探讨民用建筑结构设计过程中的问题.doc

1、探讨民用建筑结构设计过程中的问题摘要：民用建筑的结构设计是一项全面、系统、复杂的工作，结构设计人员要具备扎实的理论知识功底，思维上能灵活创新，态度上必须认真负责。本文作者结合多年来的工作经验，对民用建筑结构设计过程中的问题进行了研究，具有重要的参考意义。 关键词：民用建筑 结构设计 楼板 载荷 中图分类号：TU318 文献标识码：A 一、引 言 民用建筑的基本用户是全体人民，因而这类建筑的结构设计的要求非常之高，因为它决定着民用建筑的工程质量。民用建筑结构设计的合理性也直接关系到广大人民的使用舒适度和生命财产安全程度。近年来，国内外民用建筑设计理念不断提升和统一，民用建筑的结构设计最首先要考虑

2、的就是使用者是否安全可靠和方便。民用建筑的工程质量关键在于设计工作这一重要环节上，而结构设计的质量将会直接影响到整个建筑物的安全性、舒适性、耐久性、经济性以及与城市建设的匹配程度。本文从民用建筑结构设计的主要内容和常见问题出发，对民用建筑设计中的技术问题提出了见解和更高的要求。 一、民用建筑结构设计概述 建筑结构设计就是用结构的语言来表达建筑设计师以及其它与建筑相关专业的工程师所要表达的设计理念，它往往需要用基础、墙体、梁柱、楼板、楼梯等诸多结构元素来构成建筑物的结构体系，包括竖向和水平的承重及抗力体系。 民用建筑的结构设计过程主要包括三个阶段：结构方案阶段，结构计算阶段和施工图设计阶段。其中

3、，结构方案阶段的主要工作内容，就是要根据建筑的重要性，建筑物所在地区的抗震等级，相关工程的地质勘查报告，建筑场地的类别，以及建筑物的高度和层数来确定建筑的砖混结构、框架结构、框剪结构、剪力墙结构、筒体结构和混合结构等结构形式，以及由这些结构来组合而成的结构形式。结构计算阶段的主要内容是进行荷载的计算、构件的试算、内力的计算和构建的计算四个步骤。第一步，载荷计算，包括外部载荷计算和内部载荷计算，且都要根据荷载规范的要求和规定采用不同的组合值系数和准永久值系数等来进行不同工况下的组合计算；第二步，构件的试算，就是要根据计算出的荷载值来采取相应的措施要求，并准确使用要求及各种计算手册上推荐的试算方法

4、来初步确定构件的截面；第三步，内力的计算，根据确定的构件截面和荷载值来进行内力的计算，包括弯矩，剪力，扭矩，轴心压力及拉力等等；第四步是构件的计算，根据计算出的结构内力及规范对构件的要求和限制来复核结构试算的构件是否符合规范规定和要求。如不满足要求则要调整构件的截面或布置直到满足要求为止。 三、民用建筑结构设计的主要内容 民用建筑结构的主要内容包括设计要求与设计程序，并且要遵守一定的准则。在一个完整的民用建筑设计全程中，既包括结构设计，还包括电气设计、给排水系统设计以及暖气和通风设计等。任何一个部分的设计都要求具备美观性，同时还要保持相应的功能，具有经济性和环保性。 民用建筑要充分并有效地发挥

5、其设计功能，就一定要注重建筑结构的设计，因为结构设计是保证建筑物整体质量和功能的一个重要基础。建筑行业在正常状态和极限承载能力的状态下对钢结构和混凝土结构等建筑构件进行疲劳强度等设计计算和验算等。 民用建筑要严格按照建筑结构设计的原则进行设计和施工。在设计过程中，要兼顾刚柔相济、经济合理和关注节点等基本原则。 第一就是要设计刚柔并济的建筑结构体系。如果建筑结构的刚度过大，则会带来变形能力差等缺陷，无法承受比较强大的破坏力，容易造成建筑物的局部受损，甚至整体摧毁。如果建筑结构的刚度过柔，虽然能够避免上述显现，可以很好地进行释压和传递外力，但这种设计很容易因为建筑物的变形过大而导致无法正常使用，严

6、重的话会造成建筑物的整体倾倒。因此，民用建筑的结构设计中的刚柔配比是一个非常关键的技术攻关，没有一成不变的比例，必须经过多次反复试验和吸取国内外先进设计经验进行研究和探索，才能根据要进行建筑的地区的各种环境因素进行设计。 第二个原则是要经济合理。当前，房地产行业造成土地、能源和材料价格的持续上涨，民用建筑的建设单位又希望设计时压缩材料和资金等费用。即便是在这些材料价格不高的情况下，我们也应该做到经济合理，这就要求建筑的结构设计人员必须把握好民用建筑结构的概念设计，依据理论知识与工作经验，再结合民用建筑的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

7、处理构件与结构、结构与结构的关系的定性设计方法。 第三个比较重要的原则是要关注结构设计中的各个节点。所谓结构的节点，就是指各个建筑构件的交接之处.或者连接存在异常的地方。节点是处处存在的，尤其是在庞大的建筑结构中，不可避免，而且数量极多，因为结构体系本身就是一个由错综变化的零碎部件统一起来的整体。不同类型的构件互相连接，以及同一构件的截面突然发生改变，都会形成节点，这些内容都需要在设计图纸上清楚地标示清楚。这些节点要特别注意，因为它们处理得当与否会影响建筑物的质量。当强大的荷载突然袭来，单一的构件能够合理地传递外界力量，因而它是可以控制的；但是，对于复杂的结构体系，各节点的复杂性本身就非常难于

8、预测和控制，导致整个结构体系更加不可控。即使研究者能够从理论上保证每个组成构件的强度和刚度，但是各个节点的力量传递往集中在一起就会出现应力集中，导致无法传递外界力量，甚至中断，发生结构性破坏。如果有多种的作用力同时发生在构件上，那么必须对构件在各种作用力下的效应进行仔细的分析，将最不利的组合考虑进去。 四、民用建筑楼板设计常见问题 在民用建筑中，板是整个建筑工程中的主要承重构件，可将楼面、屋面的荷载传送到墙或梁上。一旦楼板设计出现问题，将会影响到整个民用建筑的梁、墙、柱等关键构件的安全性和可靠性，对整个建筑物的质量造成影响。结合实际工作经验，谈几个楼板设计中常见的问题。 （一）设计方面容易造成

9、设计缺陷。 结构设计人员有时会为计算方便，在设计时只是将双向板用单向板进行最简单的计算，导致出现计算假定与实际受力状态不相符合的现象。在施工过程中，会造成建筑结构某一个方向的配筋过大，而另一方向仅按构造配筋，最终结果是导致建筑物配筋严重不合理，造成板出现裂缝。所以，必须提高设计人员对楼板设计重要性的意识。 （二）楼板承受线荷载时的弯矩计算存在问题。 民用建筑往往需要在楼板上布置一些非承重隔墙，在楼板设计中常常将该部分的线荷载换算成等效的均布荷载后，进行板的配筋计算。个别设计人员采取错误的计算方法，将隔墙的总荷载附以楼板的总面积，造成计算结果不准确，无法对整个建筑设计形成支撑。 （三）双向板有效

10、高度取值偏大。双向板在两个方向均产生弯矩，由此双向板跨中正弯矩钢筋是纵横叠放，短跨方向的跨中钢筋应放在下面，长跨方向的跨中钢筋置于短跨钢筋的上面，计算时应用两个方向的各自的有效高度。有的设计得为图省事或对板受力认识不足，配筋计算而取两上方向的有效高度一致进行，使得长跨有效高度偏大，降低配筋，导致结构构件存在质量隐患，严重时出现开明缝的现象。 五、结 语 民用建筑的结构设计是一项全面、系统、复杂的工作，结构设计人员要具备扎实的理论知识功底，思维上能灵活创新，态度上必须认真负责。因此，要不断加强对国内外先进民用建筑结构设计中的常见问题的学习与研究，提高建筑设计人员的设计水平，并结合实际情况进行技术创新，设计出更高水准、更合理、更经济的民用建筑。 参考文献 1刘彬传.对民用建筑结构设计的研究.2007 2孔雅莎.建筑结构设计杂谈.2006 3英chris howard 住宅建筑建筑结构设计 2003