淺談房屋住宅建筑結構設計

祖浩昌

（泗洪縣天成建筑安裝工程有限公司，江蘇 宿遷 223900）

隨著我國城市化進程不斷發(fā)展和加快，及國民經(jīng)濟的高速發(fā)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(zhàn)。在這樣的情況下，如何設計出較為舒適、安全經(jīng)濟的房屋，現(xiàn)在已經(jīng)成為施工人員要面對的問題。

1.某工程案例概況

某小區(qū)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(yè)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(jīng)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(jīng)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(xiàn)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(xiàn)拉力；上層框架梁出現(xiàn)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(jié)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(nèi)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(shù)的增加而減小；框架結構主要用于不考慮抗震設防、層數(shù)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(nèi)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(jù)筆者的實際施工工程經(jīng)驗確定板厚為320mm。首先采用普通混凝土結構經(jīng)過詳細計算，在較大配筋率（0.65%）情況下承載力極限狀態(tài)可以滿足，混凝土相對受壓區(qū)高度（0.14）不超限。

（3）樓板錯層的解決。經(jīng)分析，該工程兩個地方都出現(xiàn)錯層集中現(xiàn)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(shù)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(jīng)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(fā)生沖切或局部承壓將出現(xiàn)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?shù)臉请娞蓍g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(shù)，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(xiàn)行建筑抗震設計規(guī)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(xù)梁進行設計，梁柱的節(jié)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(jīng)常出現(xiàn)梁的支座負筋，跨中縱筋及箍筋的配置均不滿足要求的現(xiàn)象。

[1]魏志剛.淺談高層住宅小區(qū)建筑設計的要點[J].中國房地產(chǎn)業(yè)，2011(8).

[2]李艷麗.高層住宅小區(qū)地下室車庫結構設計[J].土木建筑學術文庫，2011，15(1).

[3]梅洪元，付本臣.中國高層建筑創(chuàng)作理論發(fā)展研究[A].高層建筑與智能建筑國際學術研討會[C].2010.

[4]覃力.高層建筑設計的一種傾向[A]--大規(guī)模高層建筑的集群化和城市化，高層建筑與智能建筑國際學術研討會[C].2009.