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摘要：随着社会的发展与进步，重视住宅建筑中结构设计具有重要的意义。本文主要介绍基于住宅建筑中结构设计的应用分析的有关内容。
关键词住宅建筑；结构设计；概念设计；参数；
Abstract: With the development and progress of society, attach importance to the structural design of residential buildings of great significance. This paper describes the design based on the residential building, structure analysis.
Keyword residential buildings; structural design; conceptual design; parameters;
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
引言
住宅直接关系到人们的基本生活保证，住宅建筑物的质量关系到人们的生命安全。 住宅建筑物的设计工作繁重并且责任重大。建筑物的设计主要由以下几个部分组成： 建筑设计、 结构设计、 给排水设计等。 每个步骤都必须能满足功能、 美观、 经济和环保的要求。建筑结构设计是其中一项非常重要的内容。
1、概念设计在建筑结构设计中的应用
概念设计， 即工程设计人员根据工程的规律及经验，不采用任何数值方法所得到的对对象的概念把握。特别是在一些复杂的很难进行力学分析的问题中，设计师根据各种学关系、 破坏机理、 各种试验特征以及自己的工程经验得到的设计思想，以能够从整体上把握建筑物的总体结构方案。
1.1 概念设计的重要性
美国的一些专家就曾经指出人们因为使用计算机而进行结构设计而导致的结构的破坏是不可避免的。由于各种结构设计软件的不同，有可能造成由于软件的使用不当造成建筑物的结构设计发生问题。这个在实际当中是很常见的。例如， 很多设计者采用高层三维程序分析建筑底层框架、 布置抗震强且满足不了刚度比， 也不能反映地震时的受力。出现这样那样的问题都是由于设计者在设计初期未能有效的进行结构的概念设计。概念设计能够迅速而有效的进行结构体系的比较与选择。 概念设计方案定性正确， 能够避免后期中一些繁琐运算，有效节约时间和成本。 正确的设计原则及设计水平的提高都有懒于概念设计运用。在实际中发现问题时， 可以运用概念设计的方法检查问题的症结， 直接明了， 这样比电算方法更容易判断产生问题的缘由。
1.2 概念设计要点
(1) 结构方案选择
概念设计的目的在于所选的结构设计方案经济合理。 因此， 概念设计中必须选择可行的结构体系和形式。应能够做到建筑结构的总体方案、 抗震及应力等等。同一结构单元不宜混用不同结构体系，力求平面和竖向规则。
(2) 计算简图的确定
结构发生安全事故往往是由于计算简图的不正确导致的。计算简图对于保证结构的安全是非常重要的。设计师要根据实际要求合理选择计算简图。保证相应的构造措施。
(3) 计算结果的分析结构设计中不同的计算软件所得到的计算结果往往不相同。因此，设计师要对计算软件程序有着全面和深刻的了解。由于软件的缺陷都会产生计算结果错误。 因此，设计师要根据自己的工程经验和理论专业知识，对计算结果进行认真比对分析， 输入正确合理的计算参数， 认真校核分析。
2、结构设计的控制参数与应用
建筑结构设计中各控制参数的选取直接影响结构的安全性、合理性等。因此。合理的选取各控制参数，有助于提高结构整体控制的效率，也有助于使结构设计更加安全、经济合理。
2.1 轴压比
限制结构的轴压比，以保证结构的延性要求。当不满足规范要求时可以通过增大该墙、柱截面或提高该楼层墙、柱混凝土强度的办法调整。
2.2 剪重比
限制各楼层的最小水平地震剪力，确保周期较长的结构的安全。当偏小且与规范限值相差较大时，可通过增强竖向构件，加强墙、柱等竖向构件的刚度的办法调整。
2.3 刚重比
规范上限主要用于确定重力荷载在水平作用位移效应引起的二阶效应是否可以忽略不计。当不满足规范下限要求时，可以通过调整增强竖向构件，加强墙、柱等竖向构件的刚度的办法调整。
2.4 层间位移角
限制结构在正常使用条件下的水平位移，确保高层结构应具备的刚度，避免产生过大的位移而影响结构的承载力、稳定性和使用要求。当不满足规范要求时，只能通过调整增强竖向构件，加强墙、柱等竖向构件的刚度的办法调整。
2.5 层间位移比
限制结构平面布置的不规则性，以避免产生过大的偏心而导致结构产生较大的扭转效应。当不满足规范要求时，可以改变结构平面布置，减小结构刚心与质心的偏心距达到规范要求。
2.6 周期比
限制结构的抗扭刚度不能太弱，使结构具有必要的抗扭刚度，减小扭转对结构产生的不利影响。当不满足规范要求时，只能通过调整改变结构布置，提高结构的抗扭刚度。
2.7 刚度比
主要为限制结构竖向布置的不规则性，避免结构刚度沿竖向突变，形成薄弱层。当不满足规范要求时，可以适当加强本层墙、柱和梁的刚度，或适当削弱上部相关楼层墙、柱和梁的刚度以满足要求。
3 、框架计算简图的处理
无地下室的框架结构，基础埋深较深时。为了加强底层的整体性，可以在±0.00m 附近设置基础连系梁。由于基础连系梁的设计仅为构造设计，无法平衡底部柱脚的弯矩，更不能够作为上部结构的嵌固部分，底层计算高度H 显然不能取用基础连系梁顶面到一层楼盖顶面的高度。正确的设计是：柱的H 值取用基础顶面至连系梁顶面的高度，也就是把基础连系梁以下的部分看作底层，而把实际建筑的底层作为第二层计算，层高取用连系梁顶层至一层楼面的高度。当采用这样确定计算简图时，应注意底层柱的配筋应取用基础连系梁顶面和基础顶面中较大内力设计值进行计算。
带有地下室的框架结构，合理确定上部结构的嵌固位置是非常关键的。而《建筑抗震设计规范》和《混凝土结构设计规范》都没有明确提出具体位置，需要我们根据工程的实际情况来分析。采用箱型基础或者能够满足《建筑抗震设计规范》的地下室结构时，可以将地下室顶作为框架上部结构的嵌固位置。在利用PKPM进行设计时，楼层总数仅输入地下室以上的实际层数，底层的实际层高就是层高H。这样设计的地震作用和实际情况较为接近，但是竖向荷载的计算仅计算到底层的柱底处。当地下结构是采用的筏板基础，嵌固位置最好取在基础顶面。在利用电算时，总层数应为实际的楼层数加上地下室的层数。如当建筑地上6 层时，地下2 层时，总层数取8层。按此确定的计算简图经整体计算后，地震作用相对保守，结构设计比较安全。
4、结构设计中的结构计算参数选取
4.1 地震力的振型组合数
地震力的振型组合数，对高层建筑，当不考虑扭转耦联计算时，至少应取3，当振型系数多于3 时，宜取3 的倍数，但不应多于房屋的层数《建筑抗震设计规范》指出，合适的振型个数一般可以取振型参与质量达到总质量的90%所需的振型数。SATWE 已有这种功能，可以很方便地输出这种参与质量的比值。此外，由于耦合计算的地震剪力通常小于非耦合计算，仅结构存在明显扭转时才采用耦合计算，但在必要时应补充非耦合计算。
4.2 框架结构活荷载的最不利布置、组合
当活荷载较大时，是否进行活荷载的最不利布置、组合对计算结果的影响非常大。使程序给定的梁设计弯矩放大系数，也不一定能反映出工程实际应力分布的情况，有可能造成结构不安全或保守。应注意的是PKPM中无法区分荷载规范，因此很难实现“荷载规范”区分荷载种类和楼面荷载折减系数的要求，程序中不区分不同的楼面活荷载类型，一般均按楼面活荷载类型考虑并取相应的折减系数，PKPM计算程序对楼面活荷载的折减是不全面的，使用PKPM计算时，应考虑区分不同构件进行分步计算，并在荷载输入时将楼面活荷载折减。风荷载体型系数的选取应注意，当多个建筑物，特别是群集的高层建筑，相互间距较近时，宜考虑风力相互干扰的群体效应；一般可将单独建筑物的体型系数乘以相互干扰增大系数，该系数可参考类似条件的试验资料确定；必要时宜通过风洞试验得出。
结束语
总之，建筑结构设计工作需要系统和全面的统筹。在进行建筑结构设计时，要充分重视概念设计的重要性，并应用在工程结构设计中。 进行结构设计前要充分理解规范中相关的概念。在进行结构设计时会存在很多问题，需要工程师的经验和丰富的理论知识以及认真的工作态度。
参考文献
[1] 高立人, 王跃. 结构设计的新思路-概念设计[J]. 工业建筑，1999，29(1)：20-21，25
[2] 建筑结构可靠度設计统一标准(GB 50068—2001)．北京：中国建筑工业出版社，2001
关键词住宅建筑；结构设计；概念设计；参数；
Abstract: With the development and progress of society, attach importance to the structural design of residential buildings of great significance. This paper describes the design based on the residential building, structure analysis.
Keyword residential buildings; structural design; conceptual design; parameters;
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
引言
住宅直接关系到人们的基本生活保证，住宅建筑物的质量关系到人们的生命安全。 住宅建筑物的设计工作繁重并且责任重大。建筑物的设计主要由以下几个部分组成： 建筑设计、 结构设计、 给排水设计等。 每个步骤都必须能满足功能、 美观、 经济和环保的要求。建筑结构设计是其中一项非常重要的内容。
1、概念设计在建筑结构设计中的应用
概念设计， 即工程设计人员根据工程的规律及经验，不采用任何数值方法所得到的对对象的概念把握。特别是在一些复杂的很难进行力学分析的问题中，设计师根据各种学关系、 破坏机理、 各种试验特征以及自己的工程经验得到的设计思想，以能够从整体上把握建筑物的总体结构方案。
1.1 概念设计的重要性
美国的一些专家就曾经指出人们因为使用计算机而进行结构设计而导致的结构的破坏是不可避免的。由于各种结构设计软件的不同，有可能造成由于软件的使用不当造成建筑物的结构设计发生问题。这个在实际当中是很常见的。例如， 很多设计者采用高层三维程序分析建筑底层框架、 布置抗震强且满足不了刚度比， 也不能反映地震时的受力。出现这样那样的问题都是由于设计者在设计初期未能有效的进行结构的概念设计。概念设计能够迅速而有效的进行结构体系的比较与选择。 概念设计方案定性正确， 能够避免后期中一些繁琐运算，有效节约时间和成本。 正确的设计原则及设计水平的提高都有懒于概念设计运用。在实际中发现问题时， 可以运用概念设计的方法检查问题的症结， 直接明了， 这样比电算方法更容易判断产生问题的缘由。
1.2 概念设计要点
(1) 结构方案选择
概念设计的目的在于所选的结构设计方案经济合理。 因此， 概念设计中必须选择可行的结构体系和形式。应能够做到建筑结构的总体方案、 抗震及应力等等。同一结构单元不宜混用不同结构体系，力求平面和竖向规则。
(2) 计算简图的确定
结构发生安全事故往往是由于计算简图的不正确导致的。计算简图对于保证结构的安全是非常重要的。设计师要根据实际要求合理选择计算简图。保证相应的构造措施。
(3) 计算结果的分析结构设计中不同的计算软件所得到的计算结果往往不相同。因此，设计师要对计算软件程序有着全面和深刻的了解。由于软件的缺陷都会产生计算结果错误。 因此，设计师要根据自己的工程经验和理论专业知识，对计算结果进行认真比对分析， 输入正确合理的计算参数， 认真校核分析。
2、结构设计的控制参数与应用
建筑结构设计中各控制参数的选取直接影响结构的安全性、合理性等。因此。合理的选取各控制参数，有助于提高结构整体控制的效率，也有助于使结构设计更加安全、经济合理。
2.1 轴压比
限制结构的轴压比，以保证结构的延性要求。当不满足规范要求时可以通过增大该墙、柱截面或提高该楼层墙、柱混凝土强度的办法调整。
2.2 剪重比
限制各楼层的最小水平地震剪力，确保周期较长的结构的安全。当偏小且与规范限值相差较大时，可通过增强竖向构件，加强墙、柱等竖向构件的刚度的办法调整。
2.3 刚重比
规范上限主要用于确定重力荷载在水平作用位移效应引起的二阶效应是否可以忽略不计。当不满足规范下限要求时，可以通过调整增强竖向构件，加强墙、柱等竖向构件的刚度的办法调整。
2.4 层间位移角
限制结构在正常使用条件下的水平位移，确保高层结构应具备的刚度，避免产生过大的位移而影响结构的承载力、稳定性和使用要求。当不满足规范要求时，只能通过调整增强竖向构件，加强墙、柱等竖向构件的刚度的办法调整。
2.5 层间位移比
限制结构平面布置的不规则性，以避免产生过大的偏心而导致结构产生较大的扭转效应。当不满足规范要求时，可以改变结构平面布置，减小结构刚心与质心的偏心距达到规范要求。
2.6 周期比
限制结构的抗扭刚度不能太弱，使结构具有必要的抗扭刚度，减小扭转对结构产生的不利影响。当不满足规范要求时，只能通过调整改变结构布置，提高结构的抗扭刚度。
2.7 刚度比
主要为限制结构竖向布置的不规则性，避免结构刚度沿竖向突变，形成薄弱层。当不满足规范要求时，可以适当加强本层墙、柱和梁的刚度，或适当削弱上部相关楼层墙、柱和梁的刚度以满足要求。
3 、框架计算简图的处理
无地下室的框架结构，基础埋深较深时。为了加强底层的整体性，可以在±0.00m 附近设置基础连系梁。由于基础连系梁的设计仅为构造设计，无法平衡底部柱脚的弯矩，更不能够作为上部结构的嵌固部分，底层计算高度H 显然不能取用基础连系梁顶面到一层楼盖顶面的高度。正确的设计是：柱的H 值取用基础顶面至连系梁顶面的高度，也就是把基础连系梁以下的部分看作底层，而把实际建筑的底层作为第二层计算，层高取用连系梁顶层至一层楼面的高度。当采用这样确定计算简图时，应注意底层柱的配筋应取用基础连系梁顶面和基础顶面中较大内力设计值进行计算。
带有地下室的框架结构，合理确定上部结构的嵌固位置是非常关键的。而《建筑抗震设计规范》和《混凝土结构设计规范》都没有明确提出具体位置，需要我们根据工程的实际情况来分析。采用箱型基础或者能够满足《建筑抗震设计规范》的地下室结构时，可以将地下室顶作为框架上部结构的嵌固位置。在利用PKPM进行设计时，楼层总数仅输入地下室以上的实际层数，底层的实际层高就是层高H。这样设计的地震作用和实际情况较为接近，但是竖向荷载的计算仅计算到底层的柱底处。当地下结构是采用的筏板基础，嵌固位置最好取在基础顶面。在利用电算时，总层数应为实际的楼层数加上地下室的层数。如当建筑地上6 层时，地下2 层时，总层数取8层。按此确定的计算简图经整体计算后，地震作用相对保守，结构设计比较安全。
4、结构设计中的结构计算参数选取
4.1 地震力的振型组合数
地震力的振型组合数，对高层建筑，当不考虑扭转耦联计算时，至少应取3，当振型系数多于3 时，宜取3 的倍数，但不应多于房屋的层数《建筑抗震设计规范》指出，合适的振型个数一般可以取振型参与质量达到总质量的90%所需的振型数。SATWE 已有这种功能，可以很方便地输出这种参与质量的比值。此外，由于耦合计算的地震剪力通常小于非耦合计算，仅结构存在明显扭转时才采用耦合计算，但在必要时应补充非耦合计算。
4.2 框架结构活荷载的最不利布置、组合
当活荷载较大时，是否进行活荷载的最不利布置、组合对计算结果的影响非常大。使程序给定的梁设计弯矩放大系数，也不一定能反映出工程实际应力分布的情况，有可能造成结构不安全或保守。应注意的是PKPM中无法区分荷载规范，因此很难实现“荷载规范”区分荷载种类和楼面荷载折减系数的要求，程序中不区分不同的楼面活荷载类型，一般均按楼面活荷载类型考虑并取相应的折减系数，PKPM计算程序对楼面活荷载的折减是不全面的，使用PKPM计算时，应考虑区分不同构件进行分步计算，并在荷载输入时将楼面活荷载折减。风荷载体型系数的选取应注意，当多个建筑物，特别是群集的高层建筑，相互间距较近时，宜考虑风力相互干扰的群体效应；一般可将单独建筑物的体型系数乘以相互干扰增大系数，该系数可参考类似条件的试验资料确定；必要时宜通过风洞试验得出。
结束语
总之，建筑结构设计工作需要系统和全面的统筹。在进行建筑结构设计时，要充分重视概念设计的重要性，并应用在工程结构设计中。 进行结构设计前要充分理解规范中相关的概念。在进行结构设计时会存在很多问题，需要工程师的经验和丰富的理论知识以及认真的工作态度。
参考文献
[1] 高立人, 王跃. 结构设计的新思路-概念设计[J]. 工业建筑，1999，29(1)：20-21，25
[2] 建筑结构可靠度設计统一标准(GB 50068—2001)．北京：中国建筑工业出版社，2001