民用建筑优化钢筋混凝土结构设计的措施

摘 要：建筑结构的设计需要保证安全可靠、经济合理,由于实际工程结构中存在多种不确定性,所以结构设计就是研究建筑工程设计中的各种不确定性问题,取得安全可靠与经济合理之间的平衡.而结构选型、图纸审核、结构优化和成本控制直接关系到建筑结构设计的最终结果,也成为处理建筑安全可靠与经济合理之间矛盾的主要环节.

关 键 词：建筑结构结构选型图纸审核结构优化成本控制

建筑结构的设计需要保证安全可靠、经济合理,由于实际工程结构中存在多种不确定性,所以结构设计就是研究建筑工程设计中的各种不确定性问题,取得安全可靠与经济合理之间的均衡.结构设计就是要处理这种安全可靠与经济合理的矛盾.

一、结构选型

建筑结构是形成一定空间及造型,并具有承受人为和自然界施加于建筑物的各种荷载作用,使建筑物得以安全使用的骨架.建筑结构是建筑三大构成要素中建筑技术的组成内容,是保证房屋安全的重要手段.建筑结构的形式是为了满足建筑功能要求,为创造建筑的美而怎么写作.建筑结构与建筑设计是两个既相互独立又紧密联系的专业工种.建筑结构是解决坚固问题,处于怎么写作地位,由注册结构师完成；建筑设计是解决功能、适用和美观的问题,处于先行与主导地位,由注册建筑师完成.建筑设计必须和建筑结构有机结合起来,只有真正符合结构逻辑的建筑才具有真实的表现力和实际的可行性,富有建筑的个性.

1.砌体结构：砌体结构的墙体具有承重和围护的双重作用,所用材料便于就地取材,施工较简单,施工进度快,技术要求低,施工设备简单.由于砌体抗拉抗剪强度低,因此砌体结构的抗震性能差,一般不超过七层,故一般适用于多层住宅、办公楼、学校、小型庭院等[1].砌体结构一般不适用于高层建筑及需要大空间的建筑.由于墙体承重,在其上开设门窗受到限制,建筑立面效果显得厚实.

2.框架结构：框架结构的承重结构和围护、分隔构件完全分开,墙只起围护和分隔作用；平面布置要灵活,能够满足生产工艺和使用功能的要求.采用的材料是型钢和钢筋混凝土,要有很好的抗压和抗弯能力,由于梁、柱刚接,抗侧移和抗振动能力强,因此,其抗震性、整体性和延通性较好,适用于多层和高度不超过60m的高层建筑.框架结构的平面布置时,建筑平面形状和立面体型宜简单、规则,使各部分刚度均匀对称.要控制结构的高宽比,一般高宽比设为5～7,减少结构在水平荷载下产生的侧移.房屋的总长度宜控制在最大伸缩缝间距内,减少温度裂缝.　框架梁宜拉通、对直,框架柱宜上下对中,梁柱轴线宜在同一竖向平面内.尽量统一柱网及层高,以减少构件种类规格,简化设计及施工.

3.剪力墙结构：剪力墙是建筑物的承重墙,同时也是围护墙和分隔墙,因此,剪力墙的布置必须满足建筑平面布置和结构布置的要求.有较强的承载能力,同时也具有很好的整体性和空间作用,因此,剪力墙作为抗侧力构件用于高层建筑.受剪力墙间距的限制,建筑物的平面开间布置不灵活,所以多用于旅馆、公寓住宅等建筑较为适宜.剪力墙结构的楼盖结构一般采用钢筋混凝土平板,可不设梁,这样可节约层高.

4.简体结构：筒体结构的空间结构有很大的抗侧力刚度和抗扭能力,同时剪力墙集中布置使建筑平面设计具有很大的灵活性,因此主要用于各种高层和超高层公共建筑.如美国的汉考克大楼、西尔斯大楼、芝加哥标准石油公司大楼和纽约世界贸易中心大楼等结构都是筒体结构体系.简单结构平面布置时,形式选用方形、圆形为好,也可用对称的三角形或人字形平面.当采用矩形平面时,长宽比不宜大于2.外框筒密柱间距一般为1.22～3m.平面四角处的柱子截面做成L形或八字形,截面尺寸加大2～3倍.内筒边长尺寸一般是外筒边长的1/3为好.在框筒顶部设置1～2层高的刚性环梁,以提高整体框筒的空间整体性.

二、结构设计中的成本优化分析

2.1结构成本到底有多少

1.地上成本：

钢筋：（35～90）Kg/㎡x5.0元/㎡等于175～450元/㎡

混凝土：（0.3～0.5）m/㎡x(360~460)元/㎡等于110～230元/㎡

钢筋+混凝土等于285～680元/㎡,平均483元/㎡

2.地下成本：

钢筋：（120～260）Kg/㎡x5.0元/㎡等于600～1300元/㎡

混凝土：（0.9～1.4）m/㎡x(400～600)元/㎡等于360～650元/㎡

钢筋+混凝土等于960～1950元/㎡,平均1455元/㎡

3.基础及桩基础成本：总价一般在25～120元/㎡,平均60元/㎡

综上,则单位面积的结构成本为（按地下面积占总面积22%估算）490～1020元/㎡,平均755元/㎡.

相关成本：支护、模板、土方、砌体

支护+土方+基础等于170～180元/㎡

2.2结构成本为什么会有这么大的离散性

区域不一样导致的地震烈度和风荷载的不同、结构体型的不同、基础的形式不同是结构成离散性大的主要原因.而结构成本也是房地产开发商最容易忽视,也最应该关注的成本.当前深圳、上海等一线城市控制含钢量很严格,结构成本的降低必然会导致结构安全储备的下降,在地震的时候反而成了不利的条件,所以结构成本的控制要综合最低要求即综合美观和实用性的平衡.所以对结构设计进行优化必须对整个设计和策划的全过程进行管理.1.前期策划阶段：现场的调研,包括土质情况,场地是否为山地等2.方案阶段：方案阶段：结构要介入,结构体型的选择,结构连板的有效长度、平面规则、高宽比、高度按上限（60m、80m,100m）、尽量不转换.3.扩初阶段：结构方案的各种比较、优化阶段,确定施工图方向4.施工图阶段：成本意识的灌输阶段,精细化设计5.施工配合阶段：变更的管理、后加板工作（设计院对此阶段不重视,建议甲方在合同中把此阶段的付款比重加大）.

2.3结构超限对项目的影响