民用建筑结构设计要点探究

沈宽礼 左宽

摘要：运用结构优化设计的理论方法，特别是加强对剪力墙优化布置方向的研究，不仅可以提高建筑产品的质量与品味，降低工程建筑的造价成本，还可以大大改善居住环境和生活环境，满足小康社会人们对新生活的需求，实现利润最大化的目标，具有适用、经济、实用的价值。

关键词：民用建筑;结构设计;剪力墙;布置方向

引言

在建筑結构设计的初期，结构设计人员应根据结构概念知识，与建筑师密切配合，初步确定剪力墙布置，避免不规则或严重不规则平、立面布置，调整建筑方案中不合理的体形或布局，从而选择一个优化的结构布置，做到技术先进、安全适用、经济合理、确保质量，达到业主限额设计的要求。

1 民用建筑一般的结构设计与要求

民用建筑有四种常见的结构设计与要求，具体见以下内容：

1.1框架结构

框架结构的墙只起围护和分隔作用，其承重结构和围护、分隔构件是完全分开的。在进行框架结构的设计时，要灵活布置平面，采用具有很好的抗压和抗弯能力的型钢和钢筋混凝土，使其能够满足生产工艺和使用功能的要求。由于框架结构的梁、柱属于刚接，具有比较好的抗震性、整体性和延通性，同时也具有比较强的抗侧移和抗振动能力，因此适用于多层和高度不超过60m的高层建筑。

1.2砌体结构

砌体结构的墙体所用材料便于就地取材，不仅具有承重和围护的双重作用，而且施工起来比较简单，所要求的技术标准和施工设备也比较低，施工进度快。由于墙体承重，在砌体结构上开设门窗受到限制，建筑立面效果显得厚实。再加上砌体抗拉抗剪强度低，使得结构的抗震性能差，因此这种结构一般不超过七层，不适用于高层建筑及需要大空间的建筑。

1.3 剪力墙结构

剪力墙在建筑物中不仅起着承重的作用，还起着围护和分隔的作用，因此，剪力墙的布置必须具有很好的整体性和空间作用，还需要有较强的承载能力，这样才能满足建筑平面布置和结构布置的要求。剪力墙结构的楼盖结构一般可不设梁，采用钢筋混凝土平板，这样可节约层高，这种结构模式多用于旅馆、公寓住宅等建筑。

2 民用建筑剪力墙的设计

2.1剪力墙截面和厚度的具体要求

民用建筑钢筋混凝土剪力墙截面和厚度应符合《高层建筑混凝土结构技术规程》的规定，当民用建筑的叠合楼板的现浇层厚度大于60arm时，可根据上表的剪力墙的最小厚度，按现浇楼板考虑，保证剪力墙出平面的刚度和稳定性能。

2.2 剪力墙设计的布置方向

对于一级抗震等级的结构中，不应只有与楼板连接而无连系梁连接的剪力墙，也应该避免采用截面高度较大的单片墙。剪力墙的门窗洞口在布置时不宜采用错洞墙，应力求布置均匀，上下对齐，形成明确的墙肢和连梁，避免各墙肢间刚度相差悬殊。在布置剪力墙时，需要结合建筑平面，要采用 L，T，Z，十字形等截面形式，尽量不用一字形剪力墙，保证剪力墙的翼缘长度大于其厚度的3倍，墙厚为剪力墙无肢长度的1/20，这样可以保证墙体具有良好的抗震性能。在进行抗震设计时，在重力荷载代表值作用下，一、二级抗震等级的剪力墙底部加强部位。

2.3 剪力墙的间距

剪力墙之间的楼盖有较大开洞时，应减小剪力墙的间距。

3民用建筑结构设计中应注意事项

3.1民用建筑结构的基础设计

建筑作为一种特殊的建筑结构，其在基础设计的性能上具有严苛的要求。一般民用建筑基础类型的选择较复杂，甚至比上部结构的选型还难，这是因为高层建筑地基的影响因素很多，基础设计应有详尽的地质勘察报告，对一些缺少地质报告的建筑应进行现场查看和参考临近建筑资料。因此，设计人员应根据工程地质条件，载荷特性、上部结构类型与载荷分布，相邻建筑物影响及施工条件等多种因素进行综合分析，选择经济合理的基础方案。此外，在结构的设计过程中，还需要考虑到地理结构、自然灾害可能对高层建筑造成的影响，必须保障建筑结构的稳定和安全性能。

（2）剪力墙的数量及设置

在民用建筑结构中，不仅在两端布置剪力墙筒外，还要在结构纵向中沿轴线再设计两片剪力墙结构，从而提高纵向的刚度、并调整刚度中心位置。一般来说，剪力墙的数量根据底层结构的截面面积及楼面面积比为 5%的比例决定剪力墙的界面厚度及柱截面，还要通过进一步设计对截面进行调整，以保证其在合理范围之内。其次，对墙肢截面高厚比为5～8的墙定义为短肢剪力墙。在新规范中，对短肢剪力墙在高层建筑中的应用增加了很多限制。因此，在民用建筑设计中，设计师应尽可能少用或不用短肢剪力墙，以避免给后期工作带来麻烦。

（3）位移控制及限值

在位移控制中，除应从平面体型和立面变化等方面提高结构的总体刚度外，在结构布置时，还应加强结构的整体性及刚度，加强构件的连接.使结构各部分以最有效的方式共同作用。同时，应注意加强结构的薄弱部位和应力复杂部位的强度，还要对建筑物的高宽比加以限制。在民用建筑中，定点位移的限值不仅取决于数值大小，还与振动频率密切相关。对于由于结构的变形过大而产生的层间相对位移现象，同一个结构采取不同的程序进行计算，那么层间位移数值也会产生较大差异，限值在现有的规范中也都有严格的规定。

（4）结构设计中的扭转问题

为避免建筑物因水平荷载作用而发生的扭转破坏，应在结构设计时选择合理的结构形式和平面布局，尽可能地使建筑物做到三心合一。建筑结构的几何形心、刚度中心、结构重心即为建筑三心，在结构设计时要求建筑三心尽可能汇于一点。结构的扭转问题是指在结构设计过程中未做到三心合一，在水平荷载作用下结构发生扭转振动效应。为使楼层水平力作用沿平面分布均匀，减轻结构的扭转振动，建筑平面形状宜规正，避免过大的外伸或內收，应使建筑平面尽可能采用方形、矩形、圆形、正多边形等简单平面形式。各结构单元的平面形状应简单和规则，避免结构垂直方向刚度突变等。同时，平面的长宽比不宜过大，以避免两端相距太远，尤其是布置楼电梯间时不宜设在平面凹角部位或端部角区，它对结构刚度的对称性有显著的影响。

5 结语

综上所述，.对于设计中常见的效率与质量问题要引起特别的重视，必须综 合考虑各种影响因素与条件在建筑结构设计工作中的影响与作用。在民用建筑的结构设计中，要重视剪力墙的平面布置，加强对墙厚选取的控制，正确认识剪力墙优化中存在的问题，严格根据国家相关规范，这样才能保证建筑的安全性和经济性，具有非常深远的意义。

参考文献：

[1]郭 楠 .混 凝土 板一柱 结 构设 计相 关 问题【D】.哈尔 滨工业 大学 .2009：2～6.