试论工业与民用建筑的混合结构设计

陈若远

摘要：工业建筑和民用建筑和我国广大人民的生产生活息息相关，是城市最基本的建设元素。而这些建筑的安全和稳定性将直接受到混合结构设计的影响。因此，混合结构的设计在工业和民用建筑中的应用，是十分重要的。本文将要论述的是如何进行工业建筑与民用建筑混合结构的设计和施工时要注意的事项。

关键词：工业建筑；民用建筑；混合结构；建筑设计

1.建筑结构设计的重要性

工业建筑具有工艺复杂、荷载较大、附加地震作用较为突出、由于生产工艺的要求往往还会产生较大的水平力、旋转机器运行时不可避免地产生振动和噪声、工业厂房一般需施加吊车荷载等特点。因此，工业建筑结构设计需要结合具体情况，合理确定程序计算模型，将程序无法自动考虑的附加荷载（作用）采用手算复核，使得构件截面及配筋合理，结构体系优化。在我国现在的工业建筑中，钢筋混凝土结构、钢结构都是经常采用的结构形式。在工业建筑结构的设计过程中，本文通过某工程建筑设计实例，总结归纳了一些设计中应该注意的问题。在结构设计中，每个设计者的经验不同，对规范的理解不同，所以在处理某个设计问题时，也就会采取不同的处理方法。通过本文希望引起重视，对设计和施工有所帮助，可供设计人员及施工人员参考。一个建筑结构的质量好坏主要是由该建筑结构的设计质量与施工质量二者来衡量的，因此建筑结构的设计工作显得非常的繁重、责任重大，它直接关系着该建筑结构自身的安全性、实用性以及经济性。因此，做好建筑结构的设计工作，成为保证整个建筑结构质量的第一步。

2.建筑结构的设计内容

2.1在抗震的设计方面，采取有效措施确保混凝土筒体的承载性和延性。在建筑时就应该选择韧性较强，承载力较强的，具有延性的材料，采取有效的措施保证建筑物的抗震能力。可以将钢类的柱体设置在楼面高梁上，或者钢筋混凝土筒体交接处，为了确保钢筋混凝土筒体的延性，可以采用以下的方法：

①选择的钢筋混凝土筒体不受损坏，保证钢筋混凝土筒体角部的完整性，并加强角部的配筋；

②通过增加墙厚控制筒体剪力墙的剪应力水平；

③剪力墙的端部设置型钢柱，四角配以纵向钢筋及箍筋形成暗柱；

④剪力墙应该修建多层钢筋，必要的情况下需要设置钢筋混凝土暗梁；

⑤采用型钢混凝土剪力墙或带竖缝剪力墙；

⑥筒体剪力墙的开洞位置应尽量对称均匀；

⑦剪力墙洞口处的连梁采用交叉配筋方式或在连梁中设置水平缝。

2.2设置加强层。使用向外延伸的加强层可以将筒体剪力墙的一部分弯曲变形，向外延伸，减小水平方向受力，这样可以防止错位，所以向外延伸的支架与筒体剪力墙相连接，并起到抗侧的作用，同时应保证墙体周边的受力均匀，以免遭到裂缝的破坏。

2.3钢框架防地震剪力调整。房屋抗震的构造应该注意：钢框架-钢筋混凝土结构各层框架所承担的地震力不应小于结构底部总剪力的25%，型钢混凝土框架-钢筋混凝土筒体各层框架柱所承担的地震剪力，应符合钢筋混凝土框架-剪力墙结构中框架柱的相应规定。对于建筑结构抗震概念的设计，主要是指根据地震灾害对建筑结构总体产生的负面效应，来合理的确定和解决建筑结构设计过程中实际存在的基本问题，其中包括结构破坏过程与机制分析。在对民用建筑进行设计时，一定要充分的考虑到该建筑结构在总体上的布局情况，同时还要注意该建筑结构关键部位，尤其是细节问题上的设计。

3.民用建筑结构设计过程中的要点分析

3.1设计中的安全隐患

由于整个建筑结构中的部分设计不合理，造成了整个建筑结构的安全隐患。比如，我国《建筑抗震设计规范》中有明确的要求，即“建筑结构的底部框架（抗震墙结构），其上方部位的砌体抗震墙和底部设置的框架梁或抗震墙，应当相互之间对齐或者基本上对齐”。但从实践情况来看并非如此，对一些民用建筑结构进行设计时，设计师则直接将底层设计为较大的空间，从而减少了砌体抗震墙的面积，进而导致其上部的砌体抗震墙难以与地底下的抗震墙或建筑框架梁对齐，最终表现为建筑结构的总体设计不合理，并且建筑结构内部的传力不规则。

3.2抗震设计

有一些民用建筑结构设计是因为建筑设计师没有对抗震分类进行正确的判断，施工场地的类别归类也不正确，从而给该民用建筑结构带来了巨大的安全隐患。对于此，在对建筑结构进行设计时，应当认真的考虑相关影响因素，这也是民用建筑结构设计过程中需要注意的要点问题。同时，对于民用建筑的懸挑结构混凝土构件而言，因设计上存在的失误，导致其经常出现最小配筋率不达标的现象，这完全不符合规范之要求。还有一种情况，即在对建筑结构的荷载取值进行计算时，出现了漏算现象；或者民用建筑结构设计和计算书上的要求不相符，从而导致了建筑结构的强度难以达不到预期的设计要求，最终导致建筑结构施工或使用过程中产生了安全隐患。

4.结语

通过以上所述，我们不难发现工业与民用建筑的混合结构的设计非常适应建筑业的发展，由这样的混合结构建筑的楼层，抗震能力很强，可以增长人们的居住时间，完全适应时代的进步，科技的发展，在建筑楼层时，不要急于求成，首先要选择适合的建筑材料，尽量降低成本，严格针对每一个细节，遵循各种原理，顺利完成每个环节。以上就表述了工业与民用建筑的混合结构的布置与每个细节的重要点，并且介绍了一种很实用的体系，钢框架-剪力墙结构体系，为这种混合结构奠定了基础，还介绍了钢框架-剪力墙的优点，最后表述了工业与民用居住楼面的构成。

陈若远

摘要：工业建筑和民用建筑和我国广大人民的生产生活息息相关，是城市最基本的建设元素。而这些建筑的安全和稳定性将直接受到混合结构设计的影响。因此，混合结构的设计在工业和民用建筑中的应用，是十分重要的。本文将要论述的是如何进行工业建筑与民用建筑混合结构的设计和施工时要注意的事项。

关键词：工业建筑；民用建筑；混合结构；建筑设计

1.建筑结构设计的重要性

工业建筑具有工艺复杂、荷载较大、附加地震作用较为突出、由于生产工艺的要求往往还会产生较大的水平力、旋转机器运行时不可避免地产生振动和噪声、工业厂房一般需施加吊车荷载等特点。因此，工业建筑结构设计需要结合具体情况，合理确定程序计算模型，将程序无法自动考虑的附加荷载（作用）采用手算复核，使得构件截面及配筋合理，结构体系优化。在我国现在的工业建筑中，钢筋混凝土结构、钢结构都是经常采用的结构形式。在工业建筑结构的设计过程中，本文通过某工程建筑设计实例，总结归纳了一些设计中应该注意的问题。在结构设计中，每个设计者的经验不同，对规范的理解不同，所以在处理某个设计问题时，也就会采取不同的处理方法。通过本文希望引起重视，对设计和施工有所帮助，可供设计人员及施工人员参考。一个建筑结构的质量好坏主要是由该建筑结构的设计质量与施工质量二者来衡量的，因此建筑结构的设计工作显得非常的繁重、责任重大，它直接关系着该建筑结构自身的安全性、实用性以及经济性。因此，做好建筑结构的设计工作，成为保证整个建筑结构质量的第一步。

2.建筑结构的设计内容

2.1在抗震的设计方面，采取有效措施确保混凝土筒体的承载性和延性。在建筑时就应该选择韧性较强，承载力较强的，具有延性的材料，采取有效的措施保证建筑物的抗震能力。可以将钢类的柱体设置在楼面高梁上，或者钢筋混凝土筒体交接处，为了确保钢筋混凝土筒体的延性，可以采用以下的方法：

①选择的钢筋混凝土筒体不受损坏，保证钢筋混凝土筒体角部的完整性，并加强角部的配筋；

②通过增加墙厚控制筒体剪力墙的剪应力水平；

③剪力墙的端部设置型钢柱，四角配以纵向钢筋及箍筋形成暗柱；

④剪力墙应该修建多层钢筋，必要的情况下需要设置钢筋混凝土暗梁；

⑤采用型钢混凝土剪力墙或带竖缝剪力墙；

⑥筒体剪力墙的开洞位置应尽量对称均匀；

⑦剪力墙洞口处的连梁采用交叉配筋方式或在连梁中设置水平缝。

2.2设置加强层。使用向外延伸的加强层可以将筒体剪力墙的一部分弯曲变形，向外延伸，减小水平方向受力，这样可以防止错位，所以向外延伸的支架與筒体剪力墙相连接，并起到抗侧的作用，同时应保证墙体周边的受力均匀，以免遭到裂缝的破坏。

2.3钢框架防地震剪力调整。房屋抗震的构造应该注意：钢框架-钢筋混凝土结构各层框架所承担的地震力不应小于结构底部总剪力的25%，型钢混凝土框架-钢筋混凝土筒体各层框架柱所承担的地震剪力，应符合钢筋混凝土框架-剪力墙结构中框架柱的相应规定。对于建筑结构抗震概念的设计，主要是指根据地震灾害对建筑结构总体产生的负面效应，来合理的确定和解决建筑结构设计过程中实际存在的基本问题，其中包括结构破坏过程与机制分析。在对民用建筑进行设计时，一定要充分的考虑到该建筑结构在总体上的布局情况，同时还要注意该建筑结构关键部位，尤其是细节问题上的设计。

3.民用建筑结构设计过程中的要点分析

3.1设计中的安全隐患

由于整个建筑结构中的部分设计不合理，造成了整个建筑结构的安全隐患。比如，我国《建筑抗震设计规范》中有明确的要求，即“建筑结构的底部框架（抗震墙结构），其上方部位的砌体抗震墙和底部设置的框架梁或抗震墙，应当相互之间对齐或者基本上对齐”。但从实践情况来看并非如此，对一些民用建筑结构进行设计时，设计师则直接将底层设计为较大的空间，从而减少了砌体抗震墙的面积，进而导致其上部的砌体抗震墙难以与地底下的抗震墙或建筑框架梁对齐，最终表现为建筑结构的总体设计不合理，并且建筑结构内部的传力不规则。

3.2抗震设计

有一些民用建筑结构设计是因为建筑设计师没有对抗震分类进行正确的判断，施工场地的类别归类也不正确，从而给该民用建筑结构带来了巨大的安全隐患。对于此，在对建筑结构进行设计时，应当认真的考虑相关影响因素，这也是民用建筑结构设计过程中需要注意的要点问题。同时，对于民用建筑的悬挑结构混凝土构件而言，因设计上存在的失误，导致其经常出现最小配筋率不达标的现象，这完全不符合规范之要求。还有一种情况，即在对建筑结构的荷载取值进行计算时，出现了漏算现象；或者民用建筑结构设计和计算书上的要求不相符，从而导致了建筑结构的强度难以达不到预期的设计要求，最终导致建筑结构施工或使用过程中产生了安全隐患。

3.3民用建筑结构设计人员自身存在的问题。

据调查显示，目前我国民用建筑工程设计人员的综合素质和专业技能还有待进一步的提高，他们所设计建筑结构施工方案之的深度和可行性，有时还很难达不到预期规定的要求。从实践来看，有些民用建筑结构的设计过程和设计内容略显粗糙和简略，在其所设计的施工图中经常会出现应有大样图、系统图以及结构详图等缺失的现象，难以从设计图纸中看出该民用建筑工程的全貌。同时有些设计人员对现场施工特点、工艺不了解，以至于设计图纸会出现理论上可行，但实施困难甚至无法实施的情况。以上几点内容是当前民用建筑结构设计过程中最常出现的问题，同时也是民用建筑结构设计过程中的要点，因此应当对其加强重视。

3.4民用建筑结构构造中的设计要点分析

以上所述是民用建筑结构设计过程中需要注意的要点问题，具体到民用建筑结构构造中的设计要点，可从以下方面进行论述。在民用建筑结构构造设计实践过程中，为了能够有效的减少温度及收缩效益对建筑结构产生的负面影响，其后浇带浇筑时间间隔一般设计在六十天或者更长，混凝土标号宜提高一级。楼板配筋目前建筑业应用HRB400钢筋越来越普遍，设计最大间距宜设置为20厘米；如果板厚为10厘米以上，宜采用规格为?8以上的钢筋；如果板厚为10厘米以下，如计算结果允许，板底也可采用?6钢筋，但考虑到施工因素，板面钢筋规格建议?8以上；对于较长建筑两端楼板、阳角处、楼板跨度较大处，配筋建议适当加密，必要时也可在板面额外配置附加抗裂钢筋。对民用建筑现浇板的楼面进行设计时，一定要充分的考虑到其轻质隔墙自身的重量，并且可将隔墙每米长度内自重的30%，加入到楼面每平方米的均布荷载标准值之中，然后再根据实际情况进行计算，需要注意的是该永久值系数数值可取0.5。根据实际情况，如果板内事先埋设了管道，则其管的外径一定不能大于板厚的三分之一；对于管线出现的交叉状况，应当进行妥善合理的处理，以保证管壁至板上下面净距离不小于25毫米为宜。

4.结语

通过以上所述，我们不难发现工业与民用建筑的混合结构的设计非常适应建筑业的发展，由这样的混合结构建筑的楼层，抗震能力很强，可以增长人们的居住时间，完全适应时代的进步，科技的发展，在建筑楼层时，不要急于求成，首先要选择适合的建筑材料，尽量降低成本，严格针对每一个细节，遵循各种原理，顺利完成每个环节。以上就表述了工业与民用建筑的混合结构的布置与每个细节的重要点，并且介绍了一种很实用的体系，钢框架-剪力墙结构体系，为这种混合结构奠定了基础，还介绍了钢框架-剪力墙的优点，最后表述了工业与民用居住楼面的构成。

参考文献：

[1]GB50010-2002，混凝土结构设计规范[S].

[2]GB50017-2003，钢结构设计规范[S].