發(fā)布時間：2023-08-17 17:50:29
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的多層住宅結構設計樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
關鍵詞：建筑設計；多層結構；結構設計
1 引言
結構設計是整個建筑設計過程中的一個重要的環(huán)節(jié)，對整個建筑物的外觀效果、結構穩(wěn)定起著至關重要的作用。結構設計需要務實，任何一個項目設計都必須要協(xié)調好結構的設計。多層鋼結構住宅是結構住宅產業(yè)化推廣的重要組成部分，也是今后多層住宅發(fā)展的主要方向。傳統(tǒng)大住宅多采用磚混或混凝土結構，鋼材強度高，房屋自重輕，因此較容易實現(xiàn)大，靈活分隔的建筑設計理念，實現(xiàn)居住空間在空間和時間上的可變性。不過，在國內對多層鋼結構大住宅的研究力度還不夠。
2 多層鋼結構住宅體系的結構設計要點
2.1多層鋼結構住宅的結構布置
多層住宅鋼結構體系一般采用純框架體系，與鋼筋混凝土框架體系類似，縱、橫方向均為剛接框架，但將梁、柱改為鋼梁和鋼柱，且大多采用H型截面，其承載能力及空間剛度均由剛接框架提供，適用于無法設置支撐的建筑物。由于結構采用型鋼，故其成為施工速度最快的一種結構形式，采用該種結構體系的鋼結構住宅，柱網分布有大跨度和小開間密柱式兩類。
(l)應用于住宅的大跨度結構，合理利用鋼結構的受力特點，充分發(fā)揮鋼材作用，建筑空間開敞，平面布置靈活，空間可變性較強，但結構構件尺寸隨柱網增大而增大。受梁柱體系高跨比的限制，隨跨度的增大，結構鋼梁的高度也隨之增大，通常結構鋼梁高跨比為1: (15~20)。從結構受力分析的合理性和經濟性兩方面考慮，用于住宅的大跨度鋼結構柱網以6.0~7.2m為宜。此時結構梁高約300~500mm，按層高2.8m考慮，立面開窗高度能達1.4m以上，基本滿足住宅規(guī)范要求。雖然也有采用更大跨度結構柱網(類似于排架結構)的情況，但通常進深方向為長跨距，從經濟方面考慮，開間方向即使在層高增大的情況下也不宜過大。
(2)當建筑設計方案為每一開間均設有柱時，可采用小開間密柱式布置，一般柱距為3~5m，此結構類型因跨度小，梁、柱斷面都相對減小，在立面開窗、開門上有較大自由度，由于跨度小，結構梁柱斷面和相應的樓板厚度均減小，可減小結構自重，是較為經濟的方法。但住宅空間布局受限制較大，難以形成開敞的大空間，建筑空間的可變性仍較弱。
工程抗震經驗表明，不規(guī)則建筑結構體型對結構抗震不利，甚至會造成建筑物的嚴重破壞或倒塌，它一般分為兩類:①建筑平面不規(guī)則;②建筑結構立面和豎向剖面不規(guī)則。由于后者的危害性史大，因此多層住宅鋼結構體型宜力求規(guī)則和對稱。
2.2 連接節(jié)點設計
鋼結構節(jié)點連接是保證鋼結構安全的重要部位，對結構受力有著重要影響，是整個設計工作的關鍵環(huán)節(jié)。地震災害記錄表明，許多鋼結構都是由于節(jié)點首先破壞而導致建筑物整體破壞的，因此節(jié)點必須具有良好的抗震性能，能滿足各種不同高度的鋼結構體系相應的強度、剛度和延性要求，以確保安全可靠。節(jié)點設計一般要求遵循以下原則：(l)節(jié)點受力要力求傳力直接簡單和明確，使計算分析與節(jié)點的實際受力情況相一致;(2)保證節(jié)點連接有足夠的強度和良好的延性;(3)構件的拼接按等強度原則設計，即拼接件應能傳遞斷面的最大承載力;(4)盡量簡化節(jié)點構造，以便于加工和安裝時容易就位調整。
多層住宅鋼結構節(jié)點主要包括梁與梁的拼接節(jié)點、柱與柱的拼接節(jié)點、梁與柱的連接節(jié)點、支撐與梁柱的連接構造、柱腳的連接節(jié)點等。連接節(jié)點可分為3種形式，即鉸接、剛接和半剛接，其中半剛接因其受力難以控制，目前采用不多，故以其余兩種形式為主。 連接方法可分為焊接連接和高強度螺栓連接，焊接連接節(jié)點的焊縫尺寸及形式等可按現(xiàn)行規(guī)范的規(guī)定執(zhí)行，焊條的選用應與被連接金屬材質適應。焊接設計中不得任意加大焊縫，焊縫重心應盡量與被連接構件重心接近。高強螺栓連接常用8.8s和10.9s兩個強度等級，根據受力特點分為承壓型和摩擦型，高強度螺栓最小規(guī)格為M12，常用的為M 16- M30，超大規(guī)格的螺栓性能不穩(wěn)定，設計中應慎重使用。連接板一般采用與母材強度等級相同的鋼材，在同一節(jié)點中，采用同一直徑和同一性能等級的高強度螺栓，并進行節(jié)點連接的承載力驗算。
3 多層鋼結構住宅結構體系選型
鋼結構體系的型式有多種，但應用于住宅的主要可分為鋼框架體系，鋼支撐框架體系，鋼框架――混凝土剪力墻體系――鋼框架――核心筒，錯列桁架鋼結構等。根據已建的鋼結構住宅工程 對鋼結構住宅的結構體系做一個簡單的定性比較，見表1。根據表1多層鋼結構住宅結構體系比較分析，可以明確地得出各鋼結構體系的優(yōu)缺點。從表1可知，錯列桁架鋼結構經濟性高，開間大及跨度大，比較適于作為多層鋼結構住宅的結構體系，建筑設計應與結構設計交互設計，以避免桁架對建筑平面設計的影響。
表1 多層鋼結構住宅結構體系性能比較
4 鋼結構住宅樓蓋結構分析
樓板的合理選擇關系到整個結構的安全性、經濟性，降低樓板的造價和減輕自重對整個建筑物至關重要。目前鋼結構住宅工程中常用的樓板豐要有三種形式：壓型鋼板――混凝土組合樓板：現(xiàn)澆混凝土樓板：預應力空心板疊合樓板。通過表格對上述三種樓蓋進行綜合比較，見表2。
表2 多層鋼結構住宅常用樓板類型綜合比較
由表2可知 預應力空心板疊合樓板比較適于作為鋼結構住宅樓蓋 這種樓蓋不僅裝配化程度高、施工效率高、自重輕、用鋼量少和造價低 而且跨度較大．整體性及抗震性能都不比現(xiàn)澆樓蓋差。
5 多層鋼結構住宅結構分析與設計
5.1 工程概況
本工程為6層住宅樓，首層層高3.8m,2~6層層高2.9m，分別采用鋼筋混凝上結構形式和鋼結構形式，采用90mm厚現(xiàn)澆鋼筋混凝上樓板。在一個住宅單元中，進深尺寸較大，除樓梯問、廚房、衛(wèi)生間相對固定外。其余的廳、居室、貯藏室等均可按住戶的意愿自行安排、靈活分隔組合。墻體選用蒸壓加氣混凝土墻板。結構計算主要采用符合國內規(guī)范和規(guī)程要求的TBSA和PKPM系列軟件進行計算分析。設計方案應滿足各種結構類型設計規(guī)范和規(guī)程的要求，包括結構方案、構件選型、材料選擇、施工方案等，同時還考慮安全適用性和經濟合理性等。
(l)材料、型號和級別
對于鋼筋混凝上結構，柱采用C25混凝上，梁和板采用C20混凝上;柱和梁的縱筋采用II級鋼，其它為I級鋼;墻體采用灰砂磚砌筑。對于鋼結構，柱和梁均采用熱軋H型鋼，其余與鋼筋混凝上結構相同(稱為鋼結構①);或柱采用熱軋 H型鋼，梁采用高頻焊接薄壁H型鋼，墻體采用ALC板，其余與鋼筋混凝上結構相同(稱為鋼結構②)。
(2)荷載取值
風荷載取值為:基本風壓0.45kN/m2，地面粗糙度為B;地震烈度為7度，場地類型為二類。對于墻體采用ALC板的鋼結構，其墻體和攔河荷載標準值為:墻重分別為2.0kN/m2(150mm厚ALC板滿載)，1.6kN/m2 (150mm厚A LC板，扣除門窗荷載;或是100mm厚ALC板滿載);攔河為1.0kN/m2。其它荷載按建筑結構荷載規(guī)范(GB50009-2001)取值。
(3)結構布置
采用鋼結構的標準層結構平面布置如圖1所示。
標準層鋼結構平面布置圖
5.2 結構分析與設計
結構體系：根據上文分析及工程概況，該工程選擇交錯桁架鋼結構和鋼框架結構體系。靈活分隔部分采用錯列桁架鋼結構，該結構利用柱子、平面桁架和樓板組成空間抗側力體系，具有住宅布置靈活、結構自重輕和造價低的特點。是一種經濟、實用、高效的新型結構體系：固定部分(廚房、衛(wèi)生間和樓梯間)采用鋼框架結構。桁架腹桿采用混合型桁架，這種桁架的抗側性能優(yōu)于空腹桁架，抗震性能優(yōu)于實腹桁架。
結構布置：住宅的開間和進深較大，由上文分析并綜合比較而選用預制預應力空心板疊合樓板。采用預制預應力空心板疊合板后結構布置采用簡單梁格方式，取消用鋼量較大的次梁。簡單梁格布置不僅可以降低結構用鋼量，而且可以增大建筑有效凈空并取消吊頂。預制預應力空心板疊合板通過與鋼梁組合作用(布置栓釘和后澆疊合層)進一步降低結構用鋼量。疊合板總厚度為200mm 其中預制預應力空心板厚度150mm，現(xiàn)澆疊合層厚50mm。
構件設計：交錯桁架結構中多數構件的內力以軸力為主，而且體系的抗側剛度很大 一般以強度或穩(wěn)定設計來控制構件截面，比較適合采用高強度鋼材，因此該工程梁、柱、弦桿、腹桿均采用Q345鋼。交錯桁架結構中柱采用直徑為400mm，壁厚為l6mm鋼管混凝土柱，混凝土采用C60；弦桿采用HW200×200×8×12：縱向框架梁為HM294×200×8×12;直腹桿為等邊角鋼組合L100×l0；斜腹桿為等邊角鋼組合L125×8;框架結構中柱采用直徑為300mm，壁厚為10mm的鋼管混凝土柱，混凝土采用C60；梁采用HN25O×125×6×9。
結構分析：計算結果表明，水平荷載作用參與組合的工況對設計起控制作用。構件強度和穩(wěn)定應力比控制在0．90以內。結構彈性層間位移角按照《建筑抗震設計規(guī)范》和《鋼結構設計規(guī)范》的相關規(guī)定來控制。結構分析結果見表3。
表3結構分析結果
節(jié)點設計：交錯桁架體系采用混合型時，橫向荷載的作用將通過平面桁架以軸力的形式傳遞給柱子．故桁架與柱子的連接按鉸接設計。此時，桁架上、下弦桿除了要承受軸力，還要承受彎矩，按照連續(xù)壓彎桿件設計，而腹桿與弦桿的節(jié)點按鉸接設計，忽略桁架腹桿次彎矩的影響。此種分析不但誤差很小,，還能改善結構的延性和增加耗能儲備。鋼框架結構的梁柱節(jié)點全部為剛節(jié)點，可有效增加結構的抗側剛度。
5.2 簡單經濟評價
在滿足各項設計指標的前提下，各構件用鋼量見表4 設計方案總用鋼量為95．55t(不包括樓板及基礎)，單位面積用鋼量為31．8kg／m2。采用鋼管混凝土柱交錯桁架結構?？梢燥@著降低結構的用鋼量，比其他鋼結構住宅結構體系經濟。
表4 構件用鋼量
6 結束語
【關鍵詞】多層框架；住宅結構；設計；分析
當結構設計人員進行多層框架房屋結構設計的時侯，不僅需熟悉設計規(guī)范，還要根據自己積累的實踐經驗結合結構設計計算的結果來選擇適合的結構體系。在多層框架住宅結構設計當中對于截面、柱梁、以及梁裂縫寬度和配筋率的調整這些問題應進行適當的處理，從而提升結構設計質量。
一、多層框架住宅結構設計的主要內容
1. 合理選擇截面尺寸
梁和柱截面尺寸的合理選擇是整個框架結構設計的基礎，不僅應當在規(guī)范所要求的范圍內取值，還應當注意盡量令柱的線剛度同梁的線剛度之間的比值高于 1，從而實現(xiàn)在罕遇地震情況下，梁端產生塑性鉸的時侯，柱端處于沒有屈服的非彈性狀態(tài)，而節(jié)點處于彈性階段的效果。也就是規(guī)范要求的弱梁強柱強節(jié)點[1]。
2. 梁、柱的適當配筋率
在設計中框架梁配筋應遵循適中的原則，通常情況下配筋率應取0.4%-1.5%，而框架柱的縱向受力鋼筋配筋率應取1%-3%。另外一旦當梁端縱向受拉鋼筋的最小配筋率高于 2%時，它的箍筋最小直徑則應增大兩毫米。但不管在什么情況下，都應滿足規(guī)范所規(guī)定的最小以及最大配筋率的要求。
此外框架梁縱向受拉鋼筋的配筋率，應注意規(guī)范《混凝土結構設計規(guī)范 GBJ-89》和規(guī)范《混凝土結構設計規(guī)范GB50010-2002》當中的差別。規(guī)范《混凝土結構設計規(guī)范 GBJ-89》當中梁縱向受拉鋼筋的最小配筋率僅與框架抗震等級相關，然而規(guī)范《混凝土結構設計規(guī)范GB50010-2002》當中梁的最小配筋率不止與框架抗震等級相關，還與混凝土軸心抗拉強度的設計值及鋼筋抗拉強度的設計值之比有關，因此在設計當中梁的最小配筋應根據規(guī)范確定。
3. 合理調整框架柱配筋
一般框架柱配筋率都比較低，有時侯電算結果是構造配筋，然而在實際工程中都不會按這來配筋。這是因為在地震的作用之下框架柱，特別是角柱，受到的扭轉剪力極大，同時還受雙向彎矩的作用，然而橫梁的約束就比較小，工作時又在雙向偏心受壓的狀態(tài)下，所以震害要比內柱重，對于質量分布不均的框架甚為明顯。
因此進行框架計算時應選擇最為不利的方向，也可先在縱、橫兩方向進行計算之后，就同一側面配筋進行比較，取其中較大的值，并且遵循對稱配筋準則。為使框架柱在諸多內力組合共同作用下滿足強度要求，在進行配筋計算的時候應注意下列問題：
(1)邊柱、角柱以及抗震墻端柱若在地震作用下產生偏心受拉的時侯，柱內縱筋的總截面面積需比計算的值增加 25%。
(2)框架柱配筋能放大 1.2-1.6 倍，其中邊柱放大 1.3 倍，角柱放大 1.4 倍而中柱放大 1.2 倍。
(3)框架柱箍筋的形式應當選用菱形或者井字形，從而增強箍筋對于混凝土的約束能力。
(4)二級、三級框架底部加強部位和底層柱底縱筋應采用焊接，并且當柱的縱向總配筋率高于3%的時侯，箍筋直徑不能小于φ8，而且還應當焊接[2]。
此外多層框架進行電算時一般不考慮基礎不均勻沉降和溫度應力，若多層框架垂直尺寸和水平尺寸比較大以及地基土質不均或地基軟土層較厚，可適當增大框架柱配筋，并且應在縱、橫兩方向均設置基礎梁，配筋不應當按構造來設置，而應按框架梁來進行設計，此外還需按規(guī)范要求對箍筋加密區(qū)進行設置。
4. 調整框架梁的裂縫寬度及斜截面配筋
在滿足梁配筋率及柱截面尺寸的情況下，仍然需在配筋計算后對梁的裂縫寬度進行驗算，并在符合梁端斜截面強剪弱彎的條件下調整梁端配筋。
(1)裂縫寬度的影響因素及調整辦法
對于框架梁裂縫寬度的驗算常備設計人員所忽視，對此我們應多加注意。構件混凝土強度的等級以及鋼筋的直徑和級別是關系裂縫寬度的兩個主要因素。由于混凝土等級同鋼筋級別有一定關系，所以對普通混凝土構件來說，混凝土高等級對于減小梁裂縫寬度關系不大，通常采用增大梁的截面尺寸或配筋率的方法減小梁裂縫的寬度。另外應注意在使用計算機軟件進行建模時，一定要分開恒、活載數值進行輸入，這樣有助于裂縫寬度和內力組合的計算。
(2)調整梁端斜截面配筋
框架結構設計當中，應滿足地震作用之下框架梁梁端的斜截面所受彎承載力強剪弱彎的要求。具體設計及調整梁配筋時，應采用下列方法：一、加大梁跨中受力鋼筋，而梁端負彎矩鋼筋則不必放大；二、可令梁端箍筋直徑增加 2 mm；三、支座處盡量使用箍筋來承受支座剪力，而不是設置彎起鋼筋。
(3)電算中合理運用彎矩調幅
規(guī)范規(guī)定僅在豎向力的作用之下梁端彎矩才可調幅，水平力作用之下則不可，所以必須先將豎向荷載下的梁端彎進行矩調幅之后，才可疊加水平荷載所產生的梁端彎矩。
二、框架結構設計當中需注意的其它問題
(1)在框架結構當中不可采用兩種不一樣的結構型式，局部超出屋頂的房間以及電梯間，均不能使用磚墻承重。這是由于框架結構為一種柔性結構，而磚混結構卻剛性結構。采用不同的結構形式，可使結構變形相互協(xié)調。
(2)施工過程中有時頂棚需吊頂等裝修，甲方為節(jié)約開支，通常要求填充墻不到頂等，從而造成短柱。而短柱剛度較大，地震作用時容易受剪，易產生脆性錯斷及交叉裂縫，引起建筑物破壞或倒塌。因此設計時應采取下列措施：一、盡可能減弱短柱樓層約束；二、增加箍筋配置，短柱內箍筋間距不可超過 100 mm，縱向鋼筋間距小于150 mm；三、選取較好的箍筋類型，例如復合螺旋箍筋等。
(3)因建筑需要，有時需框架梁外挑，并且在梁下安置鋼筋混凝土柱。進行柱的配筋和內力計算時，某些設計人員對于其受力的概念并不清楚，誤以為是構造柱，配筋是構造配筋，而且懸臂梁也沒有按計算配筋，如此可能使水平荷載下的承載力不足，增大發(fā)生隱患的幾率。事實上，結構整體計算當中，此柱是偏心受壓部件，柱和梁端交接的地方與框架梁及柱節(jié)點相似，應充分考慮懸臂梁端處的協(xié)調變形。因此對于此柱應當作為豎向構件來參與整體結構的分析，此外柱和梁端交接的地方應作為框架梁、柱節(jié)點來處理[3]。
(4)設計裙房和框架結構時，在高低跨之間不宜采用低層屋面、主樓設牛腿及樓梯梁在牛腿上，也不能用牛腿托梁方式作為防震縫。這事因為地震時各個單元間，特別是高低層間震動情況不一樣，連接處極易拉斷、壓碎。所以，凡是要設縫，就必須分得徹底，只要不設縫，就必須連接牢固，絕不可似連非連，似分非分，否則的話在地震中很容易破壞。
(5)在設計中不能隨意增大主筋面積，或者為簡化構造而使截面設計統(tǒng)一，以免造成某些部位比較薄弱。
(6)就框架梁下部填充墻構造的措施來說，當填充墻的長度超過5 m，梁與墻頂應采用拉接措施。而當墻高度高于 4 m時，應在墻的高中部添加和柱相連接的水平墻梁。
(7)填充墻拉筋及預埋件等不能和框架梁和柱的縱向鋼筋相焊接，應先在柱內預留下預埋件，等砌筑填充墻的時候，再將拉結筋和縱向鋼筋焊接在一起。
三、結束語
在多層框架住宅結構設計當中，我們應對梁、柱、板和結構體系當中的一些問題引起足夠重視，從而使設計工程在保證外觀和質量的同時，還有助于提高經濟效益。
參考文獻
[1] 李建. 多層住宅框架結構設計實例與分析[J]. 城市建設理論研究（電子版）, 2011,(35).
一、多層鋼結構住宅的結構特點
目前國內在多層(一般為7層以下)鋼結構住宅建筑中常采用框架體系。這種體系是將梁柱構件剛接，依靠梁柱受彎來承受豎向荷載和水平荷載。它的特點是可以做成大開間，充分滿足建筑布置上的要求。
梁與柱的連接節(jié)點，一般采用焊接剛性連接節(jié)點。梁的腹板與柱連接常采用摩擦型高強螺栓通過連接板連接或通過連接板焊接；次梁與主梁連接節(jié)點，通常采用鉸接節(jié)點設計，即只考慮次梁端部與主梁連接之間的剪力作用。
樓面和屋蓋體系一般是有以下幾種形式：壓型鋼板混凝土組合樓板、預制混凝土疊合板、現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板。由于壓型鋼板混凝土組合樓板具有施工速度快、平面剛度大，房屋凈空高的特點，是一種比較理想的樓層形式。
鋼結構住宅的外墻體一般采用外掛式輕質復合墻板以減輕結構自重。對于6層以下的多層住宅，也可采用內嵌式加氣混凝土砌塊。外墻墻體材料主要有：蒸壓輕質加氣混凝土(ALC)板、GRC夾心復合板、鋼絲網水泥夾心板等。內墻材料一般可采用加氣混凝土砌塊、紙面石膏板、纖維石膏板、玻璃纖維增強水泥板、紙面稻草板等。
二、多層鋼結構住宅建設中的主要構件設計
1、柱
鋼結構住宅一般為大開間，框架柱在兩個方向都承受較大的彎矩，所以應該考慮強柱弱梁的要求，而目前廣泛使用的焊接H型鋼或I字熱軋鋼截面，強弱軸慣性矩之比3～l0，勢必造成材料浪費。因此對于軸壓比較大，雙向彎矩接近，梁截面較高的框架柱采用雙軸等強的鋼管柱或方鋼管混凝土柱是適宜的，對于方鋼管混凝土柱，不僅截面受力合理，同時可以提高框架的側向剛度，防火性能好，而且結構破壞時柱體不會迅速屈曲破壞。
2、樓蓋
在多層輕鋼房屋中，樓蓋結構的選擇至關重要，它除了將豎向荷載直接分配給墻柱外，更主要的作用是保證與抗側力結構的空間協(xié)調作用；另外從抗震角度來看，還應采用相應的技術和構造措施減輕樓板自重。常用的樓蓋結構有：壓型鋼板一現(xiàn)澆混凝土組合樓板、現(xiàn)澆鋼筋混凝土板以及鋼一混凝土疊合板，而以第一種最為常用。目前，在多層輕鋼房屋整體分析時，還普遍不考慮樓蓋與鋼梁的組合作用，即使設置抗剪鍵，也偏保守地假設鋼結構承受全部荷載，這樣不僅增加材料用量和結構自重，反而會造成強梁弱柱的不利情況。有一6層算例，考慮樓蓋組合作用對梁剛度以及結構整體剛度的影響。
3、支撐體系
支撐分軸交支撐和近年發(fā)展起來的偏交支撐兩種，前者耐震能力較差，后者在強震作用下具有良好的吸能耗能性能，而且為門窗洞的布置提供了有利條件，目前國內用的還很少，建議在高烈度區(qū)首選偏交支撐。常用的EBF偏交支撐形式此所示。剪切型耗能梁段．加勁肋按以下公式設計：
式中a――加勁肋間距．d――梁高，tw――腹板厚度，yp――塑性轉角；彎曲型耗能梁段還需在梁段端點外1.5bf處加設加勁肋
4、節(jié)點抗震
框架梁柱節(jié)點一般采用兩種連接方法，根據“常用設計法”，即翼緣連接承受全部彎矩，梁腹板只承受全部剪力的假定進行設計。震害表明，這種設計不能有效滿足“強節(jié)點弱桿件”的抗震要求，在高烈度區(qū)隱患很大。改進框架節(jié)點設計，在梁端上下翼緣加焊楔形蓋板或者將梁端上下翼緣局部加寬蓋板面積或加大的翼緣截面面積主要由大震下的驗算公式確定，式中：為基于極限強度最小值的節(jié)點連接最大受彎承載力，全部由局部加大后的翼緣連接承擔：為梁件的全塑性受彎承載力：為基于極限強度最小值的節(jié)點連接最大受剪承載力，僅由腹板的連接承擔；為梁的凈跨；為梁在重力荷載代表值作用下按簡支梁分析的梁端截面剪力設計值。
三、多層鋼結構住宅施工過程中應注意的問題
1、鋼結構的焊接
施工時制定的焊接順序：一般采用由平面中心向四周劃擴展，采用結構對稱、節(jié)點對稱焊，先焊鋼梁、后焊鋼柱；在同一節(jié)點處，采用雙人對稱焊接方法；同一節(jié)鋼柱的二層粱結構先焊上層，后焊下層；同一層梁先焊一行或列中間接頭，然后向外擴展；同一根梁先焊一端焊縫，等其冷卻后再焊 一端焊縫，嚴禁兩端同時焊接，以減少應力集中；對同一梁節(jié)點，安裝墊板后采用先焊下翼緣焊縫，再焊上翼緣焊縫。
在整個鋼結構施工焊接過程中質量控制，嚴格遵循以下要求：雨天不安排焊工作業(yè)；焊接過程中每一條焊縫的焊渣都要清理干凈，并認真檢查焊縫質量；焊接完畢后用角向打磨機將焊縫兩側各100mm范圍內打磨干凈，以便探傷。對關鍵部位如挑梁、屋頂梁、鋼柱對接焊縫100％探傷檢查，其他部位按20％以上探傷檢查，檢測結果必須全部符合國家標準GB11345―1989《鋼焊接手工超聲波探傷和探傷結果分級》規(guī)定的Ⅱ級上質量要求，尤其是鋼柱對接縫、挑粱的焊接的99％以上焊縫焊接質量必須達到I級標準。
2、鋼結構的除銹與涂裝
除繡和涂裝是保證鋼結構達到預期耐久性要求的重要保證，項目施工中制定了嚴格的施工步驟和質量控制措施。
（1）除銹與涂裝質量控制。一是構件加工及安裝完成后，進行全面除銹，及時進行涂裝。二是運輸、吊裝過程中，安排專人隨時檢查涂裝層，及時修補損壞處。三是安裝節(jié)點的螺栓和焊縫，經檢查安裝質量符合要求后，在限定時間內完成除銹和涂層工作。
（2）防繡漆質量控制。鋼結構在工廠涂裝二底防繡漆，現(xiàn)場只需對高強螺栓接頭、焊接接縫、運輸吊裝碰撞損傷部位進行補涂。
（3）防火涂料質量控制?，F(xiàn)場涂裝防火涂料，涂裝前對涂裝部位表面進行清理，按二級防火標準設汁要求的涂層厚度和遍數涂裝施工。
3、鋼梁、柱與砌體之間連接處的抗裂處理
為防止鋼梁、柱與砌體之間連接不牢，出現(xiàn)開裂、滲水現(xiàn)象，可采用在鋼柱上每隔400 mm焊接26拉結筋的處理方法，拉結鋼筋伸入墻內1000mm。鋼粱、柱“H”形凹槽內均用非規(guī)格加氣混凝土砌塊體填砌，外設置Φ4@150mm的鋼筋網片每邊伸出柱子翼緣350 mm，外部粉刷保溫砂漿。鋼梁與砌體的連接構造與鋼柱相似。
四、結束語
關鍵詞：高層住宅；鋼筋混凝土；結構設計
1高層鋼筋混凝土結構的住宅基本結構形式
1.1框架結構
框架結構的優(yōu)點主要有空間比較大、靈活性強、具有抗震能力、工程造價低，但是，如果柱截面的厚度大于墻厚就會造成墻柱腳向外凸出，這樣不僅影響購房者家具布置還影響室內美觀，有時，住宅中間的房間分隔處呈現(xiàn)不規(guī)則現(xiàn)象，使住宅難以進行布置。
1.2框架整體結構中的剪力墻
框架整體結構中的剪力墻是在整體框架結構中布置一定數量的剪力墻目前為止，它是我國在高層住宅中應用最為廣泛的一種主要結構形式。剪力墻主要特點是平面中靈活性較強，實用性、合理的結構，這樣能有效地將框架、剪力墻的不同性能中抗側力很好的展示出來，使它們發(fā)揮不同的作用。
1.3大開間剪力墻結構
隨著我國經濟的發(fā)展，人們日益增長的物質水平不斷提高，最先建造的小開間剪力墻體系住宅在整體建筑中的功能性和局限性變得越來越突出。從建筑強度方面來講，小開間結構中墻體的應有作用不能得到更好的發(fā)揮，如果添加較多的剪力墻還會增加更大的地震力，而且工程費用也會隨之增加，另外，小開間剪力墻的結構自我承重能力較大，相對應也增加了基礎資金，所以，就誕生了大開間剪力墻結構，剪力墻的間距應該在大于4.5m且小于7.5m，進深在大于7.5m且小于11m，室內一般不會布置縱橫的剪力墻，根據具體情況可按照住戶的需求進行靈活分隔，如需室內有新變化還可以進行重新布置。
1.4短肢剪力墻結構
墻肢截面的高度與厚度比在5至8的剪力墻就稱之為短肢剪力墻，它是介于異性框架柱與普通剪力墻之間的一種剪力墻，這種剪力墻結構體系無論是在建筑功能與結構形式上還是在投資效益與節(jié)能指標都具有著良好的效果，目前，這已經成為高層住宅的主要剪力墻結構形式。
2高層住宅鋼筋混凝土結構設計的主要特點
現(xiàn)在以高層住宅為例分析鋼筋混凝土結構設計主要特點。某住宅結構甲共18層,總建筑面積約為6500m2?？拐鹪O防烈度7度,設計基本地震加速度值0.10g,設計地震分組為第一組,基本風壓0.35kN/m2,基本雪壓0.60kN/m2,場地類別一類,抗震等級:一般剪力墻三級;短肢剪力墻二級,混凝土強度等級為C30和C25,鋼筋強度等級:梁采用HRB335;板采用HPB235,直徑大于12為HRB335; 墻采用HRB335。通過分析發(fā)現(xiàn)該結構設計剪力墻利用率較低, 底層墻肢軸壓比在0. 35~ 0. 40之間, 結構位移比較好, 控制在1. 2以內, 且結構周期、位移角較小, 整體偏剛。
2.1鋼筋混凝土結構設計的控制因素
在低層的住宅中，一般都是以重力為依據進行豎向的荷載，利用它來對鋼筋混凝土結構設計進行控制。在高層住宅中，雖然豎向荷載能對鋼筋混凝土結構設計產生較大影響，但水平荷載逐漸成為其主要控制因素。對于某項特定的建筑來說，豎向荷載大體上是定值，水平荷載中的風荷載與抗震作用中的數值都是伴隨著不同的動力特性而產生較大幅度變化。
2.2軸向變形
對于采用框架體系的高層住宅或者是采用剪刀墻體系的高層住宅，框架中柱的軸距與壓力基本上都是大于邊柱的軸距與壓力，這樣就會使中柱的軸向因為壓縮導致變形大于邊柱的軸向壓縮導致的變形。屋內舉架較高時，因為差異軸向的變形能達到較大的數值，產生的后果不亞于連續(xù)梁中間的支座發(fā)生沉陷。
2.3側移成為鋼筋混凝土結構設計的控制指標
高層與多層住宅不同，高層住宅鋼筋混凝土結構設計的關鍵因素逐漸變成結構側移，多層住宅已經不能滿足人民日益增長的需要，房屋建筑的高度正在逐漸增加，水平荷載的結構體系因為側移發(fā)生的變形不斷增大，結構的頂點側移應與棚頂成正比。因此，在最初設計高層住宅時，對結構的強度要求很高，還要具備足夠的抗側移剛度，使水平荷載結構控制在標準范圍內。其中有三方面的原因，包括：因為側移會使居住者不舒服，從而影響正常的居??；因為側移室內的隔墻、圍護墻包括室內的材料都會出現(xiàn)裂痕或是不同程度的損壞，甚至電梯也有可能因此不能正常工作。
2.4結構延性是鋼筋混凝土結構設計的重要指標
相較于多層住宅，高層住宅的結構會更加“柔”，其抗震作用下的變形就會無形加大。為了使結構能具有較強的變形能力，避免建筑物坍塌，應對建筑構造方面采取更加恰當的相應措施，以確保結構延性。
3高層住宅鋼筋混凝土框架結構設計策略
3.1優(yōu)化設計的方法
現(xiàn)階段，設計分析軟件在優(yōu)化過程中并沒有完全成熟，主要是對高層住宅結構的分析軟件應用，利用人工分析進行調整，通過概念設計方法，針對不同的結構選型以及布置，對正在進行的方案不斷的做比較分析，比較之后選擇最為理想的結構方案，這是在結構設計中應用最為廣泛同時也是最簡單的優(yōu)化方法。利用概念設計的方法選擇的方案是為合理經濟的，雖然耗費人力、物力、財力以及時間，但是對設計人員的素質要求就相對較高，利用設計人員的經驗進行人工優(yōu)化方法依舊是建筑單位所普遍采用的主要方法之一。即便是同一高層住宅的方案，所選擇的結構也是不盡相同的，也可以有不同的布置方案，在確定高層住宅的結構布置時，同一種荷載情況也會有不同的分析方法，在整個分析的過程中設計參數、設計材料、荷載的取值范圍也是多選擇的，就連對高層住宅內的細微部分處理也是不同的，上述問題，即便是利用計算機技術也是無法全部解決的，這就需要設計人員通過自己的努力做出判斷。然而判斷的內容只能在結構設計中采用普遍的規(guī)律下進行指導，這是通過具體實踐經驗得出的結論。因此，概念設計是由設計人員通過諸多備選方案進行選擇。
3.2性能分析
3.2.1抗震性能分析
對于整體結構來講，足夠的承載能力以及變形能力是能同時滿足條件的兩方面需求。結合概念設計的最新理念，分別對兩種不同的結構體系進行細致的研究分析。在結構設計中，對于結構的要求必須具有一定的承載能力以及適當的剛度。高層的結構及其使用功能和安全性與側移大小有著密切的關系，側移過大會使隔墻和保護墻以及材料出現(xiàn)裂痕以及損害。其結構必須按照規(guī)定內的百分點對于不利情況計算出結構體系的層間位移角，框剪結構要大于剪力墻的結構，這兩種解都要小于規(guī)范要求，且有較大的充裕量，這說明兩種結構都要滿足剛度的要求。只是針對使用性能來講，剪力墻的墻體過多，結構自我承重力大，導致較大地震作用，混凝土和鋼材的使用量也高，與此同時還增加了基礎工程的投資建設，限制了建筑方面的靈活運用。因為框架結構能夠形成自由且靈活性強的利用空間，更容易滿足不同建筑的功能性，剪力墻具有比較大的抗側移剛度，這樣就會增加抗震力，從而減少了結構側移。
總之，隨著我國經濟的飛速發(fā)展，建筑行業(yè)得到了飛速的發(fā)展，其中高層建筑深受群眾的偏愛，高層的設計構思與建設也在不斷發(fā)展，其結構呈多樣性。在高層建筑過程中鋼筋混凝土結構設計得到了建筑商的青睞，被越來越多的高層建筑商選用，所以鋼筋混凝土結構設計在高層建筑中有很大的發(fā)展空間，目前，我國還未對其形成具體的規(guī)范要求，需要進行更加深入的調查研究工作。
結論
參考文獻:
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[2]蔣魯蓉；鋼筋混凝土框架結構設計有關問題的初步探討[J]；山西建筑；2008年01期
[3]高新艷；杜秀麗；鋼筋混凝土結構優(yōu)化設計[J]；山西建筑；2007年08期
關鍵詞：建筑工程結構設計 基本原則設計方案
中圖分類號：S611 文獻標識碼：A 文章編號：
建筑結構的設計方案是一項建筑工程施工中的基礎和保障，建筑的施工方案，包括建筑材料的選擇、施工工藝的應用、施工質量的控制等等，都要根據建筑結構的設計方案來確定。由此可見，建筑結構設計是關系著建筑工程質量的重要因素，而建筑工程的質量又是保證用戶人身安全的關鍵。對于建筑質量問題來說，規(guī)范結構設計的原則，做好設計方案的選擇才是關鍵，這直接關系著施工的質量和最終的建筑安全。但是在具體的設計中，設計方案的選擇受到很多原因的影響，從而最終造成設計方案不能實現(xiàn)，不但造成了各種資源的浪費，也影響了建筑事業(yè)的發(fā)展，所以可見規(guī)范建筑結構設計的原則，選擇合適的設計方案是很重要的，本文就是針對這些問題，針對結構設計中的具體設計方案的選擇進行分析和研究，提出了相關的問題，希望找到合理的解決辦法，更好的保證建筑事業(yè)的不斷發(fā)展。
一、建筑結構設計基本原則
由于建筑結構設計需要將建筑工程中的方方面面都考慮到，是一項龐大復雜而又系統(tǒng)有序的工作，必須遵循一定的基本原則，以保證結構設計方案的合理性。建筑結構設計的根本目的在于確保建筑物在施工建設的過程中，在滿足人們生活需要的同時，達到安全、穩(wěn)定的效果。由此就需要設計人員在建筑結構設計中，遵循以下基本原則：
1.抓大放小原則。抓大放小原則是指在建筑結構的設計中，要分清建筑中不同結構的主次關系，重點確保主要建筑構件的結構設計要合理穩(wěn)固，但這并不是說要忽視次要建筑構件的設計優(yōu)良性，而是指當建筑物突然發(fā)生某種危險時，要保證主要建筑構件能夠發(fā)揮職能，即使次要建筑結構被毀壞，也不至于使整座建筑倒塌或使建筑核心受到嚴重損害。雖然整個結構體系是由各種構件協(xié)調組成一體，但各個構件擔任的角色不盡相同，按照其重要性也就有輕重之分；面對突如其來的破壞力量，要想最大限度的發(fā)揮建筑結構的協(xié)調、抵抗能力，就必須在原有的基礎上保住建筑物的核心部分，用局部的犧牲來保存整體的實力；且在使用的過程中，切不可平均用力，在建筑結構中，設計人員應以減少建筑損失為主，盡可能的做到抓大放小。
2. 剛柔相濟原則。剛柔相濟原則是建筑結構設計中的一項重要原則，這是因為建筑物必須同時具有一定的剛性和柔性這兩大特性才能保證建筑物的安全正常使用。建筑物的剛性是指建筑結構設計要考慮到建筑物本身以及其內部所要承受的各方面力的荷載作用，只有具備一定的剛性才能支撐整個建筑的正常使用。設計人員在建筑結構設計的過程中，剛柔相濟是最科學、最合理的設計體系。建筑結構太剛則缺乏一定的變形能力，在面對強大的破壞力時，所要承受的力也會很大，容易造成大面積坍塌或全部破壞。而建筑結構設計的太柔雖然能夠消除一定的破壞力，由于建筑缺乏一定的強度容易變形過大，很容易造成整個建筑物全體傾覆。由此就需要計人員在建筑結構設計的過程中，能夠準備把握工程的設計力度，確保建筑結構設計的合理性。
3.多道防線原則。多道設防原則主要是為了提高建筑物在遭遇危險或災害時的自身抵抗能力而設定的。近年來，常有建筑物因結構設計不合理，在遭受一些外界災害時，表現(xiàn)出很弱的穩(wěn)定性，甚至會導致建筑物坍塌的現(xiàn)象。這就是在對建筑結構進行設計時沒能遵循多道設防的原則。在進行建筑的結構設計的時候，設計的人員必須要做好相應的安全防治的體系，保證一旦有災害發(fā)生，每個環(huán)節(jié)都可以做出相應的反應，從而做好整體的抵御，把災害造成的損壞減到最低。建筑設計中不能把所有的希望都寄托在某一個單件上，假設違反這樣的原則是危險的，這就需要在具體的建筑設計中設計人員以安全負責為基準，以建筑的整體結構為基本，把每一個環(huán)節(jié)的作用都利用好，做好多到的防線，從而在保證建筑的安全的時候，也可以使建筑在面臨災害的時候能夠變成一個整體，建立一道保護的屏障。
4.打通關節(jié)原則。在傳統(tǒng)的建筑結構設計中，常常會在一些結構組合部位留下節(jié)點，大大降低了建筑的整體性，也使得建筑物的使用壽命因節(jié)點的破壞而大打折扣。為此，在建筑結構設計中要采用合理的措施方法，在保證建筑物整體穩(wěn)定和平衡性的前提下，運用打通關節(jié)的原則，將建筑結構中的節(jié)點都設法消除掉，以最大程度的降低節(jié)點對建筑物整體結構的影響。建筑設計中的每一個環(huán)節(jié)都有可能會對整個建筑的性能產生影響，以過往的災害分析來看，很多建筑事故發(fā)生的時候，多數工程是由節(jié)點開始破壞的，要想避免這種事故的發(fā)生，最為理想的結構體系是將建筑物設計為一個沒有節(jié)點的整體。這樣的結構體系能夠最大限度的消減任何外力。在打通關節(jié)的過程中，既需要考慮工程的整體平衡狀況，又要避免工程出現(xiàn)不合理的幾種，由此可見，要想大通關節(jié)，就必須使建筑物長期處于原始的靜止狀態(tài)。
5.以人為本原則。建筑設計以及建筑施工的最終目的是為人類服務，為此建筑物必須要能滿足人們的各項需求方能實現(xiàn)其最終價值，這就要求在對建筑結構進行設計時，要依照以人為本的原則進行方案設計。
6.綠色環(huán)保原則。這項原則是在全球生態(tài)環(huán)境急劇惡化的情況下成為現(xiàn)代建筑結構設計中需要注重的基本原則。如今我國的城市現(xiàn)代化不斷發(fā)展，城鎮(zhèn)人口日益增加，建筑面積的擴大致使綠化面積逐年減少，生態(tài)環(huán)境遭到很大破壞，嚴重威脅著人們的健康。
二、建筑結構的合理設計方案
建筑結構設計的合理與否直接關系著建筑最終的施工的順利與否，更加的與整個建筑的質量有著重要的關系，所以，結構設計的合理性對工程設計有著關鍵性的影響，下面就是針對結構設計的合理方案進行分析，主要包括以下幾個方面：
1.結構計算應注意的問題。在結構計算的過程中，首先，在底框砌體結構驗算的過程中，底部剪力法儀適用于剛度比較均勻的多層結構。對具有薄弱層的底層框架混合結構，應考慮塑性變形集中的影響。底層框架混合結構的剪力分配不能簡單地按框架抗震墻的方法，因為底框架結構中只有底層框架抗震墻，應采用雙保險的方法。在剛度比較均勻的多層結構中，通常采用底部剪力法進行底層框架結構的驗算；在具有薄弱層的底層框架混合結構中，要把塑性變形集中的影響考慮到底框與砌體的驗算中。
其次，連續(xù)板計算時，要采用雙向板查表，重視材料泊松比帶來的影響，不能簡單地使用單向板計算法，否則，由于受跨中彎矩未調整的影響，最終的計算值將偏小。嚴禁荷載計算錯誤。在對建筑物的荷載承受力進行計算時，不能單單只注重建筑物自身的荷載以及預期中建筑內部所承受的荷載，還需要考慮到建筑物的最終用途，建筑物所在環(huán)境以及其整體結構形式。避免荷載計算錯誤。在整個建筑荷載計算的過程中，設計人員應結合著建筑工程的實際用途及整體結構，科學的計算出建筑的荷載范圍。在確保建筑結構穩(wěn)定性的同時，還能避免后天人為的破壞。由此可見，在整個建筑結構設計中，結構計算不僅關系著建筑工程的穩(wěn)定性與安全性，同時還關系著工程今后的投入使用。
2.構造應注意的問題。首先，在構建配置上，設計人員應將整個建筑的鋼筋配率范圍確定，尤其針對一些抗震設計中能夠延長建筑穩(wěn)定性的結構，以便在發(fā)生地震時，將人員傷亡降到最低。在抗震設計中，要注意構件的配筋率，必須保證在地震發(fā)生時，建筑結構的延性，以及最小配筋率的要求。在進行結構設計時，最好采用縱墻和橫墻共同承擔壓力的結構，建筑結構要盡可能地使用規(guī)則結構，設置防震縫，以此來增加建筑物的抗震能力。
其次，在鋼筋安裝上，要確保鋼筋安裝到制定位置，且在安裝前鋼筋的質量得到有效保障。鋼筋各個部位的錨固、延伸長度和搭接長度都必須符合規(guī)范，材料也必須嚴格按照強度的要求進行選用。
再次，在從根本上避免溫度應力引起的墻體開裂，需要建筑結構設計人員在整個建筑結構設計中，將通風暖熱措施融入到建筑結構設計中。墻體開裂是建筑屋面常見的現(xiàn)象，為了防止屋面溫度應力引起的墻體開裂，建筑結構在設計時就必須采取有效的通風融熱措施。
最后，按抗震構造要求設置的構造柱，應在整個建筑物高度內上下對準貫通，上至女兒墻壓頂，下至淺于500毫米基礎圈梁，或伸入室外地面以下500毫米，構造柱與圈梁、樓板和墻體的拉接必須符合要求。
三、建筑結構設計方案的主要方法
1.屋面結構圖的設計方法。如果建筑的屋面是坡面式的，可以采用梁板式和折板式兩種結構處理方式。其中，梁板式可以用在建筑平面不整齊，板的跨度比較大的建筑結構中。而且，一般屋面坡度和屋脊線轉折比較復雜的坡屋面也都采用這種結構。而折板式則和梁板式的適用條件則相反。這兩種結構處理方式的板都是偏心受拉的構件。在板配筋的時候必須有板負筋拉通，這樣可以抵抗拉力。
2.結構平面圖的設計方法。如果建筑地域的防震烈度為六度區(qū)的時候，按照我國的防震設計要求，可以不必采用截面抗震驗算，但結構的設計也一定要達到抗震的標準。所以對于砌體結構的建筑，軟件建?？梢允÷裕谶M行設計的時候只要注意受壓和局部受壓的問題，就可以直接設計。如果條件和時間允許，要做建模也無可厚非，因為它可以利用建模來荷載導算。但是，如果建筑的地域防震烈度為七級時，就必須采用建模來進行計算。
3.大樣詳圖的設計方法。建筑詳圖如果沒有發(fā)生錯誤，在這基礎上可以進行繪制大樣詳圖，還可以在曾經做過的詳圖基礎上進行部分的改進。只要讓建筑的整體外形不改變，考慮到結構的受力能力和施工起來比較方便即可。但在外形尺度和標高上必須和建筑專業(yè)統(tǒng)一協(xié)調。
四、建筑結構設計抗震應注意的問題
在整個建筑設計中，其設計理念是否符合相關規(guī)定，不僅關系著建筑物的整體使用，同時還關系著人們的生命安全。在整個建筑結構設計中，根據我國最新抗震要求與規(guī)定，在抗震等級較高的地區(qū)，住宅設計無論是多層磚混或和框架剪力墻結構，都必須從抗震的角度，采用二階段設計來實現(xiàn)三個水準的設防要求。為此，結構設計人員必須及早參與建筑結構的概念設計。
在一般多層砌體住宅結構設計中，設計人員應優(yōu)先考慮橫墻或縱橫墻的承重能力，橫縱墻在分布上，應遵循便宜、對稱的原則，且設計的過程中，上下層之間的橫縱墻應保持一致。在樓梯間的設置上，應盡量避開房屋的盡端與轉角處，且盡量不誰用無錨固的鋼筋栓。 與一般住宅不同的是，多層住宅物理在鋼筋上還是抗震能力上，都要比一般住宅強的多；因而設計人員在多層住宅設計的過程中，首先，應結合著多層住宅的使用性能，在抗震墻與框架設計的過程中，打破傳統(tǒng)的單向布置，改用雙向布置，以便增強各自的抗震能力。其次，在
確?？拐饓翱蚣趔w系獨立抗震性能的同時，設計人員還需要結合著工程樓層之間的連接度，確保工程的整體性。最后，在結構布置的過程中，盡量使用規(guī)則結構，而對于一些結構復雜的工程，可以設置防震縫，以此來減輕地震造成的威脅。
五、結語
總之，作為建筑工程專業(yè)技術設計人員需要充分的意識到設計方案和設計原則的重要性，不斷的了解設計的知識，做好自身的能力的提升，從而不斷的創(chuàng)新，選擇合適的設計方案，為建筑事業(yè)更好的發(fā)展做出貢獻，以便保證建筑滿足人們日常需要的同時更能保證人們的安全。同時，要充分認識建筑結構設計在建筑工程建設中是一項非常重要的工作內容，是關系著建筑施工質量的關鍵因素，對于建筑物的使用性能和使用壽命的影響都有著不可忽視的重要作用。因此，在對建筑結構進行方案設計時，一定要以結構設計的基本原則為指導，采用科學合理的方法進行設計，在此過程中，要求設計人員一定要具備扎實全面的建筑專業(yè)知識，嚴謹負責的工作態(tài)度以及靈活創(chuàng)新的頭腦，保證建筑結構的合理性、科學性、可行性與經濟性。
參考文獻
1.魏然.建筑結構設計基本原則及合理設計方案[J].民營科技.2011
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關鍵詞：房屋住宅；建筑結構；地基設計
中圖分類號：TU47 文獻標識碼：A 文章編號：
一、住宅結構設計存在的問題及其原因分析
1.1 防火設計問題比較突出
一些設計人員對防火規(guī)范、規(guī)定不熟悉，對建筑物分類有錯誤，導致在設計中對防火標準執(zhí)行有誤，消防處理不當，存在許多安全隱患；一些重要場所的安全疏散出口、疏散門開啟方向不正確，影響安全疏散；有些設計中的防火分區(qū)面積過大，防火間距過長，設計存在隨意性；有些消防設施設計不合理、不配套，建筑物一旦失火，消防設施將不能有效發(fā)揮作用。
1.2 部分結構設計不合理, 安全隱患比較多
如《建筑抗震設計規(guī)范》第7.1.8 條(強制性條文)規(guī)定“底部框架-抗震墻結構，上部的砌體抗震墻與底部的框架梁或抗震墻應對齊或基本對齊”。有些設計把底層設計成大空間，抗震墻很少，上部砌體抗震墻大部分與底部的框架梁或抗震墻不對齊，造成結構體系不合理，傳力不明確；有些設計中抗震分類、場地類別選用錯誤，導致整個結構設計錯誤。一些混凝土構件，特別是懸挑構件的最小配筋率達不到要求，有的相差一半，有的甚至一半都達不到；有些設計中荷載取值沒有按規(guī)范要求來確定，存在漏算錯算現(xiàn)象；有些結構設計與提供的計算書不一致，結構強度遠遠低于計算結果，設計存在嚴重安全隱患。
1.3 設計深度達不到規(guī)定要求
一些設計人員制作圖紙“偷工減料”，設計粗糙，過于簡單，施工圖中應有的系統(tǒng)圖、大樣圖、相關剖視圖漏缺；一些重要的、應該用圖紙反映的內容只標注“見圖集”、“由設備廠家確定”等，施工圖設計表述不全，細部大樣不詳，不能反映工程的全貌；一些重要的設計依據、設計參數、工程類別、安全等級、耐火等級、防火消防處理等在設計總說明中沒有標明或交待不全。這些問題的產生，有的是由于設計人員沒有對一般住宅尤其是多層住宅設計引起高度重視，盲目參照或套用其他的設計的結果；有的則是由于設計過程中對設計規(guī)范和設計方法缺乏理解；還有的是由于設計者的力學概念模糊，不能建立正確的計算模式，對結構電算結果也缺乏判斷正確與否的經驗。
二、住宅結構設計的規(guī)范要求
為避免出現(xiàn)上述結構設計問題，在住宅結構設計時首先必須從結構計算和構造上滿足規(guī)范的相關要求。
2.1 結構計算應注意的問題
（1）免荷載計算的錯誤。諸如漏算或少算荷載、活荷載折減不當、建筑物用料與實際計算不符，基礎底板上多算或少算土重。
（2）底框砌體結構驗算。底部剪力法僅適用于剛度比較均勻的多層結構，對具有薄弱層的底層框架混合結構，應考慮塑性變形集中的影響，通常對底層地震剪力乘以1.2～1.5 的增大系數；底層框架混合結構的剪力分配不能簡單地按框架抗震墻的方法。因為底層框架結構中只有底層框架抗震墻，應采用雙保險的方法，抗震墻承擔全部剪力，框架按剛度比例承擔剪力。剛度計算時，框架不折減，抗震墻折減到彈性剛度的20%～30%；應考慮底層框架柱中地震作用產生傾覆力矩所引起的附加軸力。
（3）避免樓板計算中方法不正確。連續(xù)板計算不能簡單地用單向板計算方法代替；雙向板查表計算時，不能忽略材料泊松比的影響，否則由于跨中彎矩未進行調整，將使計算值偏小。
（4）對電算結果的正確性作出有效評價。目前結構計算大多采用結構設計計算程序進行計算，如何對計算結果進行分析、評價，是一個非常重要的方面。因此必須根據工程設計的經驗對計算結果進行分析、判斷，根據其正確與否，決定能否作為施工圖設計的依據。
2.2 構造設計應注意的問題
（1）注意構件最大配筋率和最小配筋率的限值。尤其是在抗震設計中既要保證建筑結構在地震發(fā)生時具有一定的延性，又必須滿足最小配筋的要求。
（2）嚴格按照規(guī)范要求，保證鋼筋在各個部位所需滿足的錨固、延伸和搭接長度，材料選用也必須滿足強度要求。
（3）為了防止屋面溫度應力引起的墻體開裂，必須采取有效的通風融熱措施。
（4）按抗震構造要求設置的構造柱，應在整個建筑物高度內上下對準貫通，上至女兒墻壓頂，下至淺于500mm 基礎圈梁，或伸入室外地面以下500mm 的構造柱與圈梁、樓板和墻體的拉接必須符合規(guī)范要求。
三、住宅結構設計的概念設計與地基設計
3.1 必須及早介入建筑結構的概念設計
住宅設計無論是多層磚混或框架剪力墻結構，都不同于以往的靜力設計，必須從抗震的角度，采用兩個階段設計來實現(xiàn)3個水準的設防要求。為此，結構設計人員必須及早介入建筑結構的概念設計，否則將會導致建筑結構設計的不合理，給以后的結構設計帶來難度。
（1）對一般多層砌體住宅結構，應按《建筑抗震設計規(guī)范》要求做到優(yōu)先采用橫墻承重或縱橫墻共同承重的結構體系: 縱橫墻的布置宜均勻對稱，沿平面內宜對齊，沿豎向應上下連續(xù)；樓梯間不宜設置在房屋的盡端和轉角處；不宜采用無錨固的鋼筋混凝土預制挑檐。
（2）對鋼筋混凝土多、高層結構住宅，力求做到結構布置盡量采用規(guī)則結構。對復雜結構，可以設置防震縫，把它分割成各自規(guī)則的結構單元。結構布置以少設縫為宜，一旦設縫，則應使防震縫的設置與伸縮縫、沉降縫相統(tǒng)一；框架與抗震墻等抗側力結構應雙向布置，以便各自承擔來自平行于該抗側力結構平面方向的地震力；框剪體系的各抗側力結構要形成空間共同工作狀態(tài)，除了控制抗震墻之間樓、屋蓋的長寬比及保證抗震墻本身的剛度外，還需采取措施，保證樓、屋蓋的整體性及其與抗震墻的可靠連接。
3.2 加強住宅地基結構設計
為防止或減少由于地基沉降或不均勻沉降引起的構件開裂或破壞，可以從建筑措施、結構措施、地基和基礎措施方面加以控制。諸如:避免采用建筑平面形狀復雜、陰角多的平面布置；避免立面體形變化過大；將體形復雜、荷載和高低差異大的建筑物分成若干個單元；加強上部結構和基礎的剛度；同一建筑物盡量采用同一類型基礎并埋置于同一土層中等一系列措施。地基的結構設計應分別就高層建筑與多層建筑考慮不同的設計。
（1）對高層建筑來說，由于需要一定的埋置深度，從經濟的角度考慮，基礎一般采用樁箱或樁筏結合的形式。此時應保證箱體的整體剛度，群樁布置的形心應與上部結構重心相吻合；當土層有較大起伏時，應使用同一建筑結構下的樁端位于同一土層中，并應考慮可能產生的液化影響。
（2）對多層建筑而言，從經濟的角度考慮，一般不愿意采用長樁的方案。但對軟土層覆蓋層厚度較大的地區(qū)，一般都需要經過地基處理的方式來達到控制建筑物沉降的目的。常用的軟土地基處理方式類型較多，但在選擇地基處理方案前，必須認真研究上部結構和地基兩方面的特點及環(huán)境情況，并根據工程設計要求，確定地基處理范圍和處理后要求達到的技術指標，以及各種處理方面的適用性。同時綜合考慮處理方案的成熟程度及施工單位的經驗，進行多方案比較，最終選定安全實用、經濟合理的處理方案。地基經處理后，還必須滿足規(guī)范所規(guī)定的強度和變形要求。
【關鍵詞】住宅；結構；設計；問題
【中圖分類號】TU745 【文獻標識碼】【文章編號】1674-3954（2011）03-0184-01
住宅結構設計是一項繁重而又責任重大的工作,它直接影響到建筑物的安全適用、經濟和合理性。但在實際設計工作中,住宅結構設計人員常常會發(fā)生種種概念和方法上的差錯,這些差錯的產生,有的是由于設計人員對一般住宅尤其是多層住宅設計沒有引起高度重視,盲目參照或套用其他設計的結果；有的則是由于設計人員對設計規(guī)范和設計方法缺乏理解;還有的是由于設計人員的力學概念模糊,不能建立正確的計算模式,對結構電算結果也缺乏判斷正確與否的經驗。為了避免或減少類似的情況發(fā)生,確保住宅設計質量能上一個臺階,應從以下幾個方面對結構設計中的常見病加以防范。
一、結構設計人員應該及早介入建筑的概念設計。
建筑的概念設計在整個設計過程中起著舉足輕重的作用,一幢建筑物的設計,如果沒有事先經過全盤正確的概念設計,以后的計算模式再準確、計算再精確、配筋再合理,也不可能是一個經濟、合理的優(yōu)秀設計工程。住宅設計無論是多層砌體結構還是框架剪力墻結構,都不同于以往的靜力設計,必須從抗震的角度,采用二階段設計來實現(xiàn)三個水準的設防要求。為此,結構設計人員必須及早介入建筑結構的概念設計,否則將會導致建筑結構設計的不合理,給以后的結構設計帶來難度。為在建筑物的方案設計階段正確地把握建筑結構的概念設計,應對不同形式的住宅建筑,需掌握各自概念設計中容易疏忽的要點。
1、對一般多層砌體結構住宅,應按GB50011-2001建筑抗震設計規(guī)范要求做到:優(yōu)先采用橫墻承重或縱橫墻共同承重的結構體系；縱橫墻的布置宜均勻對稱,沿平面內宜對齊,沿豎向應上下連續(xù)；樓梯間不宜設置在房屋的盡端和轉角處；不宜采用無錨固鋼筋混凝土預制挑檐。
2、對鋼筋混凝土多、高層框架剪力墻結構住宅,力求做到:結構布置應盡量采用規(guī)則結構；對復雜結構,可以設置防震縫,把它分割成各自規(guī)則的結構單元,結構布置以少設縫為宜,一旦設縫,則應使防震縫的設置與伸縮縫、沉降縫相統(tǒng)一；框架與抗震墻等抗側力結構應雙向布置,以便各自承擔來自平行于該抗側力結構平面方向的地震力；框剪體系的各抗側力結構要形成空間共同工作狀態(tài),除了控制抗震墻之間樓、屋蓋的長寬比,保證抗震墻本身的剛度外,還應采取措施保證樓、屋蓋的整體性及其與抗震墻的可靠連接。
二、防止由于地基不均勻沉降引起的構件開裂預防或減少不均勻沉降的危害,可以從建筑措施、結構措施、地基和基礎措施方面加以控制。
諸如:避免采用建筑平面形狀復雜、陰角多的平面布置；避免立面體形變化過大；將體形復雜、荷載和高低差異大的建筑物分成若干個單元；加強上部結構和基礎的剛度；同一建筑物盡量采用同一類型基礎并埋置于同一土層中等一系列措施。應該引起重視的是:對高層建筑而言,由于基礎應有一定的埋置深度,從經濟的角度考慮,基礎一般采用樁箱或樁筏結合的形式,此時應保證箱體的整體剛度,群樁布置的形心應與上部結構重心相吻合。當土層有較大起伏時,應使同一建筑結構下的樁端位于同一土層中,并考慮可能產生的液化影響。而對多層建筑而言,從經濟的角度考慮,一般不采用長樁的方案,但是當軟土覆蓋層厚度較大時,需要通過地基處理的方式來達到控制建筑物沉降的目的。
常用的軟土地基處理方式類型較多,但在選擇地基處理方案前,必須認真研究上部結構和地基兩方面的特點及環(huán)境情況,并根據工程設計要求,確定地基處理范圍和處理后要求達到的技術指標,以及各種處理方法的適用性。同時綜合考慮處理方案的成熟程度及施工單位的經驗,進行多方案比較,最終選定安全實用、經濟合理的處理方案。地基經處理后,還必須滿足規(guī)范所規(guī)定的強度和變形要求。
三、從結構計算角度看應注意的問題
1、避免荷載計算的錯誤。諸如:漏算或少算荷載、活荷載折減不當、建筑物用料與實際計算不符、基礎底板上多算或少算土重。
2、底部框架結構驗算時就應注意:a.底部剪力法僅適用于質量和剛度分布比較均勻的結構,對具有薄弱層的底部框架結構,應考慮底層變形集中的影響,通常對底層地震剪力乘以1.2~1.5的增大系數。b.底部框架結構的剪力分配不能簡單地按框架―抗震墻結構的分配方法進行分配。因為底部框架結構中只有底層框架―抗震墻,應采用雙保險的方法,抗震墻承擔全部剪力,框架按剛度比例承擔剪力。剛度計算時,框架不折減,抗震墻折減到彈性剛度的20%~30%。c.應考慮底層框架柱中地震作用產生傾覆力矩所引起的附加軸力。
3、避免樓板計算方法不正確。a.連續(xù)板計算不能簡單地用單向板計算方法代替。b.雙向板查表計算時,不能忽略材料泊松比的影響,否則由于跨中彎矩未進行調整,將使計算值偏小。
4、不能盲目地對電算結果做出正確評價。目前結構計算大多采用計算程序進行計算,如何對計算結果進行分析、評價,是一個非常重要的方面。必須根據工程設計的經驗對計算結果進行分析、判斷,確定其正確與否,決定能否作為施工圖設計的依據。
四、從構造角度看應注意的問題
1、注意構件最大配筋率和最小配筋率的限值。尤其是在抗震設計中既要保證建筑結構在地震發(fā)生時具有一定的延性,又必須滿足最小配筋的要求。
2、嚴格按照規(guī)范要求,保證鋼筋在各個部位必須具有足夠的錨固、延伸和搭接長度,材料選用也必須滿足強度要求。
3、為了防止或減輕屋面溫度應力引起的墻體開裂,屋面應設置保溫、隔熱層,屋面保溫(隔熱)層或屋面剛性面層及砂漿找平層應設置分格縫。
4、按抗震構造要求設置的構造柱,應在整個建筑物高度內上下對準貫通,上至女兒墻壓頂,下至基礎圈梁或伸入室外地面以下500 mm,構造柱與圈梁、樓板和墻體的拉接必須符合規(guī)范要求。
五、結語：
通過對各類常見結構錯誤問題的分析,可以使結構設計人員加強對常見結構設計錯誤的辨別能力,提高對結構設計通病的防治能力,使住宅的結構設計工作做得更安全、更合理。
參考文獻:
關鍵詞：住宅結構設計；施工圖設計；概念設計；地基設計
中圖分類號：TU2文獻標識碼： A
隨著社會經濟的不斷發(fā)展提高，人民群眾的生活水平、生活質量也在不斷提高。住宅工程質量的優(yōu)劣好壞直接影響到群眾的生命安全。住宅質量的好壞主要由設計質量和施工質量兩個方面來衡量。然而相對而言，住宅設計是一項繁重而又責任重大的工作,，直接關系到建筑物的安全、適用、經濟以及合理性，但在實際設計工作中常常發(fā)生住宅結構設計的種種概念與方法上的差錯。但在實際設計工作中,常常發(fā)生住宅結構設計的種種概念和方法上的差錯。我國自2000年全面推行建設工程施工圖設計審查制度以來,通過施工圖設計審查發(fā)現(xiàn)并糾正了不少違反《工程建設標準強制性條文》和其他一些違規(guī)設計問題，對規(guī)范設計市場秩序確保設計質量的提搞，起到了一定作用。文章結合施工圖設計和審查的工作實踐, 對住宅結構設計質量存在的問題進行分析，提出住宅結構設計滿足結構設計規(guī)范要求應該注意的問題，重點論述了住宅結構概念設計和地基設計，以避免或減少上述類似的不足,確保住宅設計質量能上一個臺階。
1 住宅結構設計存在的問題及其原因分析
1.1防火設計問題比較突出
一些設計人員對防火規(guī)范、規(guī)定不熟悉,對建筑物分類有錯誤,導致在設計中對防火標準執(zhí)行有誤,消防處理不當,存在許多安全隱患;一些重要場所的安全疏散出口、疏散門開啟方向不正確,影響安全疏散;有些設計中的防火分區(qū)面積過大,防火間距過長,設計存在隨意性;有些消防設施設計不合理、不配套,建筑物一旦失火,消防設施將不能有效發(fā)揮作用。
1.2部分結構設計的不合理,安全隱患比較多
如《建筑抗震設計規(guī)范》第7.1.8條(強制性條文)規(guī)定“底部框架- 抗震墻結構,上部的砌體抗震墻與底部的框架梁或抗震墻應對齊或基本對齊”。有些設計把底層設計成大空間,抗震墻很少,上部砌體抗震墻大部分與底部的框架梁或抗震墻不對齊,造成結構體系不合理,傳力不明確;有些設計中抗震分類、場地類別選用錯誤，導致整個結構設計錯誤。一些混凝土構件,特別是懸挑構件的最小配筋率達不到要求，有的相差一半，有的甚至一半都達不到;有些設計中荷載取值沒有按規(guī)范要求來確定,存在漏算錯算現(xiàn)象;有些結構設計與提供的計算書不一致,結構強度遠遠低于計算結果,設計存在嚴重安全隱患。
1.3設計深度沒有達到規(guī)定要求
一些設計人員制作圖紙“偷工減料”，設計粗糙,過于簡單,施工圖中應有的系統(tǒng)圖、大樣圖、相關剖視圖漏缺；一些重要的、應該用圖紙反映的內容只標注“見圖集”、“由設備廠家確定”等，施工圖設計表述不全，細部大樣不詳,不能反映工程的全貌;一些重要的設計依據、設計參數、工程類別、安全等級、耐火等級、防火消防處理等在設計總說明中沒有標明或交待不全。這些問題的產生,有的是由于設計人員沒有對一般住宅尤其是多層住宅設計引起高度重視，盲目參照或套用其他的設計的結果;有的則是由于設計過程中對設計規(guī)范和設計方法缺乏理解；還有的是由于設計者的力學概念模糊,不能建立正確的計算模式,對結構電算結果也缺乏判斷對與否的經驗。
2住宅結構設計的規(guī)范要求
避免出現(xiàn)上述結構設計的不足,在住宅結構設計時首先必須從結構計算和構造上滿足規(guī)范的相關要求。
2.1結構計算應注意的問題
2.1.1免荷載計算的錯誤。很多漏算或少算荷載、活荷載折減不當、建筑物用料與實際計算不一樣,基礎底板上多算或少算土重。
2.1.2底框砌體結構驗算。底部剪力法僅適用于剛度比較均勻的多層結構,對具有薄弱層的底層框架混合結構,應考慮塑性變形集中的影響,通常對底層地震剪力乘以1. 2~1. 5的增大系數;底層框架混合結構的剪力分配不能簡單地按框架抗震墻的方法。因為底層框架結構中只有底層框架抗震墻,應采用雙保險的方法,抗震墻承擔全部剪力,框架按剛度比例承擔剪力。剛度計算時,框架不折減,抗震墻折減到彈性剛度的20% ~30%;應考慮底層框架柱中地震作用產生傾覆力矩所引起的附加軸力。
2.1.3避免樓板計算中方法的不正確。連續(xù)板計算不能簡單地用單向板計算方法代替;雙向板查表計算時,不能忽略材料泊松比的影響,否則由于跨中彎矩未進行調整,將使計算值偏小。
2.1.4對電算結果的正確性作出有效的評價。目前結構計算大多采用結構設計計算程序進行計算,如何對計算結果進行分析、評價,是一個非常重要的方面。因此必須根據工程設計的經驗對計算結果進行分析、判斷,根據其正確與否,決定能否作為施工圖設計的依據。
2.2構造設計應注意的問題
2.2.1注意構件最大配筋率和最小配筋率的限值。尤其是在抗震設計中既要保證建筑結構在地震發(fā)生時具有一定的延性,又必須滿足最小配筋的要求。
2.2.2嚴格按照規(guī)范要求,保證鋼筋在各個部位所需滿足的錨固、延伸和搭接長度,材料選用也必須滿足強度要求。
2.2.3為了防止屋面溫度應力引起的墻體開裂,必須采取有效的通風融熱措施。
2.2.4按抗震構造要求設置的構造柱,應在整個建筑物高度內上下對準貫通,上至女兒墻壓頂,下至淺于500mm基礎圈梁,或伸入室外地面以下500mm的構造柱與圈梁、樓板和墻體的拉接必須符合規(guī)范要求。
3住宅結構設計的概念設計與地基設計
3.1必須及早介入建筑結構的概念設計
住宅設計無論是多層磚混或框架剪力墻結構, 都不同于以往的靜力設計,必須從抗震的角度,采用二階段設計來實現(xiàn)三個水準的設防要求。為此,結構設計人員必須及早介入建筑結構的概念設計,否則將會導致建筑結構設計的不合理,給以后的結構設計帶來難度。住宅結構的概念設計是指一些在計算中或在規(guī)范中難以作出具體規(guī)定的問題,必須由工程師運用“概念”進行分析,作出判斷,以便采取相應的措施。例如結構破壞機理的概念、力學概念以及由震害試驗現(xiàn)象等總結提供的各種宏觀和具體的經驗等。這些概念及經驗貫穿在方案確定及結構布置過程中,也體現(xiàn)在計算簡圖或計算結果的處理中。住宅結構的概念設計在整個設計過程中起著舉足輕重的作用, 一幢建筑物的設計,如果沒有事先經過全盤正確的概念設計, 以后的計算模式再準確、計算再精確、配筋再合理,也不可能是一個經濟、合理的優(yōu)秀設計工程。因此在建筑物的方案設計階段應正確把握建筑結構的概念設計, 對不同形式的住宅建筑掌握各自概念設計中容易疏忽的要點。
3.1.1對一般多層砌體住宅結構,應按《建筑抗震設計規(guī)范》要求做到優(yōu)先采用橫墻承重或縱橫墻共同承重的結構體系:縱橫墻的布置宜均勻對稱,沿平面內宜對齊,沿豎向應上下連續(xù);樓梯間不宜設置在房屋的盡端和轉角處;不宜采用無錨固的鋼筋砼預制挑檐。
3.1.2對鋼筋混凝土多、高層結構住宅,力求做到結構布置盡量采用規(guī)則結構。對復雜結構,可以設置防震縫,把它分割成各自規(guī)則的結構單元。結構布置以少設縫為宜,一旦設縫,則應使防震縫的設置與伸縮縫、沉降縫相統(tǒng)一;框架與抗震墻等抗側力結構應雙向布置, 以便各自承擔來自平行于該抗側力結構平面方向的地震力; 框剪體系的各抗側力結構要形成空間共同工作狀態(tài),除了控制抗震墻之間樓、屋蓋的長寬比及保證抗震墻本身的剛度外,還需采取措施,保證樓、屋蓋的整體性及其與抗震墻的可靠連接。
3.2住宅地基結構設計的加強
為防止或減少由于地基沉降或不均勻沉降引起的構件開裂或破壞,可以從建筑措施、結構措施、地基和基礎措施方面加以控制。諸如:避免采用建筑平面形狀復雜、陰角多的平面布置;避免立面體形變化過大;將體形復雜、荷載和高低差異大的建筑物分成若干個單元;加強上部結構和基礎的剛度;同一建筑物盡量采用同一類型基礎并埋置于同一土層中等一系列措施。地基的結構設計應分別就高層建筑與多層建筑考慮不同的設計。
3.2.1對高層建筑來說,由于需要一定的埋置深度,從經濟的角度考慮,基礎一般采用樁箱或樁筏結合的形式。此時應保證箱體的整體剛度,群樁布置的形心應與上部結構重心相吻合;當土層有較大起伏時, 應使用同一建筑結構下的樁端位于同一土層中,并應考慮可能產生的液化影響。
3.2.2.對多層建筑而言,從經濟的角度考慮,一般不愿意采用長樁的方案。但對軟土層覆蓋層厚度較大的地區(qū),一般都需要經過地基處理的方式來達到控制建筑物沉降的目的。常用的軟土地基處理方式類型較多,但在選擇地基處理方案前,必須認真研究上部結構和地基兩方面的特點及環(huán)境情況,并根據工程設計要求,確定地基處理范圍和處理后要求達到的技術指標,以及各種處理方面的適用性。同時綜合考慮處理方案的成熟程度及施工單位的經驗,進行多方案比較,最終選定安全實用、經濟合理的處理方案。地基經處理后,還必須滿足規(guī)范所規(guī)定的強度和變形要求。
