时间：2023-01-09 11:30:55
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇住宅结构设计，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
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
中图分类号：TU318 文献标识码：A 文章编号：
前言
高层住宅分别有框架结构、异形柱框架结构、框架剪力墙结构、剪力墙结构、短肢剪力墙结构几种结构形式。其设计是一项繁重而又责任重大的工作,它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,住宅结构设计人员常常会发生种种概念和方法上的差错，造成结构的安全系数的降低。
1、工程概况
某建筑工程占地面积22161m2,总建筑面积68740m2。主要包括南北两排高级住宅综合楼和东西两侧公建。南侧住宅综合楼(B～G座)地上8层,北侧住宅综合楼(J～R座) 地上8～10层。南北住宅综合楼均为剪力墙结构,南楼局部设有框支梁。东侧公建(H 座)地上2层,为高配套商业用房,框架结构；西侧公建(A座)地上4层,为文化娱乐、健身中心,框架结构。南北住宅综合楼均设有两层地下室,南楼地下2层战时为六级人防物资库、平时为汽车库,北楼地下2层为设备用房,南北楼地下1层均为自行车库。南北住宅综合楼中间局部设有地下室,位于地下2层,为单纯汽车库,其西侧局部从地下2层至地面为游泳池,框架结构(局部含有剪力墙)。
两栋住宅综合楼中间地面拟建社区公园,有假山、音乐喷泉、热带树木、草坪、健身器材、夜景照明等。工程地下2层及首层平面如图1、图2所示。
图1 地下2层结构平面图
图2 首层结构平面
2、工程特点
本工程整体设计思路要求典雅、高级、舒适。建筑立面风格追求欧式古典主义,平面布置讲究高度灵活性,可以居住、办公。为追求大尺度,部分户型房间开间达到12.8m,进深达到14.7m。户型建筑面积在200～500m2,顶层带跃层。由于开发商要求功能多样化、适应性强、个性鲜明,使得建筑设计平面与立面复杂、多变。所以与一般工程相比,本工程有鲜明特点,结构设计不利因素相对集中,体系相对复杂,给结构设计带来了很大难度,其结构特点具体体现在以下几个方面:
(1)高差悬殊(住宅综合楼与汽车库高差达8～11层)；
(2)超长混凝土结构(地下2层建筑长度达177m)；
(3)大跨度楼板(最大板跨12.8m)；
(4)错层集中(两个部位剪力墙两侧层高分别为218m、3.0m,楼板层层交错设置)；
(5)不规则坡屋顶(四坡屋项带老虎窗)，
(6)部分剪力墙不能直接落在基础上(主要为南楼折线形外墙)。另外,本工程部分地下室设有人防层、游泳
池。
3、技术措施
缘于本工程复杂性,经过反复论证、综合分析比较,确定设计原则如下:
住宅整体结构采用剪力墙体系,墙体厚度为300mm到顶,局部楼电梯间处墙厚200mm,以提高结构整体性以及抗侧移刚度,并可以满足“新规范”对剪力墙厚度的要求。
楼板采用大板块现浇预应力混凝土结构。
针对该工程结构特点,具体技术措施如下:
（1）高差悬殊问题
设置两道沉降缝将南北住宅综合楼与中间地下汽车库完全脱开,沉降缝宽度为100mm,缝内用粗砂填实。具置详见图1地下2层结构平面图。
（2）结构超长问题
从地下1层开始设置伸缩缝将南北住宅综合楼分成若干单体,缝宽100mm。仍然超长的设置伸缩后浇带,后浇带宽800mm,主体结构施工完后两个月用高一强度等级混凝土并加适量微膨胀剂浇灌,附加温度钢筋,加强施工养护,以解决混凝土结构超长问题。具置详见图2。
（3）大跨度楼板问题
本工程结构最大板块跨度为12.8m×14.7m,根据工程经验确定板厚为280mm。先采用普通混凝土结构经过详细计算,在较大配筋率(0.65%)情况下承载力极限状态可以满足,混凝土相对受压区高度ξ(0.14)不超限。但是正常使用极限状态下裂缝宽度验算为ωmax=0.35mm,超过限值ωlim=0.3mm；板块最大挠度为f=0.0698m,远远超出限值[f]=0.043m,无法满足正常使用极限状态下裂缝宽度与挠度验算的要求。
经分析比较,认为配置预应力钢筋是比较合理的,配筋率比较经济,挠度和裂缝问题均能很好解决,并可达到建筑上灵活设置隔墙、家庭办公等要求。另外,在板块上部中间部位增设温度钢筋,以提高楼板抗变形能力。
（4）楼板错层问题
由于开发商特殊要求,本工程两个部位出现错层集中现象,剪力墙两侧层高分别为218m、310m,具体为Q、R座中间墙,J、K座中间墙。这样使得楼板层层交错,而且错层部位楼板高差不一致,如图3 所示。
图3 楼板错层示意
由于楼板起到传递和分配水平力的作用,楼板错层造成局部应力集中和剪力墙平面外、平面内短墙受弯等情况,对结构十分不利。
5、地基基础
根据本工程详细“地勘”报告,地基持力层为第四纪沉积粘质粉土、砂质粉土④层,地基承载力标准值综合取值为fk=160kPa,地下水近3～5年最高水位为自然地面下3m。
根据地基承载力标准值经深度修正已达到f=260kPa(基础埋深为自然地面下9m),以层数较多的北楼为代表,结构竖向力标准值(D+L)为246kPa,地基承载力完全可以满足要求,采用天然地基没有问题。地下室抗浮验算也无问题。中间地下汽车库采用上反肋梁式筏形基础,底板厚500mm,基础梁800mm×1200mm；南楼亦采用上反肋梁式筏形基础,底板厚1000mm,基础梁800mm×1200mm；北楼采用平板式筏形基础,沿墙体做暗梁,底板厚1000mm。
南北楼基础底板系根据板格跨度及施工方便,综合考虑统一确定厚度为1000mm。
基础亦在适当位置设置伸缩后浇带,具置同上部结构,详见图1地下2层结构平面图。
6、结束语
关键词 ：建筑住宅；结构设计；概念设计；基础设计
1概念设计的意义
概念设计的应用面非常广泛，几乎组含了所有的结构设计。在不确定因素多、受力状况变化较大的抗震设计、高层建筑设计、基础设计中，概念设计的应用尤显重要和突出。
概念设计的重要性，主要体现在三方面：一是因为现行的结构设计理论与计算理论存在许多缺陷或不可计算性。为了弥补计算理论的缺陷，或实现对实际存在的大量无法计算的结构构件的设计，都需要用概念设计来满足结构设计的目的。 二是由于在方案设计阶段，初步设计过程是不能借助于计算机来实现的。这就需要结构工程师综合运用其掌握的结构概念，选择效果最好、造价最低的结构方案。概念设计在设计人员中提得比较多，但往往被人们片面地理解，认为其主要是用于一些大的原则，如确定结构方案、结构布置等。其实，在设计中任何地方都离不开科学的概念作指导。三是由于计算机计算结果的高精度，容易给结构设计人员带来对结构工作性能的误解，过分地依赖于计算机和设计软件，进行习惯性、传统的结构设计，对计算结果明显不合理、甚至错误的地方不能及时发现，使许多的建筑结构留下安全隐患。因此，概念设计在结构设计中具有重要的地位。
2 总体指标控制
计算判断结构抗震是否可行的主要依据是在风荷载和地震作用下水平位移的限值 ；地震作用下，结构的振型曲线，自振周期以及风荷载和地震作用下建筑物底部剪力和总弯矩是否在合理范围中，总体指标对建筑物的总体判别十分有用。若刚度太大，周期太短，导致地震效应增大，造成不必要的材料浪费；但刚度太小，结构变形太大，影响建筑物的使用。合理的刚度是多少，建议对于小高层住宅取 μ/H=1/2 500～1/3500，刚重比在10～15之间是比较合理的。周期约为层数的0.06倍～0.08倍之间。而对结构布置扭转的控制：在考虑偶然偏心影响的地震作用下 ，楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移不宜大于该楼层平均值的1.2倍，不应大于该楼层平均值的1.4倍。建议对于顶层构件可不考虑在内，否则很难满足上述指标。
另外，地震效应是与建筑物质量成正比，减轻房屋 自重是高结构抗震能力的有效措施。高层建筑中质量大了，不仅作用于结构上的地震剪力大，还由于地震作用倾覆力矩大，对竖向构件产生很大的附加轴力，P-效应造成附加弯矩更大。
因此，在小高层建筑房屋中，结构构件宜采用高强度材料，非结构构件和围护墙体应用轻质材料。减轻房屋自重，既减小了竖向荷载作用下构件的内力 ，使构件截面变小 ，又可减小结构刚度与地震效应，不但能节省材料，降低造价，还能增加使用空间。
3基础设计
研究地基基础对建筑抗震能力的影响 ，作出恰当的选择，已成为高层建筑结构设计的重要部分，基础是房屋的根基，是房屋中极为重要的组成部分 ，一幢房屋如果没有一个坚实可靠的基础，再好的上部结构也不可能正常发挥其作用，甚至可能导致上部结构的破坏与倾斜。
目前的小高层由于考虑埋置深度的要求，一般均设置地下室。如何对基础进行合理选型，将对整个地下室设计的经济性产生重要影响。例如，某工程，上部十八层带一地下室，根据勘察报告 ，采用φ400预应力管桩，桩长25m，单桩承载力特征值 Ra =900kN，桩长34m，单桩承载力特征值 Ra=1300kN。采用25m 桩需要290根，采用34 m桩需要 200根。从桩本身比较两种方案．总的桩延米数量相当，但采用25m桩为满堂布置，筏板厚需l000 mm，而采用34m桩为墙下布置，筏板可减至 700mm，经济性明显。因此，认为基础选型应作方案比较，才能选定经济合理的方案。而对于筏板厚度的取值 ，则应考虑桩冲切、角桩冲切、墙冲切及板配筋等多方面的因素。
另外，筏板长度的设置也须研究探讨，由于考虑地下室的使用合理性，常规采用设置后浇带来解决底板超长引起的收缩及温度裂缝，后浇带的作用是明显的，但也给施工带来了不少麻烦，甚至由于处理不当而引起后浇带漏水及裂缝。而有些高层，长宽均达100 m以上，中间就设置几条后浇带,也没有其他措施，这样是不妥当的。
4 剪力墙设计
1)布置：剪力墙布置必须均匀合理，使整个建筑物的质心和刚心趋于重合，且x，y两向的刚重比接近。结构布置应避免一字形剪力墙，若出现则应布置成长墙(h／ω>8)；应避免楼面主梁平面外搁置在剪力墙上，若无法避免，则剪力墙相应部位应设置暗柱，当梁高大于墙厚的2.5倍时，应计算暗柱配筋 ，转角处墙肢应尽可能长，因转角处应力容易集中，有条件两个方向均应布置成长墙；规范中对普通墙及短肢墙的界定是墙高厚比8倍以下为短墙，大于 8倍则为普通墙 ，这就引起高厚比为7.9倍及 8.1倍 的两种墙的受力特性截然不同，而配筋亦大相径庭，这显得比较机械而不合理，因此建议布置长墙时高厚比能大于8.5。
2)配筋及构造：对于小高层住宅来说 ，剪力墙是面广量大的，因此合理的控制剪力墙配筋对于结构安全及工程的经济性具有十分重要的作用。
剪力墙墙体配筋(以200厚墙体为例)一般要求水平钢筋放在外侧，竖向钢筋放在内侧。配筋满足计算及规范建议的最小配筋率即可。建议加强区 (φ10@200，非加强区φ8@200双层双向即可，双排钢筋之间采用φ6@600×600拉筋，但地下部分墙体配筋则另当别论。因为地下部分墙体配筋大多由水压力、土压力产生的侧压力控制，而由于简化计算经常由竖 向筋控制，此种情况下为增大计算墙体有效高度，可将地下部分墙体的水平钢筋放在内侧，竖向钢筋放在外侧。地下部分墙体钢筋保护层按《地下工程防水技术规范》第4.1.6条规定：迎水面保护层应大干50mm，且在保护层内按《混凝土结构设计规范》第9.2.4条规定增设双向钢筋网片。在这种情况下 ，很多设计人员在进行外墙裂缝验算时有效截面高度仍按保护层50mm计算是不妥当的。当采取了双向钢筋网片后，计算保护层厚度至少可按 30 mm来取值，这对节省墙体配筋效果相当明显。
剪力墙按规范应设置边缘构件，一、二级抗震设计的剪力墙底部加强部位及其上一层的墙肢端部应设置约束边缘构件；其余剪力墙应按《高层建筑混凝土结构技术规程》第 7.2.17条设置构造边缘构件。现就构造边缘构件的配筋作一点讨论。
首先要区分剪力墙的受力特性及类别，即：普通剪力墙(长墙)，短肢剪力墙 ，小墙肢和一个方向长肢墙而另一方向属短肢墙来区别对待配筋。对于普通剪力墙，其暗柱配筋满足规范要求的最小配筋率 ，建议加强区0．7％，一般部位 0.5％；对于短肢剪力墙，应按高规第7.1.2条控制配筋率加强区1.2％，一般部位1.0％；对于小墙肢其受力性能较差，应严格按高规控制其轴压比，宜按框架柱进行截面设计 ，并应控制其纵向钢筋配筋率加强区1.2％，一般部位 1.0％；而对于一个方 向长肢另一方向短肢的墙体，设计中往往就按长肢墙进行暗柱配筋，这并不妥当，建议采取以下两种方法：
1)计算中另一方向短肢不计入刚度，则配筋可不考虑该方向短肢影响；
2)计算中短肢计入刚度，则配筋中应考虑该方向短肢的不利影响。建议该短肢配筋率适当加强，可参考短肢墙加强区1.0％，一般部位0.8％。
剪力墙中的连梁跨度小，截面高度大，在地震作用下弯矩、剪力很大，有时很难进行设计 ，如果加大连梁高度，配筋值有时反而更大。连梁高度一般是从洞顶算到上一层洞底或从洞顶算到楼面标高。对于门洞，上述所示情况梁的高度是一样的；但对于窗洞，连梁高度如果从窗洞算到上一层窗底 ，有时则高度太高，这样高跨比太大，并且与计算图形不符，相应配筋亦较大，不合理。建议连梁高度计算与设计统一规定从洞顶算到楼板面或屋面，对于窗洞楼面至窗台部分可用砖或其他轻质材料砌筑。对于窗台有飘窗时，可再增加一根梁，两根梁之间用砖填充。连梁配筋应对称配置，腰筋同墙体水平筋。
目前，各设计院在剪力墙的楼层处均设置暗梁 ，而对暗梁的作用及配筋亦各有理解。对于框架一剪力墙结构，如剪力墙周边仅有柱而无梁时，则设置暗梁，并且要求剪力墙两端是明柱，这是因为周边有梁柱的剪力墙，抗震性能比一般剪力墙要好 。剪力墙结构则没有这方面的要求，在墙板交接处设置暗梁对加强墙体整体性作用还是有的，但究竟有多大则无从确定。因此认为，就目前而言，在楼层位置设置暗梁是可行的，但没有必要设置太大断面及 配筋，建议底部 加强区断 面可取墙厚×300，配筋上下各2φ16，一般部位断面可取墙厚×250，配筋上下各2φ14即可。
5 结束语
小高层设计时，做好概念设计，根据房屋的建造地点，平立面体形，层数多少，在满足安全性、耐久性与舒适性要求的前提下采用合理的结构体系。在构件设计中精打细算，严格执行规范构造要求对于整个建筑物，保证安全，降低造价影响巨大，这也是在今后设计中应该不断提高和改进的。
关键词：建筑设计；多层结构；结构设计
1 引言
结构设计是整个建筑设计过程中的一个重要的环节，对整个建筑物的外观效果、结构稳定起着至关重要的作用。结构设计需要务实，任何一个项目设计都必须要协调好结构的设计。多层钢结构住宅是结构住宅产业化推广的重要组成部分，也是今后多层住宅发展的主要方向。传统大住宅多采用砖混或混凝土结构，钢材强度高，房屋自重轻，因此较容易实现大，灵活分隔的建筑设计理念，实现居住空间在空间和时间上的可变性。不过，在国内对多层钢结构大住宅的研究力度还不够。
2 多层钢结构住宅体系的结构设计要点
2.1多层钢结构住宅的结构布置
多层住宅钢结构体系一般采用纯框架体系，与钢筋混凝土框架体系类似，纵、横方向均为刚接框架，但将梁、柱改为钢梁和钢柱，且大多采用H型截面，其承载能力及空间刚度均由刚接框架提供，适用于无法设置支撑的建筑物。由于结构采用型钢，故其成为施工速度最快的一种结构形式，采用该种结构体系的钢结构住宅，柱网分布有大跨度和小开间密柱式两类。
(l)应用于住宅的大跨度结构，合理利用钢结构的受力特点，充分发挥钢材作用，建筑空间开敞，平面布置灵活，空间可变性较强，但结构构件尺寸随柱网增大而增大。受梁柱体系高跨比的限制，随跨度的增大，结构钢梁的高度也随之增大，通常结构钢梁高跨比为1: (15~20)。从结构受力分析的合理性和经济性两方面考虑，用于住宅的大跨度钢结构柱网以6.0~7.2m为宜。此时结构梁高约300~500mm，按层高2.8m考虑，立面开窗高度能达1.4m以上，基本满足住宅规范要求。虽然也有采用更大跨度结构柱网(类似于排架结构)的情况，但通常进深方向为长跨距，从经济方面考虑，开间方向即使在层高增大的情况下也不宜过大。
(2)当建筑设计方案为每一开间均设有柱时，可采用小开间密柱式布置，一般柱距为3~5m，此结构类型因跨度小，梁、柱断面都相对减小，在立面开窗、开门上有较大自由度，由于跨度小，结构梁柱断面和相应的楼板厚度均减小，可减小结构自重，是较为经济的方法。但住宅空间布局受限制较大，难以形成开敞的大空间，建筑空间的可变性仍较弱。
工程抗震经验表明，不规则建筑结构体型对结构抗震不利，甚至会造成建筑物的严重破坏或倒塌，它一般分为两类:①建筑平面不规则;②建筑结构立面和竖向剖面不规则。由于后者的危害性史大，因此多层住宅钢结构体型宜力求规则和对称。
2.2 连接节点设计
钢结构节点连接是保证钢结构安全的重要部位，对结构受力有着重要影响，是整个设计工作的关键环节。地震灾害记录表明，许多钢结构都是由于节点首先破坏而导致建筑物整体破坏的，因此节点必须具有良好的抗震性能，能满足各种不同高度的钢结构体系相应的强度、刚度和延性要求，以确保安全可靠。节点设计一般要求遵循以下原则：(l)节点受力要力求传力直接简单和明确，使计算分析与节点的实际受力情况相一致;(2)保证节点连接有足够的强度和良好的延性;(3)构件的拼接按等强度原则设计，即拼接件应能传递断面的最大承载力;(4)尽量简化节点构造，以便于加工和安装时容易就位调整。
多层住宅钢结构节点主要包括梁与梁的拼接节点、柱与柱的拼接节点、梁与柱的连接节点、支撑与梁柱的连接构造、柱脚的连接节点等。连接节点可分为3种形式，即铰接、刚接和半刚接，其中半刚接因其受力难以控制，目前采用不多，故以其余两种形式为主。 连接方法可分为焊接连接和高强度螺栓连接，焊接连接节点的焊缝尺寸及形式等可按现行规范的规定执行，焊条的选用应与被连接金属材质适应。焊接设计中不得任意加大焊缝，焊缝重心应尽量与被连接构件重心接近。高强螺栓连接常用8.8s和10.9s两个强度等级，根据受力特点分为承压型和摩擦型，高强度螺栓最小规格为M12，常用的为M 16- M30，超大规格的螺栓性能不稳定，设计中应慎重使用。连接板一般采用与母材强度等级相同的钢材，在同一节点中，采用同一直径和同一性能等级的高强度螺栓，并进行节点连接的承载力验算。
3 多层钢结构住宅结构体系选型
钢结构体系的型式有多种，但应用于住宅的主要可分为钢框架体系，钢支撑框架体系，钢框架――混凝土剪力墙体系――钢框架――核心筒，错列桁架钢结构等。根据已建的钢结构住宅工程 对钢结构住宅的结构体系做一个简单的定性比较，见表1。根据表1多层钢结构住宅结构体系比较分析，可以明确地得出各钢结构体系的优缺点。从表1可知，错列桁架钢结构经济性高，开间大及跨度大，比较适于作为多层钢结构住宅的结构体系，建筑设计应与结构设计交互设计，以避免桁架对建筑平面设计的影响。
表1 多层钢结构住宅结构体系性能比较
4 钢结构住宅楼盖结构分析
楼板的合理选择关系到整个结构的安全性、经济性，降低楼板的造价和减轻自重对整个建筑物至关重要。目前钢结构住宅工程中常用的楼板丰要有三种形式：压型钢板――混凝土组合楼板：现浇混凝土楼板：预应力空心板叠合楼板。通过表格对上述三种楼盖进行综合比较，见表2。
表2 多层钢结构住宅常用楼板类型综合比较
由表2可知 预应力空心板叠合楼板比较适于作为钢结构住宅楼盖 这种楼盖不仅装配化程度高、施工效率高、自重轻、用钢量少和造价低 而且跨度较大．整体性及抗震性能都不比现浇楼盖差。
5 多层钢结构住宅结构分析与设计
5.1 工程概况
本工程为6层住宅楼，首层层高3.8m,2~6层层高2.9m，分别采用钢筋混凝上结构形式和钢结构形式，采用90mm厚现浇钢筋混凝上楼板。在一个住宅单元中，进深尺寸较大，除楼梯问、厨房、卫生间相对固定外。其余的厅、居室、贮藏室等均可按住户的意愿自行安排、灵活分隔组合。墙体选用蒸压加气混凝土墙板。结构计算主要采用符合国内规范和规程要求的TBSA和PKPM系列软件进行计算分析。设计方案应满足各种结构类型设计规范和规程的要求，包括结构方案、构件选型、材料选择、施工方案等，同时还考虑安全适用性和经济合理性等。
(l)材料、型号和级别
对于钢筋混凝上结构，柱采用C25混凝上，梁和板采用C20混凝上;柱和梁的纵筋采用II级钢，其它为I级钢;墙体采用灰砂砖砌筑。对于钢结构，柱和梁均采用热轧H型钢，其余与钢筋混凝上结构相同(称为钢结构①);或柱采用热轧 H型钢，梁采用高频焊接薄壁H型钢，墙体采用ALC板，其余与钢筋混凝上结构相同(称为钢结构②)。
(2)荷载取值
风荷载取值为:基本风压0.45kN/m2，地面粗糙度为B;地震烈度为7度，场地类型为二类。对于墙体采用ALC板的钢结构，其墙体和拦河荷载标准值为:墙重分别为2.0kN/m2(150mm厚ALC板满载)，1.6kN/m2 (150mm厚A LC板，扣除门窗荷载;或是100mm厚ALC板满载);拦河为1.0kN/m2。其它荷载按建筑结构荷载规范(GB50009-2001)取值。
(3)结构布置
采用钢结构的标准层结构平面布置如图1所示。
标准层钢结构平面布置图
5.2 结构分析与设计
结构体系：根据上文分析及工程概况，该工程选择交错桁架钢结构和钢框架结构体系。灵活分隔部分采用错列桁架钢结构，该结构利用柱子、平面桁架和楼板组成空间抗侧力体系，具有住宅布置灵活、结构自重轻和造价低的特点。是一种经济、实用、高效的新型结构体系：固定部分(厨房、卫生间和楼梯间)采用钢框架结构。桁架腹杆采用混合型桁架，这种桁架的抗侧性能优于空腹桁架，抗震性能优于实腹桁架。
结构布置：住宅的开间和进深较大，由上文分析并综合比较而选用预制预应力空心板叠合楼板。采用预制预应力空心板叠合板后结构布置采用简单梁格方式，取消用钢量较大的次梁。简单梁格布置不仅可以降低结构用钢量，而且可以增大建筑有效净空并取消吊顶。预制预应力空心板叠合板通过与钢梁组合作用(布置栓钉和后浇叠合层)进一步降低结构用钢量。叠合板总厚度为200mm 其中预制预应力空心板厚度150mm，现浇叠合层厚50mm。
构件设计：交错桁架结构中多数构件的内力以轴力为主，而且体系的抗侧刚度很大 一般以强度或稳定设计来控制构件截面，比较适合采用高强度钢材，因此该工程梁、柱、弦杆、腹杆均采用Q345钢。交错桁架结构中柱采用直径为400mm，壁厚为l6mm钢管混凝土柱，混凝土采用C60；弦杆采用HW200×200×8×12：纵向框架梁为HM294×200×8×12;直腹杆为等边角钢组合L100×l0；斜腹杆为等边角钢组合L125×8;框架结构中柱采用直径为300mm，壁厚为10mm的钢管混凝土柱，混凝土采用C60；梁采用HN25O×125×6×9。
结构分析：计算结果表明，水平荷载作用参与组合的工况对设计起控制作用。构件强度和稳定应力比控制在0．90以内。结构弹性层间位移角按照《建筑抗震设计规范》和《钢结构设计规范》的相关规定来控制。结构分析结果见表3。
表3结构分析结果
节点设计：交错桁架体系采用混合型时，横向荷载的作用将通过平面桁架以轴力的形式传递给柱子．故桁架与柱子的连接按铰接设计。此时，桁架上、下弦杆除了要承受轴力，还要承受弯矩，按照连续压弯杆件设计，而腹杆与弦杆的节点按铰接设计，忽略桁架腹杆次弯矩的影响。此种分析不但误差很小,，还能改善结构的延性和增加耗能储备。钢框架结构的梁柱节点全部为刚节点，可有效增加结构的抗侧刚度。
5.2 简单经济评价
在满足各项设计指标的前提下，各构件用钢量见表4 设计方案总用钢量为95．55t(不包括楼板及基础)，单位面积用钢量为31．8kg／m2。采用钢管混凝土柱交错桁架结构。可以显著降低结构的用钢量，比其他钢结构住宅结构体系经济。
表4 构件用钢量
6 结束语
【关键词】新型住宅；建筑结构；设计；优化
近年来随着我国社会经济的不断发展，人们的生活水平也再不断提高，生活水平的提高使得人们对自己的居住环境有了更高的要求。而建筑的目的是为了人们居住，所以面对着人们不断提升的居住要求，建筑的供应者和设计者开始了对建筑结构设计优化的思考。如何才能使得当今的新型住宅可以满足人们的居住需求，同时又可以使得投资者控制建筑投资的成本，这是一个重要的问题摆在眼前。
1 建筑结构设计优化的基本理论
住宅的建筑结构可以进行设计优化的阶段主要在建筑工程的决策阶段、设计阶段和建设阶段。
建筑工程的决策阶段是确定这项建筑结构优化设计所要达到的总体目标，使其可以满足本体的功能，在最大程度上保证建筑施工的安全性，并且可以缩减投资的资金。
建筑工程的设计阶段是确定建筑整体结构以及每一个子系统的优化布局。
建筑工程的建设阶段的建设原则是结构设计优化，并且为了实现整体结构的优化布局组织建设好每一个子系统。
在这三个阶段当中，决策阶段的结构设计优化选择是关键，而设计阶段的结构设计优化是核心，建设阶段结构设计优化是基础。这三个阶段是互相验证、相互补充并且缺一不可的关系。
2 新型住宅建筑结构设计优化应该满足的条件
在对新型住宅建筑结构设计优化的时候应该注意使其满足一下基本条件。
2.1 功能性
对于住宅建筑本身而言，其目的就是为了给人类居住所用。所以建筑结构设计优化的最终目标就是为了满足人类对于居住环境的最大化需求。所以住宅建筑的功能性方便也不再仅仅局限于传统的实用性的功能，更是要增添住宅的格局合理性，居住环境美观性、舒适性以及协调性等等功能。
2.2 安全性
随着人们生活水平的不断提高，人们对于居住环境的安全性能要求也越来越高，所以在对住宅建筑结构设计优化之中也应该将安全性能考虑到其中，比如说住宅的抗震性，建筑材料是否符合建筑标准，装修材料是否含有有害气体等等。建筑是人类的基础生存环境，而只有安全的居住环境才能给人们带来更好的生活，所以安全性是建筑结构设计优化必须要考虑的因素。
2.3 经济性
近年来社会经济的不断发展，同时更多的竞争也相对的出现，所以对于建筑结构设计优化必须要从经济型出发，这样才能在更多更复杂的竞争下生存和发展。经济性是指通过对整个建筑结构的优化设计，最大程度的节约各种材料和资源，达到控制和减少建筑成本的目标。
2.4 环保性
我国提出可持续发展战略已经很多年了，但是具体的实施情况并不是很好。但是在现在的生态环境下，必须将这一战略落实到日程上来。在建筑结构设计优化的时候必须要考虑到环保性。在建筑资源的材料选用上，在保证其功能性和安全性的同时，最大可能的选用节能环保型的材料。对于建设过程中所产生的废旧材料进行及时的处理和合理的应用。并且在整个建设的过程中，要考虑到当地的环境特点，不要破坏自然生态的环境。
3 如何优化建筑结构设计
在对住宅建筑结构设计进行优化要从以下三方面进行设计优化。
3.1 优化建筑结构设计中选用的材料
新型住宅建筑结构所选用的材料一定要具有安全性能，比如说通过材料的配置从而达到加强构建的强度、刚性和延展性的目的。在以往的建筑工程过程中，我们发现钢筋混凝土的建筑结构设计中，主要起到承受载体的是梁柱，所以可以打造钢筋混凝土梁柱，这样可以局部提高梁柱的抗压力。在工程的实践中，采用标号较高的钢筋混凝土，同时减少梁柱等构件的横截面积，这样可以减轻结构本身的重量，同时也可以扩大住宅的使用空间。而建筑的梁板以受弯为特性，所以可以采用强度较高的钢筋，这样可以科学合理的减少钢筋的使用数量。另外，建筑结构的建设者应该将钢筋混凝土结构中钢筋与混凝土的投放比例进行科学的合理的匹配，从而使得钢筋混凝土复合材料发挥其特殊的复合特殊性能。而在住宅建筑结构中，结构的转换层、受力复杂的衔接点部位与跨度较大的结构上，比较好的选择是采用型钢混凝土、预应力混凝土，同时可以保证住宅建筑功能性、安全性、经济型的最大化性能的发挥。在新型住宅建筑结构设计的过程中，存在钢筋混凝土现浇板中混凝土标号过高的情况非常之多，一味的追求高标号的混凝土是没有任何意义的，而相反高标号的混凝土根本没有办法发挥其理想的强度性能，而版中钢筋的配筋量却随之增加，直接导致的后果就是钢筋的使用量增加，间接的影响到整个建筑工程投资成本的提高。
3.2 优化建筑结构设计中的构建布置
在建筑结构设计中可以优化的构建布置主要涉及到房梁、柱子、剪力墙的布置和设计。目前，很多新兴住宅建设所采用的结构设计一般框架为剪力墙结构体系，这种体系主要有两部分组成——钢筋混凝土框架和钢筋混凝土剪力墙。框架的梁柱为刚接，而同样框架与剪力墙也可以为刚接，或者可以为铰接。近年来人们对于居住环境的要求越来越高，居住内部的格局要求也不尽相同，而框架——剪力墙结构体系它具有组成使用空间灵活多变的优点，可以满足各种各样的格局要求。而且这种结构体系具有承载力较高、延伸性较好和整体性的优点，同时具有很强的吸收地震力的能力，有效的起到抗震的效果，从而可以在很大程度上减少整个建筑结构本身侧移的可能性。因此，在建筑结构设计优化的时间过程中，对于框架——剪力墙的结构设计中，一定要确定剪力墙的刚度是否满足强度条件，同时还必须使得结构具有一定的侧向刚性。另外，框架——剪力墙结构在初步的设计阶段，要确定其最优数量，从而避免重复和繁琐的计算，这样可以达到减少成本的目的。
随着城市土地资源的日益稀缺，高层住宅的兴起满足了人们的居住要求。作为新型住宅房梁的选用也是至关重要的。常规的房梁虽然经济性能较好，但是对于高层建筑来讲会严重的影响到建筑的层高。所以我们可以选用宽扁梁来进行代替。宽扁梁可以减少量的截面高度，增加建筑物的净高。而在建筑物总高度有限制的情况下，可以增加层数，从而获得更多的建筑面积。
3.3 优化建筑结构的整体布局
如果说优化建筑结构设计中选用的材料合优化建筑结构设计中的构建布置都是优化一些细化的部分，那么优化建筑结构的整体布局就是要从全局的观念来进行出发，利用结构设计中的点、线、面来确定建筑结构设计的总体布局，同时要求进一步的处理好点、线、面之间的构架关系，从而保证达到新型住宅建筑设计的国家质量使用标注，实现其功能性、安全性和经济型的三重目标。
对于现阶段新型住宅建筑结构优化的方法应该还有很多种，本文只是根据自己的意见阐述了一些观点，希望能对新型住宅建筑结构设计优化有所帮助。
参考文献
[1]邹俊.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的现实应用[J].应用技术，2010（10）
[2]欧焕林.高层剪力墙住宅结构优化设计[J].科技信息，2011（7）
关键词：房屋住宅；建筑结构；地基设计
中图分类号：TU47 文献标识码：A 文章编号：
一、住宅结构设计存在的问题及其原因分析
1.1 防火设计问题比较突出
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。
1.2 部分结构设计不合理, 安全隐患比较多
如《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。
1.3 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。这些问题的产生，有的是由于设计人员没有对一般住宅尤其是多层住宅设计引起高度重视，盲目参照或套用其他的设计的结果；有的则是由于设计过程中对设计规范和设计方法缺乏理解；还有的是由于设计者的力学概念模糊，不能建立正确的计算模式，对结构电算结果也缺乏判断正确与否的经验。
二、住宅结构设计的规范要求
为避免出现上述结构设计问题，在住宅结构设计时首先必须从结构计算和构造上满足规范的相关要求。
2.1 结构计算应注意的问题
（1）免荷载计算的错误。诸如漏算或少算荷载、活荷载折减不当、建筑物用料与实际计算不符，基础底板上多算或少算土重。
（2）底框砌体结构验算。底部剪力法仅适用于刚度比较均匀的多层结构，对具有薄弱层的底层框架混合结构，应考虑塑性变形集中的影响，通常对底层地震剪力乘以1.2～1.5 的增大系数；底层框架混合结构的剪力分配不能简单地按框架抗震墙的方法。因为底层框架结构中只有底层框架抗震墙，应采用双保险的方法，抗震墙承担全部剪力，框架按刚度比例承担剪力。刚度计算时，框架不折减，抗震墙折减到弹性刚度的20%～30%；应考虑底层框架柱中地震作用产生倾覆力矩所引起的附加轴力。
（3）避免楼板计算中方法不正确。连续板计算不能简单地用单向板计算方法代替；双向板查表计算时，不能忽略材料泊松比的影响，否则由于跨中弯矩未进行调整，将使计算值偏小。
（4）对电算结果的正确性作出有效评价。目前结构计算大多采用结构设计计算程序进行计算，如何对计算结果进行分析、评价，是一个非常重要的方面。因此必须根据工程设计的经验对计算结果进行分析、判断，根据其正确与否，决定能否作为施工图设计的依据。
2.2 构造设计应注意的问题
（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。
（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）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。
（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。
三、住宅结构设计的概念设计与地基设计
3.1 必须及早介入建筑结构的概念设计
住宅设计无论是多层砖混或框架剪力墙结构，都不同于以往的静力设计，必须从抗震的角度，采用两个阶段设计来实现3个水准的设防要求。为此，结构设计人员必须及早介入建筑结构的概念设计，否则将会导致建筑结构设计的不合理，给以后的结构设计带来难度。
（1）对一般多层砌体住宅结构，应按《建筑抗震设计规范》要求做到优先采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系: 纵横墙的布置宜均匀对称，沿平面内宜对齐，沿竖向应上下连续；楼梯间不宜设置在房屋的尽端和转角处；不宜采用无锚固的钢筋混凝土预制挑檐。
（2）对钢筋混凝土多、高层结构住宅，力求做到结构布置尽量采用规则结构。对复杂结构，可以设置防震缝，把它分割成各自规则的结构单元。结构布置以少设缝为宜，一旦设缝，则应使防震缝的设置与伸缩缝、沉降缝相统一；框架与抗震墙等抗侧力结构应双向布置，以便各自承担来自平行于该抗侧力结构平面方向的地震力；框剪体系的各抗侧力结构要形成空间共同工作状态，除了控制抗震墙之间楼、屋盖的长宽比及保证抗震墙本身的刚度外，还需采取措施，保证楼、屋盖的整体性及其与抗震墙的可靠连接。
3.2 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。
（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。
（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。
【关键词】住宅；结构设计；问题；规范
1.住宅结构设计存在的问题及其原因分析
（1）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。
这些问题的产生，有的是由于设计人员没有对一般住宅尤其是多层住宅设计引起高度重视，盲目参照或套用其他的设计的结果；有的则是由于设计过程中对设计规范和设计方法缺乏理解；还有的是由于设计者的力学概念模糊，不能建立正确的计算模式，对结构电算结果也缺乏判断正确与否的经验。
（2）防火设计问题比较突出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。
（3）部分结构设计不合理，安全隐患比较多如《建筑抗震设计规范》第7.1.8条规定“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。
2.住宅结构设计的概念设计与地基设计
2.1必须及早介入建筑结构的概念设计
住宅设计无论是多层砖混或框架剪力墙结构，都不同于以往的静力设计，必须从抗震的角度，采用二阶段设计来实现三个水准的设防要求。为此，结构设计人员必须及早介入建筑结构的概念设计，方案设计阶段应正确把握建筑结构的概念设计，对不同形式的住宅建筑掌握各自概念设计中容易疏忽的要点。
（1）对一般多层砌体住宅结构，应按《建筑抗震设计规范》要求做到优先采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系：纵横墙的布置宜均匀对称，沿平面内宜对齐，沿竖向应上下连续；楼梯间不宜设置在房屋的尽端和转角处；不宜采用无锚固的钢筋砼预制挑檐。
（2）对钢筋混凝土多、高层结构住宅，力求做到结构布置尽量采用规则结构。对复杂结构，可以设置防震缝，把它分割成各自规则的结构单元。结构布置以少设缝为宜，一旦设缝，则应使防震缝的设置与伸缩缝、沉降缝相统一；框架与抗震墙等抗侧力结构应双向布置，以便各自承担来自平行于该抗侧力结构平面方向的地震力；框剪体系的各抗侧力结构要形成空间共同工作状态，除了控制抗震墙之间楼、屋盖的长宽比及保证抗震墙本身的刚度外，还需采取措施，保证楼、屋盖的整体性及其与抗震墙的可靠连接。
2.2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。
（1）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。
（2）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。
3.住宅结构设计的规范要求
3.1构造设计应注意的问题
（1）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。
（2）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）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。
（4）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。
3.2结构计算应注意的问题
（1）避免楼板计算中方法不正确。连续板计算不能简单地用单向板计算方法代替；双向板查表计算时，不能忽略材料泊松比的影响，否则由于跨中弯矩未进行调整，将使计算值偏小。
（2）避免荷载计算的错误。诸如漏算或少算荷载、活荷载折减不当、建筑物用料与实际计算不符，基础底板上多算或少算土重。
（3）对电算结果的正确性作出有效评价。目前结构计算大多采用结构设计计算程序进行计算，如何对计算结果进行分析、评价，是一个非常重要的方面。因此必须根据工程设计的经验对计算结果进行分析、判断， 根据其正确与否，决定能否作为施工图设计的依据。
（4）底框砌体结构验算。底部剪力法仅适用于刚度比较均匀的多层结构，对具有薄弱层的底层框架混合结构，应考虑塑性变形集中的影响，通常对底层地震剪力乘以1.2～1.5的增大系数；底层框架混合结构的剪力分配不能简单地按框架抗震墙的方法。因为底层框架结构中只有底层框架抗震墙，应采用双保险的方法，抗震墙承担全部剪力，框架按刚度比例承担剪力。刚度计算时，框架不折减，抗震墙折减到弹性刚度的20%～30%；应考虑底层框架柱中地震作用产生倾覆力矩所引起的附加轴力。
4.结语
高层建筑结构设计是一个复杂的过程，应从结构的概念设计着手、加强住宅地基结构设计。针对当前设计质量状况，设计单位应加强内部的质量管理，设计管理部门要加大对设计质量的监督管理，结合施工图设计审查、专项检查、质量抽查等工作，加强对业主、勘察、设计单位的市场监管力度。
【参考文献】
[1]李桂勇.浅谈住宅结构设计的通病[J].山西建筑，2003（08）.
关键词：房屋住宅；结构设计；建筑
随着我国城市化进程不断发展和加快，及国民经济的高速发展，我国房屋住宅建筑的需求也日益增多，这也给房屋住宅建筑设计带来了诸多挑战。在这样的情况下，如何设计出较为舒适、安全经济的房屋，现在已经成为施工人员要面对的问题。
1.某工程案例概况
某小区工程占地面积20987平方米，总建筑面积是62340平方米。这些面积里含有南北两排高级住宅综合楼和东西两侧的公建。地上8层是南侧的住宅综合楼,地上8～10层是北侧住宅综合楼。这些住宅综合楼均为剪力墙结构,南楼局部设有框支梁。东侧公建是高配套商业用房,框架结构，地上为2层，西侧公建是文化娱乐、健身中心，框架结构，地上4层。
1.1 工程案例设计原则及特点
（1）设计原则。在这个房屋工程案例中，我们要本着钢筋混凝土建筑结构设计与建筑、设备和施工密切配合，施工人员做到安全适用、技术先进、经济合理的这个大原则，如果条件允许还要采用新技术、新工艺和新材料来加以保证施工的质量。
该结构的设计还要重视结构选型和构造，施工人员一定要选择抗震及抗风性能好而经济合理的结构设计方案。在这一抗震设计中，应保证结构整体抗震性能，使整个结构有足够的承载力、刚度和延性。
（2）设计特点。这个设计还要考虑轴向变形问题。施工人员在考虑轴向变形时，要考虑施工过程中分层施加竖向荷载这一因素，不能简单的按一次加载考虑，否则会出现一些不合理的计算结果，打比方说邻近剪力墙和筒体的上层框架柱，在竖向荷载作用下出现拉力；上层框架梁出现过大弯矩和剪力等。另外，随着楼层的不断增加，水平荷载作用下结构的侧向变形迅速增大。
除此之外，还有框架结构体系的应用。众所周知，框架结构体系一般用于钢结构和钢筋混凝土结构中，由梁和柱通过节点构成承载结构，框架形成可灵活布置的建筑空间，具有较大的室内空间，使用较方便。由于框架梁柱截面较小，抗震性能较差，刚度较低，建筑高度受到限制；剪切型变形，即房间侧移随着层数的增加而减小；框架结构主要用于不考虑抗震设防、层数较少的高层建筑中。在考虑抗震设防要求的建筑中，应用不多；高度一般控制在70m以下。
1.2工程案例设计技术措施
该工程是房屋住宅整体结构，采用的是剪力墙体系，针对该工程结构的特点，我们采取的具体技术措施如下：
（1）高差悬殊问题。我们设置两道沉降缝将南北住宅综合楼与中间地下汽车库完全脱开，沉降缝宽度为100mm，缝内用粗砂填实。
（2）大跨度楼板解决办法。该工程结构最大板块跨度为12．8m×14．7m，根据笔者的实际施工工程经验确定板厚为320mm。首先采用普通混凝土结构经过详细计算，在较大配筋率（0．65%）情况下承载力极限状态可以满足，混凝土相对受压区高度（0．14）不超限。
（3）楼板错层的解决。经分析，该工程两个地方都出现错层集中现象，剪力墙两侧层高分别为2.8m、3.0m，这样就使得楼板层层交错，而且错层部位楼板高差不一致。
我们可以采用加强错层部位剪力墙厚度的办法来解决，将该部位剪力墙厚度调整为400mm，以提高剪力墙平面外刚度；剪力墙抗震等级提高一级，剪力墙分布钢筋配筋率提高到0．5%，并适当增加暗柱数量和配筋等。在结构计算上就采用弹性楼板假定。
1.3 需要注意的问题
在当前房屋建筑住宅结构设计中，构造柱经常被作为承重柱使用，这种方法将引起以下几个问题。
构造柱作为承重柱使用后，使得构造柱提前受力，而且结构一旦遭遇地震作用时，在构造柱位置必然形成应力集中，首先会被破坏。这样构造柱不但起不到其应有的作用，反而会成为房屋结构中的一个薄弱部位。
构造柱一般生根于地圈梁中，没有单独的设基础，构造柱兼作承重柱使用后，柱底基础的抗冲切、抗弯部及局部承压强度必然不能满足这个要求。柱底基础一旦发生冲切或局部承压将出现裂缝。
在实际建筑施工设计中，在无地下室的钢筋混凝土多层框架房屋，独立基础埋置较深。在一0．05m左右设有基础拉粱时，应将基础拉粱按层1输入。其架结构应尽量避免设置钢筋混凝土楼电梯小井筒，因为井筒的存在会吸收较大的地震剪力，相应地减少框架结构承担的地震剪力，而且井筒下基础设计也比较困难，故这些井筒多采用砌体材料做填充墙形成隔墙。当必须设计钢筋混凝土井筒时，井筒墙壁厚度应当减薄，并通过开竖缝、开结构洞等办法进行刚度弱化；配筋也只宜配置少量单排钢筋，以减小井筒的作用。设计计算时，还应按带井筒的框架复核，并加强与井墙体相连的柱子的配筋；此外还要特别指出，对框架结构出屋顶的楼电梯间和水箱间等，应采用框架承重，不得采用砌体墙承重，而且应当考虑鞭梢效应乘以增大系数，雨篷等构件应从承重粱上挑出，不得从填充墙上挑出，楼梯粱和夹层梁等应承重柱上，不得支承在填充墙上。
在框架结构设计中，施工设计人员如果只注意了横向框架的设计，而忽视了纵向框架现行建筑抗震设计规范要求水平地震作用应按两个主轴方向分别计算，各方向的地震作用应由该方向的抗侧力构件来承担。即在框架结构设计中，纵向框架与横向框架有同等的重要性。非抗震设计时，一些结构设计者把纵向框梁按普通连续梁进行设计，梁柱的节点和框架中的纵筋、箍筋的配置均无法满足框架梁、柱的构造要求。由于没有考虑地震的纵向作用，在实际设计中经常出现梁的支座负筋，跨中纵筋及箍筋的配置均不满足要求的现象。
参考文献
[1]魏志刚.浅谈高层住宅小区建筑设计的要点[J].中国房地产业，2011(8).
[2]李艳丽.高层住宅小区地下室车库结构设计[J].土木建筑学术文库，2011，15(1).
关键词：住宅结构设计；砖砌体结构；楼层刚度问题；基础设计问题
中图分类号：TU318 文献标识码：A
1 砖砌体结构问题
剪力墙结构是当前建筑工程中常采用的一个设计方式，它能够通过具有较高牢固性和凝固性的混凝土和钢筋对建筑底层进行设计并且对建筑上层完成一个多层砌体结构。在整个剪力墙结构中，对上层的多层砌体结构设计施工时期关键设计和施工环节，也是整个建筑结构设计中的重点所在。当前的建筑结构设计人员普遍存在对建筑立面造型过度重视，而导致建筑结构设计存在诸多问题，真正投入施工后的建筑工程往往会出现挑梁裂缝、支柱裂缝等工程质量问题。若是深究其裂缝产生的原因，那就是设计人员在对建筑结构进行设计时未对建筑挑梁的承载能力进行准确计算，反而过于增加设计中的建筑可使用面积，从而造成建筑内部结构以及各部分的载重能力和所需载重出现不协调，最终导致裂缝的产生。现在大部分建筑设计单位所采用的建筑工程结构设计方式都存在其不合理之处，这种普遍现象导致建筑工程挑梁裂缝产生的普遍性，增加了建筑住宅使用的安全隐患。若想从根本上解决挑梁裂缝问题，就必须对建筑内部结构的受力和承载能力进行仔细计算和分析，并科学的安排建筑结构的施工顺序和施工环节。
建筑砌体结构的设计质量关系到整个建筑工程结构的安全性，因此，针对如何做好建筑砌体结构设计工作，笔者结合自己的经验并查阅部分书籍，提出以下几点建议：首先，应当注重横墙承重的计算与结构布置。横墙的设计能够大大增加建筑的抗震性和牢固性以及使用的安全性，因此，要增加在建筑设计中横墙的数量。而且，还需要对横墙的结构设计以及施工材料进行质量提升，结构设计上可以采取剪力墙结构来增加其抗剪性，施工材料上要保证采购材料的质量以及强度，并增加轴压力，从而打造隔断与承重兼顾的二合一墙体。其次，应当合理设计纵横墙的承重设计，在结构布置上更加重视共同承重。如果建筑物的房间面积较大，就可以适当调整沿进深方向的梁支，使其能够承于纵墙之上，这样就可以让纵墙承重。此外，楼板也需要采用纵向搁置的办法，让横墙也可以参与承重，这样不仅可以有效地提高墙体的剪切能力，而且还能够满足建筑工程的抗震需求。
2 楼层刚度问题
建筑设计人员的专业水平将直接决定整个建筑设计方案的科学性、经济性以及其可行性。由于设计人员缺乏相应的专业素质，在进行楼层刚度设计工作时，无法准确的运用公式理论监理模型来进行计算，从而导致楼层刚度设计的失准。在现行的计算模型中，楼层刚度计算公式所建立的计算模型较为精准，但是它同样也具备其缺陷和不足，对建筑内部的形变无法准确分析，但若是连这一计算模式建立都无法其精准性，那根本无从谈起楼层刚度设计的质量高低。所以，为了保证楼层刚度设计的质量，要以刚性楼面为设计首选，除特殊情况外不选用楼层大开洞的结构设计方案，而且还需要注意一系列的设计问题。若是楼层结构设计的计算结果表面楼层的刚性数据不达标，那么可以采取增设连系梁板的方法来增强楼层的刚性数据，当然还可以利用其它方式来提高楼层的刚性，但是要注意这些方式的最终目的是为了保证楼层刚性数据达到要求标准。
3 屋面梁与配筋问题
在很多住宅结构设计方案中，为了追求建筑结构建模的简便，往往会将下层梁的尺寸标准直接应用到屋面梁的设计中，通常会出现屋面梁配筋较少的问题，如果屋面梁所处的环境中出现温差过大，或者受到混凝收缩的影响，就可能因为配筋数量不够导致裂缝的出现。因此，在屋面梁的结构设计中，应当确保钢筋骨架的刚度，避免出现梁腹等部位出现裂缝，如果梁腹板的高在450mm 以上，就必须要增设腰筋，并且应当控制好梁腹板的间距，使其间距不大于200mm，之后可以利用拉筋勾连的方式进行结构设计。
4 地基与基础设计问题
整个建筑的各部分之间是相互联系的，建筑地基以及建筑的内部基础结构之间更是能够都成一个稳定的结构，若是能够有效的发挥这个结构的作用，将对整个高层建筑稳定性和安全性起到关键性作用。但是，我国建筑行业在很长一段时间都将这几个部分分割、分立了，即便是现在，还有部分建筑企业在进行建筑基础结构设计时存在着这样设计误区。当然，这并能说明我国的建筑设计行业的落后，这一设计问题的主要原因是相应计算设备和计算方法的先进性不足。在这种科学性和合理性不足的计算方法和计算设备下进行建筑基础和地基设计往往会忽略建筑建筑基础结构之间的联系性，导致设计数据的偏差和基础结构设计图纸的不合理，从而造成整个建筑的质量和安全性存在隐患。
5 配筋和构造问题
建筑结构构件的配筋率是关乎构件质量以及整个建筑结构设计合理性的关键所在，在进行设计工作时，必须明确每一个构件的配筋率取值范围。建筑的抗震要求决定了其结构必须具备一定的延性，而这也要求了建筑构件配筋率要达到最低要求标准。在进行建筑结构配筋率设计时，要严格按照相关规定以及工程结构需求进行设计，而且要保证配筋率的设计满足建筑结构其他部分的设计需求。另外，建筑屋面的温度控制也是保证建筑质量的重要环节，对屋面通过散热通风措施等来控制其温度，能够有效避免屋面墙体出现裂缝的问题。最后，建筑结构设计必须满足建筑的抗震要求，尤其是在地震高发区进行建筑结构设计。
结语
综上所述，建筑企业若想在未来的建筑行业竞争中获取更多的主动权，就必须加强对建筑结构设计的重视。这不仅是因为建筑结构设计决定着一项建筑施工项目的质量、安全性、可靠性更是因为建筑结构设计将决定一个建筑使用质量，它是与居民生命财产安全息息相关的。而且，这也是建筑企业在这个竞争激励的建筑市场中获取更多市场份额的依靠所在。所以，必须重视对土木工程建筑结构的设计，从美观、安全性、可靠性以及科学性几点去提高其结构设计的质量。
关键词：防范；结构设计；通病
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
一、住宅结构设计的通病
1.重柱截面高度设计过小
设计中好多工程受到尺寸限制或考虑美观等其他原因，往往把承重柱截面高度设计过小，致使梁柱的线刚度比增大，导致大于4的情况，此时梁可简化为简支梁，柱则按轴心受压计算，虽较易进行受力分析，但却给建筑结构留下了安全隐患。主要因为此种做法忽略了梁柱间的刚结作用，结构一旦受荷后，柱顶抗弯强度必然不能满足要求，柱子与梁底相交处较易出现“塑性饺”。这样以来，房屋结构一旦遭遇地震作用时，将会遭到破坏，也违背了抗震设计中“强柱弱梁”原则。
2.楼板设计常见问题分析
楼板作为建筑结构中的主要承重构件之一，它的设计安全与否将关乎梁、墙、柱等构件的安全。楼板设计时为了计算方便，设计人员草率地将双向板作为单向板进行设计计算，致使配筋严重不符，一个方向配筋过大，另一方向配筋不足，很容易使板出现破坏裂缝。再就是当楼板承受线荷载时的弯矩计算问题，在住宅建筑中，往往在楼板上布置装饰隔墙，设计中应将此部分的线荷载换算成等效均布荷载，然后进行板的配筋计算。这些简单的设计问题看似无所谓，但是一旦遭遇地震或其他偶然荷载，房屋的结构就会造成破坏，后果非常严重。
3.在框架设计中忽视了纵向框架
在框架结构设计中，纵向框架与横向框架具有同等的重要性。设计人员对于非抗震设计，纵向梁按连续梁进行设计，框架中的纵筋、箍筋的配置还有梁柱节点的配筋都不能满足构造要求，习惯的，不考虑地震荷载的纵向作用，常常出现支座负筋，箍筋及跨中纵筋不足的状况。
4.梁高选用过小
实际设计中，设计人员常常只对梁的强度、刚度进行验算，忽略了对梁挠度的验算，梁高度配置过小，从力学上讲，必将引起梁截面的受压区应力过大，正常使用时，该受压区会发生非线性徐变，梁的挠度位移随时间的积累不断增大，从而引起楼板出现裂缝，裂缝宽度也会伴随着梁挠度的增大而增大，最终影响房屋的正常使用，对房屋的耐久性非常不利，这是非常不符合房屋的“耐久、美观、经济适用”设计原则的。
5.连续梁按单梁进行设计
在阳台边梁的设计当中，由于边梁上的受荷一般较小，一般不会引起设计人员的足够重视，为简单起见，设计人员经常把实际的连续梁按单跨简支梁进行设计，导致梁在支座处上部负筋配置过小，这样做的后果是引起梁在支座附近上部受拉区出现竖向裂缝，继而引起梁上部栏板出现竖向裂缝，导致整体阳台出现安全隐患，甚至在阳台边梁突遇偶然大荷载时会发生断裂破坏，这给居民的安全造成严重影响和不安全因素。
6.设置多道防线
在进行房屋结构设计时，安全是第一位的，设置多道防线，形成多重安全保障是设计人员需要考虑的，一旦遭遇结构破坏，所有抵抗外力的结构构件都在“层层把关”、通力合作。比如说，在剪力墙设计中，设置多肢墙要比单片墙好，框架剪力墙要比纯框架好等，这些都体现了设置多道防线的设计思路。这对我们设计人员来讲应该形成一种设计习惯，在日常设计中，能够较为娴熟的进行运用，使设计的房子不仅坚固耐久，而且即使遭遇地震也不至于发生倒塌破坏，从而切实保障人民的生命财产安全。
二、质量通病的防治
要想防治住宅工程质量通病，就必须把好工程建设中的三道关：设计源头关、施工过程关和分户验收及竣工验收关。这三道关是工程建设中的三个重要环节，同时也是容易产生质量通病的三个环节。
1.把好设计源头关。设计单位和设计人员应对工程质量通病进行深入研究，并在施工设计图中体现出具体防治措施，如对砌体、屋面、防水、门窗等易产生质量通病的部位制定具体的防裂、防渗、防漏措施，并绘制详细的施工大样图，将设计从“粗”做到“细”，在确保设计结构安全的基础上进一步体现以人为本，从源头上避免质量通病的发生。对施工图进行审查时，也需要在这些方面严格把关。
2.把好施工过程关。施工阶段是将图纸变为实物的阶段，也是最容易出现问题的阶段。只有切实把好施工关，才能将出现质量问题的概率降到最低。
（1）按图施工，杜绝随意改动图纸的行为。对于容易产生质量通病的关键部位和节点，一定要按图施工。对于这一点，现场监理要发挥应有的监督检查作用，同时监督机构也要加强抽检。
（2）控制原材料质量。当前，工程建设中使用假冒伪劣材料的违规行为屡见不鲜。而原材料质量将直接决定工程质量，如很多墙体开裂都是由于砌体、砂浆强度不达标引起的，大多河南华宸工程建设有限公司谢永信漏水现象是因为使用了不合格的防水材料造成的。因此，在工程建设中，应杜绝使用不合格原材料，以免引发质量问题。
（3）施工工艺合理。当前，我国建筑业的一线施工人员大多来自农村且未经专业培训，他们对施工工艺和施工方法的掌握往往比较欠缺，这也是导致工程质量通病多发的一个重要原因。为解决这一问题，建筑企业应加强对一线施工人员的技术培训，切实提高劳动者的素质，同时要大力推广一些行之有效的施工工艺和方法。此外，还要加强施工管理人员及技术人员对相关规范和标准的学习，提高施工企业管理人员的技术水平，确保其掌握工程质量通病的发生规律和预防措施。应注意选择技术能力强、经营管理好的施工队伍，并对施工队伍进行定岗培训，要求持证上岗，同时建立施工人员花名册，定期对其进行考核。改进施工操作工艺，对于一些落后的、不能保证施工质量的施工工艺要及时淘汰或改进，同时要加强管理力度，以防发生工程质量通病。
3.把好分户验收和竣工验收关。在这一环节，要注意以下两个问题。（1）严格贯彻落实住宅工程分户验收制度。加强过程控制，严格分户验收把关，并注意加强对分户验收质量的监督抽查。对于未通过分户验收或分户验收不认真、走过场的，一律不得同意组织单位工程的竣工验收。（2）严格贯彻落实住宅工程竣工验收制度。目前，各方普遍重视工程结构质量，但往往会忽略细部验收。工程竣工验收作为工程竣工前对工程质量的最后一次把关，有必要对易产生质量通病部位，如墙体、屋面、卫生间、厨房、管道、栏杆等，加强检查，从严把关，尽量在住宅工程投入使用前消除质量通病。
三、结束语
综上所述，房屋设计是关键，结构设计无小事，我们只有把结构设计时看似不起眼的细节做好，做细，才能保证房屋的建筑结构安全，才能给房屋以后的施工带来安全和方便，重点应该注意防止构造柱产生应力集中、承重大梁下的柱子宜按承重柱设计、防止承重柱截面高度设计过小、勿把双向板作为单向板进行设计、注意隔墙线荷载的换算、重视框架设计的纵向框架设计、梁高配置不宜过小、勿把阳台边梁看做单跨简支梁设计、注意房屋安全多重防线设计等。
参考文献：
关键词：住宅建筑，结构，地基，配筋构造，设计方案
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
中图分类号：TU318 文献标识码：A 文章编号：
前言
随着国民经济的迅速发展，住宅建筑越来越商品化，作为投资方总是希望利润最大化。由此在结构设计时不仅要满足“规范加计算”，而且还要在安全、符合现行国家规范前提下，从各个环节进行优化设计，多个方案做比较，使最终的成品要安全可靠、经济合理，节能节材，降低造价。
1设计方案
住宅建筑单元设计时，当住户较多，为了使每一户都有良好的通风采光，必然就会出现外伸翼块的布置，当外伸翼块的长度不大于其宽度时，可认为外伸翼块的侧向摆动与单体的核心部分同步不产生或产生极其微弱的附加内力，则外伸翼块可以自由地存在；若外伸翼块长度大于宽度，则需在外伸翼块之间设梁加以连结，使外伸翼块之间以外伸翼块与核心部分之间成为一个整体，结构概念上即同层的墙柱不产生相对位移，当建筑物承受较大的水平荷载作用时，不至于在外伸翼块的根部产生拉力而出现裂缝。这样的拉结，在某种程度上符合结构整体计算时楼板为无限刚度的假设，具体设计时，外伸翼块之间的连结梁倒不一定每层都设，有规律地每隔2-3层设一道或空几层设几层，不仅结构上是允许的，而且可以给建筑立面设计提供更广阔的构思天地。连结梁除自重外似乎无甚荷载作用，即使结构整体计算中，反映出的梁内力和配筋也不大，但实际上该梁承受的内力要比普通框架梁复杂得多，由于其具体特殊的作用，故设计中其配筋通常需按连结梁的构造要求给予配置。本工程楼层最大位移：X方向地震力作用下的楼层最大值层间位移角：1/1394；Y方向地震力作用下的楼层最大值层间位移角：1/1220；高规规定剪力墙结构楼层最大值层间位移角限值:1/1000。
2基础及地基设计分析
高层建筑基础的合理选型与设计是整个结构设计中的一个极其重要和非常关键的部分。基础的工程造价在高层建筑整个工程造价中所占的比例较高，尤其在地质条件比较复杂的情况下更是如此。所以选用合理的基础形式或地基处理方式，对降低工程造价起着至关重要的作用。某工程地基承载力特征值为250kPa，基底压力为415kPa，天然地基不能满足设计要求，根据工程地质勘查报告，可采取钻孔灌注桩或CFG桩复合地基，就这两种处理方案在满足承载力和变形的前提下加以比较。方案一：采用泥浆护壁钻孔灌注桩，桩径φ800，桩长18米，桩数174根。混凝土用量1574m3，钢筋用量45t。方案二：采用长螺旋钻孔泵压CFG桩复合地基，桩径φ400，桩长15米，桩数523根。混凝土用量985m3。初步估算，方案一造价为313.2万元，方案二造价为34.5万元，仅为方案一的11%。由此可见选用CFG桩进行桩-土复合地基的设计，充分发挥桩间土的承载力作用，可减少桩的数量或桩长，节约了混凝土和钢筋用量，从而达到降低整个工程造价的目的。
3楼层结构设计
住宅建筑的楼层结构通常布置梁板式，梁板式结构布置应避免有隔墙就设梁的陈旧设计方法，因为该方法会形成多得多重梁搭梁，荷载传力路线过长弊端。此外，楼层梁多了会影响施工进度，更不利于住户日后对平面布置变换，具体设计中要解决的就是板上隔墙荷载的受力和传递问题。正确合理的设计应是：当隔墙平行于单向板的受力方向时，应在墙下的板中加筋，隔墙大部分荷载传给单向板支承的墙（或梁），当隔墙垂直于单向板之受力方向，尤其隔墙长度小于板之长度时，则应将隔墙化为板面等效均布荷载，此时所有的受力钢筋都起承受隔墙的作用，当隔墙位于双向板上，同样应将隔墙化为板面等效均布荷载，板的两向受力筋都起作用。设计实践证明，按上述原则布置楼层楼板，特别是采用了轻质隔墙材料时，则结构受力合理，结构自重轻、施工方便快捷，使用效果良好。
4配筋及构造
对于小高层住宅来说，剪力墙是面广量大的，因此合理的控制配筋对于结构安全及工程的经济性十分重要。
1）墙体配筋（以200厚墙体为例）一般要求水平钢筋在外侧，竖向钢筋在内侧。配筋满足计算及规范建议的最小配筋率即可。建议加强区Φ10@200，非加强区Φ8@200双层双向即可，采用Φ6@600x600拉筋。但地下部分墙体应当别论。因为其配筋大多由水、土等产生的侧压力控制，简化计算经常按竖向筋控制，此种情况下为增大计算墙体有效高度，可将地下部分墙体的水平筋放在内侧，竖向钢筋放在外侧。地下部分墙体钢筋保护层按《地下工程防水技术规范》第4.1.6条规定：迎水面保护层应大于50mm，且在保护层内按《混凝土结构设计规范》第9.2.4条规定增设双向钢筋网片。在这种情况下，很多设计人员在进行外墙裂缝验算时有效截面高度仍按保护层50mm计算，是不妥当的。当采取了双向钢筋网片后，计算保护层厚度至少可按30mm来取值，这对节省墙体配筋相当明显。
2）剪力墙中的连梁高跨比大于5，在地震作用下弯矩、剪力很大，有时很难进行设计，如果加大连梁高度，配筋值有时反而更大。连梁高度一般是从洞顶算到上一层洞底或从洞顶算到楼面标高。对于门洞，上述梁的高度是一样的；但对于窗洞，连梁高度如果从窗洞算到上一层窗底，有时则高度太高，这样高跨比太大，且与计算图形不符，相应配筋亦较大，不合理。连梁高度统一规定从洞顶算到楼板面或屋面，对于窗洞楼面至窗台部分可砌筑填充墙。对于窗台有飘窗时，可再增加一根梁，两根梁之间砌筑填充墙。连梁配筋应对称配置，腰筋同墙体水平筋。
3）目前，在剪力墙的楼层处均设置暗梁，而对暗梁各有理解。笔者认为对于框架-剪力墙结构，如剪力墙周边仅有柱而无梁时，则设置暗梁，并且要求剪力墙两端是明柱，这是因为周边有梁柱的剪力墙，抗震性能要比一般剪力墙要好。剪力墙结构则没有这方面的要求，在墙板交接处设置暗梁对加强墙体整体性作用还是有的，但究竟有多大尚无定论就目前而言，在楼层位置设置暗梁是可行的，但没有必要设置太大断面及配筋，建议底部加强区断面可取墙厚x300，配筋上下各2Φ16，一般部位断面可取墙厚x250，配筋上下各2Φ14即可。
关键词: 住宅综合楼；结构设计；技术措施
一、工程概况
该工程占地面积22161m2,总建筑面积68740m2。主要包括南北两排高级住宅综合楼和东西两侧公建。南侧住宅综合楼(B～G座)地上8层,北侧住宅综合楼(J～R座) 地上8～10层。南北住宅综合楼均为剪力墙结构,南楼局部设有框支梁。东侧公建(H 座)地上2层,为高配套商业用房,框架结构；西侧公建(A座)地上4层,为文化娱乐、健身中心,框架结构。南北住宅综合楼均设有两层地下室,南楼地下2层战时为六级人防物资库、平时为汽车库,北楼地下2层为设备用房,南北楼地下1层均为自行车库。南北住宅综合楼中间局部设有地下室,位于地下2层,为单纯汽车库,其西侧局部从地下2层至地面为游泳池,框架结构(局部含有剪力墙)。
两栋住宅综合楼中间地面拟建社区公园,有假山、音乐喷泉、热带树木、草坪、健身器材、夜景照明等。工程地下2层及首层平面如图1、图2所示。
二、工程特点
本工程整体设计思路要求典雅、高级、舒适。建筑立面风格追求欧式古典主义,平面布置讲究高度灵活性,可以居住、办公。为追求大尺度,部分户型房间开间达到12.8m,进深达到14.7m。户型建筑面积在200～500m2,顶层带跃层。由于开发商要求功能多样化、适应性强、个性鲜明,使得建筑设计平面与立面复杂、多变。所以与一般工程相比,本工程有鲜明特点,结构设计不利因素相对集中,体系相对复杂,给结构设计带来了很大难度,其结构特点具体体现在以下几个方面:
1.高差悬殊(住宅综合楼与汽车库高差达8～11层)；
2.超长混凝土结构(地下2层建筑长度达177m)；
3.大跨度楼板(最大板跨12.8m)；
4.错层集中(两个部位剪力墙两侧层高分别为218m、3.0m,楼板层层交错设置)；
5.不规则坡屋顶(四坡屋项带老虎窗)，
6.部分剪力墙不能直接落在基础上(主要为南楼折线形外墙)。另外,本工程部分地下室设有人防层、游泳池。
三、技术措施
缘于本工程复杂性,经过反复论证、综合分析比较,确定设计原则如下:
住宅整体结构采用剪力墙体系,墙体厚度为300mm到顶,局部楼电梯间处墙厚200mm,以提高结构整体性以及抗侧移刚度,并可以满足“新规范”对剪力墙厚度的要求。
楼板采用大板块现浇预应力混凝土结构。
针对该工程结构特点,具体技术措施如下:
1.高差悬殊问题
设置两道沉降缝将南北住宅综合楼与中间地下汽车库完全脱开,沉降缝宽度为100mm,缝内用粗砂填实。具置详见图1地下2层结构平面图。
2.结构超长问题
从地下1层开始设置伸缩缝将南北住宅综合楼分成若干单体,缝宽100mm。仍然超长的设置伸缩后浇带,后浇带宽800mm,主体结构施工完后两个月用高一强度等级混凝土并加适量微膨胀剂浇灌,附加温度钢筋,加强施工养护,以解决混凝土结构超长问题。具置详见图2。
3.大跨度楼板问题
本工程结构最大板块跨度为12.8m×14.7m,根据工程经验确定板厚为280mm。先采用普通混凝土结构经过详细计算,在较大配筋率(0.65%)情况下承载力极限状态可以满足,混凝土相对受压区高度ξ(0.14)不超限。但是正常使用极限状态下裂缝宽度验算为ωmax=0.35mm,超过限值ωlim=0.3mm；板块最大挠度为f=0.0698m,远远超出限值[f]=0.043m,无法满足正常使用极限状态下裂缝宽度与挠度验算的要求。
经分析比较,认为配置预应力钢筋是比较合理的,配筋率比较经济,挠度和裂缝问题均能很好解决,并可达到建筑上灵活设置隔墙、家庭办公等要求。另外,在板块上部中间部位增设温度钢筋,以提高楼板抗变形能力。
4.楼板错层问题
由于开发商特殊要求,本工程两个部位出现错层集中现象,剪力墙两侧层高分别为218m、310m,具体为Q、R座中间墙,J、K座中间墙。这样使得楼板层层交错,而且错层部位楼板高差不一致,如图3 所示。
由于楼板起到传递和分配水平力的作用,楼板错层造成局部应力集中和剪力墙平面外、平面内短墙受弯等情况,对结构十分不利。
五、地基基础
根据本工程详细“地勘”报告,地基持力层为第四纪沉积粘质粉土、砂质粉土④层,地基承载力标准值综合取值为fk=160kPa,地下水近3～5年最高水位为自然地面下3m。
根据地基承载力标准值经深度修正已达到f=260kPa(基础埋深为自然地面下9m),以层数较多的北楼为代表,结构竖向力标准值(D+L)为246kPa,地基承载力完全可以满足要求,采用天然地基没有问题。地下室抗浮验算也无问题。中间地下汽车库采用上反肋梁式筏形基础,底板厚500mm,基础梁800mm×1200mm；南楼亦采用上反肋梁式筏形基础,底板厚1000mm,基础梁800mm×1200mm；北楼采用平板式筏形基础,沿墙体做暗梁,底板厚1000mm。
南北楼基础底板系根据板格跨度及施工方便,综合考虑统一确定厚度为1000mm。
基础亦在适当位置设置伸缩后浇带,具置同上部结构,详见图1地下2层结构平面图。
结束语
通过本工程设计实践,对结构设计有了更广泛了解和深入体验,并获得了一些新的认识。
1.现阶段建筑方案复杂、多变,造成工程中结构不利因素过于集中。结构师有必要在方案阶段引导建筑师重视结构问题,根据建筑物高度、使用功能等合理地选择结构体系,恰当地设计建筑物的平面形状以及体型,对结构进行合理布置,以求做到建筑美观、结构安全、经济适用。
2.结构师要全面了解各种结构形式的受力特点、关键部位、关键构件。对于复杂工程,分析归纳其结构特点,有针对性地采取技术措施,合理地简化计算模型,才能从整体上把握工程,很好地解决实际问题。做到既符合规范要求,又满足工程需要。
关键词：高层住宅；剪力墙结构；结构设计
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;
中图分类号： TB482.2文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）
一、基础形式的选取
高层住宅的基础类型，应根据地基性质、结构类型、荷载特点、施工条件等因素慎重选择。主要有箱型基础、桩基、钢筋混凝土筏形基础等。
1.1 箱型基础由于本身具有很大的刚度和整体性，可将上部结构荷载有效地扩散传至地基， 同时又能调整与抵抗地基的不均匀沉降，从而减少不均匀沉降对上部结构的不利影响。因此箱型基础适合上部结构荷载大而地基土又比较软弱的情况采用。
1.2 桩基具有承载力可靠、 沉降小的优点， 适合软弱地基土及可能液化地基土。目前， 高层住宅的桩基大多选用钻孔灌注桩。它具有适应性强，不受桩径、桩深的限制，基本上适用各类土层。在施工时不会引起土体隆起和水平挤力，不会损坏建筑物场地内外的土质结构和的构筑物。
1.3 虽然箱型基础和桩基在高层住宅中应用很广泛，但施工过程中可能会受到许多不确定因素的影响，在满足安全、经济和适用的前提下可以采用筏形基础，并且筏形基础在高层建筑中属于比较经济的基础形式。筏形基础的基础费用（包括基坑支护和开挖施工）约占建筑总造价的10％～20％，施工工期约占建筑总工期的20％～25％，而桩基则其所占比例分别为20％～30％和30％～40％，从以上数据可以看出，筏形基础的经济效益比较明显。筏形基础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，正放筏板的表面较平整，使用方便也便于排水，但施工复杂，由于基础梁截面高度大必然增大基础埋深， 增加基础挖土量和护坡量。反放施工方便，但往往需要设置架空地坪以满足使用、排水和防潮的要求。平板式筏基具有模板简单，施工方便，防水卷材容易施工的特点。
当建筑物层数较多，剪力墙的布置比较稀疏时，宜优先采用平板式筏基。基础底板的厚度，首先是由内力确定的。一般情况下，板厚由冲切承载力确定，冲切承载力满足后，其它如弯矩一般都能满足要求。并可根据剪力墙的布置情况和荷载分布情况，取用不同的厚度，没有必要为了和大跨统一整体加大筏板厚度，造成不必要的基础土方量和混凝土用量。
二、剪力墙的合理布置
剪力墙结构中，剪力墙宜沿主轴方向或其他方向双向布置；抗震设计的剪力墙结构，应避免仅单向有墙的结构布置形式以使其有较好的空间工作性能，并宜使两个受力方向的抗侧刚度接近。剪力墙的布置要均匀，数量要适当，过多过少都不利。剪力墙布置过少，结构的抗侧刚度不够；剪力墙布置过多，墙体得不到充分利用，结构抗侧刚度过大，会使地震力增大，结构重量也增加，不一定有利。
剪力墙墙肢截面宜简单、规则。门窗洞口宜上下对齐、成列布置，形成明确的墙肢和连梁。抗震设计时，一、二、三级抗震等级的剪力墙的底部加强部位不宜采用错洞墙；一、二、 三级抗震等级的剪力墙均不宜采用叠合错洞墙。另外剪力墙宜自下到上连续布置，避免刚度突变。
三、上部部分结构构造措施
3.1 关于转角窗的加强措施
很多建筑师为了满足甲方要求，设计出大量立面造型新颖独特的高层建筑。其中转角窗以它室内可视角度开阔，室外立面造型丰富在建筑设计中被广泛采用。 但对于结构来说， 这却是一个相对薄弱的位置，需要对这一部分的结构构件采取加强措施。通常采用以下几个办法：
a.适当加厚转角窗处的楼板，一般根据跨度的大小，有转角窗位置的板厚宜控制在 140~150mm，且应采取双排双向通长配筋，并宜直通伸入相邻房间板内适当长度，板的配 筋 率不宜小于0.25~0.30％；
b.设置斜向暗梁或斜向配筋，暗梁也需要有一定的宽度，至少取400 宽，没有条件设暗梁时应在板下配置斜向配筋，且要锚入角窗两端的边缘构件内；
c.角窗洞边的暗柱宜按约束边缘构件设计，适当增大边缘构件的截面及配筋。
3.2 高连梁的腰筋
高连梁的腰筋不满足要求是设计人员经常忽略的问题。《高层建筑混凝土结构技术规程》（以下简称为《高规》）第7.2.26-4 规定：“墙体水平分布钢筋应作为连梁的腰筋在连梁范围内拉通连续配置；当连梁的高度大于700mm 时，其两侧面沿梁高范围设置的纵向构造钢筋（腰筋）的直径不应小于10mm，间距不应大于 200mm；对跨高比不大于 2.5 的连梁， 梁两侧的纵向构造钢筋（腰筋）的面积配筋率不应小于 0.3％”。
3.3 结构平面开大洞造成楼板弱连接
很多工程由于建筑要求需要楼板有较大的凹入或开洞口，使结构楼板在此处有较大削弱， 形成细腰、 弱连接。在结构设计时应考虑结构楼板削弱产生的不利影响。《高规》第 4.3.8 条针对楼板开大洞口从构造上提出了加强措施：
a.加厚洞口附近楼板，提高楼板的配筋率， 并采用双排双向配筋， 或加配斜向钢筋；
b.在洞口边缘设置边梁、暗梁，在楼板洞口角部集中配置斜向钢筋；
c.适当加大洞口处边梁两侧的腰筋以提高梁的抗扭能力和弱连接楼板平面内的承载能力。
3.4 墙体配筋不满足要求
《高规》第 7.2.20 条规定 “房屋顶层剪力墙以及长矩形平面房屋的楼梯间和电梯间剪力墙、 端开间的纵向剪力墙、端山墙的水平和竖向分布钢筋的最小配筋率不应小于 0.25％，钢筋间距不应大于200mm”。
3.5 控制剪力墙平面外弯距
很多临街的高层住宅都有一层或几层商业裙房， 即为商用， 要求的开间进深都比较大， 就会出现楼面梁一侧搭在框架柱，一侧搭在剪力墙上，或者一侧搭在框架梁一侧搭在剪力墙上， 这就形成了楼面梁与剪力墙的垂直单面相交， 即对剪力墙产生平面外弯距。这种情况应当根据《高规》第 7.1.7 条采取加强措施，如沿梁轴线方向设置与梁相连的剪力墙，但这一条一般很难实现，很可能从使用上不能满足建筑要求，只能退而求其次，采取加扶壁柱或加暗柱甚至在剪力墙内设置型钢的方法。有时还会出现楼面梁上皮配筋较大，墙厚不满足框架梁纵向钢筋的水平锚固长度的问题，解决这一问题，除了尽量采用较小钢筋直径外，还可以将梁设计为铰接或半铰接，绞接或半绞接可以通过弯距调幅来实现，此时应相应增大梁跨中的配筋。
3.6 地下室顶板问题
地下室顶板作为重要的，荷载较大且受力复杂的楼板， 应比一般楼板有更高的要求。 首先， 避免在地下室顶板开设大洞口；其次，地下室顶板都应采用现浇梁板结构，普通地下室顶板厚度不宜小于160mm，宜采用双排双向配筋；作为上部结构的嵌固部位的地下室顶板厚度不宜小于180mm，混凝土的强度等级不宜小于C30，应采用双排双向配筋，且每个方向的配筋率不应小于 0.25%。地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时，地下室层数不宜小于二层，应能将上部结构的地震力传递到全部地下室结构。另外，考虑到施工荷载， 地下室顶板的活荷载不宜小于5.0kN/m2。
3.7 剪力墙开结构洞问题
《高规》第 7.1.5 规定 “较长的剪力墙宜开设洞口，将其分成较为均匀的若干墙段， 墙段之间宜采用弱连梁连接，每个独立墙段的总高度与其截面高度之比不应小于2。墙肢截面高度不宜大于8m”。其目的是使墙段成为以弯曲破坏在先，剪切破坏在后的高墙，避免矮墙。
3.8 厨房、卫生间轻质隔墙的荷载计算
在现在设计的住宅、公寓等工程中，为了寻求大开间，也为了将来业主能更好按着自己的意愿装饰，厨房，卫生间一般不降板，边缘也不设楼层梁，这样一些轻质隔墙就直接作用在楼板上，这一部分荷载如何考虑呢？在《建筑结构荷载规范》附录B中对这种情况有解释，但是计算起来比较麻烦。一般设计院在进行结构设计时，通常将这部分轻质隔墙的荷载加到恒载当中，即将恒载加大 1 ~1.2kN/m2，当分隔墙数量较多或重量较大时也可加大到 1.5kN/m2，这可以灵活掌握。
3.9 屋面上重新生根墙或柱
现在很多的高层住宅楼不再是以前的“火柴盒”，也要求美观大方，有造型。于是建筑便常在屋面上做些文章，比如起个花架等，但这些后起的墙或柱有时不完全甚至完全不在剪力墙上，需要重新生根。这时为了安全起见，重新生根的剪力墙或柱要有双向的拉接，即要在屋面板上设置纵横两个方向的上返梁（梁下返一般会影响楼下住户的使用），上返梁最好也做宽，以便墙或柱的主筋好生根；生根墙或柱的楼板也需要人为加厚，可以做到150mm，甚至大跨可以做到180mm，钢筋也需要双排双向全部拉通。
四、结束语
总之，剪力墙高层住宅越来越多，甲方对含钢量的控制也越来越严格，各个审查机构对设计图纸的要求也越来越严格，设计时如何把握好合理性，经济性至关重要。
参考文献：
