关键词：民用建筑；结构设计；优化路径
引言
作为使用最广泛的建筑，民用建筑和人们的生命财产安全息息相关。因此，民用建筑结构的设计要科学合理，以确保民用建筑结构的稳定性和安全性，同时又要根据技术的发展和建设需要，继续优化民用建筑的结构,从而不断提高民用建筑的质量，使之更适合居住。
1结构设计要求及优化原则
1.1结构设计要求
该工程采用钢筋混凝土框架剪力墙结构，在其结构设计部分，建筑结构安全等级为二级，抗震设防类别丙类，抗震设防烈度7度（0.15g），地基基础设计等级甲级。在背景建筑中的上部结构和负1层结构的框架部分抗震等级为二级，剪力墙部分抗震等级为二级结构，地下负2层框架抗震构造措施的抗震结构等级为三级。基本风压设计为0.3kN/m2，雪荷载为0.3kN/m2，地面粗糙度为B类。
1.2优化原则
进行高层钢筋混凝土建筑结构设计优化时，必须在一定的基本原则下进行才可以保障所设计的优化措施能够切实达到优化的效果和目的，具体而言，在高层钢筋混凝土建筑结构设计优化中，必须遵从以下基本原则：（1）安全使用原则，即在结构优化后，必须保障建筑的正常使用和使用安全，不能出现部分功能优化后导致整个建筑的其他功能不能正常使用，或使用安全性不足的问题出现；（2）局部加强，应保障整个建筑结构在刚度上的合理，在一些关键承力部分应进行局部加强；（3）有效核减，即尽可能地对部分结构构件的尺寸进行减小，对整个建筑结构进行有效的核减，一方面减少建筑的自重，降低地震作用和对地基的压力，另一方面也降低建筑成本。
2目前民用建筑设计中存在的问题
2.1结构计算存在问题
在实际设计计算民用建筑结构的过程中，经常会遇到以下情况：第一，荷载取值存在问题。如对于普通民用多层框架建筑，独立基础持力层不是软弱黏性土层，且建筑高度在8层以下，总高度低于24m，常常会对地基抗震承载力进行验算。在设计其基础时却容易忽视风荷载，未考虑风荷载因素；第二，未正确取舍底框砌体结构验算。在建筑存在结构薄弱层时，常用底部剪力法，却并未仔细考思考塑性变形的负面影响；第三，确定结构周期折减系数的方法错误。由于框架结构中有填充墙，其刚度要比计算刚度大，但周期却小于计算的，所以，算出的地震剪力一般偏小，致使结构安全隐患出现，但在计算实践中却较易忽视折减。
2.2设计勘查的问题
建筑行业在不断发展，建筑开发规模和范围在不断增加。进行房屋建筑设计有专业的设计单位和人员，可是实际的建筑设计中，还存在设计和实际场地有偏差现象。这是因为建筑结构设计人员在设计前，并没有到施工场地进行实地认真勘察，所进行的设计是根据有关开发人员的介绍和提供的资料，一些数据测量也不是很精细，这样的建筑结构设计不科学，也不能和实际建筑地区情况相符合，这样的设计影响了建筑建设效果。
2.3工程地基的设计问题
房屋建筑的关键部分就是地基基础，这是保证建筑安全的重要部分，如果设计有缺陷会存在严重的安全隐患，使房屋应用存在不安全因素，严重的会发生安全事故，给人们的生命安全和建筑资金带来严重的损失和浪费。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆通过对一些因地基基础发生的问题进行分析，在设计方面有两大原因：第一，在进行房屋结构设计时，设计人员凭主观经验实施，没有按照建筑设计要求和规范进行设计，对于选择地基施工技术类型时，也没有充分满足建筑物荷载的稳定性要求，没有充分考虑抗震荷载及风荷载；第二，地基基础设计时，没有详细勘察建筑场地，获得的详细资料和数据不充分，以主观设计地基基础，缺乏科学性和全面性。
3民用建筑结构设计的优化路径
3.1选择合理的结构类型
与传统钢筋混凝土结构相比，钢结构具有强度高、重量轻、施工周期短等特点，更适应当今对民用建筑结构设计的要求。钢结构的大空间布置可以更好地保证民用建筑空间布局的灵活性，大大方便了业主的室内设计。此外，使用钢结构可以在一定程度上减少水泥、沙子和其他建筑材料的使用，从而很大程度上降低建筑施工成本，降低工程造价。另一方面，钢结构可以减少环境污染，避免对自然的过度开发，符合可持续发展的战略思想。
3.2重视结构体系设计水平的提升
民用建筑结构设计中存在的不合理抗震结构、较差的规则性、楼层错层等现象比较普遍，其中结构体系的选择对其有决定性的作用，所以应进一步对结构体系设计进行优化，主要表现为：
（1）异形柱框架结构的应用。在设计建筑结构的过程中，特殊情况下框架结构柱应该使用三角形或圆形柱，一般采用的形式为矩形柱，因为矩形柱具有较强的受力性，丰富的实践经验和完善的计算理论，可为其可靠安全的使用提供良好的保障。但也存在一定的问题，如果民用建筑的高度增加时也会增加矩形柱的界面要求，较大的矩形柱的界面也会影响建筑的结构布置和使用。而异形柱框架结构正好能使这一难题及民用建筑不断增高造成的不利影响得到有效的解决。
（2）多使用钢结构。相比较于砖混结构和混凝土结构，钢结构具有较高的性价比、强度及经济效益，所以应尽可能在民用建筑中对钢结构加以使用。在使用时为防止造成结构大跨度，导致建筑结构质量问题增加，应该布置大开间，为布置建筑结构的设计提供更大的空间。另外，采用钢结构可使沙、石的用量减少，其还适用于相对软弱的地基，可使基础造价大大降低。大量的使用钢结构还对钢铁和其他新兴产业的发展起到有效的促进作用，为环境和社会产业化持续健康的发展提供坚实的基础。
3.3谨慎设计构造
在设计框架结构与地基基础的过程中，对于不均匀沉降危害的预防或减少，能够从建筑、结构、地基以及基础方面对其加以控制。例如：建筑平面布置避免使用多阴角的复杂形状；避免过大的立面体形变化；将高低差异大、体形复杂的荷载建筑划分为若干个独立单元；适当加强上部结构以及基础的刚度；在同一建筑中，尽可能使用类型相同的基础，并将其埋置在相同土层等。值得重视的是：对于高层民用建筑，因需要保证埋置深度一定深，从经济性出发进行考虑，则基础通常使用有机结合桩筏或桩箱的形式，这时，应确保箱体具有一定的整体刚度，所布置群桩的形心必须和上部结构重心相互吻合。如果土层的起伏较大，则相同建筑结构下的桩端必须在相同土层中，同时还应考虑可能出现的液化而产生的影响。
结语
总之，民用建筑结构的设计和优化是一项庞大的系统工程，需要相关人员不断探索和改革，使其更符合设计要求，并符合环境保护理念。要不断提高民用建筑结构设计人员的能力和素质，使设计方案更加合理、有效，促进中国建筑业的可持续发展。
参考文献
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[4]晏勇胜.简析民用建筑结构设计中存在问题及相应措施[J].江西建材，2014(14):31.
论文作者: 聂韵秋
论文发表刊物:《城镇建设》2020年2月4期
论文发表时间:2020/4/23
标签：民用建筑论文; 建筑结构论文; 结构论文; 建筑论文; 结构设计论文; 荷载论文; 钢结构论文; 《城镇建设》2020年2月4期论文;