时间：2013-11-29 分类：建筑设计
摘要：高层建筑结构设计是一个复杂的过程，应从结构的概念设计着手、加强住宅地基基础设计。住宅质量的好坏主要由设计质量和施工质量两个方面来衡量，住宅施工质量固然重要，住宅设计质量亦不可小视。本文就住宅结构设计中出现的问题及注意问题谈一些看法。
关键词：结构设计,概念设计,措施
1、前言
住宅建筑工程与人们的生活和生产密切相关，建筑质量的好坏很大程度上与设计质量优劣有关。相对而言，住宅建筑设计工作繁重而又责任重大，直接影响到建筑物的安全性、舒适性、耐久性和经济性。住宅建筑是以居住为主要使用目的的建筑。当前，住宅建筑设计追求\"以人为本\"，这就要求结构设计人员设计思想的开拓和设计方法的创新。本文结合笔者多年参加施工图设计和校对工作经验,对住宅结构设计质量存在的问题进行了剖析,提出了住宅结构设计满足结构设计规范要求应注意的问题,并重点论述了住宅结构概念设计和地基基础设计,以避免或减少上述类似的情况发生,确保住宅设计质量能上一个台阶。
2、住宅结构设计常见的问题
2.1结构选型：建筑物的结构设计,不仅要求具有足够的承载力,而且必须使结构具有足够抵抗侧力的刚度, 使结构在水平力作用下所产生的侧向位移限制在规定的范围内。基于上述基本原理,工程综合分析了结构的适用,安全,抗震,经济,施工方便等因素,选取了合适的结构方案。对框架结构体系,由钢筋混凝土框架承担竖向力和侧力。钢筋混凝土框架刚度布置相对比较均匀,在满足建筑功能情况下,尽量减少平面扭转对结构的影响。
2.2有些设计把底层设计成大空间,抗震墙很少, 上部砌体抗震墙大部分与底部的框架梁或抗震墙不对齐,造成结构体系不合理,传力不明确;有些设计中抗震分类、场地类别选用错误,导致整个结构设计错误。一些混凝土构件,特别是悬挑构件的最小配筋率达不到要求,有的相差一半,有的甚至一半都达不到，有些设计中荷载取值没有按规范要求来确定,常见漏算错算现象，有些结构设计与提供的计算书不一致,结构强度远远低于计算结果,设计常见严重安全隐患。
3、住宅结构的概念设计与地基基础设计
3.1住宅结构概念设计
住宅设计无论是多层砖混结构，框架剪力墙结构还是剪力墙结构,都不同于以往的静力设计,必须从抗震的角度,采用二阶段设计来实现三个水准的设防要求。为此, 结构设计人员必须及早介入建筑结构的概念设计,否则将会导致建筑结构设计的不合理,给以后的结构设计带来难度。住宅结构的概念设计是指一些在计算中或在规范中难以作出具体规定的问题,必须由工程师运用概念进行分析,作出判断,以便采取相应的措施。
例如结构破坏机理的概念、力学概念以及由震害试验现象等总结提供的各种宏观和具体的经验等。这些概念及经验贯穿在方案确定及结构布置过程中,也体现在计算简图或计算结果的处理中。住宅结构的概念设计在整个设计过程中起着举足轻重的作用, 一幢建筑物的设计,如果没有事先经过全盘的概念设计,以后的计算模型再准确、计算再精确、配筋再合理,也不可能是一个经济、合理的优秀设计工程。因此在建筑物的方案设计阶段应正确把握建筑结构的概念设计, 对不同形式的住宅建筑掌握各自概念设计中容易疏忽的要点。
(1)一般多层砌体住宅结构, 应按建筑抗震设计规范要求做到优先采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系：纵横墙的布置宜均匀对称,沿平面内宜对齐沿竖向应上下连续楼梯间不宜设置在房屋的尽端和转角处不宜采用无锚固的钢筋砼预制挑檐。
(2)对钢筋砼多、高层结构住宅力求做到结构布置尽量采用规则结构。对复杂结构可以设置防震缝把它分割成各自规则的结构单元。结构布置,以少设缝为宜,一旦设缝,则应使防震缝的设置与伸缩缝、沉降缝相统一，框架与抗震墙等抗侧力结构应双向布置，以便各自承担来自平行于该抗侧力构件的水平力。框剪体系的各抗侧力结构要形成空间共同工作状态，除了控制抗震墙之间,楼、屋盖的长宽比及保证抗震墙本身的刚度外还需采取措施,保证楼、屋盖的整体性及其与抗震墙的可靠连接。
3.2住宅地基基础设计
为防止或减少由于地基沉降或不均匀沉降引起的构件开裂或破坏,可以采用建筑措施、结构措施、地基和基础措施方面加以控制。例如：避免采用建筑平面形状复杂、阴角多的平面布置;避免立面体形变化过大;将体形复杂、荷载和高低差异大的建筑物分成若干个单元;加强上部结构和基础的刚度;同一建筑物尽量采用同一类型基础并埋置于同一土层中等一系列措施。地基的结构设计应分别就高层建筑与多层建筑考虑不同的设计。
(1)高层建筑由于需要一定的埋置深度,从经济的角度考虑,基础一般采用桩箱或桩筏结合的形式。此时应保证箱体的整体刚度,群桩布置的形心应与上部结构重心相吻合;当土层有较大起伏时,应使用同一建筑结构下的桩端位于同一土层中,并应考虑可能产生的液化影响。
(2)多层建筑从经济的角度考虑，一般不宜采用长桩的方案。但对软土层覆盖层厚度较大的地区，一般都需要经过地基处理的方式来达到控制建筑物整体沉降的目的。常用的软土地基处理方式类型较多，但在选择地基处理方案前，必须认真研究上部结构和地基两方面的特点及环境情况，并根据工程设计要求，确定地基处理范围和处理后要求达到的技术指标，以及各种处理方法的适用性。同时综合考虑处理方案的成熟程度及施工单位的经验, 进行多方案比较, 最终选定安全实用、经济合理的处理方案。地基经处理后，还必须满足规范所规定的承载力和变形要求。#p#分页标题#e#
4、住宅结构设计的要求
为避免出现上述结构设计问题，在住宅结构设计时首先必须从结构计算和构造上满足规范的相关要求。
4.1结构计算注意的问题
(1)避免荷载计算出现错误。例如漏算或少算荷载、活荷载折减不当、建筑物用料与实际计算不符，基础底板上多算或少算土重。
(2)底框砌体结构验算。底部剪力法仅适用于刚度比较均匀的多层结构，对具有薄弱层的底层框架混合结构，应考虑塑性变形集中的影响，通常对底层地震剪力乘以1.2～1.5 的增大系数;底层框架混合结构的剪力分配不能简单地按框架抗震墙的方法。因为底层框架结构中只有底层框架抗震墙，应采用双保险的方法，抗震墙承担全部剪力，框架按刚度比例承担剪力。刚度计算时，框架不折减，抗震墙折减到弹性刚度的20%～30%;应考虑底层框架柱中地震作用产生倾覆力矩所引起的附加轴力。
(3)避免楼板计算中方法不正确。连续板计算不能简单地用单向板计算方法代替;双向板查表计算时，不能忽略材料泊松比的影响，否则由于跨中弯矩未进行调整，将使计算值偏小。
(4)对电算结果的正确性作出有效评价。目前结构计算大多采用结构设计计算程序进行计算,如何对计算结果进行分析、评价,是一个非常重要的过程。因此必须根据工程设计的经验对计算结果进行分析、判断,其正确与否,决定能否作为施工图设计的依据。
4.2构造设计注意的问题
(1)严格按照规范要求，保证钢筋在各个部位所需满足的锚固、延伸和搭接长度,材料选用也必须满足强度要求。
(2)注意构件最大配筋率和最小配筋率的限值。尤其是在抗震设计中既要保证建筑结构在地震发生时具有一定的延性，又必须满足最小配筋的要求。
5、结语
住宅建筑设计工作繁重而又责任重大，直接影响到建筑物的安全性、舒适性、耐久性和经济性。在新形势下研究住宅建筑设计技术就显得尤为重要。特别是设计单位在进行住宅结构设计时必须在满足国家设计规范要求的前提下，加强住宅结构的概念设计和地基基础设计，才能提高住宅结构设计水平，确保住宅设计质量不断提升，以使住宅的结构设计工作做到更安全、更合理，更经济。
