摘 要:本文針對住宅結(jié)構(gòu)各個環(huán)節(jié)的優(yōu)化設(shè)計進行了詳細分析。

　　關(guān)鍵詞：住宅建筑，結(jié)構(gòu)，地基，配筋構(gòu)造，設(shè)計方案

　　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

　　中圖分類號：TU318 文獻標識碼：A 文章編號：

　　前言

　　隨著國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展，住宅建筑越來越商品化，作為投資方總是希望利潤最大化。由此在結(jié)構(gòu)設(shè)計時不僅要滿足“規(guī)范加計算”，而且還要在安全、符合現(xiàn)行國家規(guī)范前提下，從各個環(huán)節(jié)進行優(yōu)化設(shè)計，多個方案做比較，使最終的成品要安全可靠、經(jīng)濟合理，節(jié)能節(jié)材，降低造價。

　　1設(shè)計方案

　　住宅建筑單元設(shè)計時，當住戶較多，為了使每一戶都有良好的通風(fēng)采光，必然就會出現(xiàn)外伸翼塊的布置，當外伸翼塊的長度不大于其寬度時，可認為外伸翼塊的側(cè)向擺動與單體的核心部分同步不產(chǎn)生或產(chǎn)生極其微弱的附加內(nèi)力，則外伸翼塊可以自由地存在;若外伸翼塊長度大于寬度，則需在外伸翼塊之間設(shè)梁加以連結(jié)，使外伸翼塊之間以外伸翼塊與核心部分之間成為一個整體，結(jié)構(gòu)概念上即同層的墻柱不產(chǎn)生相對位移，當建筑物承受較大的水平荷載作用時，不至于在外伸翼塊的根部產(chǎn)生拉力而出現(xiàn)裂縫。這樣的拉結(jié)，在某種程度上符合結(jié)構(gòu)整體計算時樓板為無限剛度的假設(shè)，具體設(shè)計時，外伸翼塊之間的連結(jié)梁倒不一定每層都設(shè)，有規(guī)律地每隔2-3層設(shè)一道或空幾層設(shè)幾層，不僅結(jié)構(gòu)上是允許的，而且可以給建筑立面設(shè)計提供更廣闊的構(gòu)思天地。連結(jié)梁除自重外似乎無甚荷載作用，即使結(jié)構(gòu)整體計算中，反映出的梁內(nèi)力和配筋也不大，但實際上該梁承受的內(nèi)力要比普通框架梁復(fù)雜得多，由于其具體特殊的作用，故設(shè)計中其配筋通常需按連結(jié)梁的構(gòu)造要求給予配置。本工程樓層最大位移：X方向地震力作用下的樓層最大值層間位移角：1/1394;Y方向地震力作用下的樓層最大值層間位移角：1/1220;高規(guī)規(guī)定剪力墻結(jié)構(gòu)樓層最大值層間位移角限值:1/1000。

　　2基礎(chǔ)及地基設(shè)計分析

　　高層建筑基礎(chǔ)的合理選型與設(shè)計是整個結(jié)構(gòu)設(shè)計中的一個極其重要和非常關(guān)鍵的部分。基礎(chǔ)的工程造價在高層建筑整個工程造價中所占的比例較高，尤其在地質(zhì)條件比較復(fù)雜的情況下更是如此。所以選用合理的基礎(chǔ)形式或地基處理方式，對降低工程造價起著至關(guān)重要的作用。某工程地基承載力特征值為250kPa，基底壓力為415kPa，天然地基不能滿足設(shè)計要求，根據(jù)工程地質(zhì)勘查報告，可采取鉆孔灌注樁或CFG樁復(fù)合地基，就這兩種處理方案在滿足承載力和變形的前提下加以比較。方案一：采用泥漿護壁鉆孔灌注樁，樁徑φ800，樁長18米，樁數(shù)174根?；炷劣昧?574m3，鋼筋用量45t。方案二：采用長螺旋鉆孔泵壓CFG樁復(fù)合地基，樁徑φ400，樁長15米，樁數(shù)523根。混凝土用量985m3。初步估算，方案一造價為313.2萬元，方案二造價為34.5萬元，僅為方案一的11%。由此可見選用CFG樁進行樁-土復(fù)合地基的設(shè)計，充分發(fā)揮樁間土的承載力作用，可減少樁的數(shù)量或樁長，節(jié)約了混凝土和鋼筋用量，從而達到降低整個工程造價的目的。

　　3樓層結(jié)構(gòu)設(shè)計

　　住宅建筑的樓層結(jié)構(gòu)通常布置梁板式，梁板式結(jié)構(gòu)布置應(yīng)避免有隔墻就設(shè)梁的陳舊設(shè)計方法，因為該方法會形成多得多重梁搭梁，荷載傳力路線過長弊端。此外，樓層梁多了會影響施工進度，更不利于住戶日后對平面布置變換，具體設(shè)計中要解決的就是板上隔墻荷載的受力和傳遞問題。正確合理的設(shè)計應(yīng)是：當隔墻平行于單向板的受力方向時，應(yīng)在墻下的板中加筋，隔墻大部分荷載傳給單向板支承的墻(或梁)，當隔墻垂直于單向板之受力方向，尤其隔墻長度小于板之長度時，則應(yīng)將隔墻化為板面等效均布荷載，此時所有的受力鋼筋都起承受隔墻的作用，當隔墻位于雙向板上，同樣應(yīng)將隔墻化為板面等效均布荷載，板的兩向受力筋都起作用。設(shè)計實踐證明，按上述原則布置樓層樓板，特別是采用了輕質(zhì)隔墻材料時，則結(jié)構(gòu)受力合理，結(jié)構(gòu)自重輕、施工方便快捷，使用效果良好。

　　4配筋及構(gòu)造

　　對于小高層住宅來說，剪力墻是面廣量大的，因此合理的控制配筋對于結(jié)構(gòu)安全及工程的經(jīng)濟性十分重要。

　　1)墻體配筋(以200厚墻體為例)一般要求水平鋼筋在外側(cè)，豎向鋼筋在內(nèi)側(cè)。配筋滿足計算及規(guī)范建議的最小配筋率即可。建議加強區(qū)Φ10@200，非加強區(qū)Φ8@200雙層雙向即可，采用Φ6@600x600拉筋。但地下部分墻體應(yīng)當別論。因為其配筋大多由水、土等產(chǎn)生的側(cè)壓力控制，簡化計算經(jīng)常按豎向筋控制，此種情況下為增大計算墻體有效高度，可將地下部分墻體的水平筋放在內(nèi)側(cè)，豎向鋼筋放在外側(cè)。地下部分墻體鋼筋保護層按《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》第4.1.6條規(guī)定：迎水面保護層應(yīng)大于50mm，且在保護層內(nèi)按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》第9.2.4條規(guī)定增設(shè)雙向鋼筋網(wǎng)片。在這種情況下，很多設(shè)計人員在進行外墻裂縫驗算時有效截面高度仍按保護層50mm計算，是不妥當?shù)摹．敳扇×穗p向鋼筋網(wǎng)片后，計算保護層厚度至少可按30mm來取值，這對節(jié)省墻體配筋相當明顯。

　　2)剪力墻中的連梁高跨比大于5，在地震作用下彎矩、剪力很大，有時很難進行設(shè)計，如果加大連梁高度，配筋值有時反而更大。連梁高度一般是從洞頂算到上一層洞底或從洞頂算到樓面標高。對于門洞，上述梁的高度是一樣的;但對于窗洞，連梁高度如果從窗洞算到上一層窗底，有時則高度太高，這樣高跨比太大，且與計算圖形不符，相應(yīng)配筋亦較大，不合理。連梁高度統(tǒng)一規(guī)定從洞頂算到樓板面或屋面，對于窗洞樓面至窗臺部分可砌筑填充墻。對于窗臺有飄窗時，可再增加一根梁，兩根梁之間砌筑填充墻。連梁配筋應(yīng)對稱配置，腰筋同墻體水平筋。

　　3)目前，在剪力墻的樓層處均設(shè)置暗梁，而對暗梁各有理解。筆者認為對于框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，如剪力墻周邊僅有柱而無梁時，則設(shè)置暗梁，并且要求剪力墻兩端是明柱，這是因為周邊有梁柱的剪力墻，抗震性能要比一般剪力墻要好。剪力墻結(jié)構(gòu)則沒有這方面的要求，在墻板交接處設(shè)置暗梁對加強墻體整體性作用還是有的，但究竟有多大尚無定論就目前而言，在樓層位置設(shè)置暗梁是可行的，但沒有必要設(shè)置太大斷面及配筋，建議底部加強區(qū)斷面可取墻厚x300，配筋上下各2Φ16，一般部位斷面可取墻厚x250，配筋上下各2Φ14即可。

　　5結(jié)語

　　結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中進行合理的結(jié)構(gòu)選型和布置對整個建筑工程是否能保證安全、經(jīng)濟、適用都非常重要，一定要對整個結(jié)構(gòu)體系的承載能力、抗震性能、內(nèi)力傳遞、剛度、側(cè)移要求等掌握透徹，才能實現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計安全性、合理性、經(jīng)濟性的整體最優(yōu)實現(xiàn)?；趯蚣芙Y(jié)構(gòu)、框架剪力墻結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)等各種結(jié)構(gòu)體系特點進行的分析，各種結(jié)構(gòu)類型相對均有優(yōu)點和缺點，相關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計人員應(yīng)綜合考慮待建結(jié)構(gòu)的使用功能要求、建筑物所處地區(qū)的抗震設(shè)防要求、以及場地地質(zhì)條件、造價要求等，在滿足國家相關(guān)規(guī)范和要求的前提下，選擇合適的結(jié)構(gòu)體系。