摘 要:本文針對(duì)住宅結(jié)構(gòu)各個(gè)環(huán)節(jié)的優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)分析。

　　關(guān)鍵詞：住宅建筑，結(jié)構(gòu)，地基，配筋構(gòu)造，設(shè)計(jì)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(lèi)號(hào)：TU318 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

　　前言

　　隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，住宅建筑越來(lái)越商品化，作為投資方總是希望利潤(rùn)最大化。由此在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)不僅要滿足“規(guī)范加計(jì)算”，而且還要在安全、符合現(xiàn)行國(guó)家規(guī)范前提下，從各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，多個(gè)方案做比較，使最終的成品要安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理，節(jié)能節(jié)材，降低造價(jià)。

　　1設(shè)計(jì)方案

　　住宅建筑單元設(shè)計(jì)時(shí)，當(dāng)住戶(hù)較多，為了使每一戶(hù)都有良好的通風(fēng)采光，必然就會(huì)出現(xiàn)外伸翼塊的布置，當(dāng)外伸翼塊的長(zhǎng)度不大于其寬度時(shí)，可認(rèn)為外伸翼塊的側(cè)向擺動(dòng)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(zhǎng)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(gè)整體，結(jié)構(gòu)概念上即同層的墻柱不產(chǎn)生相對(duì)位移，當(dāng)建筑物承受較大的水平荷載作用時(shí)，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(jì)算時(shí)樓板為無(wú)限剛度的假設(shè)，具體設(shè)計(jì)時(shí)，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(jì)提供更廣闊的構(gòu)思天地。連結(jié)梁除自重外似乎無(wú)甚荷載作用，即使結(jié)構(gòu)整體計(jì)算中，反映出的梁內(nèi)力和配筋也不大，但實(shí)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(jì)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(jì)分析

　　高層建筑基礎(chǔ)的合理選型與設(shè)計(jì)是整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的一個(gè)極其重要和非常關(guān)鍵的部分。基礎(chǔ)的工程造價(jià)在高層建筑整個(gè)工程造價(jià)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(duì)降低工程造價(jià)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(jì)要求，根據(jù)工程地質(zhì)勘查報(bào)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(hù)壁鉆孔灌注樁，樁徑φ800，樁長(zhǎng)18米，樁數(shù)174根。混凝土用量1574m3，鋼筋用量45t。方案二：采用長(zhǎng)螺旋鉆孔泵壓CFG樁復(fù)合地基，樁徑φ400，樁長(zhǎng)15米，樁數(shù)523根。混凝土用量985m3。初步估算，方案一造價(jià)為313.2萬(wàn)元，方案二造價(jià)為34.5萬(wàn)元，僅為方案一的11%。由此可見(jiàn)選用CFG樁進(jìn)行樁-土復(fù)合地基的設(shè)計(jì)，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(zhǎng)，節(jié)約了混凝土和鋼筋用量，從而達(dá)到降低整個(gè)工程造價(jià)的目的。

　　3樓層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

　　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(jì)方法，因?yàn)樵摲椒〞?huì)形成多得多重梁搭梁，荷載傳力路線過(guò)長(zhǎng)弊端。此外，樓層梁多了會(huì)影響施工進(jìn)度，更不利于住戶(hù)日后對(duì)平面布置變換，具體設(shè)計(jì)中要解決的就是板上隔墻荷載的受力和傳遞問(wèn)題。正確合理的設(shè)計(jì)應(yīng)是：當(dāng)隔墻平行于單向板的受力方向時(shí)，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(dāng)隔墻垂直于單向板之受力方向，尤其隔墻長(zhǎng)度小于板之長(zhǎng)度時(shí)，則應(yīng)將隔墻化為板面等效均布荷載，此時(shí)所有的受力鋼筋都起承受隔墻的作用，當(dāng)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(jì)實(shí)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(shí)，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(duì)于小高層住宅來(lái)說(shuō)，剪力墻是面廣量大的，因此合理的控制配筋對(duì)于結(jié)構(gòu)安全及工程的經(jīng)濟(jì)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(jì)算及規(guī)范建議的最小配筋率即可。建議加強(qiáng)區(qū)Φ10@200，非加強(qiáng)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(dāng)別論。因?yàn)槠渑浣畲蠖嘤伤⑼恋犬a(chǎn)生的側(cè)壓力控制，簡(jiǎn)化計(jì)算經(jīng)常按豎向筋控制，此種情況下為增大計(jì)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(hù)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(hù)層應(yīng)大于50mm，且在保護(hù)層內(nèi)按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jì)人員在進(jìn)行外墻裂縫驗(yàn)算時(shí)有效截面高度仍按保護(hù)層50mm計(jì)算，是不妥當(dāng)?shù)摹．?dāng)采取了雙向鋼筋網(wǎng)片后，計(jì)算保護(hù)層厚度至少可按30mm來(lái)取值，這對(duì)節(jié)省墻體配筋相當(dāng)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(shí)很難進(jìn)行設(shè)計(jì)，如果加大連梁高度，配筋值有時(shí)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(biāo)高。對(duì)于門(mén)洞，上述梁的高度是一樣的;但對(duì)于窗洞，連梁高度如果從窗洞算到上一層窗底，有時(shí)則高度太高，這樣高跨比太大，且與計(jì)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(duì)于窗洞樓面至窗臺(tái)部分可砌筑填充墻。對(duì)于窗臺(tái)有飄窗時(shí)，可再增加一根梁，兩根梁之間砌筑填充墻。連梁配筋應(yīng)對(duì)稱(chēng)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(duì)暗梁各有理解。筆者認(rèn)為對(duì)于框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，如剪力墻周邊僅有柱而無(wú)梁時(shí)，則設(shè)置暗梁，并且要求剪力墻兩端是明柱，這是因?yàn)橹苓呌辛褐募袅Γ拐鹦阅芤纫话慵袅σ谩＜袅Y(jié)構(gòu)則沒(méi)有這方面的要求，在墻板交接處設(shè)置暗梁對(duì)加強(qiáng)墻體整體性作用還是有的，但究竟有多大尚無(wú)定論就目前而言，在樓層位置設(shè)置暗梁是可行的，但沒(méi)有必要設(shè)置太大斷面及配筋，建議底部加強(qiáng)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(yǔ)

　　結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)選型和布置對(duì)整個(gè)建筑工程是否能保證安全、經(jīng)濟(jì)、適用都非常重要，一定要對(duì)整個(gè)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(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全性、合理性、經(jīng)濟(jì)性的整體最優(yōu)實(shí)現(xiàn)。基于對(duì)框架結(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(diǎn)進(jìn)行的分析，各種結(jié)構(gòu)類(lèi)型相對(duì)均有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，相關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(chǎng)地地質(zhì)條件、造價(jià)要求等，在滿足國(guó)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。