摘要:随着社会的进步,生活水平的不断提高,人们对于居住环境和条件也有了更高的要求,为了满足大众和市场需求,针对民用建筑结构设计也提出了相应的要求。所以说,民用建筑结构设计是很重要的研究方面,设计行业应足以重视。民用建筑和人民群众生活密切相关,民用建筑建设不仅要把控好建筑材料和工程施工的质量,结构设计也是重要的环节。因此,为了能够满足人们的需求,设计经济实用、安全舒适的民用建筑,是现代设计者的追求,也是更好的提高民用建筑的整体品质的重要环节。本文就民用建筑结构设计的几点进行了分析和探讨。
关键词:民用建筑;建筑与结构;结构设计
一、民用建筑结构设计原则
1、以人为本原则
建筑物本身的功能就是为人服务的,民用建筑更是人们日常工作生活所离不开的重要居住场所,因此民用建筑的设计遵循以人为本的原则是建筑业可持续发展所必须的。尤其随着社会经济的发展,人们生活水平不断提高,仅仅是“居者有其屋”已经满足不了现代人们对居住的需求,人们追求的是超越物质的精神方面的追求,更愿意把目光放得更加长远,而且现如今人们对环境保护的理念依然深入人心,人们更加关注对后代子孙造成的影响。在这种理念之下生态型民用建筑更加符合当代人们的需求,因此在民用建筑设计中,“以人为本”的设计理念作为设计的首要原则。
2、刚柔相济的原则
民用建筑的结构设计与建筑物的安全有着直接的影响,在房屋结构设计时必须不仅要依据和满足设计规范,还要注意选用合适的结构体系。譬如进行结构刚度设计时要把握一定的力度,建筑物结构的刚度过高和过低都影响建筑物整体的稳定性,结构刚度过刚会使建筑结构承受的内力增加,如果在遭受地震等自然灾害时,建筑结构吸收的能量过大容易发生损毁或者坍塌的危险。而结构刚度过柔软又容易使建筑物发生变形,同样造成不良后果,因此在设计建筑结构时要本着刚柔相济的原则,使用合适的结构体系,这样才可以使建筑有效抵御所受的外力,做到“小震不坏,中震可修,大震不倒”,使建筑物达到安全目的和效果。
3、结构设计中框架结构设计中设计应注意的几点原则:
第一:根据“强柱弱梁”原则,柱子作为竖向主要承重构件以及水平向抗侧构件,重要性不言而喻。因此在结构中为了保护柱,增强结构抗侧力,将塑性铰先出现梁部。适当增加柱的配筋可以达到上述目的
第二“强剪弱弯”原则。目的防止梁,柱在弯曲屈服之前出现剪切破坏。适当增加抵抗剪切力的钢筋,可以通过增加箍筋,设置弯起钢筋达到上述目的
第三“强节点弱构件”,增大节点核心区的组合剪力设计值进行计算,可通过加大节点区域箍筋来实现。
二、现代民用建筑结构设计与建筑设计相互关系
1、通过借助建筑结构研究和探讨来尽量满足建筑学设计的完美.
例如,以龙华商城B栋6层商住楼项目为例,当时初步建筑方案考虑的是一字型的传统矩型板式建筑。这种建筑在建筑平面设计上形式如果是两梯六户布局。则这种形式建筑只能保证两头两户住宅可以满足正常的情况下通风采光。另外中间四户住宅则无法满足其他房间正常所需的通风设计采光,这样对光线采集和室内温度方面和两头住宅都具有一定的差异,这就对于花同样价钱购买房子的住户来说是不公平的。因此,这样的平面设计的理念和方式具有一定的弊端。为此,这种格局的设计在现在建筑学领域已采取相应的措施进行优化调整。最后,通过建筑力学的平面结构设计计算,在不影响建筑布局与外型的情况下,通过加强局部框梁,掏空部分楼板,设置采光井,进而满足其他房间采光效果
在现代民用建筑设计研究层面上。新型板式建筑设计可在通过对传统板式建筑设计特点的基础上进行研究和通过借助建筑力学的研究以及平面结构设计的计算方式的改变,采取对建筑局部变化的进行调整,以满足各个方位住户的通风采光需求,从而保证各户住宅正常生活。所以,现代民用建筑设计与结构设计的密切配合,可以保证民用建筑设计的完美
2、结构设计与建筑设计相互关系
新型建筑设计布局的改变,结构体系的设计也要相应的改变。
总之,结构设计为建筑设计服务,以建筑设计为龙头,为满足建筑设计的各种使用功能而进行安全合理的结构设计。当然,在无法实现安全合理的结构设计时也要对建筑设计方案进行修改调整.
三、民用建筑结构设计在抗震设计中主要使用的形式
1、主要使用的三种形式
现阶段,在民用建筑结构设计当中主要使用的结构主要有三种:
一是框架结构:主要特点是平面布置灵活,可提供大跨度空间,但它是一种柔性结构,抗剪能力小,抗震能力较弱,仅适宜多层建筑结构使用。(例如龙华商城B栋6层商住楼:一二层为商业用途,三至六层为住宅. 使用框架结构,既能满足多层抗震要求,同时又可以满足底层商业空间使用.)
二是框架-剪力墙结构,它是一种半刚性结构体系,抗剪能力和刚度比框架结构强。其适宜一般高层建筑(25层以下)使用. (如龙华商城A栋16层综合楼,做为高层它不同于多层,抗震要求较高。为了增加其抗剪切能力,满足抗震要求,结构上增加了部分剪力墙。所以,龙华商城A栋12层综合楼采用的是框架-剪力墙结构。)
三是剪力墙结构,它是一种刚性结构体系,抗剪能力和刚度较框架-剪力墙结构好,它广泛运用于高层建筑(25层以上).
随着我国国内钢铁生产总量不断提高,混凝土的产量也不断增强,钢筋混凝土强度增强,钢筋混凝土将越来越多地运用到了民用建筑结构的设计当中。钢筋混凝土结构的科学发展和合理利用。将能够很大程度的提升民用建筑结构的抗震能力,从而有效地提高民用建筑的经济性和安全性。
2、增强建筑本身的隔震效果
随着建筑技术的发展与进步,隔震技术的使用,隔震技术融入各种基础建设能够有效地减少和降低地震给民众带来的灾害。目前隔震技术主要使用于国家基础建设与公共建筑。根据海南省琼建质[2014]84号文件,8度区三层以上(含三层)学校,幼儿园,医院,需进行减隔震设计。随着国民经济的发展,隔震技术也应广泛运用于民用建筑。隔震技术的在设计中多方位的使用,能够全方位地保证民用建筑结构的稳定性和安全性,能最大程度地降低地震等自然灾害对建筑本身的影响。
3、合理优化建筑内部的空间结构:(譬如龙华商城A栋12层综合楼,一楼为临街铺面,二三为商业层。为了满足其商业使用,其内部结构外围采用排柱,内为核心筒跨距达到6-8米,既能达到抗震要求,又满足了商业大空间使用.)
建筑内部的空间结构,还需要保证建筑空间结构的整体性,有效地联结建筑地基与建筑本体的关系,从而使得在地震灾害发生时,民用建筑能够利用整体的力量与地震所形成的冲击力相抗衡,有效地提高民用建筑本体的抗震能力,降低地震灾害对建筑带来的损害。
4、合理进行建筑空间布局
民用建筑结构抗震设计中应当合理进行建筑空间布局,合理的空间布局也是民用建筑结构抗震设计中的基础。一方面,在抗震设计上要注重空间结构的均衡,在地震中,地震的力、建筑自身的回馈力、风荷载力都会对民用建筑本身状态产生影响,而确保空间的均衡可以大为提升建筑本身的稳固程度。在空间结构规划时,空间结构不能过于复杂,特别是建筑结构受力的计算十分复杂时,通过简化空间结构进行抗震设计的做法极为可行。此外,在空间布局上也要注重建筑空间整体性优势的彰显,民用建筑的各个部分与各个空间单独抗震性往往较低,而注重不同空间与不同部分间的联系,凸显出了整体性后,民用建筑本身的抗震能力
也可适当增强。
5、适当选用高强度材料作为建筑材料
在民用建筑结构的抗震设计中,抗震技术与材料的选用同等重要。从技术上来看,通过隔离层的设置进行地震力传播是一种基础的抗震技术理念,且在短时间内,在建筑基础与上层建筑之间增设隔震层的技术手段很难进行革新。因此,除了合理进行隔震技术的选用外,民用建筑结构抗震设计中也要选用好强度的材料作为建筑骨架,从而增强民用建筑结构的稳定性以及整体建筑的抗震性。例如,在地震多发地区的民用建筑结构抗震设计汇总,首先要对建筑的高度、高宽比等进行分析。建筑结构材料的选用上要参考预期抗震等级进行选择。在可以不考虑成本因素时,高强度钢材,高强砌体以及高强混凝土的使用成为基本选择。其中,多道防线结构体系这一十分有效的抗震结构更是需要强度较高的材料作为支撑。在民用建筑骨架的强度处于较高水平时,民用建筑整体上的抗震能力自然可以得到提升,加之隔震层的存在,民用建筑在地震中的稳定性也能够有更好保障。
结束语
民用建筑涉及千家万户的切身安全,因此要对民用建筑的结构设计进行更加深入的探讨研究,一切从安全出发,建立一套完善的结构设计体系,使其能够在现代民用建筑中发挥重要作用。
参考文献
[1]张良平,杨文参.某超高层建筑结构设计中几个关键问题的思考[J].建筑结构,2019(7).
[2]相关现行结构设计规笵
[3]个人设计工作有关资料
个人简介:吴杰,身份证号码: 460100196211110970。