基于民用建筑結構設計的問題分析

第第頁基于民用建筑結構設計的問題分析【摘要】民用建筑是直接為廣大人民日常生活服務的建筑工程，其普遍性和重要性不言而喻，民用建筑對建筑質量的要求很高，建筑質量的高低直接關系到廣大人民的人身舒適度和生命財產安危。本文探討了民用建筑設計中的問題，對民用建筑設計中的技術問題提出了見解。

【關鍵詞】民用建筑；結構設計；問題；建議

民用建筑工程與人們的生活和生產密切相關，建筑質量的好壞很大程度上與設計質量優劣有關。相對而言，民用建筑設計工作繁重而又責任重大，直接影響到建筑物的安全性、舒適性、耐久性和經濟性。

一、建筑結構設計的概念及基本內容

簡單的說，結構設計就是使用結構的語言形式來表達出設計者（建筑師或者工程師）的設計理念。而所謂的結構語言就是指一種提煉出的結構元素。這個結構元素包含了很多方面，有墻、柱、梁、板以及樓梯等等。通過這些結構元素的運用來組成建筑物的一個結構體系以及承重體系等。簡要的說，結構設計也分為上部結構設計以及下部結構設計。

建筑結構中的基本內容又包括兩個方面，一是結構設計的程序。在一個建筑的設計中，除了結構設計以外，還有給排水設計以及暖氣通風設計、電氣設計等等。無論是哪個部分的設計都要求具備美觀性、功能性以及經濟性和環保性的特征。建筑物要想有效的發揮其功能，就必須在建筑結構設計上格外注意，因為這也是保證建筑物質量的一個基礎；二是結構設計的要求。對于建筑物結構設計的計算要求對構件在正常狀態和極限承載能力的狀態下進行計算。例如疲勞強度的驗算等。如果有多種的作用力同時發生在構件上，那么必須對構件在各種作用力下的效應進行仔細的分析，將最不利的組合考慮進去。對于抗震的設計也是非常重要的，我國對于抗震設防的烈度一般在六到九度，還可以根據建筑物所在地區的不同以及建筑物的結構類型和高度等實際情況采取不同的抗震等級標準。而抗震等級不同，那么在計算和構件等方面的要求也就有所不同。

二、民用建筑對結構設計的新要求

1、材料和資金的節省

因土地、能源和材料價格的持續上漲，開發商要求設計單位必須注意材料和資金的節約，這一點符合結構設計的指導想“安全適用，經濟合理”。要從根本上做到經濟，結構設計人員必須把握好民用建筑結構的概念設計。

2、民用建筑的高層化

高層民用建筑與其他高層建筑最大的不同在于業主對于房屋基于居住目的的功能訴求，如采光、通風、居住面積與層高、振動舒適度等。結構設計師要解決這些復雜的技術難題，必須依靠結構設計理論的不斷發展和創新，以及結構計算分析軟件的開發和應用。

三、民用建筑結構設計基本原則

結構設計遵循的基本原則是：安全可靠、經濟合理、符合規范、施工方便。

1、安全可靠，規范施工

設計人員應盡量規范自己的行為，使民用建筑的結構設計達到行業標準。在對建筑進行結構體系、結構荷載、剛度、強度、結構、計算、布置等方面的設計工作時，設計人員不僅要做到不違反政府出臺的相關強制性條文，還應該尊重細節，嚴格執行相關的規章制度。

2、經濟合理

民用建筑結構設計不僅要符合安全可靠的原則，還應該考慮到經濟合理的原則，不能過度浪費，保證在正常的施工條件下，施工建筑按照我國規范設計，確保工程安全順利開展。

3、施工方便

進行民用建筑結構設計時要遵守方便施工的原則。例如：不可使混凝土強度和等級的種類過多，這樣不僅影響施工造價，而且對工程質量產生一定影響。所以在一個構件內配筋不應太復雜，注意鋼筋的根數和直徑的種類不應太多。

四、民用建筑結構設計中的問題

1、構造設計的問題

構造設計的問題中主要存在于地基基礎設計以及框架結構設計中。前者是設計中經常出現的問題。高層建筑基礎在有效的埋置深度上經常出現不足的情況。如果對于柱基的類型選擇不當的話對于其施工上的操作可行性以及完工質量都可能造成嚴重影響，還可能對周圍的施工環境帶來損壞。而當樁間距不夠，不符合相關的規定的時候，尤其是錨樁和試樁的間距經常被設計者忽略，這都會對試樁結果的正確性造成較大影響。此外，當樁身的鋼筋籠不夠長時，其在擠土灌注樁的時候就可能無法穿越軟弱土層的深度，不符合相關的樁基規范，這也是建筑設計中常常出現的問題。對于框架結構設計，一般設計者很容易忽視縱向框架而只重視橫向框架。根據我國現行的抗震設計要求，應該按照兩個主軸的方向來進行分別的計算。當不進行抗震設計時，一些設計人員將縱向框架按照普通的連續梁來進行設計，這也是不符合相關的構造要求的。

2、設計深度不達標

一些設計人員制作圖紙“偷工減料”，設計粗糙，過于簡單，施工圖中應有的系統圖、大樣圖、相關剖視圖漏缺；一些重要的、應該用圖紙反映的內容只標注“見圖集”、“由設備廠家確定”等，施工圖設計表述不全，細部大樣不詳，不能反映工程的全貌；一些重要的設計依據、設計參數、工程類別、安全等級、耐火等級、防火消防處理等在設計總說明中沒有標明或交待不全。

3、結構計算的問題

對建筑物結構計算的問題主要體現在荷載取值不當、對底框砌體結構進行驗算的問題和結構周期折減系數的確定上。比如對于民用多層框架的建筑在采取獨立基礎的情況下，一般其地基的主要受力部分沒有軟弱黏性土層的時候，如果建筑物的高度沒有超過八層，并且其高度在25米以下，是作為一般性的民用房屋，或者是荷載相當的廠房時，就沒有必要去驗算地基的抗震承載力了，不過在設計其基礎時還是要考慮到風荷載的作用。所以風荷載的輸入是必須的，無論其是否位于地震區或者是否是高層建筑。只有當剛度較為均勻的多層結構才可以適用底部剪力法，如果其結構中具有薄弱層，那么就必須對其塑性變形集中造成的影響進行考慮；另外，框架結構等因為有填充墻，所以其實際剛度比計算剛度更大，而實際的周期又小于計算的周期，所以計算出的地震剪力一般是要偏小的，結構就存在一定的安全隱患，所以對計算周期進行折減就顯得非常必要。

五、針對解決民用建筑結構設計存在的問題的建議

1、投入新技術，推廣鋼結構建筑

隨著時代的發展，科技的進步，新技術的投入使建筑設計也必須做到與時俱進。新式的鋼結構和鋼筋混凝土結構投入建筑工程，不僅降低了建筑成本，提高了投資效益，還提高了建筑工程的質量，因此，在建筑工程中，加大新技術的投入與應用，是發展民用建筑的有效手段。

2、推廣預應力大板結構的應用

所謂預應力大板結構就是在柱基之間布置一些明梁。這種大板的使用不僅在建筑整體的穩定上有很大程度的提高，而且更大限度的提升了樓層的凈高，使樓層層高獲得更大的空間，這民用建筑中可以說是一個質的提高，隨著預應力技術的成熟，不斷被應用到建筑工程中，現在已得到廣泛重視。

六、結束語

民用建筑的結構設計是一個十分復雜的系統，這不僅要求設計者在設計建筑結構時要嚴格計算每個構件，掌握每一個要點；還要求他們在對建筑物的整體結構進行宏觀和細節上的設計時要嚴格按照國家制定的相關標準來操作，同時還應加強對建筑結構的抗震概念設計及性能設計，以提高我國民用建筑結構的設計水平，進而使我國建筑質量有質