摘要：通过结构设计基本原则、结构设计的关键部分、荷载、基础、地下室这五个方面总结了结构设计技术要点。
关键词：混凝土；结构设计；荷载；地下室；基础
前言
本人从事结构设计工作将近二十年，积累了丰富的结构设计经验，现把自己通过过往设计项目总结的混凝土结构设计技术要点分享给大家，希望对大家的结构设计有所帮助。
一 、结构设计基本原则
一个好的结构工程师应该用心灵去设计，在学习一切先进经验的基础上，结合工程具体情况，做到安全适用，经济合理，技术先进，适应市场需求。
设计前必须对建筑物使用要求、工程特点、材料供应、施工技术条件及地质地形情况进行充分调查和研究分析，做到心中有数。对所选用的标准图、通用图要弄清设计条件及计算数据，正确选用，仔细分析，并进行必要的复核，设计人对所选用图纸的合理性与安全性负责。结构设计要保证建筑物有足够的承载力、刚度及稳定性。在结构关键部位、材料要求较严格部位、施工操作有一定难度部位、或将来使用上可能有变化部位，应适当留有余地，以策安全。
二、结构设计的关键部分
结构设计中要重视五个环节，即：结构选型、结构布置、结构计算、结构构造、现场问题处理。
结构选型：它是结构设计的首要环节，必须慎重对待。对高风区和地震区应选用承载能力高，抗水平力性能好的结构体系和结构布置方案，应使选用的结构体系受力明确，传力简捷。
结构布置：它是衡量设计水平高低的重要标志。它分竖向构件（柱、墙）布置和水平构件（梁、板）布置两部分。结构布置的基本原则，归纳起来有以下几条：
（一）结构原理
1、受力明确，传力直接（传力路线短）；
2、有利于整体结构的刚度均衡、稳定和构件受力协调；
3、荷载分布均衡，宜分散而不宜集中；
4、结构自重要轻；
5、楼板满足电算程序的基本假定,若建筑使用功能的要求无法满足刚性楼板假定要求，则应按弹性楼板对结构复算。
（二）使用要求
1、提供改变使用功能（包括近、远期）的可能性和灵活性；
2、控制楼层净高度（比如楼梯间高度净空≥2300mm）；
3、满足楼层顶棚的使用要求（是否吊顶，是否平顶）；
4、有利于建筑立面设计（窗户高度，立面造型）。
结构计算：它是结构设计的基础，计算结果是结构设计的依据，必须认真对待。选择合适的计算假定、计算简图、计算方法及计算程序，是得到正确计算结果的关键。
结构构造：它是结构设计的保证，必须从概念入手，加强连接，保证结构有较好的整体性和足够的强度、刚度。对有抗震设防要求的结构，尚应保证结构的塑性及延性，对结构的关键部位和薄弱部分，应加强构造措施。
现场问题处理：它是实现设计的最终环节。要求设计人员必须牢固树立真心实意为用户解决问题的思想去做每件事情。对于非原则问题一律满足业主及施工单位要求，但对原则问题要耐心说服，不能迁就。
三、荷载
荷载的正确取值是保证建筑安全性，经济性的重要前提。
当建筑物实际活荷载大于规范规定值时，可按实际情况选用活荷载值，但须充分调查研究后再确定。
对于抗倾覆和滑移有利的永久荷载，其分项系数在计算时取0.8，当活荷载的存在对结构有利时（例如在抗倾覆验算中，抵抗方面的活荷载），此项活荷载的分项系数应取0。
屋面水沟应考虑充满水时的荷载，如水沟侧板高度超过500mm，宜在500mm高度处设溢水孔，此时的水重可计至溢水孔面，水沟还应计入找坡层的重量。
防水层做法简单的屋面应考虑翻修时增加的荷重。
高低层相靠近的建筑物，其中的低层屋面应适当考虑施工时的临时荷载，该荷载应不小于4 KN/m2，并应在施工图上注明。
室内地下室顶板须考虑施工时堆放材料或作临时工场的荷载，该荷载宜控制在10 KN/m2之内。
计算地下室外墙时，其室外地面活载取值不应低于10 KN/m2，如为通车道则应考虑行车荷载。
地下室外墙外侧应考虑土压力和水压力作用，当地下室基坑支护采用悬臂桩或外锚桩支挡时，地下室外墙承受的压力可适当折减。
在现浇钢筋混凝土楼盖中,当建筑设计没有标明隔墙的准确位置面允许灵活布置时，隔墙需用轻质墙，此时可将隔墙每平方米重量的30%作为楼面每平方米的均布荷载计算，且此均布荷载不小于1~2 KN/m2。
玻璃幕墙荷重（包括铝合金骨架在内）可取0.5~0.8 KN/m2。
当楼面活荷载标准值大于2.5 KN/m2或跨度相差较大的框架或连续梁，当按弹性方法计算其内力时，应考虑活荷载的不利布置。
四、基础
如无地下室且地基较好、荷载不大时可选用钢筋砼独立柱基。
高层建筑一般宜设地下室。当地下室底板标高处的地基能满足基础及上部结构之强度和变形要求，而地下室作为停车库、机房之类需要大空间使用的，应采用筏板基础；当地基土质较差，无法满足天然地基基础的设计要求时，应选用桩基础。
当基础采用人工挖孔桩时，应根据地质勘察资料提供的桩端持力层标高再将桩底标高在布桩平面图上列出。桩位内或其附近有勘探钻孔者可准确标出，其余可用文字说明之；如场地范围大且桩端持力层标高变化大，则需划分区段分别列出，以便施工单位掌握终孔深度和预先通知验收。
筏板基础有等厚平板式、梁板式（正、反梁）及平板柱帽式三种（图4.3.4），等厚平板式适用于柱网均匀且尺寸较小、荷载不太大的结构，而梁板式或柱帽式则适用于柱网不均匀且柱网尺寸较大的情况，在柱网尺寸及荷载大小一致相同的情况下，等厚平板式的混凝土及用钢量较多，但施工方便，梁板式则耗料少而耗工多，而柱帽式则介于二者之间。
五、地下室
当工程采用天然地基筏板或箱型基础，底板为梁板结构时宜做成正梁式以方便使用；反梁式应该得到建设单位认可。如采用桩基础，则底板结构应该采用无梁楼盖型底板，板厚度由柱网尺寸确定。
若桩基础采用梁板结构，底板基础梁通常以砖模成型，在保证必要的线刚度前提下，基础梁之h/b宜小不宜大，既可保证基础具有一定的侧向刚度又可以方便现场施工。
联合承台和核心筒大承台，当地下室水压力大于承台重量或承台下土质较好时，不必将承台的重量作为荷载加于桩上。
当电梯井坑设于底板层时，不论何种基础形式，井坑均需做成下凹式，而不可采用全面降低底板标高，加厚底板（承台）厚度或回填砂土在做面层的做法。
计算地下室底板及外墙水压力时，不能考虑土层或砂层对地下水的“阻滞”作用而将水压力折减。
设置多层地下室而地下水位又较高的工程，应该考虑期间水压力对地下室结构 的上浮作用。应在图纸上注明施工完几层楼面后可停止基坑抽水。
地下室外墙计算简图的取法：上端铰支，底下室底板端固支。如下图中所示
工程采用桩基础且需先出基础图时，应同时确定好承台厚度及桩顶嵌入承台尺寸，并根据建筑和设备工种提出的设计条件确定承台面标高，以此推算桩顶标高并将其写明在布桩图上，以保证桩基础施工的顺利进行。
结束语
以上为本人总结的结构设计技术要点，因受地域和所接触的项目限制，难免有疏漏之处，欢迎各位同行交流指正。
参考文献
[1]混凝土结构设计规范 （GB50010-2010）（2015版).
[2] 建筑地基基础设计规范 （GB50007-2011）.
[3]建筑抗震设计规范（GB50011-2010）（2016版).
[4]建筑结构荷载规范 （GB50009-2012）.
[5] 高层建筑混凝土结构技术规程（JGJ3--2010）.
论文作者:曾高平
论文发表刊物:《城镇建设》2019年10期
论文发表时间:2019/8/15
标签：荷载论文; 结构论文; 地下室论文; 结构设计论文; 底板论文; 基础论文; 标高论文; 《城镇建设》2019年10期论文;