关于住宅建筑结构设计重点问题的讨论

摘要：住宅建筑工程是一种特殊商品,工程投资大、建设周期长,其工程结构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。

关键词：住宅建筑；结构设计；质量

中图分类号：TU3文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）

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,住宅建筑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、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。

1. 住宅结构设计存在的问题

1.1结构设计不合理

《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,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。

1.2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;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。

1.3防火设计问题

一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。

2. 构件布置方案

力学模型由构件组成，构件的布置既要满足建筑的功能要求，又要结构合理。合理的构件布置，能提高住宅的有效适用面积，能营造一个舒适的空间环境，因而，设计中应该反复推敲构件的布置方案。

2.1基础

基础形式类型较多，需根据建筑物的规模，建筑场地的具体情况选择合适的基础。特别是设计外地项目时，宜先调查当地基础设计的习惯做法，以免自己设计的基础成本较当地高。

2.2梁

内部梁要布置在户内功能分界线上，尽可能不使梁破坏使用空间，梁不要影响灯具的布置。梁优先藏在填充墙内，当梁不在墙内时，梁底净高不宜小于2.4m。住宅层高较小，梁高通常受到限制，所以梁的跨度不宜过大。

2.3板

板作为水平构件，对地震力、风荷载的传递起重要作用。刚性楼板假定和按弹性板设计对计算结果有一定的影响，如位移比等总体参数需选择刚性楼板假定，而配筋计算就可以不选择强制刚性楼板假定。通常设计人员对板认识不足，认为是次要构件，而忽视了对板的精心设计。板根据跨度合理选择板厚度，悬挑板跨度不宜大于1.2m。同时，由于商品混凝土楼板开裂现象比较严重，各地编制的住宅通病防治导则对板作出了许多具体的设计要求。如规定了最小板厚，设置双层双向配筋的具体部位等等，设计中要遵守这些要求。

2.4竖向构件

竖向构件的布置宜均匀对称，纵横向宜对齐成榀，这有利于抗震设计。高层不应采用单跨框架。柱截面可以沿房屋高度分段变截面，至屋面混凝土剪力墙厚度可变但长度不宜变化。竖向构件的布置数量由轴压比，房屋刚度等参数来控制。竖向构件的尺寸规范有专门的构造要求。如柱分柱、极短柱和超短柱，墙有长肢墙和短肢墙之分。对底层为小商场的商住楼时，竖向构件的布置需兼顾商场的使用，尽量使柱布置在拐角或边上，不要妨碍通道和影响营业区域的布置。竖向构件的布置要尽可能考虑到业主对房屋的改造。

3.构件设计应注意的问题

3.1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。

3.2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。

3.3为了防止屋面温度应力引起的墙体开裂,必须采取有效的通风融热措施。

3.4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。

4. 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。

4.1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。

4.2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。

5. 结构设计中的抗震问题

砌体结构因其构件组成和连接方式的内在原因，具有脆性性质，其抗剪、抗拉、抗弯强度都较低，再加上近几年人们在住宅设计时充分考虑人的居住心理，大客厅小卧室，扩大厨房与卫生间的面积，其抗震性能及抗破坏能力又大大降低，具体表现在：

5.1大客厅常导致内纵墙中断，往往只剩两道外纵墙，而且这两道外纵墙的相对位置都有洞口，大客厅还经常导致横墙间距大于4.2m的房间面积超过同层面积的1/4甚至更多，地震时纵墙被破坏往往是因为横墙间距过大或者楼(屋)盖刚度较差而在平面外受弯受剪，在窗口上下截面处出现水平裂缝，同时，纵横墙的连接处，因为受到两个方向地震力地作用受力复杂，容易产生应力集中，若施工时纵横墙不同时交错砌筑，又缺乏足够的拉结，则地震时连接处容易产生纵向裂缝，严重时纵横墙拉脱，出现纵墙外闪以至倒塌。

5.2同一户内房间面积种类多，悬殊大，表面尺寸变化大，常导致横墙多数不能对齐，不能满足抗震设计规范的要求。

5.3住宅的结构形式随住户的要求变化较大，复式与错层结构因受老百姓的欢迎而修建较多，复式结构的楼梯间没有像一般房间的楼盖形成空间的盒子结构因而空间刚度较差，且顶层休息平台以上外纵墙为一层半高，稳定性较差，同时，这两种结构造成局部高大房间，此部分的刚度与质量与其它部分截然不同，影响了整体的抗震能力。

5.4住户在装修时开凿墙体损伤结构的情况时有发生，有些墙虽然不是承重墙，但开凿后对抗震能力是有影响的。