摘 要：民用建筑工程質(zhì)量的優(yōu)劣關(guān)系到人們的生命安全， 建筑質(zhì)量主要由設(shè)計(jì)質(zhì)量和施工質(zhì)量?jī)蓚�(gè)方面來(lái)衡量。民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)繁重而又責(zé)任重大的工作，直接影響到建筑物的安全、適用、經(jīng)濟(jì)和合理性。本文就現(xiàn)代民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展進(jìn)行了深入的探討，提出了自己的建議和看法，具有一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代民用建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì); 關(guān)鍵技術(shù); 發(fā)展

民用建筑是以居住為主要使用目的的建筑。當(dāng)前,民用建筑設(shè)計(jì)追求 “以人為本” ,這就要求結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)思想的開拓和設(shè)計(jì)方法的創(chuàng)新。民用建筑的施工質(zhì)量直接關(guān)系到用戶的的住房滿意度，以及人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全和社會(huì)和諧度。

一、現(xiàn)代民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的概念

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)而言之就是用結(jié)構(gòu)語(yǔ)言來(lái)表達(dá)建筑師及其它專業(yè)工程師所要表達(dá)的東西。結(jié)構(gòu)語(yǔ)言就是結(jié)構(gòu)師從建筑及其它專業(yè)圖紙中所提煉簡(jiǎn)化出來(lái)的結(jié)構(gòu)元素。包括基礎(chǔ)，墻，柱，梁，板，樓梯，大樣細(xì)部等等。然后用這些結(jié)構(gòu)元素來(lái)構(gòu)成建筑物或構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)體系，包括豎向和水平的承重及抗力體系。把各種情況產(chǎn)生的荷載以最簡(jiǎn)潔的方式傳遞至基礎(chǔ)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容由上可知為：基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)上部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和下部設(shè)計(jì)。

二、現(xiàn)代民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 異形柱框架結(jié)構(gòu)

(1) 異形柱框架結(jié)構(gòu)的基本形式

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，原則上要求框架結(jié)構(gòu)的柱采用矩形柱(除非建筑專業(yè)有特殊要求可采用其他截面形式，如圓形、三角形等)，矩形柱有良好的受力性能，計(jì)算理論比較完善，傳力途徑明確，而且在長(zhǎng)期的工程實(shí)踐中積累了大量的經(jīng)驗(yàn)，使得矩形柱的計(jì)算模型及理論更加接近實(shí)際。但矩形柱用在民用建筑，尤其是民用建筑建筑中，隨著建筑高度的增加，柱截面也隨著增大，給房屋內(nèi)部的布置及使用造成很多不便，對(duì)于每一戶柱在室內(nèi)突出部位占掉使用面積的0.5%，加上后期住房的裝修，造成使用面積的浪費(fèi)較大。近年來(lái)采用的異形柱框架結(jié)構(gòu)就可以解決這個(gè)問(wèn)題。

所謂異形柱框架就是根據(jù)墻體布置情況，將柱截面做成“L”“T”“+”形,也有采用“Z” 形。“L”形多用于墻的轉(zhuǎn)角部位,“T”形截面多用于縱橫墻交接處,柱肢寬度最適宜用與墻體相同的厚度,使得柱表面與、墻體表面平齊。

(2)異形柱框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算

由于異形截面柱的受力特點(diǎn)及抗振性能與常用的矩形截面柱有很多不同之處, 現(xiàn)階段對(duì)這方面理論分析和試驗(yàn)研究的資料很少,目前的結(jié)構(gòu)專業(yè)軟件尚不能直接計(jì)算異形柱框架。因此在過(guò)渡階段,筆者建議按如下兩種方法計(jì)算。有限元法:利用現(xiàn)有的通用有限元計(jì)算程序(如SAP 系列),按桿單元模型,將異形柱的實(shí)際截面面積及慣性矩等輸入程序求出各柱單元的內(nèi)力,然后按有關(guān)規(guī)范進(jìn)行計(jì)算配筋。

這種方法的計(jì)算模型簡(jiǎn)明可靠,計(jì)算精度高,但需要花大量時(shí)間進(jìn)行數(shù)據(jù)準(zhǔn)備,而且要求設(shè)計(jì)人員有一定的有限元知識(shí)。近似等效截面法:根據(jù)截面等慣性矩原則將異形柱等效成矩形柱, 然后利用計(jì)算機(jī)程序(如TBSA5.0)進(jìn)行計(jì)算,求出柱的內(nèi)力,將矩形柱的內(nèi)力加給相應(yīng)位置的異形柱,手算求出異形柱的配筋。對(duì)于“T”形柱,根據(jù)混凝土規(guī)范有關(guān)“T”形截面的要求進(jìn)行柱配筋計(jì)算;對(duì)于“L”形柱,按等寬翼緣對(duì)應(yīng)于“T”形截面柱,進(jìn)行計(jì)算,然后附加一個(gè)扭矩進(jìn)行抗扭復(fù)核;對(duì)于“+”形截面柱,直接根據(jù)兩個(gè)方向的內(nèi)力及幾何參數(shù)進(jìn)行配筋計(jì)算。由于在內(nèi)力計(jì)算時(shí)輸入的截面積是一種等效面積,因此,需對(duì)異形柱的軸壓比按其真實(shí)面積進(jìn)行驗(yàn)算。此法省時(shí)省工,但計(jì)算精度較低,需對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行定性分析,并對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行概念設(shè)計(jì)。

2.2 構(gòu)造設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問(wèn)題

混凝土收縮及溫度變化引起的拉應(yīng)力是沿板的整個(gè)厚度作用，所以特別強(qiáng)調(diào)上、下表面同時(shí)配置附加鋼筋的必要性，GB50010-10.1.9 條，根據(jù)國(guó)內(nèi)、外工程經(jīng)驗(yàn)給出板上、下表面每個(gè)方向的附加鋼筋均不宜小于0.1%的建議。對(duì)于陽(yáng)角房間、屋面所有板塊，計(jì)算不配鋼筋的部位另加抗溫度、收縮分布鋼筋，板厚120，φ6-200，板厚 100，φ6-220。板厚120 以下的、適宜的鋼筋直徑為 8～12。

屋面天溝、雨蓬應(yīng)考慮滿水荷載，當(dāng)天溝、魚蓬深度超過(guò)500時(shí)，應(yīng)在天溝、雨蓬側(cè)板設(shè)泄水孔，此時(shí)水重可計(jì)至泄水孔底面，此外還須考慮找坡層的重量。

現(xiàn)澆板樓面，考慮在使用周期靈活布置輕質(zhì)隔墻時(shí)，可將隔墻每米長(zhǎng)自重的30%作為每平方米樓面的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算，且不小于1.0Kpa，其永久值系數(shù)可取0.5�，F(xiàn)澆板內(nèi)埋設(shè)設(shè)備暗管時(shí)，管外徑不得大于板厚的1/3，交叉管線應(yīng)妥善處理，并使管壁至板上下邊凈距不小于25mm。挑檐轉(zhuǎn)角位于陽(yáng)角時(shí)的加強(qiáng)配筋。挑檐轉(zhuǎn)角位于陰角時(shí)的加強(qiáng)配筋。結(jié)構(gòu)平面圖中，所有受力構(gòu)件都應(yīng)相對(duì)于軸線標(biāo)注定位尺寸(陽(yáng)臺(tái)、雨篷挑出長(zhǎng)度、梁距軸線距離等)。連續(xù)跨梁配鋼筋時(shí)，支座兩側(cè)的鋼筋直徑盡可能相同，以便鋼筋穿過(guò)支座，避免兩側(cè)不同的鋼筋都在支座錨固，造成節(jié)點(diǎn)鋼筋過(guò)密，影響節(jié)點(diǎn)混凝土澆灌筑。

2.3 預(yù)應(yīng)力混凝土大板結(jié)構(gòu)技術(shù)的應(yīng)用

預(yù)應(yīng)力大板結(jié)構(gòu)是在柱與柱之間布置明梁, 樓板采用預(yù)應(yīng)力大板,并在預(yù)應(yīng)力大板上直接布置隔墻的結(jié)構(gòu)體系。若這種大板配合預(yù)應(yīng)力寬扁梁使用,則能更大限度的提升樓層凈高,如 9 米跨的預(yù)應(yīng)力寬扁梁可以比普通預(yù)應(yīng)力梁及普通混凝土梁高度分別減少200mm和 350mm,對(duì)于底部需要大柱網(wǎng)、大空間的多功能商住樓常設(shè)置結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層。隨著預(yù)應(yīng)力技術(shù)的逐漸成熟,預(yù)應(yīng)力材料及施工費(fèi)不斷下降,我國(guó)高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)中采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)的情況越來(lái)越多。預(yù)應(yīng)力大板結(jié)構(gòu)在建筑上避免了室內(nèi)難看的次梁景觀, 使住宅的建筑平面布置更加靈活,有利于二次裝修時(shí)室內(nèi)布局的改造,滿足了住戶個(gè)性化要求。

2.4 短肢剪力墻的廣泛應(yīng)用

短肢剪力墻結(jié)構(gòu)是指墻肢的長(zhǎng)度為厚度 5-8 倍的剪力墻結(jié)構(gòu)。其吸收了框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn),發(fā)展形成的民用建筑結(jié)構(gòu)型式。常用的短肢剪力墻有“T”字型、“L”字型、“十”字型“一”字型等。在這種結(jié)構(gòu)里剪力墻能結(jié)合建筑平面,利用間隔墻位置靈活布置,可選擇的方案較多,能避免與建筑使用功能發(fā)生矛盾。而連接各墻的梁,隨墻肢位置也可隱蔽設(shè)于間隔墻豎向平面內(nèi)。短肢剪力墻結(jié)構(gòu)里剪力墻數(shù)量的多少,墻肢的長(zhǎng)短,主要由結(jié)構(gòu)抗側(cè)力的需要而決定。這種新的結(jié)構(gòu)克服了普通框架和普通剪力墻結(jié)構(gòu)的一些缺點(diǎn),得到了建筑師、 開發(fā)商和廣大住戶的肯定與歡迎。

三、結(jié)束語(yǔ)

總之，隨著人們生活水平的不斷提高，人們對(duì)物質(zhì)生活的追求也越來(lái)越苛刻。對(duì)于居住建筑條件而言，人們已不再滿足于能遮風(fēng)避雨，而是在追求更高層次的整潔舒適，所以我們要嚴(yán)格民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，從而建造出更多優(yōu)質(zhì)的工程。

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