Architectural structure design of a residential building in Dinghai

Abstract:With the rapid development of national infrastructure and the improvement of people's living standards, people put higher requirements for the functional design of residential buildings.The structural design of residential buildings requires not only sufficient carrying capacity, but also the structural stiffness to resist the lateral force, so that the lateral displacement of the structure under the horizontal force is limited to the specified range.This paper presents an extensive discussion of the related aspects of residential architectural design.

Key words: building; residential building; frame structure; foundation design

1 引言

随着科技的飞速发展，我国住房建设进入了一个新阶段，房地产业蓬勃发展，新的住房和居住区不断涌现。随着等级的提高，人们不再满足于住在单调死板的房子里，而是寻求新的和更多的东西。但是，现在一些房屋存在诸多问题，使得房屋在购买后成为二次装修，甚至承重墙和管道井的拆除和改造，造成安全隐患。房屋结构的危险。为此，设计师必须进行统筹考虑、合理布局、精心设计，更好地理解和掌握居住者的精神和需求，设计出经济、合理、适用的住宅。

同时，对建筑固有的技术含量和功能的要求也在不断提高，特别是在住宅建筑方面，出现了不同于现有模式的具有新特点的新型住宅建筑。本文从住宅建筑的建筑设计、特殊要求、结构设计、防火设计等方面对住宅建筑（框架结构）的设计要求进行了阐述。

总体布局必须合理布局，功能分区明确，用地经济，交通组织畅通，符合地方城市规划管理部门的有关规定和指标。总体布局要做好环境和录音设计。绿化与建筑物、构筑物、道路、管道的距离必须符合相关标准。

2 基础设计和住宅空间

2.1 住宅空间设计

地基基础是建筑物的根本，又属于地下隐蔽工程。它的勘察、设计和施工质量直接关系着建筑物的安危。因此，合理优化选择地基基础型式，使地基基础工程在满足正常使用功能及安全的条件下，做到设计合理，节约资源，降低造价，已成为工程技术人员的一个新的研究课题。由于工程体型相对简单， 选为独立基础，设100 mm 宽的抗震缝， 同时兼作伸缩缝。

2.2 住宅空间设计

当代住宅空间是从传统的小开间、独立封闭的家居环境转变为大开间、灵活分隔的开放式居住环境，进而演变成现在无固定模式的家居空间。追求的是空间与功能的对应，与人群的和谐关系。楼层入口空间比较特殊，是室内外空间的转换，在建筑主入口实现。一般都采用通透式的设计手法，减弱内外的界限，形成室内外空间的融合。

3 柱设计

 3.1 柱设计概况

本工程框架柱设计的一个突出问题就是钢筋混凝土柱的轴压比问题。在设计中经常出现， 框架柱的断面由轴压比限值确定。这往往使柱子断面很大，一方面，这样大的柱子，很容易使柱的剪跨比(L=H/2h)大于2 而形成短柱;另一方面，由于柱断面很大，占去了许多建筑空间，建筑师们不易接受，同时，由于自重增大，引起地震反应增大，造成恶性循环。

因其使用人员的确定性，功能设计复杂而全面，一般包括客厅、餐厅、卧室、卫生间、各种功能房等设施布置。在这类住宅楼中一般将上述功能分区或分层布置，做到互相联系。

 3.2框架柱截面形状的影响

框架柱的断面形状将直接影响着柱截面界限破坏时钢筋和混凝土内应变，应力的分布和混凝土受压边缘的极限应变，从而影响到不同的截面形式的框架柱， 反映出的强度变形特性是不一样的，在相同条件下，圆形柱的轴压比限值可提高10%左右。但本工程为住宅建筑，考虑房间布局的因素，只选用矩形截面的柱而不考虑选择圆柱。

 3.3 框架柱剪跨比的影响

建立在截面界限破坏基础上的轴压比公式中， 未考虑剪应力的影响，没有体现出剪跨比的影响，事实上，剪跨比能够大体反映截面上弯曲正应力与剪切应力的比例关系， 因而是框架柱破坏形式的主导因素。通常认为框架柱的剪跨比越大，延性越好。在一般配筋条件下，当入>2 时，框架柱在横向水平剪力作用下，一般都会发生延性好的弯曲破坏;当入≤2 时，框架柱就变成了短柱，在横向水平剪力作用下，一般发生延性差的剪切破坏。这种情况在本工程中出现在与楼梯休息平台相连的框架柱和墙有大开窗处的框架柱。对与短柱本工程采取全长加密，取ф8@100。

4 梁设计

4.1 梁设计概述

随着我国城市经济的迅速发展， 大量建筑的兴建， 建筑人员根据建筑功能和环境条件有目的的选择主次梁楼( 层) 盖的设计方案也随之增多， 同时也出现在主次梁楼盖设计中应怎样合理布置柱网的综合效益最好。究竟应该选择短跨为主梁还是选择长跨为主梁， 在框架梁的弹性受力分析和承载力计算时， 是否应该考虑现浇板的共同工作效应， 如何有意识地对端跨进行调整会更有利。

4.2 如何合理布局主次梁与柱网

主次梁体系的传力途径从广义讲是楼面荷载通过板传给次梁， 再由次梁通过受弯传给主梁， 最后由主梁传给柱子，在支承和传递荷载的过程中， 主次梁的变曲变形均与它们各自承担的弯矩M及其自身跨度的平方成正比，而与弹性模量E和弯曲平面内截面惯性矩I成正比， 另一方面， 从设计要求来分析， 建筑功能要求主次梁所占的结构空间高度越小越好。因此， 工程做主次梁楼盖的柱网布置时考虑上述影响优先选择的柱网是矩形以短跨为主梁， 长跨为次梁， 而且短跨与长跨的比例应小于0.75比较经济， 工程一般比较常取0. 65~ 0.7， 这样设计出来的主次梁截面高度能协调一致， 从而保证楼盖的结构高度最小， 另一方面， 从工程的

使用功能和建筑美学方面考虑， 主梁的布置是依据房间布局而定的。以短跨主梁截面尺寸为300 mm ~ 600 mm， 次梁截面尺寸为200~300mm，现浇板厚为90 mm， 在正常使用荷载作用下。

5 板设计

5.1  板厚取值

现浇楼盖中， 板的混凝土用量约占整个楼盖的50% ~60%， 板厚的取值对楼盖的经济性和自重的影响较大， 在满足板的刚度和构造要求的前提下， 应尽量采用较薄的板，双向板的最小板厚度为80 mm， 板的厚度与跨度的最小比值: 四边简支板为1 /40， 连续板为1 /50。工程最大板跨为5 m， 其余板跨均小于4 m， 考虑到工程为住宅楼， 板内有埋机电暗管， 因此小于4m 的板跨板厚也取100 mm， 5m 板跨板厚取140 mm。

5.2 板的配筋

板的配筋主要对板中某些不合理的配筋进行调整， 如工程卫生间， 阳台处， 标高都为H - 0.05 m， PKCAD配筋时一般对负筋在板有高差情况下也通长配筋。

5.3 支座负筋直径的取值

对于工程的设计， 一般板厚都是100 mm。根据简支板现行混凝土结构设计规范给出的最小构造支座负筋为8@200， 这与旧规范所给的6@ 200合适， 因为6@ 200的筋太软， 钢筋架易被踩蹋， 致使负筋的有效高度很低而发挥不了构造负筋的作用， 现行所规定使用的8钢筋虽比6钢筋要好些， 但如不采取其它措施， 也同样易产生构造负筋变位。

6 建筑住宅楼的结构设计

 6.1 结构布置及建筑平面图

根据办公建筑的特殊要求对办公楼各层进行结构布置。其中板的经济跨度:1.7～2.7m；次梁的经济跨度:4.0～6.0m；主梁的经济跨度：5.0—8.0m。一般(区格长边a和短边b)a/b≥3时为单项板；2<a／b<3时若视为单向板，则沿长边方向布置足够数量的构造钢筋；a／b≤2时为双向板。

根据结构布置及房屋建筑制图统一标准有关规定，作办公楼各层平面图，各立面图及剖面图(带楼梯)，确定框架计算简图。

6.2 荷载统计

根据建筑结构荷载规范及办公建筑基地实际情况，确定各楼面荷载(包括永久荷载和可变荷载)、梁，柱，墙，门窗重力荷载等。

6.3 框架在荷载作用下的内力计算

根据分层法计算框架在竖向荷载作用下的内力。

根据反弯点法或D值法计算框架在水平荷载作用下的内力。

6.4 梁柱的内力组合

根据建筑结构荷载规范及永久荷载和可变荷载的组合规律，确定荷载的最不利组合。

6.5 梁柱的配筋计算

根据梁柱的内力组合进行受弯构件正截面承载力的计算，斜截面受剪承载力的计算，受压构件正截面承载力的计算，及满足各种构造要求。

结  语

当前，中国经济的快速发展，住宅建筑己经由量向质发展。住宅建筑需求从空间需求向生活质量需求转变，高品质、新生活是当前住宅发展的主题，综合考虑设计因素，提高高品质住宅建筑的适用性能、安全性能、耐久性能、环境性能和经济性能，可以最大限度满足新生活方式的需求，可以改变人们的生活理念，提高人们的生活质量，促进物质文明和精神文明的共同发展。

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