成为影响当前民用建筑结构设计的常见因素，同时也是当前与质量问题和安全管理有紧密联系的环节。

（1）嵌固端的设置问题。随着民用建筑类型的增加，一些高层的民用建筑通常会设置地下室或者人防系统，而大多数的人防系统以及地下室的顶板通常会被作为嵌固端使用。这就要求设计师在进行建筑结构设计的时候，要考虑到嵌固端是否合理，是否完善，避免由嵌固端引发的安全问题。例如考虑到嵌固端以及整体建筑结构的抗震缝之间协调性是否合理？嵌固端的上下层是否具备科学的抗震等级？嵌固端的上下层结构的刚度是否科学等。

（2）结构规则性问题。民用建筑的设计结构质量往往与设计人员的技能水平有直接关系。设计人员是否能够按照新型的建筑设计规定展开工作，是影响建筑结构安全性的首要问题之一。

（3）振形数量问题。在关于民用建筑的新型设计规范中，提出了一个关于阵形参数系数的新型概念，该参数的限值也有相应的标准，因此在进行民用建筑结构设计的过程中要考虑到振形数量，结合建筑的层数以及结构进行调整。因此在实际的建筑结构设计环节中，设计师是否利用了正确的计算方式来对振形参数进行计算？是影响建筑结构安全的因素之一。

（4）结构计算问题。针对多塔类型的民用建筑来讲，在结构设计的过程中需要按照多塔类型结构的整体性展开计算，才能够保证计算结果的精准性，并且要考虑多塔间的结构刚度，如果刚度参数的差异较大时，需要进行参数调整，保证多塔间结构刚度与振形参数相符，才能够确保整体的建筑结构可以良好的应对地震力的考验。

（5）连梁超筋问题。连梁超筋通常是出现在高层建筑的剪力墙结构中的常见现象，这种现象产生的主要因素在于剪力墙无法满足建筑结构的剪压比，尤其是部分大墙肢结构出现连梁超筋现象的几率较大。另外当墙肢界面的水平高度不一致的时候，也会导致出现连梁超筋现象，主要的位置在墙体结构的中部。

（6）轴压比问题。通常来讲，民用建筑的混凝土结构内部会增加柱子截面，以此来控制整体建筑结构的轴压比，以防止结构内部的受拉钢筋没有呈现屈服状态，从而导致混凝土墙结构出现碎裂情况。同时如果所增加的柱子没有较强的变形能力，会导致墙体结构的延伸性不强，整体建筑的抗震性能较差，如果遇到地震等情况，极有可能出现墙体开裂，结构破坏等问题。因此设计师在进行墙体结构设计的时候，是否考虑到墙体以及柱子之间的结构抗性，对于其延性是否进行了具体的计算？也是能够影响整体结构安全性的因素。

4.2 设计要点分析

（1）利用建筑结构模型分析。民用建筑事关国民生活的实际，保障民用建筑的安全使用是结构设计中需要考虑的重要问题，因此在进行民用建筑结构设计时强化对建筑结构模型的利用，充分利用建筑模型进行分析以对结构设计进行优化。通过对建筑结构模型的整体分析，使设计的民用建筑结构各方满足符合相关的建筑规范。

（2）计算要点分析。在民用结构设计计算中，要特别注意计算中荷载取值的合理性，避免荷载取值偏小，取值尽可能考虑到所有应力的作用。如取值过程中要把悬挑物扭矩作用充分考虑进去，对于高层民用建筑，还需要加入电梯牵引力作用。另外对于框架结构建筑物，要考虑到填充墙的周期折减系数。

（3）构造设计措施要点分析。对构造措施设计，要把温度差导致的收缩引起的影响加入设计当中，构造措施混凝土浇筑时间必须大于60天，同时针对温差变化和混凝土收缩引起的变化予以充分的考虑。另外对板面钢筋与板底钢筋要考虑到钢筋温度变化，在楼板阴阳角以及不规则楼板的凹凸处需要增设附加钢筋。对建筑物的伸缩缝、以及两端开间钢筋要严格按照规定设置。

（4）提高设计人员技术水平。对于民用建筑结构设计，要严格按照现行的建筑抗震规范要求进行，确保建筑物构件布置规范和建筑的整体性，明确荷载取值以避免因取值不当造成计算与设计数值不符。明确设计人员的职责，提高结构设计人员的专业设计技能。避免因疏忽造成的民用建筑安全隐患。

5 结束语

民用建筑涉及千家万户的切身安全，因此要对民用建筑的结构设计进行更加深入的研究，一切从安全出发，建立一套完善的结构设计体系，使其能够在现代民用建筑中发挥作用。