关于民用建筑结构设计和优化

关于民用建筑结构设计和优化

李宁

黑龙江建研建筑设计有限公司黑龙江牡丹江157000

摘要：民用建筑设计不仅与人们的生活息息相关，也是我国经济社会发展的一个重要标志。当前，我国的民用产业化发展越来越趋向于多样化，民用建筑设计不仅要与社会的发展、变革相适应，也要与居民的生活要求相适应，这就要求其在进行设计的过程中，在注重建筑的经济适用以及美观的同时，也要注重对建筑的功能、质量的把控，力求达到最理想的建筑设计状态。

关键词：民用建筑；结构设计；对策

民用建筑是直接为广大人民日常生活服务的建筑工程，其普遍性和重要性不言而喻，民用建筑对建筑质量的要求很高，建筑质量的高低直接关系到广大人民的人身舒适度和生命财产安危。本文探讨了民用建筑设计中的问题，对民用建筑设计中的技术问题提出了见解。

1民用建筑结构设计应当遵守的原则

1.1.1刚柔相济

合理的建筑结构体系应该是刚柔相济的，结构刚度过大则适应变形能力差，强大的破坏力瞬间袭来时，需要承受的荷载很大，容易造成局部受损至最后全部毁坏；而刚度过柔的结构虽然可以很好的释压、传递外力，但容易造成变形过大而无法运用甚至全体倾覆。结构是刚多一点好，还是柔多一点好？到什么程度才算合适呢？这些问题需要建筑结构设计师认真的揣摩与衡量。

1.1.2经济合理

因土地、能源和材料价格的持续上涨，开发商要求设计单位必须注意材料和资金的节约，这一点符合结构设计的指导思想“安全适用，经济合理”。要从根本上做到经济，结构设计人员必须把握好民用建筑结构的概念设计。概念设计是依据理论知识与工作经验，结合建筑功能要求与建筑工程条件，在特定的建筑空间中用整体的概念来完成结构总体方案的设计，并能有意识地处理构件与结构、结构与结构的关系的定性设计方法。一幢民用建筑的设计没有经过正确的概念设计，是难以实现效果最好、造价最低的结构方案的。

1.1.3圈出节点

在结构体系中，所谓节点，是指各构件交接之处．或连接异常的地方。不同类型的构件相连接，同一构件截面改变之处，都会形成需要在设计图中表示清楚的节点。广义上，诸如结构错层，体型改变，设置转换层是大型节点。节点无处不在，因为结构体系乃是错综变化的统一。当强大的荷载突然袭来之时，对于单一的构件，力量传递合理，因而可以控制。对于复杂的结构体系，各节点的复杂性难于预测和控制，即使从理论上保证了每个组成构件的强度和刚度，但因各个节点的力量传递往往不很顺畅而出现应力集中而无法传递甚至中断，破坏由此而发生。历次灾害表明，从设计不合理的节点开始破坏的建筑占了相当大的比例。

2建筑中常用的几种结构特点

为了保证建筑的使用空间，使建筑物具有相对的稳定性，满足人们对建筑物的要求，就需要对民用建筑进行合理设计，保证建筑结构的稳定。

2.1砖混结构

砖混结构是建筑物的主要竖向受力构件，为砖墙或其他类砌体，横向承重的梁、楼面、屋面为钢筋混凝土结构。适合房间面积小、开间进深不大的低层和多层建筑。在进行结构设计时，墙体做为主要受力构件，要保证墙体的厚度和抗震性，保证建筑物整体的稳定性。同时在设计时，还要注意施工过程的方便快捷，节省工期。

2.2框架结构

框架结构是建筑物中由钢筋混凝土柱和梁共同组成框架来承担竖向荷载和侧向水平力荷载的结构体系。框架结构具有较好的抗震性能和抗弯能力，平面布置比较灵活，有利于布置较大空间，可以满足多功能的使用要求。由于构件截面尺寸的影响，框架结构的房层高度受到限制。

2.3剪力墙结构

剪力墙结构是钢筋混凝土墙共同承担竖向荷载和侧向水平力荷载的结构体系。钢筋混凝土墙不仅承受荷载，而且对空间起分割作用。由于主要受力构件均为钢筋混凝土结构墙，所以该结构具有刚度大、抗震性能好、整体性强的特点，适用范围较大，可建造较高的建筑。但受剪力墙间距的影响，开间距太大，对大空间建筑该结构的灵活性就比较差。

2.4筒体结构

在现代的高层建筑中筒体结构被广泛地应用，最主要的特点是该结构刚度好、防震能力强。筒体结构主要由核心筒和框筒结构组成。建筑布置灵活、抗侧刚度大、整体性好，能够提供较大的使用空间。筒体结构能有效地抵抗水平荷载，因此比较适用建筑高层及超高层的建筑。在民用建筑设计中还有其他建筑结构设计形式，对这些建筑结构进行设计时不仅要考虑结构的选型、适用条件，还要考虑建筑物的功能和使用年限等多方面因素，才能使民用建筑结构设计更加符合需要，更加科学合理。

3民用建筑结构优化措施

3.1提升民用建筑结构设计质量

针对民用建筑结构设计中存在标注不全、设计粗糙和违反规范条文等问题，应在出施工之前予以解决，这就要求建筑结构设计人员具有一定的专业知识和职业素养。定期对设计人员进行专业培训学习，不断提升设计人员的业务水平和责任心，端正设计人员的态度，提升建筑结构设计的水平和质量。在选择设计方时，要对设计方的相关证书和资质进行审查，保证民用建筑结构的设计质量，从源头上提升建筑结构设计的安全性和整个建筑工程的质量。

3.2用建筑结构设计的安全性

现阶段的民用设计普遍存在着抗震设计不足，结构设计不合理等现象。因此，为了保证建筑结构的安全性和使用寿命，必须对民用建筑结构进行合理设计。在民用建筑结构设计时，要尽可能选择合理的结构类型。比如现阶段运用广泛钢结构，钢结构与传统的钢筋混凝土结构相比，具有强度高、质量轻、工期短等特点，适应现阶段民用建筑结构的设计要求。与此同时，钢结构的大空间布置，能更好地保证了民用建筑空间设置的灵活性，为施工和业主的装修设计提供了便利。此外，使用钢结构进行设计施工时能有限地减少水泥、砂石等建筑原料的使用，能大大减少施工成本，降低工程造价。同时还能降低环境污染，实现建筑的可持续发展，提高民用建筑的社会效益。

3.3用建筑结构模型

民用建筑涉及国计民生，是与人民群众利益联系最紧密的建筑工程，因此在设计前必须对民用建筑结构模型进行合理优化设计，对房屋的结构体系、围护结构、房屋的各个细节结构进行合理优化设计，保证建筑结构的承重、受力符合相关规范和要求。在进行建筑结构设计时还要充分考虑经济原则，保证建筑结构安全的同时还要尽可能降低建筑结构的成本，实现经济效益的最大化。

3.3计算问题

在计算问题中尤其应当重视荷载取值是否恰当，在审图中心审图意见中，有很多类似荷载取值偏小（例如楼梯当人流密集时荷载标准值取3.5KN/M2）；或是没有考虑悬挑物扭矩的作用；对于电梯机房漏考虑牵引力作用等等，这些都需要加强注意，对底部框架-抗震墙砌体房屋计算时，应当按照建筑的实际情况进行计算。此外，建筑物的框架结构有填充墙，考虑周期折减系数取值。

3.4构造措施设计中的问题

构造措施设计过程中应当考虑到温度收缩时产生的不利影响，浇筑时间不得低于60天，此外还应当考虑内外温度差及混凝土收缩导致的一系列变化。基于此，对于板面以及板底钢筋的都需用考虑温度钢筋。对于房屋非规则的楼板，在凸角或凹角处需要增加附加钢筋，同样对于阳角和阴角处，亦需要增加附加钢筋，此外，对于质量通病中，建筑物两端端开间及变形缝两侧对板的厚度及钢筋的直径也有严格的规定。

4结语

民用建筑结构的设计是一项复杂而艰巨的工作，其设计质量的好坏直接影响了施工质量。因此，结构设计人员应当在扎实的理论指导下不断进行理论创新，心怀严谨的工作态度对待设计图，意识到自己身上肩负的重大职责，从而更好地提高结构设计的水准。

参考文献：

[1]崔振兴.民用建筑结构设计的相关问题研究[J].现代装饰（理论），2012（02）.

[2]柏海军.对民用建筑设计中相关问题的简要分析[J].科技与企业，2012（17）.

[3]贾永萍.试论民用建筑结构设计[J].科技传播，2011（16）.