淺析高層民用建筑結構設計

1、<p>　　淺析高層民用建筑結構設計</p><p>　　摘要：本文從高層民用建筑結構設計角度出發(fā)，并結合多年的工作經(jīng)驗，針對民用建筑結構設計原則、民用建筑結構新技術的發(fā)展等方面進行了簡單的分析探討。 </p><p>　　關鍵詞：民用建筑；結構設計；新技術；分析 </p><p>　　中圖分類號：TU318 文獻標識碼：A文章編號： </p>

2、<p>　　民用建筑工程結構設計會對建筑的質量產(chǎn)生很大的影響。高層建筑結構設計與低層、多層建筑結構相比較，結構專業(yè)在各專業(yè)中占有更重要的位置，不同結構體系的選擇，直接關系到建筑建設的各項事宜等。因此，在進行民用建筑結構設計時，一定要嚴格控制設計質量。 </p><p>　　1建筑結構設計的概念及內容結構設計簡而言之就是用結構語言來表達建筑師及其它專業(yè)工程師所要表達的東西。結構語言就是結構師從建筑及其

3、它專業(yè)圖紙中所提煉簡化出來的結構元素。包括基礎，墻，柱，粱，板，樓梯，細部大樣等。然后用這些結構元素來構成建筑物或構筑物的結構體系，包括豎向和水平的承重及抗力體系。把各種情況產(chǎn)生的荷載以最簡潔的方式傳遞至基礎。我國現(xiàn)階段的民用建筑中，大部分都是采用鋼筋混凝土結構。民用建筑的結構體系有剪力墻結構、框架結構、框架剪力墻結構等，這里的剪力墻結構和框架剪力墻結構在民用住宅建筑中使用較多。下面我將介紹這兩種結構。 </p><

4、p>　　1.1剪力墻結構剪力墻結構使用的是鋼筋混凝土墻板，來代替框架結構中的柱，用它來承擔豎向以及水平力的結構。因為剪力墻受豎向荷載以及水平荷載的共同作用，所以這種結構一般情況下剪力墻應該呈現(xiàn)雙向或多向的布置。由于此結構所有的豎向構件都是由剪力墻組成，所以說此結構的剛度比框架剪力墻結構的剛度更大，大部分用于40層以下的比較高的商業(yè)、住宅建筑等；還有一點就是結構的高寬比不應大于6，并且它的高度應該考慮到抗震的要求。 </p&g

5、t;<p>　　1.2框架剪力墻結構框架剪力墻結構是由剪力墻和框架組合而成的結構體系。其中大部分的水平方向的荷載是由剪力墻來承擔的，豎向的荷載是由框架來承擔的，二者都受到力的作用，分工合理。剪力墻應該均勻的布置在建筑物的周邊、電梯間的附近、平面形狀變化較大以及豎向的荷載較重的部位。因為該結構是以框架結構為主的，剪力墻結構為輔助，所以說，此結構體系適合用于25層以下的建筑物，并且最高的也應該小于30層。 </p>

6、<p>　　2結構概念設計的原則 </p><p>　　2.1經(jīng)濟性原則因土地、能源和材料價格的持續(xù)上漲，開發(fā)商要求設計單位必須注意材料和資金的節(jié)約，這一點符合結構設計的經(jīng)濟性原則。要從根本上做到經(jīng)濟，結構設計人員必須把握好民用建筑結構的概念設計。概念設計是依據(jù)理論知識與工作經(jīng)驗，結合建筑功能要求與建筑工程條件，在特定的建筑空間中用整體的概念來完成結構總體方案的設計，并能有意識地處理構件與結構、結構

7、與結構的關系的定性設計方法。一幢民用建筑的設計沒有經(jīng)過正確的概念設計，是難以實現(xiàn)效果最好、造價最低的結構方案的。 </p><p>　　2.2用戶空間個性化原則業(yè)主具有個性化的思維方法和審美意識，不同時期住戶對建筑空間有不同的要求。在結構設計上應充分考慮到讓住戶能靈活劃分建筑內部的使用空間。在豎向受力構件布置時，應使其與隔墻結合設置，避免在戶型內部其他部位出現(xiàn)。這樣既在開間和進深兩個方向保留了較大的靈活性，也充分

8、利用了承重墻隔聲好的性能。同時外墻部位的梁、柱、墻的設置，要為窗戶的靈活布置創(chuàng)造條件；樓板的設計，也必須考慮隔墻位置的調整。 </p><p>　　2.3綜合性原則在進行結構設計時，應該遵循的第一個原則就是綜合考慮的原則。要巨細無遺的考慮到建筑設計中的方方面面，包括建筑結構和施工方面的考慮，從整體到局部都要進行很好的把握，更不能忽視他們之間的關系，還有建筑完成后帶給使用者在視覺感受、功能使用方面、成本預算方面等的

9、考慮。從實際出發(fā)，結合當?shù)氐牡赜蛐蕴攸c，根據(jù)建筑即將坐落地區(qū)的自然條件、人文條件、歷史文化、資源和材料限制等方面從現(xiàn)實的角度考慮建筑的結構概念。 </p><p>　　民用建筑擁有自己的自重特點，要從減輕自重的原則出發(fā)，建筑結構所承受的荷載大部分都是來自建筑物本身的自重，減輕自重也就減輕了結構的負荷。要讓建筑結構合理受力，荷載均勻分布，多跨連續(xù)、空間作用、剛性連接、超靜定的受力系統(tǒng)都可以使結構的受力狀況均勻分布，

10、分析結構的受力狀況時，還要從各部分結構構件的直接受力狀況和整體結構的宏觀受力狀況分析。材料盡可能的選用以軸向應力為主的受力狀態(tài)，合理的組織構件的截面。優(yōu)先選型，就是要優(yōu)化結構體系，根據(jù)實際條件優(yōu)化選擇合適的基本構件，并確定他們的聯(lián)系，確定構件的基本支撐做法。 </p><p>　　2.4高層民用建筑結構的抗震設計原則現(xiàn)代化的民用建筑都已開始向高層化趨勢發(fā)展。所謂高層民用建筑，我們完全看以把它想成是一個從地面拋向空

11、中的懸臂掛件，它的高度就決定了這種建筑承受的水平的和豎向的荷載都要強于一般建筑物，對他的抗彎矩和抗剪力的能力在概念設計階段就要考慮細致。民用建筑特殊的受力特點不同于低層建筑，高度越高，水平荷載越強，例如地震和風力產(chǎn)生的作用就會越強，因此在地震強區(qū)若想建造民用建筑，就必須要保證所有的結構，包括結構細部都具有足夠的剛度和強度，還必須具有很強的抗震能力。在框架結構體系中，梁柱的節(jié)點是這種結構體系的組合點，因此在增強抗震能力的環(huán)節(jié)中，節(jié)點也就成

12、了關鍵部件，如果梁柱節(jié)點遭到破壞，那么框架結構的剪切脆性就會破壞，在節(jié)點處相交的梁和柱就會失效，“強柱弱梁”、“強節(jié)點弱構件”、“強剪弱彎”的設計原則，可以保證框架結構體系在地震的壓力下還能保證足夠強的延性和承載力，構造配筋、柱的軸壓比，還有截面尺寸的選擇，都可以影響到框架結構的抗震能力，尤其是對于節(jié)點的構造措施。建筑的平面形狀也在很大程度上影響著建筑結構的抗震能力，平面形狀越規(guī)正，抗震能力就會越強，所以在進行民用建筑設計</p&

13、gt;<p>　　3民用建筑中結構的新技術發(fā)展趨勢 </p><p>　　3.1鋼結構民用建筑的推廣隨著鋼鐵工業(yè)的迅猛發(fā)展，為建筑鋼結構建設事業(yè)創(chuàng)造了極好的時機。鋼結構與磚混結構和混凝士結構相比，在民用建筑建筑中應用主要有三個優(yōu)點：①由于鋼材強度高的特點，民用建筑設計可采用大開間布置。而磚混結構和鋼筋混凝土結構由于材料的性質，限制了空間布置的自由。如果結構跨度過大，就會造成構件尺寸加大，不但影響美觀

14、，而且造成結構自重增大，增加了造價。②民用建筑采用鋼結構體系產(chǎn)生的綜合經(jīng)濟效益較好。由于鋼結構民用建筑自重輕，約為磚混結構的65％，因此減少了土、沙、石的用量。不僅適用于軟弱地基，在其他地基條件下，也同樣可以大大減少基礎造價。鋼結構民用建筑施工周期短，可以大大提高投資效益，加快資金周轉。③鋼結構建筑具有較高的性價比，有利于環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展、適宜產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，極具發(fā)展前途，可帶動鋼鐵產(chǎn)業(yè)和新型材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。 </p><

15、;p>　　3.2短肢剪力墻的廣泛應用短肢剪力墻結構是指墻肢的長度為厚度5～8倍的剪力墻結構，其吸收了框架結構的優(yōu)點，發(fā)展形成的民用建筑結構型式。常用的短肢剪力墻有“T”字型、“L”字型、“十”字型、“一”字型等。在這種結構里剪力墻能結合建筑平面，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。而連接各墻肢的梁隨墻肢位置也可隱蔽設于間隔墻豎向平面內。短肢剪力墻結構里剪力墻數(shù)量的多少，墻肢的長短主要由結構抗側力

16、的需要而決定。這種新的結構克服了普通框架和普通剪力墻結構的一些缺點，得到了建筑師、開發(fā)商和廣大住戶的肯定與歡迎。 </p><p>　　3.3預應力混凝土大板結構技術的應用預應力大板結構是在柱與柱之間布置明梁，樓板采用預應力大板，并在預應力大板上直接布置隔墻的結構體系。若這種大板配合預應力寬扁梁使用，則能更大限度的提升樓層凈高，隨著預應力技術的逐漸成熟，預應力材料及施工費用不斷下降，我國民用建筑轉換層結構中采用預

17、應力技術的情況越來越多。預應力大板結構在建筑上避免了室內難看的次梁景觀，使住宅的建筑平面布置更加靈活，有利于二次裝修時室內布局的改造，滿足了住戶個性化要求。 </p><p>　　4結語通過本文對于民用建筑結構設計的探討，對于民用建筑結構設計又有了新的認識。但在實際的設計施工操作時，又面臨著諸多不定性因素的影響。這就要求設計師在遵循設計規(guī)范的條件下，對結構設計方案進行有效地創(chuàng)新和完善，從而設計出滿足客戶要求的高質