住宅结构设计综述

　　摘要：在满足安全适用、经济合理的前提下，从多方面来提高住宅结构设计质量和体现住宅的人性化设计
关键词：概念设计；结构计算；结构构造；施工措施

目前，我国正处在城市化进程的加速发展期，随着社会的发展，人民生活水平的提高，人们对住宅的需求日益加大，对住宅品质的要求也越来越高。住宅作为一种商品，能否在市场上畅销，在一定程度上取决于设计的质量，而结构设计是设计中的重要一环。开发商关心房屋造价，业主关心舒适度，如何在满足结构安全可靠的前提下，减少房屋的建造成本和体现住宅的人性化设计，是结构设计中应重点考虑的问题。
1概念设计
住宅结构设计过程中的概念设计，是指设计人员在结构选型、杆件布置、结构计算、截面设计以及细部处理的整个设计过程中，对所遇到的问题按照建筑结构的一般规律，综合考虑各个方面的因素，确定合理的分析处理方法，以获得经济、合理的结构设计方案。对于同一座建筑，可以有许多不同的结构布置方案。确定了结构布置的建筑物，即使在同种荷载情况下，也存在着不同的分析方法。分析过程中设计参数、材料、荷载的取值并不是惟一的。建筑物细部的处理不尽相同。上述这些问题都需要设计人员自己作出判断。而判断只能在结构设计一般规律的指导下，根据工程实践经验进行。因此，概念设计体现一个设计师的经验和水平，关系到设计成果的质量好坏，设计人员应该不断总结经验，重视概念设计。概念设计通常包括以下几个方面。
1.1结构选型
现在的住宅设计多姿多彩，千变万化，体现不同区域不同名族的社会文化和社会需求。结构设计要根据房屋的高度、层数、地理位置和具体要求选择不同的结构形式。砖混结构、框架结构（包括异性框架）、剪力墙结构、框剪（框筒）结构是住宅设计的常见形式。如多层房屋，在欠发达地区选择砖混结构较多，当社会经济条件允许的情况下，尽可能采用抗震性能较好的框架结构。高层住宅采用剪力墙或短肢剪力墙结构较多，高层公寓采用框筒或框剪结构较多。再如商住楼，当底部商场为小开间商场时就不用采用转换结构，布置竖向构件时尽量照顾到商场的使用要求。
1.2结构规则性
规则结构有利于抗震，且经济性较好。结构规则性包括竖向和水平规则性两个方面，在方案设计阶段，结构工程师应及时介入，与建筑设计师沟通协商，避免极不规则的建筑结构出现。特别是高层建筑，当不规则性较多时，需进行超限审查，超限高层设计周期和审查的周期均较长，可能影响开发商的开发进度，同时，超限需采取许多加强的抗震构造措施，增加了房屋的建造成本，容易超出开发商的成本控制范围。当建筑物严重不规则时，宜设置抗震缝将建筑物分成几个独立的相对规则的单元进行设计。
1.3抗震设计
我国现行规范抗震采取“三水准设防、两阶段设计”的做法，即：“小震不坏、中震可修、大震不倒”的设防原则和“多遇地震下的弹性计算和罕遇地震下的弹塑性计算”两阶段设计。抗震设计需灌输的思想还有：“强剪弱弯、强柱弱梁、更强节点”的构造要求等等。有的工程师习惯将梁钢筋放大，如果放的过大，可能就违背强柱弱梁的设计原则。在设计外地的项目时，要弄清当地的抗震设防烈度，场地类别等，如果习惯性的按本地的情况输入，可能会造成结构计算错误。
1.4结构模型
在模型输入过程中，力学模型的传力途径要清晰，荷载要准确输入，要根据不同的条件设置合理的计算参数，对计算的结果要根据规范和经验作出有效的判断。
1.5材料
对于结构材料的选择规范做出了许多规定。设计中应注意材料的强度等级的最低要求。如防水混凝土最小强度等级为C25，预应力混凝土强度不宜小于C40等等。钢筋宜选择高强度，以节省钢材的用量。
2构件布置方案
力学模型由构件组成，构件的布置既要满足建筑的功能要求，又要结构合理。合理的构件布置，能提高住宅的有效适用面积，能营造一个舒适的空间环境，因而，设计中应该反复推敲构件的布置方案。
2.1基础
基础形式类型较多，需根据建筑物的规模，建筑场地的具体情况选择合适的基础。特别是设计外地项目时，宜先调查当地基础设计的习惯做法，以免自己设计的基础成本较当地高。如沿海的淤泥质土较多，多层的房子就需设计成桩基础，而许多内地的地基承载力较高，高层也可以设计成天然基础。
2.2竖向构件
竖向构件的布置宜均匀对称，纵横向宜对齐成榀，这有利于抗震设计。高层不应采用单跨框架。柱截面可以沿房屋高度分段变截面，至屋面混凝土剪力墙厚度可变但长度不宜变化。竖向构件的布置数量由轴压比，房屋刚度等参数来控制。竖向构件的尺寸规范有专门的构造要求。如柱分柱、极短柱和超短柱，墙有长肢墙和短肢墙之分。对底层为小商场的商住楼时，竖向构件的布置需兼顾商场的使用，尽量使柱布置在拐角或边上，不要妨碍通道和影响营业区域的布置。竖向构件的布置要尽可能考虑到业主对房屋的改造。
2.3梁
内部梁要布置在户内功能分界线上，尽可能不使梁破坏使用空间，梁不要影响灯具的布置。梁优先藏在填充墙内，当梁不在墙内时，梁底净高不宜小于2.4m。住宅层高较小，梁高通常受到限制，所以梁的跨度不宜过大。
2.4板
板作为水平构件，对地震力、风荷载的传递起重要作用。刚性楼板假定和按弹性板设计对计算结果有一定的影响，如位移比等总体参数需选择刚性楼板假定，而配筋计算就可以不选择强制刚性楼板假定。通常设计人员对板认识不足，认为是次要构件，而忽视了对板的精心设计。板根据跨度合理选择板厚度，悬挑板跨度不宜大于1.2m。同时，由于商品混凝土楼板开裂现象比较严重，各地编制的住宅通病防治导则对板作出了许多具体的设计要求。如规定了最小板厚，设置双层双向配筋的具体部位等等，设计中要遵守这些要求。
2.5楼梯
楼梯作为竖向疏散的重要通道，抗震规范对其有了新的规定，计算时要考虑楼梯对结构的影响。
3结构计算中参数的合理选择及对计算结果的分析判断
国内几个常用的结构计算程序功能强大，用于制图的后处理程序非常完善，结构计算结束后，可直接选择相应的模块来制图。许多设计人员忽视了对计算结果的分析判断、比较，出了问题全然不知，甚至认为结构设计是一件简单的事情，这种认识非常可怕。如何对计算结果进行分析、评价，非常重要，要根据工程设计的经验和规范的具体规定对计算结果进行分析、判断，只有输出结果正确了，才能作为施工图设计的依据。
4结构构造
构造分杆件构造和节点构造两个方面。杆件构造包括构件的截面要求、配筋率、混凝土保护层厚度等方面，节点构造有钢筋的搭接和锚固，框架柱梁柱节点箍筋加密等等许多方面。结构构造与结构计算同等重要，不可忽视。
5施工措施
住宅质量的好坏主要由设计质量和施工质量两个方面来衡量。因此施工时要编制施工组织设计，对模板支撑、钢筋制作、混凝土浇筑等各方面需编制相应的施工方案和技术措施，确保工程质量。
6结语
总之，商品房（住宅）是一种特殊商品，投资大、建设周期长，其工程设计质量不仅关系到工程的投资效益、使用要求，而且直接关系到人民群众的生命财产安全。因此抓好设计质量管理工作显得非常重要。针对当前设计质量状况，设计单位应加强内部的质量管理，严格把控好各个设计环节；工程质量监督管理部门要加大对设计质量的监督管理，结合施工图设计审查、专项检查、质量抽查等工作，加强对业主、勘察、设计单位的市场监管力度。特别是设计单位在进行住宅结构设计时必须在满足国家设计规范要求的前提下，加强住宅结构的概念设计和优化设计，才能提高住宅结构设计水平，确保住宅设计质量不断提升，做到技术先进，安全适用，经济合理，确保质量。