基于民用建筑结构设计的问题分析

【摘要】民用建筑是直接为广大人民日常生活服务的建筑工程，其普遍性和重要性不言而喻，民用建筑对建筑质量的要求很高，建筑质量的高低直接关系到广大人民的人身舒适度和生命财产安危。本文探讨了民用建筑设计中的问题，对民用建筑设计中的技术问题提出了见解。

【关键词】民用建筑；结构设计；问题；建议

民用建筑工程与人们的生活和生产密切相关，建筑质量的好坏很大程度上与设计质量优劣有关。相对而言，民用建筑设计工作繁重而又责任重大，直接影响到建筑物的安全性、舒适性、耐久性和经济性。

一、建筑结构设计的概念及基本内容

简单的说，结构设计就是使用结构的语言形式来表达出设计者（建筑师或者工程师）的设计理念。而所谓的结构语言就是指一种提炼出的结构元素。这个结构元素包含了很多方面，有墙、柱、梁、板以及楼梯等等。通过这些结构元素的运用来组成建筑物的一个结构体系以及承重体系等。简要的说，结构设计也分为上部结构设计以及下部结构设计。

建筑结构中的基本内容又包括两个方面，一是结构设计的程序。在一个建筑的设计中，除了结构设计以外，还有给排水设计以及暖气通风设计、电气设计等等。无论是哪个部分的设计都要求具备美观性、功能性以及经济性和环保性的特征。建筑物要想有效的发挥其功能，就必须在建筑结构设计上格外注意，因为这也是保证建筑物质量的一个基础；二是结构设计的要求。对于建筑物结构设计的计算要求对构件在正常状态和极限承载能力的状态下进行计算。例如疲劳强度的验算等。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。对于抗震的设计也是非常重要的，我国对于抗震设防的烈度一般在六到九度，还可以根据建筑物所在地区的不同以及建筑物的结构类型和高度等实际情况采取不同的抗震等级标准。而抗震等级不同，那么在计算和构件等方面的要求也就有所不同。

二、民用建筑对结构设计的新要求

1、材料和资金的节省

因土地、能源和材料价格的持续上涨，开发商要求设计单位必须注意材料和资金的节约，这一点符合结构设计的指导想“安全适用，经济合理”。要从根本上做到经济，结构设计人员必须把握好民用建筑结构的概念设计。

2、民用建筑的高层化

高层民用建筑与其他高层建筑最大的不同在于业主对于房屋基于居住目的的功能诉求，如采光、通风、居住面积与层高、振动舒适度等。结构设计师要解决这些复杂的技术难题，必须依靠结构设计理论的不断发展和创新，以及结构计算分析软件的开发和应用。

三、民用建筑结构设计基本原则

结构设计遵循的基本原则是：安全可靠、经济合理、符合规范、施工方便。

1、安全可靠，规范施工

设计人员应尽量规范自己的行为，使民用建筑的结构设计达到行业标准。在对建筑进行结构体系、结构荷载、刚度、强度、结构、计算、布置等方面的设计工作时，设计人员不仅要做到不违反政府出台的相关强制性条文，还应该尊重细节，严格执行相关的规章制度。

2、经济合理

民用建筑结构设计不仅要符合安全可靠的原则，还应该考虑到经济合理的原则，不能过度浪费，保证在正常的施工条件下，施工建筑按照我国规范设计，确保工程安全顺利开展。

3、施工方便

进行民用建筑结构设计时要遵守方便施工的原则。例如：不可使混凝土强度和等级的种类过多，这样不仅影响施工造价，而且对工程质量产生一定影响。所以在一个构件内配筋不应太复杂，注意钢筋的根数和直径的种类不应太多。

四、民用建筑结构设计中的问题

1、构造设计的问题

构造设计的问题中主要存在于地基基础设计以及框架结构设计中。前者是设计中经常出现的问题。高层建筑基础在有效的埋置深度上经常出现不足的情况。如果对于柱基的类型选择不当的话对于其施工上的操作可行性以及完工质量都可能造成严重影响，还可能对周围的施工环境带来损坏。而当桩间距不够，不符合相关的规定的时候，尤其是锚桩和试桩的间距经常被设计者忽略，这都会对试桩结果的正确性造成较大影响。此外，当桩身的钢筋笼不够长时，其在挤土灌注桩的时候就可能无法穿越软弱土层的深度，不符合相关的桩基规范，这也是建筑设计中常常出现的问题。对于框架结构设计，一般设计者很容易忽视纵向框架而只重视横向框架。根据我国现行的抗震设计要求，应该按照两个主轴的方向来进行分别的计算。当不进行抗震设计时，一些设计人员将纵向框架按照普通的连续梁来进行设计，这也是不符合相关的构造要求的。

2、设计深度不达标

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。

3、结构计算的问题

对建筑物结构计算的问题主要体现在荷载取值不当、对底框砌体结构进行验算的问题和结构周期折减系数的确定上。比如对于民用多层框架的建筑在采取独立基础的情况下，一般其地基的主要受力部分没有软弱黏性土层的时候，如果建筑物的高度没有超过八层，并且其高度在25米以下，是作为一般性的民用房屋，或者是荷载相当的厂房时，就没有必要去验算地基的抗震承载力了，不过在设计其基础时还是要考虑到风荷载的作用。所以风荷载的输入是必须的，无论其是否位于地震区或者是否是高层建筑。只有当刚度较为均匀的多层结构才可以适用底部剪力法，如果其结构中具有薄弱层，那么就必须对其塑性变形集中造成的影响进行考虑；另外，框架结构等因为有填充墙，所以其实际刚度比计算刚度更大，而实际的周期又小于计算的周期，所以计算出的地震剪力一般是要偏小的，结构就存在一定的安全隐患，所以对计算周期进行折减就显得非常必要。

五、针对解决民用建筑结构设计存在的问题的建议

1、投入新技术，推广钢结构建筑

随着时代的发展，科技的进步，新技术的投入使建筑设计也必须做到与时俱进。新式的钢结构和钢筋混凝土结构投入建筑工程，不仅降低了建筑成本，提高了投资效益，还提高了建筑工程的质量，因此，在建筑工程中，加大新技术的投入与应用，是发展民用建筑的有效手段。

2、推广预应力大板结构的应用

所谓预应力大板结构就是在柱基之间布置一些明梁。这种大板的使用不仅在建筑整体的稳定上有很大程度的提高，而且更大限度的提升了楼层的净高，使楼层层高获得更大的空间，这民用建筑中可以说是一个质的提高，随着预应力技术的成熟，不断被应用到建筑工程中，现在已得到广泛重视。

六、结束语

民用建筑的结构设计是一个十分复杂的系统，这不仅要求设计者在设计建筑结构时要严格计算每个构件，掌握每一个要点；还要求他们在对建筑物的整体结构进行宏观和细节上的设计时要严格按照国家制定的相关标准来操作，同时还应加强对建筑结构的抗震概念设计及性能设计，以提高我国民用建筑结构的设计水平，进而使我国建筑质量有质的飞跃。

参考文献：

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