简述建筑住宅结构设计

1、简述建筑住宅结构设计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

2、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

3、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 /H=1/2 5001/3500，刚重比在1015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

4、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

5、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400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，

6、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/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

7、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。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

8、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216，一般部位断面可取墙厚250，配筋上下各214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