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1、关于住宅结构设计若干问题的思考 - 结构理论 关于住宅结构设计若干问题的思考摘要：在住宅设计中还存在许多我们不太注意就会出现的失误 或问题。作为结构设计人员，应加强对规范的学习和了解，掌握规 范条文解释的内涵，加强对常见结构设计错误的辨别能力，提高对 结构设计问题的防治能力，使住宅建筑的结构设计工作做得更安全、 更合理。本文结合作者多年工作经验，提出住宅结构设计中若干问 题的思考。关键词：住宅结构设计；若干问题；对策住宅工程质量的优劣直接关系到人们的生命安全。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。相对而言,住宅 设计是一项繁重而又责任重大的工作,直接影响到建筑物的安全、适 用
2、、经济和合理性。但在实际设计工作中,常常发生住宅结构设计的 种种概念和方法上的差错。我国自 2000 年全面推行建设工程施工图 设计审查制度以来,通过施工图设计审查发现并纠正了不少违反工 程建设标准强制性条文及其他一些违规设计问题,对规范设计市场 秩序,确保设计质量,起到了积极作用。本文结合笔者多年参加施工图 设计和审查的工作经验,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。 1 住宅结构设计存在的问题及其原因分析11 防火设计问题比较突出一
3、些设计人员对防火规范、规定不熟悉,对建筑物分类有错误, 导致在设计中对防火标准执行有误,消防处理不当,存在许多安全隐患;一 些重要场所的安全疏散出口、疏散门开启方向不正确,影响安全疏散; 有些设计中的防火分区面积过大,防火间距过长,设计存在随意性;有 些消防设施设计不合理、不配套,建筑物一旦失火,消防设施将不能有 效发挥作用。12 部分结构设计不合理,安全隐患比较多如建筑抗震设计规范第 7.1.8 条(强制性条文) 规定“底部框 架-抗震墙结构,上部的砌体抗震墙与底部的框架梁或抗震墙应对齐或 基本对齐”。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
4、,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,存在漏算错算现象;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,设计存在严重安全隐患。13 设计深度达不到规定要求一些设计人员制作图纸“偷工减料”, 设计粗糙,过于简单,施工图 中应有的系统图、大样图、相关剖视图漏缺;一些重要的、应该用图 纸反映的内容只标注“见图集” 、 “ 由设备厂家确定”等,施工图设计表述不全,细部大样不详,不能反映工程的全貌
5、;一些重要的设计依据、设 计参数、工程类别、安全等级、耐火等级、防火消防处理等在设计 总说明中没有标明或交待不全。这些问题的产生,有的是由于设计人员没有对一般住宅尤其是 多层住宅设计引起高度重视,盲目参照或套用其他的设计的结果;有的 则是由于设计过程中对设计规范和设计方法缺乏理解;还有的是由于 设计者的力学概念模糊,不能建立正确的计算模式,对结构电算结果也 缺乏判断正确与否的经验。2 住宅结构设计的规范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。21 结构计算应注意的问题（1）免荷载计算的错误。诸如漏算或少算荷载、活荷载折减 不当、建筑物用料
6、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 1.21.5 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
7、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 一个非常重要的方面。因此必须根据工程设计的经验对计算结果进 行分析、判断,根据其正确与否,决定能否作为施工图设计的依据。22 构造设计应注意的问题（1）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。（2）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。（3）为了防止屋面
8、温度应力引起的墙体开裂,必须采取有效 的通风融热措施。（4）按抗震构造要求设置的构造柱,应在整个建筑物高度内 上下对准贯通,上至女儿墙压顶,下至浅于 500mm 基础圈梁,或伸入室 外地面以下 500mm 的构造柱与圈梁、楼板和墙体的拉接必须符合规 范要求。3 住宅结构设计的概念设计与地基设计31 必须及早介入建筑结构的概念设计住宅设计无论是多层砖混或框架剪力墙结构,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
9、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正确的概念设计,以后的计算模式再准确、 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）对
10、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结构平面方向的地震力;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
11、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。32 加强住宅地基结构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,可以从建筑措施、结构措施、地基和基础措施方面加以控制。 诸如: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）对高层建筑来说,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
12、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）对多层建筑而言,从经济的角度考虑,一般不愿意采用长 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,以及各种处理方面的适用性。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
13、 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 所规定的强度和变形要求。4 结束语总之,建设工程是一种特殊商品,工程投资大、建设周期长,其 工程设计质量不仅关系到工程的投资效益、使用要求,而且直接关系 到人民群众的生命财产安全。因此抓好设计质量管理工作显得非常 重要。针对当前设计质量状况,设计单位应加强内部的质量管理,设计 管理部门要加大对设计质量的监督管理,结合施工图设计审查、专项 检查、质量抽查等工作,加强对业主、勘察、设计单位的市场监管力 度。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。参考文献1熊丹安.21 世纪土木工程类专业丛书结构构造原理 与设计(第二版)M. 武汉:武汉理工大学出版社,2003.2尉晋龙,贺会军.浅议住宅设计中的几个问题J.山西建筑, 2005,(16).
