民用建筑結構設計問題及解決措施

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摘要：目前，隨著人們生活水平的穩步提升，住房標準要求也變得越來越高。而民用建筑直接關系著人們的日常生活，也是一種具有重大現實意義的工程，其結構設計及質量水平既決定著建筑的使用安全，又直接關系著房屋的經濟性和適用性，但當下中國民用建筑中的結構設計卻存在一些缺陷。為此，本文主要論述了論民用建筑結構設計的問題及解決措施。

關鍵詞：民用建筑；結構設計；問題；解決措施

現階段，隨著國民經濟的快速發展，中國的建筑領域也在不斷進步，尤其是民用建筑也在快速增多。同時，民用建筑的結構設計及質量水平與廣大人民群眾的生命財產安全密切相關。所以，現代建筑行業必須高度重視民用建筑中結構設計的有關問題，提出行之有效的解決措施。

1民用建筑結構設計概述

建筑結構設計是指建筑設計師或專業工程師將自身對建筑的想法以圖紙形式進行描繪。其中建筑結構元素包括建筑的外形及整體框架設計還有一所有的基本元素，比如墻及柱等。設計師以這些建筑元素構成的建筑體充分表現建筑的設計理念。而民用型建筑主要考慮住戶的舒適度及滿意度，相較于商業樓房，這種建筑更加適合居民居住，廣大群眾也更加接受其結構設計理念。

2目前民用建筑設計中存在的問題

2.1結構設計不科學合理

部分建筑企業為了能滿足建筑功能要求，設置了大量的底層空間，但卻未設置好抗震墻，而且上部結構和下部抗震墻根本對不齊，最終使結構體系不合理，導致無法連續傳遞地震力，嚴重削弱了建筑的抗震承載能力，致使安全隱患出現。另外，荷載計算取值也與使用功能不符合等。在設計某些建筑結構時，施工圖構件配筋與承載力計算要求不符，導致構件無法滿足正常使用狀態下的承載力，進而導致安全隱患發生。

2.2設計缺乏深度

某些設計人員在進行設計圖紙制作時，為了圖省事，設計簡單粗糙，而且施工圖中的平面圖、大樣圖及剖視圖中有漏缺存在；部分重要的、經常使用的圖紙采用粗陋的表述，且未詳細介紹相關細節，無法呈現建筑的整體形貌。

2.3結構計算存在問題

在實際設計計算民用建筑結構的過程中，經常會遇到以下情況：第一，荷載取值存在問題。如對于普通民用多層框架建筑，獨立基礎持力層不是軟弱黏性土層，且建筑高度在8層以下，總高度低于24m，常常會對地基抗震承載力進行驗算。在設計其基礎時卻容易忽視風荷載，未考慮風荷載因素；第二，未正確取舍底框砌體結構驗算。在建筑存在結構薄弱層時，常用底部剪力法，卻并未仔細考思考塑性變形的負面影響；第三，確定結構周期折減系數的方法錯誤。由于框架結構中有填充墻，其剛度要比計算剛度大，但周期卻小于計算的，所以，算出的地震剪力一般偏小，致使結構安全隱患出現，但在計算實踐中卻較易忽視折減。

2.4構造設計問題

構造設計問題主要是指設計框架結構與地基基礎的問題。設計地基基礎時，常常會出現問題。如對于高層民用建筑，其基礎深埋的有效深度則可能不足，因選擇不當樁基而影響其完工質量，甚至會損壞環境。如果樁間距不夠，不符合相關規定，則將無法確保試樁效果，如果樁身長度不夠，則在進行灌柱樁擠土時，就無法穿越軟土層，無法符合相關規定，這些都是設計較易發生的情況。設計者在設計框架時，常常會忽略縱向型框架，只重視橫向型框架的設計。而抗震設計卻要求以兩個主軸方向來計算。在未進行抗震設計時，部分設計者就會沿用普通連續梁的設計方法來設計縱向框架，這也不符合相關構造要求。

3解決民用建筑結構設計中問題的措施

3.1提高民用建筑結構的實際設計質量

在對民用建筑結構進行設計的過程中，應重點考慮防火和抗震。現結合上文重點論述對民用建筑抗震性能提高的方法：設置構造柱。一般從豎向對層間墻體連接進行加強。圈梁和構造柱一起構成空間骨架，以提高整個房屋的剛度。構造柱具有的截面尺寸應比240mm×180mm大，通常選取240mm×240mm。宜將連接構造柱和墻體的部位砌成馬牙槎，并沿墻高設6根500mm的拉結鋼筋，每邊伸入墻內的宜比1m長。

3.2優化民用建筑結構模型

民用建筑直接關系著人們的日常生活，也密切聯系著廣大群眾的利益。所以，在進行設計以前，應適當優化設計民用建筑結構模型，合理優化設計房屋的圍護結構、結構體系及各個細節結構，以確保建筑結構的受力與承重和相關規范要求相符。在設計建筑結構的過程中，還應全面考慮經濟性，在確保建筑結構安全的基礎上，還應盡量減少建筑結構成本，最大化企業經濟效益。

3.3加強結構計算

第一，荷載取值必須恰當。針對民用多層框架建筑，在應用獨立基礎時，如果地基受力處不是黏土層，且建筑高度低于8層、高度小于25m時，應作為普通民用建筑，不需要演算地基抗震承載力，而在進行基礎設計時，應考慮風荷載，不管是否為高層建筑或位于地震區，都應確保輸入風荷載。第二，在演算底部框砌體結構時，應注意只有剛度足夠均勻的多層結構才可以采用底部剪力法。若結構存在薄弱層，則必須對其在塑性變形中的影響進行考慮。第三，確定建筑結構所用的周期折減系數。因建筑框架結構中存在填充墻，故建成剛度將比計算剛度大，而實際周期又小于計算周期，所以，計算地震剪力通常會偏小，必須正確確定周期折減系數，以折減計算周期。

3.4謹慎設計構造

在設計框架結構與地基基礎的過程中，對于不均勻沉降危害的預防或減少，能夠從建筑、結構、地基以及基礎方面對其加以控制。例如：建筑平面布置避免使用多陰角的復雜形狀；避免過大的立面體形變化；將高低差異大、體形復雜的荷載建筑劃分為若干個獨立單元；適當加強上部結構以及基礎的剛度；在同一建筑中，盡可能使用類型相同的基礎，并將其埋置在相同土層等。值得重視的是：對于高層民用建筑，因需要保證埋置深度一定深，從經濟性出發進行考慮，則基礎通常使用有機結合樁筏或樁箱的形式，這時，應確保箱體具有一定的整體剛度，所布置群樁的形心必須和上部結構重心相互吻合。如果土層的起伏較大，則相同建筑結構下的樁端必須在相同土層中，同時還應考慮可能出現的液化而產生的影響。

4結語

綜上所述，民用建筑結構設計過程非常復雜，而且在設計中出現一些問題的種類也較多，為了將這些問題合理解決，則民用建筑的設計人員必須熟練掌握相關專業的建設知識以及積累十分豐富的設計經驗，并愛崗敬業，以認真、負責的工作態度以及不斷進行創新的精神投入到工作中。在設計民用建筑的過程中，設計師必須從各個細節著手，不可以忽略對基本構件應有的計算，熟練掌握其中的所有要點，根據相關規定，整體規劃整個建筑結構的設計。這種高標準、高要求的民用建筑結構設計可以從宏觀方面提升中國民用建筑結構的實際設計水平，引導中國建筑行業的質量向更高層次發展，使中國民用建筑的具體結構設計更加科學、合理和安全。

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作者:張光潔 單位:甘肅省建筑設計研究院有限公司