關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)精細(xì)化設(shè)計的體會

【摘要】隨著現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)的發(fā)展，以及業(yè)主對于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計對整個建筑成本關(guān)注度的不斷提高，要求結(jié)構(gòu)設(shè)計在保證建筑安全適用、技術(shù)先進、方便施工的基礎(chǔ)上，減少成本以實現(xiàn)最大價值。本文通過在以前工作中對建筑結(jié)構(gòu)的精細(xì)化設(shè)計的幾點體會的探討，希望對各位同仁以后的工作中有所幫助。

【關(guān)鍵詞】建筑結(jié)構(gòu)；荷載；精細(xì)化；設(shè)計

隨著房地產(chǎn)行業(yè)從黃金時代向白銀時代的過渡，建筑設(shè)計企業(yè)近年來業(yè)務(wù)量也出現(xiàn)了不同程度的萎縮，這其中有不少設(shè)計院業(yè)務(wù)量下滑非常明顯，除了市場環(huán)境的影響外，設(shè)計質(zhì)量的優(yōu)劣也是關(guān)鍵因素，那些能夠在建筑設(shè)計中了解業(yè)主關(guān)切，精細(xì)化設(shè)計的單位依然業(yè)務(wù)量飽滿，在為業(yè)主創(chuàng)造價值的同時，也實現(xiàn)了自身的價值。

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計主要原則是安全適用、技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、方便施工①。而其中業(yè)主十分關(guān)切的是建筑結(jié)構(gòu)成本，精細(xì)化設(shè)計可以物盡其用，本人現(xiàn)結(jié)合實際工作經(jīng)驗的幾點體會和大家做以探討。

1、基礎(chǔ)設(shè)計中的幾點細(xì)節(jié)

（1）基礎(chǔ)設(shè)計的源頭是建筑主體的荷載，這樣主體結(jié)構(gòu)的荷載取值是一個關(guān)鍵。如何實現(xiàn)荷載的精細(xì)化輸入，對基礎(chǔ)的影響可謂至關(guān)重要，結(jié)構(gòu)設(shè)計荷載的取值，一般就是按照《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》取值，在以往的設(shè)計中，好多設(shè)計人員認(rèn)為基礎(chǔ)重要性高，所以不考慮基礎(chǔ)設(shè)計中活荷載按樓層多少的折減，其實基礎(chǔ)的安全度一般來說是較大的，地基基礎(chǔ)是一門實踐科學(xué)，從很多的應(yīng)力檢測表明，使用階段基礎(chǔ)內(nèi)部應(yīng)力遠(yuǎn)小于設(shè)計值，完全可以按規(guī)范進行活荷載的折減。

（2）隨著城市地下空間的合理利用，越來越多的大型地下車庫在建造，地庫頂板一般設(shè)置1.2～3.0米的覆土，其上部很多位置為消防車道，消防車荷載一般很大，達20～35KN/m2，由于樓蓋結(jié)構(gòu)計算是需要考慮消防車荷載的，計算基礎(chǔ)時還是用同一結(jié)構(gòu)模型，這就造成同樣的條件基礎(chǔ)面積差別較大，通常情況下沒有消防車時基礎(chǔ)沉降不一致等不利影響，同時也造成了浪費，其實設(shè)計基礎(chǔ)時可不考慮消防車荷載②。

（3）多、高層建筑的地基基礎(chǔ)不同方案選擇，與工程造價關(guān)系極大，宜優(yōu)先選用天然地基，天然地基不能滿足要求時，首先考慮采用CFG樁等復(fù)合地基；當(dāng)復(fù)合地基不能滿足變形和承載力要求時，應(yīng)采用樁基③。在考慮基礎(chǔ)方案時應(yīng)考慮護坡、土方、工期等綜合情況，不應(yīng)僅考慮結(jié)構(gòu)專業(yè)混凝土和鋼筋的用量。我在工作早期有地下室結(jié)構(gòu)一般采用梁板式筏型基礎(chǔ)，這樣地基梁根據(jù)計算要求一般截面較大，這樣基底標(biāo)高較低，土方開外及梁格回填土方量較大，如果地下水位較高時，降水等相關(guān)費用也增加，現(xiàn)在一般采用平板筏型基礎(chǔ)，雖然底板厚度增加，但是可以減少開挖量，同時方便施工，取得了良好的綜合效益，得到廣大業(yè)主的認(rèn)可。

（4）筏型基礎(chǔ)被廣泛使用，筏板通長鋼筋的選用至關(guān)重要，最小配筋率取0.15%即可，在支座附加短筋，可以降低鋼筋使用量；基礎(chǔ)計算時考慮上部結(jié)構(gòu)的剛度也是符合實際結(jié)構(gòu)受力情況的，這樣一般基礎(chǔ)底板配筋量也會降低；當(dāng)主體結(jié)構(gòu)為剪力墻結(jié)構(gòu)時，上部主體整體剛度較大，計算基礎(chǔ)時選用上部結(jié)構(gòu)為剛性時，可大幅減少基礎(chǔ)底板的配筋量。

2、主體結(jié)構(gòu)設(shè)計中的幾點細(xì)節(jié)

2.1地下車庫樓蓋選型

現(xiàn)在地下車庫2～3層已經(jīng)較為普遍，地庫樓蓋的型式對地庫層高影響巨大，采用梁板結(jié)構(gòu)一般層高在3.7m～3.9m，柱網(wǎng)間距一般為8.1m左右，梁高0.7m左右，機電專業(yè)橋架、暖通專業(yè)風(fēng)管、自動噴淋等管道占據(jù)0.6m左右，建筑面層50mm的自流平地面，這樣建筑有效高度僅為2.4～2.5m，而采用無梁樓蓋，層高可降為3.3～3.4m，層高的降低則意味著土方開挖量的減少，以及其他相關(guān)費用的減少，同時施工速度加快，建筑內(nèi)部空間感官良好，綜合效益明顯，現(xiàn)在很多開發(fā)商指定地庫必須做無梁樓蓋，可見其具有明顯的優(yōu)越性。

2.2考慮建筑空間改造的可能

一般來講，建筑物上的剪力墻能直接影響到建筑的整體指標(biāo)，而且對層間位移角和位移比以及扭轉(zhuǎn)周期都有很大的作用。而對一些小面積的餐廳及陽臺間的轉(zhuǎn)角墻來說，他確實不必要的設(shè)置，以便后期的餐廳和陽臺的連通使用（如圖1所示）。充分體現(xiàn)建筑功能的重塑性，優(yōu)化結(jié)構(gòu)布置。

2.3餐廳廚房的結(jié)構(gòu)布置

大中型公共建筑一般設(shè)置職工餐廳，這樣中式廚房的設(shè)置就需要結(jié)構(gòu)做降板200mm左右，為設(shè)置排水溝預(yù)留條件，采用普通梁板結(jié)構(gòu)時，由于次梁的降低使主梁梁高增加200的高度才能搭上次梁，致使本層層高增加，某工程在廚房使用大板結(jié)構(gòu)不設(shè)次梁，僅降板即可，建筑層高不受影響，取得了良好的效果。

2.4注重設(shè)計的人文關(guān)懷

在設(shè)計衛(wèi)生間、廚房、儲藏室時，經(jīng)常會設(shè)置半磚墻，如此一來，在布置次梁的時候，次梁就會比隔墻寬，這時只能將次梁寬出來的那部分偏向次要房間內(nèi)部，才能確保主要空間的良好效果，一般大型房企都有類似的要求。

一般餐廳和客廳布置在相鄰的位置，客廳面寬較大而餐廳較小，整體空間形狀為異形樓板，若中間設(shè)置一根梁則可劃分為兩塊規(guī)則樓板，從結(jié)構(gòu)受力分析是最優(yōu)方案，但是，業(yè)主裝修時發(fā)現(xiàn)這個梁對客廳裝修效果影響很大，如果我是業(yè)主的話，也是希望做成板底一平，本來住宅層高就低，重要空間盡量不做梁，直接做大板，異形板通過構(gòu)造措施完全可以保證安全，以期提高使用空間。

2.5鋼筋配置

1）高層住宅樓都是設(shè)置的多個同樣的標(biāo)準(zhǔn)層，如果都按照最大的樓層來配制鋼筋就會造成很大的浪費，因此，應(yīng)根據(jù)不同的層數(shù)和各層的具體變化來配置。具體的操作時，分別對框架梁和連梁進行編號，再列出相應(yīng)的表格，每根梁根據(jù)各自的變化規(guī)律，按樓層配筋。

2）剪力墻結(jié)構(gòu)中，連梁的跨高比若大于5，按照框架梁設(shè)計配筋①，以便減少箍筋的量；地下室的外墻配筋要注重抗裂控制，這個位置的配筋量需求大，對此，可以通過在外側(cè)底部1/3高度左右的設(shè)置附加鋼筋，并不需要全高配置底部所有的配筋量。

3）現(xiàn)在普遍使用三級鋼，在樓板較厚時，板最小配筋率取0.18%可減小樓板配筋量，樓板配筋計算采用塑性算法，在常規(guī)樓板計算時，支座附加降低很多，樓板的撓度裂縫也沒有問題。

結(jié)語：

總而言之，結(jié)構(gòu)專業(yè)的精細(xì)化設(shè)計，就是在建設(shè)項目的設(shè)計過程中，對結(jié)構(gòu)專業(yè)以及相關(guān)專業(yè)的要求進行全面而又細(xì)致的分析，做到有理有據(jù)，從最基礎(chǔ)的荷載選用，建筑模型的簡化，結(jié)構(gòu)型式的確定，到節(jié)點構(gòu)造的處理，在對現(xiàn)行規(guī)范規(guī)程透徹的理解下，為國家和社會提供安全適用、技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、方便施工的建筑設(shè)計作品。

參考文獻：

[1]高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程JGJ3-2010.中國建筑工業(yè)出版社.

[2]建筑結(jié)構(gòu)荷載設(shè)計規(guī)范GB50009-2012.中國建筑工業(yè)出版社.

[3]李國勝.多高層建筑基礎(chǔ)及地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計—附實例.中國建筑工業(yè)出版社.2011.