時間：2023-01-09 11:30:55
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇住宅結構設計，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
Abstract：The high-rise residential structure the rationality of the design of building related to safety, and engineering cost, let the housing have higher price. Based on many years of work experience, and to the structure design of the residential buildings are discussed.
Keywords: residential; Structure design
中圖分類號：TU318 文獻標識碼：A 文章編號：
前言
高層住宅分別有框架結構、異形柱框架結構、框架剪力墻結構、剪力墻結構、短肢剪力墻結構幾種結構形式。其設計是一項繁重而又責任重大的工作,它直接影響到建筑物的安全適用、經濟和合理性。但在實際設計工作中,住宅結構設計人員常常會發生種種概念和方法上的差錯，造成結構的安全系數的降低。
1、工程概況
某建筑工程占地面積22161m2,總建筑面積68740m2。主要包括南北兩排高級住宅綜合樓和東西兩側公建。南側住宅綜合樓(B～G座)地上8層,北側住宅綜合樓(J～R座) 地上8～10層。南北住宅綜合樓均為剪力墻結構,南樓局部設有框支梁。東側公建(H 座)地上2層,為高配套商業用房,框架結構；西側公建(A座)地上4層,為文化娛樂、健身中心,框架結構。南北住宅綜合樓均設有兩層地下室,南樓地下2層戰時為六級人防物資庫、平時為汽車庫,北樓地下2層為設備用房,南北樓地下1層均為自行車庫。南北住宅綜合樓中間局部設有地下室,位于地下2層,為單純汽車庫,其西側局部從地下2層至地面為游泳池,框架結構(局部含有剪力墻)。
兩棟住宅綜合樓中間地面擬建社區公園,有假山、音樂噴泉、熱帶樹木、草坪、健身器材、夜景照明等。工程地下2層及首層平面如圖1、圖2所示。
圖1 地下2層結構平面圖
圖2 首層結構平面
2、工程特點
本工程整體設計思路要求典雅、高級、舒適。建筑立面風格追求歐式古典主義,平面布置講究高度靈活性,可以居住、辦公。為追求大尺度,部分戶型房間開間達到12.8m,進深達到14.7m。戶型建筑面積在200～500m2,頂層帶躍層。由于開發商要求功能多樣化、適應性強、個性鮮明,使得建筑設計平面與立面復雜、多變。所以與一般工程相比,本工程有鮮明特點,結構設計不利因素相對集中,體系相對復雜,給結構設計帶來了很大難度,其結構特點具體體現在以下幾個方面:
(1)高差懸殊(住宅綜合樓與汽車庫高差達8～11層)；
(2)超長混凝土結構(地下2層建筑長度達177m)；
(3)大跨度樓板(最大板跨12.8m)；
(4)錯層集中(兩個部位剪力墻兩側層高分別為218m、3.0m,樓板層層交錯設置)；
(5)不規則坡屋頂(四坡屋項帶老虎窗)，
(6)部分剪力墻不能直接落在基礎上(主要為南樓折線形外墻)。另外,本工程部分地下室設有人防層、游泳
池。
3、技術措施
緣于本工程復雜性,經過反復論證、綜合分析比較,確定設計原則如下:
住宅整體結構采用剪力墻體系,墻體厚度為300mm到頂,局部樓電梯間處墻厚200mm,以提高結構整體性以及抗側移剛度,并可以滿足“新規范”對剪力墻厚度的要求。
樓板采用大板塊現澆預應力混凝土結構。
針對該工程結構特點,具體技術措施如下:
（1）高差懸殊問題
設置兩道沉降縫將南北住宅綜合樓與中間地下汽車庫完全脫開,沉降縫寬度為100mm,縫內用粗砂填實。具置詳見圖1地下2層結構平面圖。
（2）結構超長問題
從地下1層開始設置伸縮縫將南北住宅綜合樓分成若干單體,縫寬100mm。仍然超長的設置伸縮后澆帶,后澆帶寬800mm,主體結構施工完后兩個月用高一強度等級混凝土并加適量微膨脹劑澆灌,附加溫度鋼筋,加強施工養護,以解決混凝土結構超長問題。具置詳見圖2。
（3）大跨度樓板問題
本工程結構最大板塊跨度為12.8m×14.7m,根據工程經驗確定板厚為280mm。先采用普通混凝土結構經過詳細計算,在較大配筋率(0.65%)情況下承載力極限狀態可以滿足,混凝土相對受壓區高度ξ(0.14)不超限。但是正常使用極限狀態下裂縫寬度驗算為ωmax=0.35mm,超過限值ωlim=0.3mm；板塊最大撓度為f=0.0698m,遠遠超出限值[f]=0.043m,無法滿足正常使用極限狀態下裂縫寬度與撓度驗算的要求。
經分析比較,認為配置預應力鋼筋是比較合理的,配筋率比較經濟,撓度和裂縫問題均能很好解決,并可達到建筑上靈活設置隔墻、家庭辦公等要求。另外,在板塊上部中間部位增設溫度鋼筋,以提高樓板抗變形能力。
（4）樓板錯層問題
由于開發商特殊要求,本工程兩個部位出現錯層集中現象,剪力墻兩側層高分別為218m、310m,具體為Q、R座中間墻,J、K座中間墻。這樣使得樓板層層交錯,而且錯層部位樓板高差不一致,如圖3 所示。
圖3 樓板錯層示意
由于樓板起到傳遞和分配水平力的作用,樓板錯層造成局部應力集中和剪力墻平面外、平面內短墻受彎等情況,對結構十分不利。
5、地基基礎
根據本工程詳細“地勘”報告,地基持力層為第四紀沉積粘質粉土、砂質粉土④層,地基承載力標準值綜合取值為fk=160kPa,地下水近3～5年最高水位為自然地面下3m。
根據地基承載力標準值經深度修正已達到f=260kPa(基礎埋深為自然地面下9m),以層數較多的北樓為代表,結構豎向力標準值(D+L)為246kPa,地基承載力完全可以滿足要求,采用天然地基沒有問題。地下室抗浮驗算也無問題。中間地下汽車庫采用上反肋梁式筏形基礎,底板厚500mm,基礎梁800mm×1200mm；南樓亦采用上反肋梁式筏形基礎,底板厚1000mm,基礎梁800mm×1200mm；北樓采用平板式筏形基礎,沿墻體做暗梁,底板厚1000mm。
南北樓基礎底板系根據板格跨度及施工方便,綜合考慮統一確定厚度為1000mm。
基礎亦在適當位置設置伸縮后澆帶,具置同上部結構,詳見圖1地下2層結構平面圖。
6、結束語
關鍵詞 ：建筑住宅；結構設計；概念設計；基礎設計
1概念設計的意義
概念設計的應用面非常廣泛，幾乎組含了所有的結構設計。在不確定因素多、受力狀況變化較大的抗震設計、高層建筑設計、基礎設計中，概念設計的應用尤顯重要和突出。
概念設計的重要性，主要體現在三方面：一是因為現行的結構設計理論與計算理論存在許多缺陷或不可計算性。為了彌補計算理論的缺陷，或實現對實際存在的大量無法計算的結構構件的設計，都需要用概念設計來滿足結構設計的目的。 二是由于在方案設計階段，初步設計過程是不能借助于計算機來實現的。這就需要結構工程師綜合運用其掌握的結構概念，選擇效果最好、造價最低的結構方案。概念設計在設計人員中提得比較多，但往往被人們片面地理解，認為其主要是用于一些大的原則，如確定結構方案、結構布置等。其實，在設計中任何地方都離不開科學的概念作指導。三是由于計算機計算結果的高精度，容易給結構設計人員帶來對結構工作性能的誤解，過分地依賴于計算機和設計軟件，進行習慣性、傳統的結構設計，對計算結果明顯不合理、甚至錯誤的地方不能及時發現，使許多的建筑結構留下安全隱患。因此，概念設計在結構設計中具有重要的地位。
2 總體指標控制
計算判斷結構抗震是否可行的主要依據是在風荷載和地震作用下水平位移的限值 ；地震作用下，結構的振型曲線，自振周期以及風荷載和地震作用下建筑物底部剪力和總彎矩是否在合理范圍中，總體指標對建筑物的總體判別十分有用。若剛度太大，周期太短，導致地震效應增大，造成不必要的材料浪費；但剛度太小，結構變形太大，影響建筑物的使用。合理的剛度是多少，建議對于小高層住宅取 μ/H=1/2 500～1/3500，剛重比在10～15之間是比較合理的。周期約為層數的0.06倍～0.08倍之間。而對結構布置扭轉的控制：在考慮偶然偏心影響的地震作用下 ，樓層豎向構件的最大水平位移和層間位移不宜大于該樓層平均值的1.2倍，不應大于該樓層平均值的1.4倍。建議對于頂層構件可不考慮在內，否則很難滿足上述指標。
另外，地震效應是與建筑物質量成正比，減輕房屋 自重是高結構抗震能力的有效措施。高層建筑中質量大了，不僅作用于結構上的地震剪力大，還由于地震作用傾覆力矩大，對豎向構件產生很大的附加軸力，P-效應造成附加彎矩更大。
因此，在小高層建筑房屋中，結構構件宜采用高強度材料，非結構構件和圍護墻體應用輕質材料。減輕房屋自重，既減小了豎向荷載作用下構件的內力 ，使構件截面變小 ，又可減小結構剛度與地震效應，不但能節省材料，降低造價，還能增加使用空間。
3基礎設計
研究地基基礎對建筑抗震能力的影響 ，作出恰當的選擇，已成為高層建筑結構設計的重要部分，基礎是房屋的根基，是房屋中極為重要的組成部分 ，一幢房屋如果沒有一個堅實可靠的基礎，再好的上部結構也不可能正常發揮其作用，甚至可能導致上部結構的破壞與傾斜。
目前的小高層由于考慮埋置深度的要求，一般均設置地下室。如何對基礎進行合理選型，將對整個地下室設計的經濟性產生重要影響。例如，某工程，上部十八層帶一地下室，根據勘察報告 ，采用φ400預應力管樁，樁長25m，單樁承載力特征值 Ra =900kN，樁長34m，單樁承載力特征值 Ra=1300kN。采用25m 樁需要290根，采用34 m樁需要 200根。從樁本身比較兩種方案．總的樁延米數量相當，但采用25m樁為滿堂布置，筏板厚需l000 mm，而采用34m樁為墻下布置，筏板可減至 700mm，經濟性明顯。因此，認為基礎選型應作方案比較，才能選定經濟合理的方案。而對于筏板厚度的取值 ，則應考慮樁沖切、角樁沖切、墻沖切及板配筋等多方面的因素。
另外，筏板長度的設置也須研究探討，由于考慮地下室的使用合理性，常規采用設置后澆帶來解決底板超長引起的收縮及溫度裂縫，后澆帶的作用是明顯的，但也給施工帶來了不少麻煩，甚至由于處理不當而引起后澆帶漏水及裂縫。而有些高層，長寬均達100 m以上，中間就設置幾條后澆帶,也沒有其他措施，這樣是不妥當的。
4 剪力墻設計
1)布置：剪力墻布置必須均勻合理，使整個建筑物的質心和剛心趨于重合，且x，y兩向的剛重比接近。結構布置應避免一字形剪力墻，若出現則應布置成長墻(h／ω>8)；應避免樓面主梁平面外擱置在剪力墻上，若無法避免，則剪力墻相應部位應設置暗柱，當梁高大于墻厚的2.5倍時，應計算暗柱配筋 ，轉角處墻肢應盡可能長，因轉角處應力容易集中，有條件兩個方向均應布置成長墻；規范中對普通墻及短肢墻的界定是墻高厚比8倍以下為短墻，大于 8倍則為普通墻 ，這就引起高厚比為7.9倍及 8.1倍 的兩種墻的受力特性截然不同，而配筋亦大相徑庭，這顯得比較機械而不合理，因此建議布置長墻時高厚比能大于8.5。
2)配筋及構造：對于小高層住宅來說 ，剪力墻是面廣量大的，因此合理的控制剪力墻配筋對于結構安全及工程的經濟性具有十分重要的作用。
剪力墻墻體配筋(以200厚墻體為例)一般要求水平鋼筋放在外側，豎向鋼筋放在內側。配筋滿足計算及規范建議的最小配筋率即可。建議加強區 (φ10@200，非加強區φ8@200雙層雙向即可，雙排鋼筋之間采用φ6@600×600拉筋，但地下部分墻體配筋則另當別論。因為地下部分墻體配筋大多由水壓力、土壓力產生的側壓力控制，而由于簡化計算經常由豎 向筋控制，此種情況下為增大計算墻體有效高度，可將地下部分墻體的水平鋼筋放在內側，豎向鋼筋放在外側。地下部分墻體鋼筋保護層按《地下工程防水技術規范》第4.1.6條規定：迎水面保護層應大干50mm，且在保護層內按《混凝土結構設計規范》第9.2.4條規定增設雙向鋼筋網片。在這種情況下 ，很多設計人員在進行外墻裂縫驗算時有效截面高度仍按保護層50mm計算是不妥當的。當采取了雙向鋼筋網片后，計算保護層厚度至少可按 30 mm來取值，這對節省墻體配筋效果相當明顯。
剪力墻按規范應設置邊緣構件，一、二級抗震設計的剪力墻底部加強部位及其上一層的墻肢端部應設置約束邊緣構件；其余剪力墻應按《高層建筑混凝土結構技術規程》第 7.2.17條設置構造邊緣構件。現就構造邊緣構件的配筋作一點討論。
首先要區分剪力墻的受力特性及類別，即：普通剪力墻(長墻)，短肢剪力墻 ，小墻肢和一個方向長肢墻而另一方向屬短肢墻來區別對待配筋。對于普通剪力墻，其暗柱配筋滿足規范要求的最小配筋率 ，建議加強區0．7％，一般部位 0.5％；對于短肢剪力墻，應按高規第7.1.2條控制配筋率加強區1.2％，一般部位1.0％；對于小墻肢其受力性能較差，應嚴格按高規控制其軸壓比，宜按框架柱進行截面設計 ，并應控制其縱向鋼筋配筋率加強區1.2％，一般部位 1.0％；而對于一個方 向長肢另一方向短肢的墻體，設計中往往就按長肢墻進行暗柱配筋，這并不妥當，建議采取以下兩種方法：
1)計算中另一方向短肢不計入剛度，則配筋可不考慮該方向短肢影響；
2)計算中短肢計入剛度，則配筋中應考慮該方向短肢的不利影響。建議該短肢配筋率適當加強，可參考短肢墻加強區1.0％，一般部位0.8％。
剪力墻中的連梁跨度小，截面高度大，在地震作用下彎矩、剪力很大，有時很難進行設計 ，如果加大連梁高度，配筋值有時反而更大。連梁高度一般是從洞頂算到上一層洞底或從洞頂算到樓面標高。對于門洞，上述所示情況梁的高度是一樣的；但對于窗洞，連梁高度如果從窗洞算到上一層窗底 ，有時則高度太高，這樣高跨比太大，并且與計算圖形不符，相應配筋亦較大，不合理。建議連梁高度計算與設計統一規定從洞頂算到樓板面或屋面，對于窗洞樓面至窗臺部分可用磚或其他輕質材料砌筑。對于窗臺有飄窗時，可再增加一根梁，兩根梁之間用磚填充。連梁配筋應對稱配置，腰筋同墻體水平筋。
目前，各設計院在剪力墻的樓層處均設置暗梁 ，而對暗梁的作用及配筋亦各有理解。對于框架一剪力墻結構，如剪力墻周邊僅有柱而無梁時，則設置暗梁，并且要求剪力墻兩端是明柱，這是因為周邊有梁柱的剪力墻，抗震性能比一般剪力墻要好 。剪力墻結構則沒有這方面的要求，在墻板交接處設置暗梁對加強墻體整體性作用還是有的，但究竟有多大則無從確定。因此認為，就目前而言，在樓層位置設置暗梁是可行的，但沒有必要設置太大斷面及 配筋，建議底部 加強區斷 面可取墻厚×300，配筋上下各2φ16，一般部位斷面可取墻厚×250，配筋上下各2φ14即可。
5 結束語
小高層設計時，做好概念設計，根據房屋的建造地點，平立面體形，層數多少，在滿足安全性、耐久性與舒適性要求的前提下采用合理的結構體系。在構件設計中精打細算，嚴格執行規范構造要求對于整個建筑物，保證安全，降低造價影響巨大，這也是在今后設計中應該不斷提高和改進的。
關鍵詞：建筑設計；多層結構；結構設計
1 引言
結構設計是整個建筑設計過程中的一個重要的環節，對整個建筑物的外觀效果、結構穩定起著至關重要的作用。結構設計需要務實，任何一個項目設計都必須要協調好結構的設計。多層鋼結構住宅是結構住宅產業化推廣的重要組成部分，也是今后多層住宅發展的主要方向。傳統大住宅多采用磚混或混凝土結構，鋼材強度高，房屋自重輕，因此較容易實現大，靈活分隔的建筑設計理念，實現居住空間在空間和時間上的可變性。不過，在國內對多層鋼結構大住宅的研究力度還不夠。
2 多層鋼結構住宅體系的結構設計要點
2.1多層鋼結構住宅的結構布置
多層住宅鋼結構體系一般采用純框架體系，與鋼筋混凝土框架體系類似，縱、橫方向均為剛接框架，但將梁、柱改為鋼梁和鋼柱，且大多采用H型截面，其承載能力及空間剛度均由剛接框架提供，適用于無法設置支撐的建筑物。由于結構采用型鋼，故其成為施工速度最快的一種結構形式，采用該種結構體系的鋼結構住宅，柱網分布有大跨度和小開間密柱式兩類。
(l)應用于住宅的大跨度結構，合理利用鋼結構的受力特點，充分發揮鋼材作用，建筑空間開敞，平面布置靈活，空間可變性較強，但結構構件尺寸隨柱網增大而增大。受梁柱體系高跨比的限制，隨跨度的增大，結構鋼梁的高度也隨之增大，通常結構鋼梁高跨比為1: (15~20)。從結構受力分析的合理性和經濟性兩方面考慮，用于住宅的大跨度鋼結構柱網以6.0~7.2m為宜。此時結構梁高約300~500mm，按層高2.8m考慮，立面開窗高度能達1.4m以上，基本滿足住宅規范要求。雖然也有采用更大跨度結構柱網(類似于排架結構)的情況，但通常進深方向為長跨距，從經濟方面考慮，開間方向即使在層高增大的情況下也不宜過大。
(2)當建筑設計方案為每一開間均設有柱時，可采用小開間密柱式布置，一般柱距為3~5m，此結構類型因跨度小，梁、柱斷面都相對減小，在立面開窗、開門上有較大自由度，由于跨度小，結構梁柱斷面和相應的樓板厚度均減小，可減小結構自重，是較為經濟的方法。但住宅空間布局受限制較大，難以形成開敞的大空間，建筑空間的可變性仍較弱。
工程抗震經驗表明，不規則建筑結構體型對結構抗震不利，甚至會造成建筑物的嚴重破壞或倒塌，它一般分為兩類:①建筑平面不規則;②建筑結構立面和豎向剖面不規則。由于后者的危害性史大，因此多層住宅鋼結構體型宜力求規則和對稱。
2.2 連接節點設計
鋼結構節點連接是保證鋼結構安全的重要部位，對結構受力有著重要影響，是整個設計工作的關鍵環節。地震災害記錄表明，許多鋼結構都是由于節點首先破壞而導致建筑物整體破壞的，因此節點必須具有良好的抗震性能，能滿足各種不同高度的鋼結構體系相應的強度、剛度和延性要求，以確保安全可靠。節點設計一般要求遵循以下原則：(l)節點受力要力求傳力直接簡單和明確，使計算分析與節點的實際受力情況相一致;(2)保證節點連接有足夠的強度和良好的延性;(3)構件的拼接按等強度原則設計，即拼接件應能傳遞斷面的最大承載力;(4)盡量簡化節點構造，以便于加工和安裝時容易就位調整。
多層住宅鋼結構節點主要包括梁與梁的拼接節點、柱與柱的拼接節點、梁與柱的連接節點、支撐與梁柱的連接構造、柱腳的連接節點等。連接節點可分為3種形式，即鉸接、剛接和半剛接，其中半剛接因其受力難以控制，目前采用不多，故以其余兩種形式為主。 連接方法可分為焊接連接和高強度螺栓連接，焊接連接節點的焊縫尺寸及形式等可按現行規范的規定執行，焊條的選用應與被連接金屬材質適應。焊接設計中不得任意加大焊縫，焊縫重心應盡量與被連接構件重心接近。高強螺栓連接常用8.8s和10.9s兩個強度等級，根據受力特點分為承壓型和摩擦型，高強度螺栓最小規格為M12，常用的為M 16- M30，超大規格的螺栓性能不穩定，設計中應慎重使用。連接板一般采用與母材強度等級相同的鋼材，在同一節點中，采用同一直徑和同一性能等級的高強度螺栓，并進行節點連接的承載力驗算。
3 多層鋼結構住宅結構體系選型
鋼結構體系的型式有多種，但應用于住宅的主要可分為鋼框架體系，鋼支撐框架體系，鋼框架――混凝土剪力墻體系――鋼框架――核心筒，錯列桁架鋼結構等。根據已建的鋼結構住宅工程 對鋼結構住宅的結構體系做一個簡單的定性比較，見表1。根據表1多層鋼結構住宅結構體系比較分析，可以明確地得出各鋼結構體系的優缺點。從表1可知，錯列桁架鋼結構經濟性高，開間大及跨度大，比較適于作為多層鋼結構住宅的結構體系，建筑設計應與結構設計交互設計，以避免桁架對建筑平面設計的影響。
表1 多層鋼結構住宅結構體系性能比較
4 鋼結構住宅樓蓋結構分析
樓板的合理選擇關系到整個結構的安全性、經濟性，降低樓板的造價和減輕自重對整個建筑物至關重要。目前鋼結構住宅工程中常用的樓板豐要有三種形式：壓型鋼板――混凝土組合樓板：現澆混凝土樓板：預應力空心板疊合樓板。通過表格對上述三種樓蓋進行綜合比較，見表2。
表2 多層鋼結構住宅常用樓板類型綜合比較
由表2可知 預應力空心板疊合樓板比較適于作為鋼結構住宅樓蓋 這種樓蓋不僅裝配化程度高、施工效率高、自重輕、用鋼量少和造價低 而且跨度較大．整體性及抗震性能都不比現澆樓蓋差。
5 多層鋼結構住宅結構分析與設計
5.1 工程概況
本工程為6層住宅樓，首層層高3.8m,2~6層層高2.9m，分別采用鋼筋混凝上結構形式和鋼結構形式，采用90mm厚現澆鋼筋混凝上樓板。在一個住宅單元中，進深尺寸較大，除樓梯問、廚房、衛生間相對固定外。其余的廳、居室、貯藏室等均可按住戶的意愿自行安排、靈活分隔組合。墻體選用蒸壓加氣混凝土墻板。結構計算主要采用符合國內規范和規程要求的TBSA和PKPM系列軟件進行計算分析。設計方案應滿足各種結構類型設計規范和規程的要求，包括結構方案、構件選型、材料選擇、施工方案等，同時還考慮安全適用性和經濟合理性等。
(l)材料、型號和級別
對于鋼筋混凝上結構，柱采用C25混凝上，梁和板采用C20混凝上;柱和梁的縱筋采用II級鋼，其它為I級鋼;墻體采用灰砂磚砌筑。對于鋼結構，柱和梁均采用熱軋H型鋼，其余與鋼筋混凝上結構相同(稱為鋼結構①);或柱采用熱軋 H型鋼，梁采用高頻焊接薄壁H型鋼，墻體采用ALC板，其余與鋼筋混凝上結構相同(稱為鋼結構②)。
(2)荷載取值
風荷載取值為:基本風壓0.45kN/m2，地面粗糙度為B;地震烈度為7度，場地類型為二類。對于墻體采用ALC板的鋼結構，其墻體和攔河荷載標準值為:墻重分別為2.0kN/m2(150mm厚ALC板滿載)，1.6kN/m2 (150mm厚A LC板，扣除門窗荷載;或是100mm厚ALC板滿載);攔河為1.0kN/m2。其它荷載按建筑結構荷載規范(GB50009-2001)取值。
(3)結構布置
采用鋼結構的標準層結構平面布置如圖1所示。
標準層鋼結構平面布置圖
5.2 結構分析與設計
結構體系：根據上文分析及工程概況，該工程選擇交錯桁架鋼結構和鋼框架結構體系。靈活分隔部分采用錯列桁架鋼結構，該結構利用柱子、平面桁架和樓板組成空間抗側力體系，具有住宅布置靈活、結構自重輕和造價低的特點。是一種經濟、實用、高效的新型結構體系：固定部分(廚房、衛生間和樓梯間)采用鋼框架結構。桁架腹桿采用混合型桁架，這種桁架的抗側性能優于空腹桁架，抗震性能優于實腹桁架。
結構布置：住宅的開間和進深較大，由上文分析并綜合比較而選用預制預應力空心板疊合樓板。采用預制預應力空心板疊合板后結構布置采用簡單梁格方式，取消用鋼量較大的次梁。簡單梁格布置不僅可以降低結構用鋼量，而且可以增大建筑有效凈空并取消吊頂。預制預應力空心板疊合板通過與鋼梁組合作用(布置栓釘和后澆疊合層)進一步降低結構用鋼量。疊合板總厚度為200mm 其中預制預應力空心板厚度150mm，現澆疊合層厚50mm。
構件設計：交錯桁架結構中多數構件的內力以軸力為主，而且體系的抗側剛度很大 一般以強度或穩定設計來控制構件截面，比較適合采用高強度鋼材，因此該工程梁、柱、弦桿、腹桿均采用Q345鋼。交錯桁架結構中柱采用直徑為400mm，壁厚為l6mm鋼管混凝土柱，混凝土采用C60；弦桿采用HW200×200×8×12：縱向框架梁為HM294×200×8×12;直腹桿為等邊角鋼組合L100×l0；斜腹桿為等邊角鋼組合L125×8;框架結構中柱采用直徑為300mm，壁厚為10mm的鋼管混凝土柱，混凝土采用C60；梁采用HN25O×125×6×9。
結構分析：計算結果表明，水平荷載作用參與組合的工況對設計起控制作用。構件強度和穩定應力比控制在0．90以內。結構彈性層間位移角按照《建筑抗震設計規范》和《鋼結構設計規范》的相關規定來控制。結構分析結果見表3。
表3結構分析結果
節點設計：交錯桁架體系采用混合型時，橫向荷載的作用將通過平面桁架以軸力的形式傳遞給柱子．故桁架與柱子的連接按鉸接設計。此時，桁架上、下弦桿除了要承受軸力，還要承受彎矩，按照連續壓彎桿件設計，而腹桿與弦桿的節點按鉸接設計，忽略桁架腹桿次彎矩的影響。此種分析不但誤差很小,，還能改善結構的延性和增加耗能儲備。鋼框架結構的梁柱節點全部為剛節點，可有效增加結構的抗側剛度。
5.2 簡單經濟評價
在滿足各項設計指標的前提下，各構件用鋼量見表4 設計方案總用鋼量為95．55t(不包括樓板及基礎)，單位面積用鋼量為31．8kg／m2。采用鋼管混凝土柱交錯桁架結構。可以顯著降低結構的用鋼量，比其他鋼結構住宅結構體系經濟。
表4 構件用鋼量
6 結束語
【關鍵詞】新型住宅；建筑結構；設計；優化
近年來隨著我國社會經濟的不斷發展，人們的生活水平也再不斷提高，生活水平的提高使得人們對自己的居住環境有了更高的要求。而建筑的目的是為了人們居住，所以面對著人們不斷提升的居住要求，建筑的供應者和設計者開始了對建筑結構設計優化的思考。如何才能使得當今的新型住宅可以滿足人們的居住需求，同時又可以使得投資者控制建筑投資的成本，這是一個重要的問題擺在眼前。
1 建筑結構設計優化的基本理論
住宅的建筑結構可以進行設計優化的階段主要在建筑工程的決策階段、設計階段和建設階段。
建筑工程的決策階段是確定這項建筑結構優化設計所要達到的總體目標，使其可以滿足本體的功能，在最大程度上保證建筑施工的安全性，并且可以縮減投資的資金。
建筑工程的設計階段是確定建筑整體結構以及每一個子系統的優化布局。
建筑工程的建設階段的建設原則是結構設計優化，并且為了實現整體結構的優化布局組織建設好每一個子系統。
在這三個階段當中，決策階段的結構設計優化選擇是關鍵，而設計階段的結構設計優化是核心，建設階段結構設計優化是基礎。這三個階段是互相驗證、相互補充并且缺一不可的關系。
2 新型住宅建筑結構設計優化應該滿足的條件
在對新型住宅建筑結構設計優化的時候應該注意使其滿足一下基本條件。
2.1 功能性
對于住宅建筑本身而言，其目的就是為了給人類居住所用。所以建筑結構設計優化的最終目標就是為了滿足人類對于居住環境的最大化需求。所以住宅建筑的功能性方便也不再僅僅局限于傳統的實用性的功能，更是要增添住宅的格局合理性，居住環境美觀性、舒適性以及協調性等等功能。
2.2 安全性
隨著人們生活水平的不斷提高，人們對于居住環境的安全性能要求也越來越高，所以在對住宅建筑結構設計優化之中也應該將安全性能考慮到其中，比如說住宅的抗震性，建筑材料是否符合建筑標準，裝修材料是否含有有害氣體等等。建筑是人類的基礎生存環境，而只有安全的居住環境才能給人們帶來更好的生活，所以安全性是建筑結構設計優化必須要考慮的因素。
2.3 經濟性
近年來社會經濟的不斷發展，同時更多的競爭也相對的出現，所以對于建筑結構設計優化必須要從經濟型出發，這樣才能在更多更復雜的競爭下生存和發展。經濟性是指通過對整個建筑結構的優化設計，最大程度的節約各種材料和資源，達到控制和減少建筑成本的目標。
2.4 環保性
我國提出可持續發展戰略已經很多年了，但是具體的實施情況并不是很好。但是在現在的生態環境下，必須將這一戰略落實到日程上來。在建筑結構設計優化的時候必須要考慮到環保性。在建筑資源的材料選用上，在保證其功能性和安全性的同時，最大可能的選用節能環保型的材料。對于建設過程中所產生的廢舊材料進行及時的處理和合理的應用。并且在整個建設的過程中，要考慮到當地的環境特點，不要破壞自然生態的環境。
3 如何優化建筑結構設計
在對住宅建筑結構設計進行優化要從以下三方面進行設計優化。
3.1 優化建筑結構設計中選用的材料
新型住宅建筑結構所選用的材料一定要具有安全性能，比如說通過材料的配置從而達到加強構建的強度、剛性和延展性的目的。在以往的建筑工程過程中，我們發現鋼筋混凝土的建筑結構設計中，主要起到承受載體的是梁柱，所以可以打造鋼筋混凝土梁柱，這樣可以局部提高梁柱的抗壓力。在工程的實踐中，采用標號較高的鋼筋混凝土，同時減少梁柱等構件的橫截面積，這樣可以減輕結構本身的重量，同時也可以擴大住宅的使用空間。而建筑的梁板以受彎為特性，所以可以采用強度較高的鋼筋，這樣可以科學合理的減少鋼筋的使用數量。另外，建筑結構的建設者應該將鋼筋混凝土結構中鋼筋與混凝土的投放比例進行科學的合理的匹配，從而使得鋼筋混凝土復合材料發揮其特殊的復合特殊性能。而在住宅建筑結構中，結構的轉換層、受力復雜的銜接點部位與跨度較大的結構上，比較好的選擇是采用型鋼混凝土、預應力混凝土，同時可以保證住宅建筑功能性、安全性、經濟型的最大化性能的發揮。在新型住宅建筑結構設計的過程中，存在鋼筋混凝土現澆板中混凝土標號過高的情況非常之多，一味的追求高標號的混凝土是沒有任何意義的，而相反高標號的混凝土根本沒有辦法發揮其理想的強度性能，而版中鋼筋的配筋量卻隨之增加，直接導致的后果就是鋼筋的使用量增加，間接的影響到整個建筑工程投資成本的提高。
3.2 優化建筑結構設計中的構建布置
在建筑結構設計中可以優化的構建布置主要涉及到房梁、柱子、剪力墻的布置和設計。目前，很多新興住宅建設所采用的結構設計一般框架為剪力墻結構體系，這種體系主要有兩部分組成——鋼筋混凝土框架和鋼筋混凝土剪力墻。框架的梁柱為剛接，而同樣框架與剪力墻也可以為剛接，或者可以為鉸接。近年來人們對于居住環境的要求越來越高，居住內部的格局要求也不盡相同，而框架——剪力墻結構體系它具有組成使用空間靈活多變的優點，可以滿足各種各樣的格局要求。而且這種結構體系具有承載力較高、延伸性較好和整體性的優點，同時具有很強的吸收地震力的能力，有效的起到抗震的效果，從而可以在很大程度上減少整個建筑結構本身側移的可能性。因此，在建筑結構設計優化的時間過程中，對于框架——剪力墻的結構設計中，一定要確定剪力墻的剛度是否滿足強度條件，同時還必須使得結構具有一定的側向剛性。另外，框架——剪力墻結構在初步的設計階段，要確定其最優數量，從而避免重復和繁瑣的計算，這樣可以達到減少成本的目的。
隨著城市土地資源的日益稀缺，高層住宅的興起滿足了人們的居住要求。作為新型住宅房梁的選用也是至關重要的。常規的房梁雖然經濟性能較好，但是對于高層建筑來講會嚴重的影響到建筑的層高。所以我們可以選用寬扁梁來進行代替。寬扁梁可以減少量的截面高度，增加建筑物的凈高。而在建筑物總高度有限制的情況下，可以增加層數，從而獲得更多的建筑面積。
3.3 優化建筑結構的整體布局
如果說優化建筑結構設計中選用的材料合優化建筑結構設計中的構建布置都是優化一些細化的部分，那么優化建筑結構的整體布局就是要從全局的觀念來進行出發，利用結構設計中的點、線、面來確定建筑結構設計的總體布局，同時要求進一步的處理好點、線、面之間的構架關系，從而保證達到新型住宅建筑設計的國家質量使用標注，實現其功能性、安全性和經濟型的三重目標。
對于現階段新型住宅建筑結構優化的方法應該還有很多種，本文只是根據自己的意見闡述了一些觀點，希望能對新型住宅建筑結構設計優化有所幫助。
參考文獻
[1]鄒俊.建筑結構設計優化方法在房屋結構設計中的現實應用[J].應用技術，2010（10）
[2]歐煥林.高層剪力墻住宅結構優化設計[J].科技信息，2011（7）
關鍵詞：房屋住宅；建筑結構；地基設計
中圖分類號：TU47 文獻標識碼：A 文章編號：
一、住宅結構設計存在的問題及其原因分析
1.1 防火設計問題比較突出
一些設計人員對防火規范、規定不熟悉，對建筑物分類有錯誤，導致在設計中對防火標準執行有誤，消防處理不當，存在許多安全隱患；一些重要場所的安全疏散出口、疏散門開啟方向不正確，影響安全疏散；有些設計中的防火分區面積過大，防火間距過長，設計存在隨意性；有些消防設施設計不合理、不配套，建筑物一旦失火，消防設施將不能有效發揮作用。
1.2 部分結構設計不合理, 安全隱患比較多
如《建筑抗震設計規范》第7.1.8 條(強制性條文)規定“底部框架-抗震墻結構，上部的砌體抗震墻與底部的框架梁或抗震墻應對齊或基本對齊”。有些設計把底層設計成大空間，抗震墻很少，上部砌體抗震墻大部分與底部的框架梁或抗震墻不對齊，造成結構體系不合理，傳力不明確；有些設計中抗震分類、場地類別選用錯誤，導致整個結構設計錯誤。一些混凝土構件，特別是懸挑構件的最小配筋率達不到要求，有的相差一半，有的甚至一半都達不到；有些設計中荷載取值沒有按規范要求來確定，存在漏算錯算現象；有些結構設計與提供的計算書不一致，結構強度遠遠低于計算結果，設計存在嚴重安全隱患。
1.3 設計深度達不到規定要求
一些設計人員制作圖紙“偷工減料”，設計粗糙，過于簡單，施工圖中應有的系統圖、大樣圖、相關剖視圖漏缺；一些重要的、應該用圖紙反映的內容只標注“見圖集”、“由設備廠家確定”等，施工圖設計表述不全，細部大樣不詳，不能反映工程的全貌；一些重要的設計依據、設計參數、工程類別、安全等級、耐火等級、防火消防處理等在設計總說明中沒有標明或交待不全。這些問題的產生，有的是由于設計人員沒有對一般住宅尤其是多層住宅設計引起高度重視，盲目參照或套用其他的設計的結果；有的則是由于設計過程中對設計規范和設計方法缺乏理解；還有的是由于設計者的力學概念模糊，不能建立正確的計算模式，對結構電算結果也缺乏判斷正確與否的經驗。
二、住宅結構設計的規范要求
為避免出現上述結構設計問題，在住宅結構設計時首先必須從結構計算和構造上滿足規范的相關要求。
2.1 結構計算應注意的問題
（1）免荷載計算的錯誤。諸如漏算或少算荷載、活荷載折減不當、建筑物用料與實際計算不符，基礎底板上多算或少算土重。
（2）底框砌體結構驗算。底部剪力法僅適用于剛度比較均勻的多層結構，對具有薄弱層的底層框架混合結構，應考慮塑性變形集中的影響，通常對底層地震剪力乘以1.2～1.5 的增大系數；底層框架混合結構的剪力分配不能簡單地按框架抗震墻的方法。因為底層框架結構中只有底層框架抗震墻，應采用雙保險的方法，抗震墻承擔全部剪力，框架按剛度比例承擔剪力。剛度計算時，框架不折減，抗震墻折減到彈性剛度的20%～30%；應考慮底層框架柱中地震作用產生傾覆力矩所引起的附加軸力。
（3）避免樓板計算中方法不正確。連續板計算不能簡單地用單向板計算方法代替；雙向板查表計算時，不能忽略材料泊松比的影響，否則由于跨中彎矩未進行調整，將使計算值偏小。
（4）對電算結果的正確性作出有效評價。目前結構計算大多采用結構設計計算程序進行計算，如何對計算結果進行分析、評價，是一個非常重要的方面。因此必須根據工程設計的經驗對計算結果進行分析、判斷，根據其正確與否，決定能否作為施工圖設計的依據。
2.2 構造設計應注意的問題
（1）注意構件最大配筋率和最小配筋率的限值。尤其是在抗震設計中既要保證建筑結構在地震發生時具有一定的延性，又必須滿足最小配筋的要求。
（2）嚴格按照規范要求，保證鋼筋在各個部位所需滿足的錨固、延伸和搭接長度，材料選用也必須滿足強度要求。
（3）為了防止屋面溫度應力引起的墻體開裂，必須采取有效的通風融熱措施。
（4）按抗震構造要求設置的構造柱，應在整個建筑物高度內上下對準貫通，上至女兒墻壓頂，下至淺于500mm 基礎圈梁，或伸入室外地面以下500mm 的構造柱與圈梁、樓板和墻體的拉接必須符合規范要求。
三、住宅結構設計的概念設計與地基設計
3.1 必須及早介入建筑結構的概念設計
住宅設計無論是多層磚混或框架剪力墻結構，都不同于以往的靜力設計，必須從抗震的角度，采用兩個階段設計來實現3個水準的設防要求。為此，結構設計人員必須及早介入建筑結構的概念設計，否則將會導致建筑結構設計的不合理，給以后的結構設計帶來難度。
（1）對一般多層砌體住宅結構，應按《建筑抗震設計規范》要求做到優先采用橫墻承重或縱橫墻共同承重的結構體系: 縱橫墻的布置宜均勻對稱，沿平面內宜對齊，沿豎向應上下連續；樓梯間不宜設置在房屋的盡端和轉角處；不宜采用無錨固的鋼筋混凝土預制挑檐。
（2）對鋼筋混凝土多、高層結構住宅，力求做到結構布置盡量采用規則結構。對復雜結構，可以設置防震縫，把它分割成各自規則的結構單元。結構布置以少設縫為宜，一旦設縫，則應使防震縫的設置與伸縮縫、沉降縫相統一；框架與抗震墻等抗側力結構應雙向布置，以便各自承擔來自平行于該抗側力結構平面方向的地震力；框剪體系的各抗側力結構要形成空間共同工作狀態，除了控制抗震墻之間樓、屋蓋的長寬比及保證抗震墻本身的剛度外，還需采取措施，保證樓、屋蓋的整體性及其與抗震墻的可靠連接。
3.2 加強住宅地基結構設計
為防止或減少由于地基沉降或不均勻沉降引起的構件開裂或破壞，可以從建筑措施、結構措施、地基和基礎措施方面加以控制。諸如:避免采用建筑平面形狀復雜、陰角多的平面布置；避免立面體形變化過大；將體形復雜、荷載和高低差異大的建筑物分成若干個單元；加強上部結構和基礎的剛度；同一建筑物盡量采用同一類型基礎并埋置于同一土層中等一系列措施。地基的結構設計應分別就高層建筑與多層建筑考慮不同的設計。
（1）對高層建筑來說，由于需要一定的埋置深度，從經濟的角度考慮，基礎一般采用樁箱或樁筏結合的形式。此時應保證箱體的整體剛度，群樁布置的形心應與上部結構重心相吻合；當土層有較大起伏時，應使用同一建筑結構下的樁端位于同一土層中，并應考慮可能產生的液化影響。
（2）對多層建筑而言，從經濟的角度考慮，一般不愿意采用長樁的方案。但對軟土層覆蓋層厚度較大的地區，一般都需要經過地基處理的方式來達到控制建筑物沉降的目的。常用的軟土地基處理方式類型較多，但在選擇地基處理方案前，必須認真研究上部結構和地基兩方面的特點及環境情況，并根據工程設計要求，確定地基處理范圍和處理后要求達到的技術指標，以及各種處理方面的適用性。同時綜合考慮處理方案的成熟程度及施工單位的經驗，進行多方案比較，最終選定安全實用、經濟合理的處理方案。地基經處理后，還必須滿足規范所規定的強度和變形要求。
【關鍵詞】住宅；結構設計；問題；規范
1.住宅結構設計存在的問題及其原因分析
（1）設計深度達不到規定要求一些設計人員制作圖紙“偷工減料”，設計粗糙，過于簡單，施工圖中應有的系統圖、大樣圖、相關剖視圖漏缺；一些重要的、應該用圖紙反映的內容只標注“見圖集”、“由設備廠家確定”等，施工圖設計表述不全，細部大樣不詳，不能反映工程的全貌；一些重要的設計依據、設計參數、工程類別、安全等級、耐火等級、防火消防處理等在設計總說明中沒有標明或交待不全。
這些問題的產生，有的是由于設計人員沒有對一般住宅尤其是多層住宅設計引起高度重視，盲目參照或套用其他的設計的結果；有的則是由于設計過程中對設計規范和設計方法缺乏理解；還有的是由于設計者的力學概念模糊，不能建立正確的計算模式，對結構電算結果也缺乏判斷正確與否的經驗。
（2）防火設計問題比較突出一些設計人員對防火規范、規定不熟悉，對建筑物分類有錯誤，導致在設計中對防火標準執行有誤，消防處理不當，存在許多安全隱患；一些重要場所的安全疏散出口、疏散門開啟方向不正確，影響安全疏散；有些設計中的防火分區面積過大，防火間距過長，設計存在隨意性；有些消防設施設計不合理、不配套，建筑物一旦失火，消防設施將不能有效發揮作用。
（3）部分結構設計不合理，安全隱患比較多如《建筑抗震設計規范》第7.1.8條規定“底部框架―抗震墻結構，上部的砌體抗震墻與底部的框架梁或抗震墻應對齊或基本對齊”。有些設計把底層設計成大空間，抗震墻很少，上部砌體抗震墻大部分與底部的框架梁或抗震墻不對齊，造成結構體系不合理，傳力不明確；有些設計中抗震分類、場地類別選用錯誤，導致整個結構設計錯誤。一些混凝土構件，特別是懸挑構件的最小配筋率達不到要求，有的相差一半，有的甚至一半都達不到；有些設計中荷載取值沒有按規范要求來確定，存在漏算錯算現象；有些結構設計與提供的計算書不一致，結構強度遠遠低于計算結果，設計存在嚴重安全隱患。
2.住宅結構設計的概念設計與地基設計
2.1必須及早介入建筑結構的概念設計
住宅設計無論是多層磚混或框架剪力墻結構，都不同于以往的靜力設計，必須從抗震的角度，采用二階段設計來實現三個水準的設防要求。為此，結構設計人員必須及早介入建筑結構的概念設計，方案設計階段應正確把握建筑結構的概念設計，對不同形式的住宅建筑掌握各自概念設計中容易疏忽的要點。
（1）對一般多層砌體住宅結構，應按《建筑抗震設計規范》要求做到優先采用橫墻承重或縱橫墻共同承重的結構體系：縱橫墻的布置宜均勻對稱，沿平面內宜對齊，沿豎向應上下連續；樓梯間不宜設置在房屋的盡端和轉角處；不宜采用無錨固的鋼筋砼預制挑檐。
（2）對鋼筋混凝土多、高層結構住宅，力求做到結構布置盡量采用規則結構。對復雜結構，可以設置防震縫，把它分割成各自規則的結構單元。結構布置以少設縫為宜，一旦設縫，則應使防震縫的設置與伸縮縫、沉降縫相統一；框架與抗震墻等抗側力結構應雙向布置，以便各自承擔來自平行于該抗側力結構平面方向的地震力；框剪體系的各抗側力結構要形成空間共同工作狀態，除了控制抗震墻之間樓、屋蓋的長寬比及保證抗震墻本身的剛度外，還需采取措施，保證樓、屋蓋的整體性及其與抗震墻的可靠連接。
2.2加強住宅地基結構設計
為防止或減少由于地基沉降或不均勻沉降引起的構件開裂或破壞，可以從建筑措施、結構措施、地基和基礎措施方面加以控制。諸如：避免采用建筑平面形狀復雜、陰角多的平面布置；避免立面體形變化過大；將體形復雜、荷載和高低差異大的建筑物分成若干個單元；加強上部結構和基礎的剛度；同一建筑物盡量采用同一類型基礎并埋置于同一土層中等一系列措施。地基的結構設計應分別就高層建筑與多層建筑考慮不同的設計。
（1）對多層建筑而言，從經濟的角度考慮，一般不愿意采用長樁的方案。但對軟土層覆蓋層厚度較大的地區，一般都需要經過地基處理的方式來達到控制建筑物沉降的目的。常用的軟土地基處理方式類型較多，但在選擇地基處理方案前，必須認真研究上部結構和地基兩方面的特點及環境情況，并根據工程設計要求，確定地基處理范圍和處理后要求達到的技術指標，以及各種處理方面的適用性。同時綜合考慮處理方案的成熟程度及施工單位的經驗，進行多方案比較，最終選定安全實用、經濟合理的處理方案。地基經處理后，還必須滿足規范所規定的強度和變形要求。
（2）對高層建筑來說，由于需要一定的埋置深度，從經濟的角度考慮，基礎一般采用樁箱或樁筏結合的形式。此時應保證箱體的整體剛度，群樁布置的形心應與上部結構重心相吻合；當土層有較大起伏時， 應使用同一建筑結構下的樁端位于同一土層中，并應考慮可能產生的液化影響。
3.住宅結構設計的規范要求
3.1構造設計應注意的問題
（1）按抗震構造要求設置的構造柱，應在整個建筑物高度內上下對準貫通，上至女兒墻壓頂，下至淺于500mm基礎圈梁，或伸入室外地面以下500mm的構造柱與圈梁、樓板和墻體的拉接必須符合規范要求。
（2）為了防止屋面溫度應力引起的墻體開裂，必須采取有效的通風融熱措施。
（3）注意構件最大配筋率和最小配筋率的限值。尤其是在抗震設計中既要保證建筑結構在地震發生時具有一定的延性，又必須滿足最小配筋的要求。
（4）嚴格按照規范要求，保證鋼筋在各個部位所需滿足的錨固、延伸和搭接長度，材料選用也必須滿足強度要求。
3.2結構計算應注意的問題
（1）避免樓板計算中方法不正確。連續板計算不能簡單地用單向板計算方法代替；雙向板查表計算時，不能忽略材料泊松比的影響，否則由于跨中彎矩未進行調整，將使計算值偏小。
（2）避免荷載計算的錯誤。諸如漏算或少算荷載、活荷載折減不當、建筑物用料與實際計算不符，基礎底板上多算或少算土重。
（3）對電算結果的正確性作出有效評價。目前結構計算大多采用結構設計計算程序進行計算，如何對計算結果進行分析、評價，是一個非常重要的方面。因此必須根據工程設計的經驗對計算結果進行分析、判斷， 根據其正確與否，決定能否作為施工圖設計的依據。
（4）底框砌體結構驗算。底部剪力法僅適用于剛度比較均勻的多層結構，對具有薄弱層的底層框架混合結構，應考慮塑性變形集中的影響，通常對底層地震剪力乘以1.2～1.5的增大系數；底層框架混合結構的剪力分配不能簡單地按框架抗震墻的方法。因為底層框架結構中只有底層框架抗震墻，應采用雙保險的方法，抗震墻承擔全部剪力，框架按剛度比例承擔剪力。剛度計算時，框架不折減，抗震墻折減到彈性剛度的20%～30%；應考慮底層框架柱中地震作用產生傾覆力矩所引起的附加軸力。
4.結語
高層建筑結構設計是一個復雜的過程，應從結構的概念設計著手、加強住宅地基結構設計。針對當前設計質量狀況，設計單位應加強內部的質量管理，設計管理部門要加大對設計質量的監督管理，結合施工圖設計審查、專項檢查、質量抽查等工作，加強對業主、勘察、設計單位的市場監管力度。
【參考文獻】
[1]李桂勇.淺談住宅結構設計的通病[J].山西建筑，2003（08）.
關鍵詞：房屋住宅；結構設計；建筑
隨著我國城市化進程不斷發展和加快，及國民經濟的高速發展，我國房屋住宅建筑的需求也日益增多，這也給房屋住宅建筑設計帶來了諸多挑戰。在這樣的情況下，如何設計出較為舒適、安全經濟的房屋，現在已經成為施工人員要面對的問題。
1.某工程案例概況
某小區工程占地面積20987平方米，總建筑面積是62340平方米。這些面積里含有南北兩排高級住宅綜合樓和東西兩側的公建。地上8層是南側的住宅綜合樓,地上8～10層是北側住宅綜合樓。這些住宅綜合樓均為剪力墻結構,南樓局部設有框支梁。東側公建是高配套商業用房,框架結構，地上為2層，西側公建是文化娛樂、健身中心，框架結構，地上4層。
1.1 工程案例設計原則及特點
（1）設計原則。在這個房屋工程案例中，我們要本著鋼筋混凝土建筑結構設計與建筑、設備和施工密切配合，施工人員做到安全適用、技術先進、經濟合理的這個大原則，如果條件允許還要采用新技術、新工藝和新材料來加以保證施工的質量。
該結構的設計還要重視結構選型和構造，施工人員一定要選擇抗震及抗風性能好而經濟合理的結構設計方案。在這一抗震設計中，應保證結構整體抗震性能，使整個結構有足夠的承載力、剛度和延性。
（2）設計特點。這個設計還要考慮軸向變形問題。施工人員在考慮軸向變形時，要考慮施工過程中分層施加豎向荷載這一因素，不能簡單的按一次加載考慮，否則會出現一些不合理的計算結果，打比方說鄰近剪力墻和筒體的上層框架柱，在豎向荷載作用下出現拉力；上層框架梁出現過大彎矩和剪力等。另外，隨著樓層的不斷增加，水平荷載作用下結構的側向變形迅速增大。
除此之外，還有框架結構體系的應用。眾所周知，框架結構體系一般用于鋼結構和鋼筋混凝土結構中，由梁和柱通過節點構成承載結構，框架形成可靈活布置的建筑空間，具有較大的室內空間，使用較方便。由于框架梁柱截面較小，抗震性能較差，剛度較低，建筑高度受到限制；剪切型變形，即房間側移隨著層數的增加而減小；框架結構主要用于不考慮抗震設防、層數較少的高層建筑中。在考慮抗震設防要求的建筑中，應用不多；高度一般控制在70m以下。
1.2工程案例設計技術措施
該工程是房屋住宅整體結構，采用的是剪力墻體系，針對該工程結構的特點，我們采取的具體技術措施如下：
（1）高差懸殊問題。我們設置兩道沉降縫將南北住宅綜合樓與中間地下汽車庫完全脫開，沉降縫寬度為100mm，縫內用粗砂填實。
（2）大跨度樓板解決辦法。該工程結構最大板塊跨度為12．8m×14．7m，根據筆者的實際施工工程經驗確定板厚為320mm。首先采用普通混凝土結構經過詳細計算，在較大配筋率（0．65%）情況下承載力極限狀態可以滿足，混凝土相對受壓區高度（0．14）不超限。
（3）樓板錯層的解決。經分析，該工程兩個地方都出現錯層集中現象，剪力墻兩側層高分別為2.8m、3.0m，這樣就使得樓板層層交錯，而且錯層部位樓板高差不一致。
我們可以采用加強錯層部位剪力墻厚度的辦法來解決，將該部位剪力墻厚度調整為400mm，以提高剪力墻平面外剛度；剪力墻抗震等級提高一級，剪力墻分布鋼筋配筋率提高到0．5%，并適當增加暗柱數量和配筋等。在結構計算上就采用彈性樓板假定。
1.3 需要注意的問題
在當前房屋建筑住宅結構設計中，構造柱經常被作為承重柱使用，這種方法將引起以下幾個問題。
構造柱作為承重柱使用后，使得構造柱提前受力，而且結構一旦遭遇地震作用時，在構造柱位置必然形成應力集中，首先會被破壞。這樣構造柱不但起不到其應有的作用，反而會成為房屋結構中的一個薄弱部位。
構造柱一般生根于地圈梁中，沒有單獨的設基礎，構造柱兼作承重柱使用后，柱底基礎的抗沖切、抗彎部及局部承壓強度必然不能滿足這個要求。柱底基礎一旦發生沖切或局部承壓將出現裂縫。
在實際建筑施工設計中，在無地下室的鋼筋混凝土多層框架房屋，獨立基礎埋置較深。在一0．05m左右設有基礎拉粱時，應將基礎拉粱按層1輸入。其架結構應盡量避免設置鋼筋混凝土樓電梯小井筒，因為井筒的存在會吸收較大的地震剪力，相應地減少框架結構承擔的地震剪力，而且井筒下基礎設計也比較困難，故這些井筒多采用砌體材料做填充墻形成隔墻。當必須設計鋼筋混凝土井筒時，井筒墻壁厚度應當減薄，并通過開豎縫、開結構洞等辦法進行剛度弱化；配筋也只宜配置少量單排鋼筋，以減小井筒的作用。設計計算時，還應按帶井筒的框架復核，并加強與井墻體相連的柱子的配筋；此外還要特別指出，對框架結構出屋頂的樓電梯間和水箱間等，應采用框架承重，不得采用砌體墻承重，而且應當考慮鞭梢效應乘以增大系數，雨篷等構件應從承重粱上挑出，不得從填充墻上挑出，樓梯粱和夾層梁等應承重柱上，不得支承在填充墻上。
在框架結構設計中，施工設計人員如果只注意了橫向框架的設計，而忽視了縱向框架現行建筑抗震設計規范要求水平地震作用應按兩個主軸方向分別計算，各方向的地震作用應由該方向的抗側力構件來承擔。即在框架結構設計中，縱向框架與橫向框架有同等的重要性。非抗震設計時，一些結構設計者把縱向框梁按普通連續梁進行設計，梁柱的節點和框架中的縱筋、箍筋的配置均無法滿足框架梁、柱的構造要求。由于沒有考慮地震的縱向作用，在實際設計中經常出現梁的支座負筋，跨中縱筋及箍筋的配置均不滿足要求的現象。
參考文獻
[1]魏志剛.淺談高層住宅小區建筑設計的要點[J].中國房地產業，2011(8).
[2]李艷麗.高層住宅小區地下室車庫結構設計[J].土木建筑學術文庫，2011，15(1).
關鍵詞：住宅結構設計；磚砌體結構；樓層剛度問題；基礎設計問題
中圖分類號：TU318 文獻標識碼：A
1 磚砌體結構問題
剪力墻結構是當前建筑工程中常采用的一個設計方式，它能夠通過具有較高牢固性和凝固性的混凝土和鋼筋對建筑底層進行設計并且對建筑上層完成一個多層砌體結構。在整個剪力墻結構中，對上層的多層砌體結構設計施工時期關鍵設計和施工環節，也是整個建筑結構設計中的重點所在。當前的建筑結構設計人員普遍存在對建筑立面造型過度重視，而導致建筑結構設計存在諸多問題，真正投入施工后的建筑工程往往會出現挑梁裂縫、支柱裂縫等工程質量問題。若是深究其裂縫產生的原因，那就是設計人員在對建筑結構進行設計時未對建筑挑梁的承載能力進行準確計算，反而過于增加設計中的建筑可使用面積，從而造成建筑內部結構以及各部分的載重能力和所需載重出現不協調，最終導致裂縫的產生。現在大部分建筑設計單位所采用的建筑工程結構設計方式都存在其不合理之處，這種普遍現象導致建筑工程挑梁裂縫產生的普遍性，增加了建筑住宅使用的安全隱患。若想從根本上解決挑梁裂縫問題，就必須對建筑內部結構的受力和承載能力進行仔細計算和分析，并科學的安排建筑結構的施工順序和施工環節。
建筑砌體結構的設計質量關系到整個建筑工程結構的安全性，因此，針對如何做好建筑砌體結構設計工作，筆者結合自己的經驗并查閱部分書籍，提出以下幾點建議：首先，應當注重橫墻承重的計算與結構布置。橫墻的設計能夠大大增加建筑的抗震性和牢固性以及使用的安全性，因此，要增加在建筑設計中橫墻的數量。而且，還需要對橫墻的結構設計以及施工材料進行質量提升，結構設計上可以采取剪力墻結構來增加其抗剪性，施工材料上要保證采購材料的質量以及強度，并增加軸壓力，從而打造隔斷與承重兼顧的二合一墻體。其次，應當合理設計縱橫墻的承重設計，在結構布置上更加重視共同承重。如果建筑物的房間面積較大，就可以適當調整沿進深方向的梁支，使其能夠承于縱墻之上，這樣就可以讓縱墻承重。此外，樓板也需要采用縱向擱置的辦法，讓橫墻也可以參與承重，這樣不僅可以有效地提高墻體的剪切能力，而且還能夠滿足建筑工程的抗震需求。
2 樓層剛度問題
建筑設計人員的專業水平將直接決定整個建筑設計方案的科學性、經濟性以及其可行性。由于設計人員缺乏相應的專業素質，在進行樓層剛度設計工作時，無法準確的運用公式理論監理模型來進行計算，從而導致樓層剛度設計的失準。在現行的計算模型中，樓層剛度計算公式所建立的計算模型較為精準，但是它同樣也具備其缺陷和不足，對建筑內部的形變無法準確分析，但若是連這一計算模式建立都無法其精準性，那根本無從談起樓層剛度設計的質量高低。所以，為了保證樓層剛度設計的質量，要以剛性樓面為設計首選，除特殊情況外不選用樓層大開洞的結構設計方案，而且還需要注意一系列的設計問題。若是樓層結構設計的計算結果表面樓層的剛性數據不達標，那么可以采取增設連系梁板的方法來增強樓層的剛性數據，當然還可以利用其它方式來提高樓層的剛性，但是要注意這些方式的最終目的是為了保證樓層剛性數據達到要求標準。
3 屋面梁與配筋問題
在很多住宅結構設計方案中，為了追求建筑結構建模的簡便，往往會將下層梁的尺寸標準直接應用到屋面梁的設計中，通常會出現屋面梁配筋較少的問題，如果屋面梁所處的環境中出現溫差過大，或者受到混凝收縮的影響，就可能因為配筋數量不夠導致裂縫的出現。因此，在屋面梁的結構設計中，應當確保鋼筋骨架的剛度，避免出現梁腹等部位出現裂縫，如果梁腹板的高在450mm 以上，就必須要增設腰筋，并且應當控制好梁腹板的間距，使其間距不大于200mm，之后可以利用拉筋勾連的方式進行結構設計。
4 地基與基礎設計問題
整個建筑的各部分之間是相互聯系的，建筑地基以及建筑的內部基礎結構之間更是能夠都成一個穩定的結構，若是能夠有效的發揮這個結構的作用，將對整個高層建筑穩定性和安全性起到關鍵性作用。但是，我國建筑行業在很長一段時間都將這幾個部分分割、分立了，即便是現在，還有部分建筑企業在進行建筑基礎結構設計時存在著這樣設計誤區。當然，這并能說明我國的建筑設計行業的落后，這一設計問題的主要原因是相應計算設備和計算方法的先進性不足。在這種科學性和合理性不足的計算方法和計算設備下進行建筑基礎和地基設計往往會忽略建筑建筑基礎結構之間的聯系性，導致設計數據的偏差和基礎結構設計圖紙的不合理，從而造成整個建筑的質量和安全性存在隱患。
5 配筋和構造問題
建筑結構構件的配筋率是關乎構件質量以及整個建筑結構設計合理性的關鍵所在，在進行設計工作時，必須明確每一個構件的配筋率取值范圍。建筑的抗震要求決定了其結構必須具備一定的延性，而這也要求了建筑構件配筋率要達到最低要求標準。在進行建筑結構配筋率設計時，要嚴格按照相關規定以及工程結構需求進行設計，而且要保證配筋率的設計滿足建筑結構其他部分的設計需求。另外，建筑屋面的溫度控制也是保證建筑質量的重要環節，對屋面通過散熱通風措施等來控制其溫度，能夠有效避免屋面墻體出現裂縫的問題。最后，建筑結構設計必須滿足建筑的抗震要求，尤其是在地震高發區進行建筑結構設計。
結語
綜上所述，建筑企業若想在未來的建筑行業競爭中獲取更多的主動權，就必須加強對建筑結構設計的重視。這不僅是因為建筑結構設計決定著一項建筑施工項目的質量、安全性、可靠性更是因為建筑結構設計將決定一個建筑使用質量，它是與居民生命財產安全息息相關的。而且，這也是建筑企業在這個競爭激勵的建筑市場中獲取更多市場份額的依靠所在。所以，必須重視對土木工程建筑結構的設計，從美觀、安全性、可靠性以及科學性幾點去提高其結構設計的質量。
關鍵詞：防范；結構設計；通病
中圖分類號：S611 文獻標識碼：A 文章編號：
一、住宅結構設計的通病
1.重柱截面高度設計過小
設計中好多工程受到尺寸限制或考慮美觀等其他原因，往往把承重柱截面高度設計過小，致使梁柱的線剛度比增大，導致大于4的情況，此時梁可簡化為簡支梁，柱則按軸心受壓計算，雖較易進行受力分析，但卻給建筑結構留下了安全隱患。主要因為此種做法忽略了梁柱間的剛結作用，結構一旦受荷后，柱頂抗彎強度必然不能滿足要求，柱子與梁底相交處較易出現“塑性餃”。這樣以來，房屋結構一旦遭遇地震作用時，將會遭到破壞，也違背了抗震設計中“強柱弱梁”原則。
2.樓板設計常見問題分析
樓板作為建筑結構中的主要承重構件之一，它的設計安全與否將關乎梁、墻、柱等構件的安全。樓板設計時為了計算方便，設計人員草率地將雙向板作為單向板進行設計計算，致使配筋嚴重不符，一個方向配筋過大，另一方向配筋不足，很容易使板出現破壞裂縫。再就是當樓板承受線荷載時的彎矩計算問題，在住宅建筑中，往往在樓板上布置裝飾隔墻，設計中應將此部分的線荷載換算成等效均布荷載，然后進行板的配筋計算。這些簡單的設計問題看似無所謂，但是一旦遭遇地震或其他偶然荷載，房屋的結構就會造成破壞，后果非常嚴重。
3.在框架設計中忽視了縱向框架
在框架結構設計中，縱向框架與橫向框架具有同等的重要性。設計人員對于非抗震設計，縱向梁按連續梁進行設計，框架中的縱筋、箍筋的配置還有梁柱節點的配筋都不能滿足構造要求，習慣的，不考慮地震荷載的縱向作用，常常出現支座負筋，箍筋及跨中縱筋不足的狀況。
4.梁高選用過小
實際設計中，設計人員常常只對梁的強度、剛度進行驗算，忽略了對梁撓度的驗算，梁高度配置過小，從力學上講，必將引起梁截面的受壓區應力過大，正常使用時，該受壓區會發生非線性徐變，梁的撓度位移隨時間的積累不斷增大，從而引起樓板出現裂縫，裂縫寬度也會伴隨著梁撓度的增大而增大，最終影響房屋的正常使用，對房屋的耐久性非常不利，這是非常不符合房屋的“耐久、美觀、經濟適用”設計原則的。
5.連續梁按單梁進行設計
在陽臺邊梁的設計當中，由于邊梁上的受荷一般較小，一般不會引起設計人員的足夠重視，為簡單起見，設計人員經常把實際的連續梁按單跨簡支梁進行設計，導致梁在支座處上部負筋配置過小，這樣做的后果是引起梁在支座附近上部受拉區出現豎向裂縫，繼而引起梁上部欄板出現豎向裂縫，導致整體陽臺出現安全隱患，甚至在陽臺邊梁突遇偶然大荷載時會發生斷裂破壞，這給居民的安全造成嚴重影響和不安全因素。
6.設置多道防線
在進行房屋結構設計時，安全是第一位的，設置多道防線，形成多重安全保障是設計人員需要考慮的，一旦遭遇結構破壞，所有抵抗外力的結構構件都在“層層把關”、通力合作。比如說，在剪力墻設計中，設置多肢墻要比單片墻好，框架剪力墻要比純框架好等，這些都體現了設置多道防線的設計思路。這對我們設計人員來講應該形成一種設計習慣，在日常設計中，能夠較為嫻熟的進行運用，使設計的房子不僅堅固耐久，而且即使遭遇地震也不至于發生倒塌破壞，從而切實保障人民的生命財產安全。
二、質量通病的防治
要想防治住宅工程質量通病，就必須把好工程建設中的三道關：設計源頭關、施工過程關和分戶驗收及竣工驗收關。這三道關是工程建設中的三個重要環節，同時也是容易產生質量通病的三個環節。
1.把好設計源頭關。設計單位和設計人員應對工程質量通病進行深入研究，并在施工設計圖中體現出具體防治措施，如對砌體、屋面、防水、門窗等易產生質量通病的部位制定具體的防裂、防滲、防漏措施，并繪制詳細的施工大樣圖，將設計從“粗”做到“細”，在確保設計結構安全的基礎上進一步體現以人為本，從源頭上避免質量通病的發生。對施工圖進行審查時，也需要在這些方面嚴格把關。
2.把好施工過程關。施工階段是將圖紙變為實物的階段，也是最容易出現問題的階段。只有切實把好施工關，才能將出現質量問題的概率降到最低。
（1）按圖施工，杜絕隨意改動圖紙的行為。對于容易產生質量通病的關鍵部位和節點，一定要按圖施工。對于這一點，現場監理要發揮應有的監督檢查作用，同時監督機構也要加強抽檢。
（2）控制原材料質量。當前，工程建設中使用假冒偽劣材料的違規行為屢見不鮮。而原材料質量將直接決定工程質量，如很多墻體開裂都是由于砌體、砂漿強度不達標引起的，大多河南華宸工程建設有限公司謝永信漏水現象是因為使用了不合格的防水材料造成的。因此，在工程建設中，應杜絕使用不合格原材料，以免引發質量問題。
（3）施工工藝合理。當前，我國建筑業的一線施工人員大多來自農村且未經專業培訓，他們對施工工藝和施工方法的掌握往往比較欠缺，這也是導致工程質量通病多發的一個重要原因。為解決這一問題，建筑企業應加強對一線施工人員的技術培訓，切實提高勞動者的素質，同時要大力推廣一些行之有效的施工工藝和方法。此外，還要加強施工管理人員及技術人員對相關規范和標準的學習，提高施工企業管理人員的技術水平，確保其掌握工程質量通病的發生規律和預防措施。應注意選擇技術能力強、經營管理好的施工隊伍，并對施工隊伍進行定崗培訓，要求持證上崗，同時建立施工人員花名冊，定期對其進行考核。改進施工操作工藝，對于一些落后的、不能保證施工質量的施工工藝要及時淘汰或改進，同時要加強管理力度，以防發生工程質量通病。
3.把好分戶驗收和竣工驗收關。在這一環節，要注意以下兩個問題。（1）嚴格貫徹落實住宅工程分戶驗收制度。加強過程控制，嚴格分戶驗收把關，并注意加強對分戶驗收質量的監督抽查。對于未通過分戶驗收或分戶驗收不認真、走過場的，一律不得同意組織單位工程的竣工驗收。（2）嚴格貫徹落實住宅工程竣工驗收制度。目前，各方普遍重視工程結構質量，但往往會忽略細部驗收。工程竣工驗收作為工程竣工前對工程質量的最后一次把關，有必要對易產生質量通病部位，如墻體、屋面、衛生間、廚房、管道、欄桿等，加強檢查，從嚴把關，盡量在住宅工程投入使用前消除質量通病。
三、結束語
綜上所述，房屋設計是關鍵，結構設計無小事，我們只有把結構設計時看似不起眼的細節做好，做細，才能保證房屋的建筑結構安全，才能給房屋以后的施工帶來安全和方便，重點應該注意防止構造柱產生應力集中、承重大梁下的柱子宜按承重柱設計、防止承重柱截面高度設計過小、勿把雙向板作為單向板進行設計、注意隔墻線荷載的換算、重視框架設計的縱向框架設計、梁高配置不宜過小、勿把陽臺邊梁看做單跨簡支梁設計、注意房屋安全多重防線設計等。
參考文獻：
關鍵詞：住宅建筑，結構，地基，配筋構造，設計方案
Abstract: in this paper, the residential structure optimization design of each link are analyzed in detail.
Keywords: residential building, structure, the foundation, constructional reinforcement, the design scheme
中圖分類號：TU318 文獻標識碼：A 文章編號：
前言
隨著國民經濟的迅速發展，住宅建筑越來越商品化，作為投資方總是希望利潤最大化。由此在結構設計時不僅要滿足“規范加計算”，而且還要在安全、符合現行國家規范前提下，從各個環節進行優化設計，多個方案做比較，使最終的成品要安全可靠、經濟合理，節能節材，降低造價。
1設計方案
住宅建筑單元設計時，當住戶較多，為了使每一戶都有良好的通風采光，必然就會出現外伸翼塊的布置，當外伸翼塊的長度不大于其寬度時，可認為外伸翼塊的側向擺動與單體的核心部分同步不產生或產生極其微弱的附加內力，則外伸翼塊可以自由地存在；若外伸翼塊長度大于寬度，則需在外伸翼塊之間設梁加以連結，使外伸翼塊之間以外伸翼塊與核心部分之間成為一個整體，結構概念上即同層的墻柱不產生相對位移，當建筑物承受較大的水平荷載作用時，不至于在外伸翼塊的根部產生拉力而出現裂縫。這樣的拉結，在某種程度上符合結構整體計算時樓板為無限剛度的假設，具體設計時，外伸翼塊之間的連結梁倒不一定每層都設，有規律地每隔2-3層設一道或空幾層設幾層，不僅結構上是允許的，而且可以給建筑立面設計提供更廣闊的構思天地。連結梁除自重外似乎無甚荷載作用，即使結構整體計算中，反映出的梁內力和配筋也不大，但實際上該梁承受的內力要比普通框架梁復雜得多，由于其具體特殊的作用，故設計中其配筋通常需按連結梁的構造要求給予配置。本工程樓層最大位移：X方向地震力作用下的樓層最大值層間位移角：1/1394；Y方向地震力作用下的樓層最大值層間位移角：1/1220；高規規定剪力墻結構樓層最大值層間位移角限值:1/1000。
2基礎及地基設計分析
高層建筑基礎的合理選型與設計是整個結構設計中的一個極其重要和非常關鍵的部分。基礎的工程造價在高層建筑整個工程造價中所占的比例較高，尤其在地質條件比較復雜的情況下更是如此。所以選用合理的基礎形式或地基處理方式，對降低工程造價起著至關重要的作用。某工程地基承載力特征值為250kPa，基底壓力為415kPa，天然地基不能滿足設計要求，根據工程地質勘查報告，可采取鉆孔灌注樁或CFG樁復合地基，就這兩種處理方案在滿足承載力和變形的前提下加以比較。方案一：采用泥漿護壁鉆孔灌注樁，樁徑φ800，樁長18米，樁數174根。混凝土用量1574m3，鋼筋用量45t。方案二：采用長螺旋鉆孔泵壓CFG樁復合地基，樁徑φ400，樁長15米，樁數523根。混凝土用量985m3。初步估算，方案一造價為313.2萬元，方案二造價為34.5萬元，僅為方案一的11%。由此可見選用CFG樁進行樁-土復合地基的設計，充分發揮樁間土的承載力作用，可減少樁的數量或樁長，節約了混凝土和鋼筋用量，從而達到降低整個工程造價的目的。
3樓層結構設計
住宅建筑的樓層結構通常布置梁板式，梁板式結構布置應避免有隔墻就設梁的陳舊設計方法，因為該方法會形成多得多重梁搭梁，荷載傳力路線過長弊端。此外，樓層梁多了會影響施工進度，更不利于住戶日后對平面布置變換，具體設計中要解決的就是板上隔墻荷載的受力和傳遞問題。正確合理的設計應是：當隔墻平行于單向板的受力方向時，應在墻下的板中加筋，隔墻大部分荷載傳給單向板支承的墻（或梁），當隔墻垂直于單向板之受力方向，尤其隔墻長度小于板之長度時，則應將隔墻化為板面等效均布荷載，此時所有的受力鋼筋都起承受隔墻的作用，當隔墻位于雙向板上，同樣應將隔墻化為板面等效均布荷載，板的兩向受力筋都起作用。設計實踐證明，按上述原則布置樓層樓板，特別是采用了輕質隔墻材料時，則結構受力合理，結構自重輕、施工方便快捷，使用效果良好。
4配筋及構造
對于小高層住宅來說，剪力墻是面廣量大的，因此合理的控制配筋對于結構安全及工程的經濟性十分重要。
1）墻體配筋（以200厚墻體為例）一般要求水平鋼筋在外側，豎向鋼筋在內側。配筋滿足計算及規范建議的最小配筋率即可。建議加強區Φ10@200，非加強區Φ8@200雙層雙向即可，采用Φ6@600x600拉筋。但地下部分墻體應當別論。因為其配筋大多由水、土等產生的側壓力控制，簡化計算經常按豎向筋控制，此種情況下為增大計算墻體有效高度，可將地下部分墻體的水平筋放在內側，豎向鋼筋放在外側。地下部分墻體鋼筋保護層按《地下工程防水技術規范》第4.1.6條規定：迎水面保護層應大于50mm，且在保護層內按《混凝土結構設計規范》第9.2.4條規定增設雙向鋼筋網片。在這種情況下，很多設計人員在進行外墻裂縫驗算時有效截面高度仍按保護層50mm計算，是不妥當的。當采取了雙向鋼筋網片后，計算保護層厚度至少可按30mm來取值，這對節省墻體配筋相當明顯。
2）剪力墻中的連梁高跨比大于5，在地震作用下彎矩、剪力很大，有時很難進行設計，如果加大連梁高度，配筋值有時反而更大。連梁高度一般是從洞頂算到上一層洞底或從洞頂算到樓面標高。對于門洞，上述梁的高度是一樣的；但對于窗洞，連梁高度如果從窗洞算到上一層窗底，有時則高度太高，這樣高跨比太大，且與計算圖形不符，相應配筋亦較大，不合理。連梁高度統一規定從洞頂算到樓板面或屋面，對于窗洞樓面至窗臺部分可砌筑填充墻。對于窗臺有飄窗時，可再增加一根梁，兩根梁之間砌筑填充墻。連梁配筋應對稱配置，腰筋同墻體水平筋。
3）目前，在剪力墻的樓層處均設置暗梁，而對暗梁各有理解。筆者認為對于框架-剪力墻結構，如剪力墻周邊僅有柱而無梁時，則設置暗梁，并且要求剪力墻兩端是明柱，這是因為周邊有梁柱的剪力墻，抗震性能要比一般剪力墻要好。剪力墻結構則沒有這方面的要求，在墻板交接處設置暗梁對加強墻體整體性作用還是有的，但究竟有多大尚無定論就目前而言，在樓層位置設置暗梁是可行的，但沒有必要設置太大斷面及配筋，建議底部加強區斷面可取墻厚x300，配筋上下各2Φ16，一般部位斷面可取墻厚x250，配筋上下各2Φ14即可。
關鍵詞: 住宅綜合樓；結構設計；技術措施
一、工程概況
該工程占地面積22161m2,總建筑面積68740m2。主要包括南北兩排高級住宅綜合樓和東西兩側公建。南側住宅綜合樓(B～G座)地上8層,北側住宅綜合樓(J～R座) 地上8～10層。南北住宅綜合樓均為剪力墻結構,南樓局部設有框支梁。東側公建(H 座)地上2層,為高配套商業用房,框架結構；西側公建(A座)地上4層,為文化娛樂、健身中心,框架結構。南北住宅綜合樓均設有兩層地下室,南樓地下2層戰時為六級人防物資庫、平時為汽車庫,北樓地下2層為設備用房,南北樓地下1層均為自行車庫。南北住宅綜合樓中間局部設有地下室,位于地下2層,為單純汽車庫,其西側局部從地下2層至地面為游泳池,框架結構(局部含有剪力墻)。
兩棟住宅綜合樓中間地面擬建社區公園,有假山、音樂噴泉、熱帶樹木、草坪、健身器材、夜景照明等。工程地下2層及首層平面如圖1、圖2所示。
二、工程特點
本工程整體設計思路要求典雅、高級、舒適。建筑立面風格追求歐式古典主義,平面布置講究高度靈活性,可以居住、辦公。為追求大尺度,部分戶型房間開間達到12.8m,進深達到14.7m。戶型建筑面積在200～500m2,頂層帶躍層。由于開發商要求功能多樣化、適應性強、個性鮮明,使得建筑設計平面與立面復雜、多變。所以與一般工程相比,本工程有鮮明特點,結構設計不利因素相對集中,體系相對復雜,給結構設計帶來了很大難度,其結構特點具體體現在以下幾個方面:
1.高差懸殊(住宅綜合樓與汽車庫高差達8～11層)；
2.超長混凝土結構(地下2層建筑長度達177m)；
3.大跨度樓板(最大板跨12.8m)；
4.錯層集中(兩個部位剪力墻兩側層高分別為218m、3.0m,樓板層層交錯設置)；
5.不規則坡屋頂(四坡屋項帶老虎窗)，
6.部分剪力墻不能直接落在基礎上(主要為南樓折線形外墻)。另外,本工程部分地下室設有人防層、游泳池。
三、技術措施
緣于本工程復雜性,經過反復論證、綜合分析比較,確定設計原則如下:
住宅整體結構采用剪力墻體系,墻體厚度為300mm到頂,局部樓電梯間處墻厚200mm,以提高結構整體性以及抗側移剛度,并可以滿足“新規范”對剪力墻厚度的要求。
樓板采用大板塊現澆預應力混凝土結構。
針對該工程結構特點,具體技術措施如下:
1.高差懸殊問題
設置兩道沉降縫將南北住宅綜合樓與中間地下汽車庫完全脫開,沉降縫寬度為100mm,縫內用粗砂填實。具置詳見圖1地下2層結構平面圖。
2.結構超長問題
從地下1層開始設置伸縮縫將南北住宅綜合樓分成若干單體,縫寬100mm。仍然超長的設置伸縮后澆帶,后澆帶寬800mm,主體結構施工完后兩個月用高一強度等級混凝土并加適量微膨脹劑澆灌,附加溫度鋼筋,加強施工養護,以解決混凝土結構超長問題。具置詳見圖2。
3.大跨度樓板問題
本工程結構最大板塊跨度為12.8m×14.7m,根據工程經驗確定板厚為280mm。先采用普通混凝土結構經過詳細計算,在較大配筋率(0.65%)情況下承載力極限狀態可以滿足,混凝土相對受壓區高度ξ(0.14)不超限。但是正常使用極限狀態下裂縫寬度驗算為ωmax=0.35mm,超過限值ωlim=0.3mm；板塊最大撓度為f=0.0698m,遠遠超出限值[f]=0.043m,無法滿足正常使用極限狀態下裂縫寬度與撓度驗算的要求。
經分析比較,認為配置預應力鋼筋是比較合理的,配筋率比較經濟,撓度和裂縫問題均能很好解決,并可達到建筑上靈活設置隔墻、家庭辦公等要求。另外,在板塊上部中間部位增設溫度鋼筋,以提高樓板抗變形能力。
4.樓板錯層問題
由于開發商特殊要求,本工程兩個部位出現錯層集中現象,剪力墻兩側層高分別為218m、310m,具體為Q、R座中間墻,J、K座中間墻。這樣使得樓板層層交錯,而且錯層部位樓板高差不一致,如圖3 所示。
由于樓板起到傳遞和分配水平力的作用,樓板錯層造成局部應力集中和剪力墻平面外、平面內短墻受彎等情況,對結構十分不利。
五、地基基礎
根據本工程詳細“地勘”報告,地基持力層為第四紀沉積粘質粉土、砂質粉土④層,地基承載力標準值綜合取值為fk=160kPa,地下水近3～5年最高水位為自然地面下3m。
根據地基承載力標準值經深度修正已達到f=260kPa(基礎埋深為自然地面下9m),以層數較多的北樓為代表,結構豎向力標準值(D+L)為246kPa,地基承載力完全可以滿足要求,采用天然地基沒有問題。地下室抗浮驗算也無問題。中間地下汽車庫采用上反肋梁式筏形基礎,底板厚500mm,基礎梁800mm×1200mm；南樓亦采用上反肋梁式筏形基礎,底板厚1000mm,基礎梁800mm×1200mm；北樓采用平板式筏形基礎,沿墻體做暗梁,底板厚1000mm。
南北樓基礎底板系根據板格跨度及施工方便,綜合考慮統一確定厚度為1000mm。
基礎亦在適當位置設置伸縮后澆帶,具置同上部結構,詳見圖1地下2層結構平面圖。
結束語
通過本工程設計實踐,對結構設計有了更廣泛了解和深入體驗,并獲得了一些新的認識。
1.現階段建筑方案復雜、多變,造成工程中結構不利因素過于集中。結構師有必要在方案階段引導建筑師重視結構問題,根據建筑物高度、使用功能等合理地選擇結構體系,恰當地設計建筑物的平面形狀以及體型,對結構進行合理布置,以求做到建筑美觀、結構安全、經濟適用。
2.結構師要全面了解各種結構形式的受力特點、關鍵部位、關鍵構件。對于復雜工程,分析歸納其結構特點,有針對性地采取技術措施,合理地簡化計算模型,才能從整體上把握工程,很好地解決實際問題。做到既符合規范要求,又滿足工程需要。
關鍵詞：高層住宅；剪力墻結構；結構設計
Abstract: with the rapid development of China's real estate industry, shear wall residential increasingly extensive application in engineering. How to ensure the security of the premise, to better meet the economic and the applicability of the shear wall residential, is a key problem to be solved in structure design. The author discusses the attention should be paid to shear wall residential structure design problems, for reference.
Key words: high-rise shear wall structure; structure design;
中圖分類號： TB482.2文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（2013）
一、基礎形式的選取
高層住宅的基礎類型，應根據地基性質、結構類型、荷載特點、施工條件等因素慎重選擇。主要有箱型基礎、樁基、鋼筋混凝土筏形基礎等。
1.1 箱型基礎由于本身具有很大的剛度和整體性，可將上部結構荷載有效地擴散傳至地基， 同時又能調整與抵抗地基的不均勻沉降，從而減少不均勻沉降對上部結構的不利影響。因此箱型基礎適合上部結構荷載大而地基土又比較軟弱的情況采用。
1.2 樁基具有承載力可靠、 沉降小的優點， 適合軟弱地基土及可能液化地基土。目前， 高層住宅的樁基大多選用鉆孔灌注樁。它具有適應性強，不受樁徑、樁深的限制，基本上適用各類土層。在施工時不會引起土體隆起和水平擠力，不會損壞建筑物場地內外的土質結構和的構筑物。
1.3 雖然箱型基礎和樁基在高層住宅中應用很廣泛，但施工過程中可能會受到許多不確定因素的影響，在滿足安全、經濟和適用的前提下可以采用筏形基礎，并且筏形基礎在高層建筑中屬于比較經濟的基礎形式。筏形基礎的基礎費用（包括基坑支護和開挖施工）約占建筑總造價的10％～20％，施工工期約占建筑總工期的20％～25％，而樁基則其所占比例分別為20％～30％和30％～40％，從以上數據可以看出，筏形基礎的經濟效益比較明顯。筏形基礎可以是梁板式筏基或平板式筏基。梁板式筏基的梁可以正放也可以反放，正放筏板的表面較平整，使用方便也便于排水，但施工復雜，由于基礎梁截面高度大必然增大基礎埋深， 增加基礎挖土量和護坡量。反放施工方便，但往往需要設置架空地坪以滿足使用、排水和防潮的要求。平板式筏基具有模板簡單，施工方便，防水卷材容易施工的特點。
當建筑物層數較多，剪力墻的布置比較稀疏時，宜優先采用平板式筏基。基礎底板的厚度，首先是由內力確定的。一般情況下，板厚由沖切承載力確定，沖切承載力滿足后，其它如彎矩一般都能滿足要求。并可根據剪力墻的布置情況和荷載分布情況，取用不同的厚度，沒有必要為了和大跨統一整體加大筏板厚度，造成不必要的基礎土方量和混凝土用量。
二、剪力墻的合理布置
剪力墻結構中，剪力墻宜沿主軸方向或其他方向雙向布置；抗震設計的剪力墻結構，應避免僅單向有墻的結構布置形式以使其有較好的空間工作性能，并宜使兩個受力方向的抗側剛度接近。剪力墻的布置要均勻，數量要適當，過多過少都不利。剪力墻布置過少，結構的抗側剛度不夠；剪力墻布置過多，墻體得不到充分利用，結構抗側剛度過大，會使地震力增大，結構重量也增加，不一定有利。
剪力墻墻肢截面宜簡單、規則。門窗洞口宜上下對齊、成列布置，形成明確的墻肢和連梁。抗震設計時，一、二、三級抗震等級的剪力墻的底部加強部位不宜采用錯洞墻；一、二、 三級抗震等級的剪力墻均不宜采用疊合錯洞墻。另外剪力墻宜自下到上連續布置，避免剛度突變。
三、上部部分結構構造措施
3.1 關于轉角窗的加強措施
很多建筑師為了滿足甲方要求，設計出大量立面造型新穎獨特的高層建筑。其中轉角窗以它室內可視角度開闊，室外立面造型豐富在建筑設計中被廣泛采用。 但對于結構來說， 這卻是一個相對薄弱的位置，需要對這一部分的結構構件采取加強措施。通常采用以下幾個辦法：
a.適當加厚轉角窗處的樓板，一般根據跨度的大小，有轉角窗位置的板厚宜控制在 140~150mm，且應采取雙排雙向通長配筋，并宜直通伸入相鄰房間板內適當長度，板的配 筋 率不宜小于0.25~0.30％；
b.設置斜向暗梁或斜向配筋，暗梁也需要有一定的寬度，至少取400 寬，沒有條件設暗梁時應在板下配置斜向配筋，且要錨入角窗兩端的邊緣構件內；
c.角窗洞邊的暗柱宜按約束邊緣構件設計，適當增大邊緣構件的截面及配筋。
3.2 高連梁的腰筋
高連梁的腰筋不滿足要求是設計人員經常忽略的問題。《高層建筑混凝土結構技術規程》（以下簡稱為《高規》）第7.2.26-4 規定：“墻體水平分布鋼筋應作為連梁的腰筋在連梁范圍內拉通連續配置；當連梁的高度大于700mm 時，其兩側面沿梁高范圍設置的縱向構造鋼筋（腰筋）的直徑不應小于10mm，間距不應大于 200mm；對跨高比不大于 2.5 的連梁， 梁兩側的縱向構造鋼筋（腰筋）的面積配筋率不應小于 0.3％”。
3.3 結構平面開大洞造成樓板弱連接
很多工程由于建筑要求需要樓板有較大的凹入或開洞口，使結構樓板在此處有較大削弱， 形成細腰、 弱連接。在結構設計時應考慮結構樓板削弱產生的不利影響。《高規》第 4.3.8 條針對樓板開大洞口從構造上提出了加強措施：
a.加厚洞口附近樓板，提高樓板的配筋率， 并采用雙排雙向配筋， 或加配斜向鋼筋；
b.在洞口邊緣設置邊梁、暗梁，在樓板洞口角部集中配置斜向鋼筋；
c.適當加大洞口處邊梁兩側的腰筋以提高梁的抗扭能力和弱連接樓板平面內的承載能力。
3.4 墻體配筋不滿足要求
《高規》第 7.2.20 條規定 “房屋頂層剪力墻以及長矩形平面房屋的樓梯間和電梯間剪力墻、 端開間的縱向剪力墻、端山墻的水平和豎向分布鋼筋的最小配筋率不應小于 0.25％，鋼筋間距不應大于200mm”。
3.5 控制剪力墻平面外彎距
很多臨街的高層住宅都有一層或幾層商業裙房， 即為商用， 要求的開間進深都比較大， 就會出現樓面梁一側搭在框架柱，一側搭在剪力墻上，或者一側搭在框架梁一側搭在剪力墻上， 這就形成了樓面梁與剪力墻的垂直單面相交， 即對剪力墻產生平面外彎距。這種情況應當根據《高規》第 7.1.7 條采取加強措施，如沿梁軸線方向設置與梁相連的剪力墻，但這一條一般很難實現，很可能從使用上不能滿足建筑要求，只能退而求其次，采取加扶壁柱或加暗柱甚至在剪力墻內設置型鋼的方法。有時還會出現樓面梁上皮配筋較大，墻厚不滿足框架梁縱向鋼筋的水平錨固長度的問題，解決這一問題，除了盡量采用較小鋼筋直徑外，還可以將梁設計為鉸接或半鉸接，絞接或半絞接可以通過彎距調幅來實現，此時應相應增大梁跨中的配筋。
3.6 地下室頂板問題
地下室頂板作為重要的，荷載較大且受力復雜的樓板， 應比一般樓板有更高的要求。 首先， 避免在地下室頂板開設大洞口；其次，地下室頂板都應采用現澆梁板結構，普通地下室頂板厚度不宜小于160mm，宜采用雙排雙向配筋；作為上部結構的嵌固部位的地下室頂板厚度不宜小于180mm，混凝土的強度等級不宜小于C30，應采用雙排雙向配筋，且每個方向的配筋率不應小于 0.25%。地下室頂板作為上部結構的嵌固部位時，地下室層數不宜小于二層，應能將上部結構的地震力傳遞到全部地下室結構。另外，考慮到施工荷載， 地下室頂板的活荷載不宜小于5.0kN/m2。
3.7 剪力墻開結構洞問題
《高規》第 7.1.5 規定 “較長的剪力墻宜開設洞口，將其分成較為均勻的若干墻段， 墻段之間宜采用弱連梁連接，每個獨立墻段的總高度與其截面高度之比不應小于2。墻肢截面高度不宜大于8m”。其目的是使墻段成為以彎曲破壞在先，剪切破壞在后的高墻，避免矮墻。
3.8 廚房、衛生間輕質隔墻的荷載計算
在現在設計的住宅、公寓等工程中，為了尋求大開間，也為了將來業主能更好按著自己的意愿裝飾，廚房，衛生間一般不降板，邊緣也不設樓層梁，這樣一些輕質隔墻就直接作用在樓板上，這一部分荷載如何考慮呢？在《建筑結構荷載規范》附錄B中對這種情況有解釋，但是計算起來比較麻煩。一般設計院在進行結構設計時，通常將這部分輕質隔墻的荷載加到恒載當中，即將恒載加大 1 ~1.2kN/m2，當分隔墻數量較多或重量較大時也可加大到 1.5kN/m2，這可以靈活掌握。
3.9 屋面上重新生根墻或柱
現在很多的高層住宅樓不再是以前的“火柴盒”，也要求美觀大方，有造型。于是建筑便常在屋面上做些文章，比如起個花架等，但這些后起的墻或柱有時不完全甚至完全不在剪力墻上，需要重新生根。這時為了安全起見，重新生根的剪力墻或柱要有雙向的拉接，即要在屋面板上設置縱橫兩個方向的上返梁（梁下返一般會影響樓下住戶的使用），上返梁最好也做寬，以便墻或柱的主筋好生根；生根墻或柱的樓板也需要人為加厚，可以做到150mm，甚至大跨可以做到180mm，鋼筋也需要雙排雙向全部拉通。
四、結束語
總之，剪力墻高層住宅越來越多，甲方對含鋼量的控制也越來越嚴格，各個審查機構對設計圖紙的要求也越來越嚴格，設計時如何把握好合理性，經濟性至關重要。
參考文獻：
