谈民用建筑结构设计查抄袭率

摘要：民用建筑最重要的是安全可靠，它的关键在于设计工作环节上，结构设计的质量直接影响到建筑物的安全性、舒适性、耐久性和经济性。本文对民用建筑结构设计的技术要求、参数控制、结构计算进行了分析。
关键词：民用建筑；结构设计；
引言：
民用建筑是直接为广大人民日常生活怎么写作的建筑工程，其普遍性和重要量不言而喻，民用建筑对建筑质量的要求很高，建筑质量的高低直接联系到广大人民的人身舒适度和生命财产安危。

1.民用建筑对结构设计要求

1.1材料和资金的节省

因土地、能源和材料的持续上涨，开发商要求设计单位必须注意材料和资金的节约，这一点符合结构设计的指导思想“安全适用，经济合理”。要从根本上做到经济，结构设计人员必须把握好民用建筑结构的概念设计。概念设计是依据理论知识与工作经验，结合建筑功能要求与建筑工程条件，在特定的建筑空间中用整体的概念来完成结构总体方案的设计，并能有意识地处理构件与结构、结构与结构的关系的定性设计方法。一幢民用建筑的设计没有经过正确的概念设计，是难以实现效果最好、造价最低的结构方案的。

1.2户型内部空间个性化

业主具有个性化的思维方法和审美意识，不同时期住户对建筑空间有不同的要求。在结构设计上应考虑让住户拥有建筑内部的空间划分与梯和楼梯间、建筑分户墙、外墙或固定的厨房和卫设置的权利。竖向受力构件的布置时，应使其与电生间隔墙结合设置，避免在户型内部其他部位出现。这样既在开间和进深两个方向保留了较大的灵活性，也充分利用了承重墙隔声好的性能。同时外墙部位的梁、柱、墙的设置，要为窗户的灵活布置创造条件；楼板的设计，也必须考虑隔墙位置的调整。

1.3民用建筑的高层化

高层民用建筑与其他高层建筑最大的不同在于业主对于房屋基于居住目的的功能诉求,如采光、通风、居住面积与层高、振动舒适度等。一梯多户的建筑如何让更多的户型能够南向采光?单体设计中怎样提高建筑的卫生防疫性能?如何设置共享的空中庭院使住户不出门即可感受室外的自然景观?这些现实问题迫使设计师们开始大胆地尝试。于是高层民用建筑的结构体型变得日趋复杂,如平面的不规则、竖向收进与悬挑、结构连体、大底盘多塔、错层等等。结构设计师要解决这些复杂的技术难题,必须依靠结构设计理论的不断发展和创新,以及结构计算分析软件的开发和应用。

2.高层结构设计的控制参数

高层结构设计中各控制参数的选取直接影响结构的安全性、合理性等。因此。合理的选取各控制参数，有助于提高结构整体控制的效率，也有助于使结构设计更加安全、经济合理。

2.1 轴压比

限制结构的轴压比，以保证结构的延性要求。当不满足规范要求时可以通过增大该墙、柱截面或提高该楼层墙、柱混凝土强度的办法调整。

2.2 剪重比

限制各楼层的最小水平地震剪力，确保周期较长的结构的安全。当偏小且与规范限值相差较大时，可通过增强竖向构件，加强墙、柱等竖向构件的刚度的办法调整。

2.3 刚重比

规范上限主要用于确定重力荷载在水平作用位移效应引起的二阶效应是否可以忽略不计。当不满足规范下限要求时，可以通过调整增强竖向构件，加强墙、柱等竖向构件的刚度的办法调整。

2.4 层间位移角

限制结构在正常使用条件下的水平位移，确保高层结构应具备的刚度，避免产生过大的位移而影响结构的承载力、稳定性和使用要求。当不满足规范要求时，只能通过调整增强竖向构件，加强墙、柱等竖向构件的刚度的办法调整。

2.5层间位移比

限制结构平面布置的不规则性，以避免产生过大的偏心而导致结构产生较大的扭转效应。当不满足规范要求时，可以改变结构平面布置，减小结构刚心与质心的偏心距达到规范要求。

2.6周期比

限制结构的抗扭刚度不能太弱，使结构具有必要的抗扭刚度，减小扭转对结构产生的不利影响。当不满足规范要求时，只能通过调整改变结构布置，提高结构的抗扭刚度。

2.7 刚度比、

主要为限制结构竖向布置的不规则性，避免结构刚度沿竖向突变，形成薄弱层。当不满足规范要求时，可以适当加强本层墙、柱和梁的刚度，或适当削弱上部相关楼层墙、柱和梁的刚度以满足要求。

3.异形柱框架结构

3.1 异形柱框架结构的基本形式

在结构设计中，原则上要求框架结构的柱采用矩形柱（除非建筑专业有特殊要求可采用其他截面形式，如圆形、三角形等），矩形柱有良好

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的受力性能，计算理论比较完善，传力途径明确，而且在长期的工程实践中积累了大量的经验，使得矩形柱的计算模型及理论更加接近实际。但矩形柱用在民用建筑，尤其是民用建筑建筑中，随着建筑高度的增加，柱截面也随着增大，给房屋内部的布置及使用造成很多不便，一八层全现浇框架结构民用建筑，采用矩形柱为450×450mm，外墙300米膜厚与柱外皮平，内墙 200mm 厚，对于每一户柱在室内突出部位占掉使用面积的0.5%，加上后期住房的装修，造成使用面积的浪费较大。近年来采用的异形柱框架结构就可以解决这个问题。

3.2异形柱框架结构的计算

由于异形截面柱的受力特点及抗振性能与常用的矩形截面柱有很多不同之处，现阶段对这方面理论分析和试验研究的资料很少，目前的结构专业软件尚不能直接计算异形柱框架。因此在过渡阶段，笔者建议按如下两种方法计算。有限元法：利用现有的通用有限元计算程序（如SAP系列），按杆单元模型，将异形柱的实际截面面积及惯性矩等输入程序求出各柱单元的内力，然后按有关规范进行计算配筋。这种方法的计算模型简明可靠，计算精度高，但需要花大量时间进行数据准备，而且要求设计人员有一定的有限元知识。近似等效截面法：根据截面等惯性矩原则将异形柱等效成矩形柱，然后利用计算机程序（如 BSA5.0）进行计算，求出柱的内力，将矩形柱的内力加给相应位置的异形柱，手算求出异形柱的配筋。

4.结构计算参数的选取

4.1 地震力的振型组合数

地震力的振型组合数，对高层建筑，当不考虑扭转耦联计算时，至少应取 3，当振型系数多于 3 时，宜取 3 的倍数，但不应多于房屋的层数《建筑抗震设计规范》指出，合适的振型个数一般可以取振型参与质量达到总质量的 90%所需的振型数。SATWE 已有这种功能，可以很方便地输出这种参与质量的比值。此外，由于耦合计算的地震剪力通常小于非耦合计算，仅结构存在明显扭转时才采用耦合计算，但在必要时应补充非耦合计算。
4.2 框架结构活荷载的最不利布置、组合当活荷载较大时，是否进行活荷载的最不利布置、组合对计算结果的影响非常大。使程序给定的梁设计弯矩放大系数，也不一定能反映出工程实际应力分布的情况，有可能造成结构不安全或保守。应注意的是 PKPM中无法区分荷载规范，因此很难实现“荷载规范”区分荷载种类和楼面荷载折减系数的要求，程序中不区分不同的楼面活荷载类型，一般均按楼面活荷载类型考虑并取相应的折减系数，PKPM计算程序对楼面活荷载的折减是不全面的，使用 PKPM计算时，应考虑区分不同构件进行分步计算，并在荷载输入时将楼面活荷载折减。风荷载体型系数的选取应注意，当多个建筑物，特别是群集的高层建筑，相互间距较近时，宜考虑风力相互干扰的群体效应；一般可将单独建筑物的体型系数乘以相互干扰增大系数，该系数可参考类似条件的试验资料确定；必要时宜通过风洞试验得出。

5.结语：

综上所述，民用建筑结构的设计是民用建筑施工前的必经环节，民用建筑的性能和质量取决于结构设计的质量。要以人为本、坚持科学设计的原则，把好民用建筑设计环节关，确保民用建筑的安全实用。
参考文献：
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刘彬传.对民用建筑结构设计的探讨 2007
[3]孔雅莎.建筑结构设计杂谈 2006
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。