摘 要:本文針對住宅結構各個環節的優化設計進行了詳細分析。

　　關鍵詞：住宅建筑，結構，地基，配筋構造，設計方案

　　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

　　隨著國民經濟的迅速發展，住宅建筑越來越商品化，作為投資方總是希望利潤最大化。由此在結構設計時不僅要滿足“規范加計算”，而且還要在安全、符合現行國家規范前提下，從各個環節進行優化設計，多個方案做比較，使最終的成品要安全可靠、經濟合理，節能節材，降低造價。

　　1設計方案

　　住宅建筑單元設計時，當住戶較多，為了使每一戶都有良好的通風采光，必然就會出現外伸翼塊的布置，當外伸翼塊的長度不大于其寬度時，可認為外伸翼塊的側向擺動與單體的核心部分同步不產生或產生極其微弱的附加內力，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梁加以連結，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，結構概念上即同層的墻柱不產生相對位移，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生拉力而出現裂縫。這樣的拉結，在某種程度上符合結構整體計算時樓板為無限剛度的假設，具體設計時，外伸翼塊之間的連結梁倒不一定每層都設，有規律地每隔2-3層設一道或空幾層設幾層，不僅結構上是允許的，而且可以給建筑立面設計提供更廣闊的構思天地。連結梁除自重外似乎無甚荷載作用，即使結構整體計算中，反映出的梁內力和配筋也不大，但實際上該梁承受的內力要比普通框架梁復雜得多，由于其具體特殊的作用，故設計中其配筋通常需按連結梁的構造要求給予配置。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;高規規定剪力墻結構樓層最大值層間位移角限值:1/1000。

　　2基礎及地基設計分析

　　高層建筑基礎的合理選型與設計是整個結構設計中的一個極其重要和非常關鍵的部分。基礎的工程造價在高層建筑整個工程造價中所占的比例較高，尤其在地質條件比較復雜的情況下更是如此。所以選用合理的基礎形式或地基處理方式，對降低工程造價起著至關重要的作用。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計要求，根據工程地質勘查報告，可采取鉆孔灌注樁或CFG樁復合地基，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174根。混凝土用量1574m3，鋼筋用量45t。方案二：采用長螺旋鉆孔泵壓CFG樁復合地基，樁徑φ400，樁長15米，樁數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-土復合地基的設計，充分發揮樁間土的承載力作用，可減少樁的數量或樁長，節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樓層結構設計

　　住宅建筑的樓層結構通常布置梁板式，梁板式結構布置應避免有隔墻就設梁的陳舊設計方法，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。正確合理的設計應是：當隔墻平行于單向板的受力方向時，應在墻下的板中加筋，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。設計實踐證明，按上述原則布置樓層樓板，特別是采用了輕質隔墻材料時，則結構受力合理，結構自重輕、施工方便快捷，使用效果良好。

　　4配筋及構造

　　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構安全及工程的經濟性十分重要。

　　1)墻體配筋(以200厚墻體為例)一般要求水平鋼筋在外側，豎向鋼筋在內側。配筋滿足計算及規范建議的最小配筋率即可。建議加強區Φ10@200，非加強區Φ8@200雙層雙向即可，采用Φ6@600x600拉筋。但地下部分墻體應當別論。因為其配筋大多由水、土等產生的側壓力控制，簡化計算經常按豎向筋控制，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側，豎向鋼筋放在外側。地下部分墻體鋼筋保護層按《地下工程防水技術規范》第4.1.6條規定：迎水面保護層應大于50mm，且在保護層內按《混凝土結構設計規范》第9.2.4條規定增設雙向鋼筋網片。在這種情況下，很多設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，是不妥當的。當采取了雙向鋼筋網片后，計算保護層厚度至少可按30mm來取值，這對節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，相應配筋亦較大，不合理。連梁高度統一規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置暗梁，而對暗梁各有理解。筆者認為對于框架-剪力墻結構，如剪力墻周邊僅有柱而無梁時，則設置暗梁，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。剪力墻結構則沒有這方面的要求，在墻板交接處設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，在樓層位置設置暗梁是可行的，但沒有必要設置太大斷面及配筋，建議底部加強區斷面可取墻厚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結語

　　結構設計過程中進行合理的結構選型和布置對整個建筑工程是否能保證安全、經濟、適用都非常重要，一定要對整個結構體系的承載能力、抗震性能、內力傳遞、剛度、側移要求等掌握透徹，才能實現結構設計安全性、合理性、經濟性的整體最優實現。基于對框架結構、框架剪力墻結構、剪力墻結構等各種結構體系特點進行的分析，各種結構類型相對均有優點和缺點，相關結構設計人員應綜合考慮待建結構的使用功能要求、建筑物所處地區的抗震設防要求、以及場地地質條件、造價要求等，在滿足國家相關規范和要求的前提下，選擇合適的結構體系。