鞠俊
大连松岩建筑设计院有限公司大连市116000
摘要：目前我国新建的住宅建筑呈井喷式增长，各类造型的住宅层出不穷。住宅建筑结构除满足使用功能和安全性意外，还应该具有经济合理性，这样才能产生可观的经济效益。结构设计人员应遵守经济、适用、合理的原则，精心设计选择合理的结构方案，降低建设成本避免浪费。
关键词：住宅；结构；设计优化；经济合理?
一、楼盖结构的优化
楼板造价占总造价的9%~15%左右，其重量占整个房屋重量的22%左右，是影响建筑工程经济效果的重要环节。结构设计要求楼板重量轻、强度大、整体性好。
1.现浇楼板的设计及优化
现浇楼板的混凝土用量占这个楼盖的50~60%，板厚的取值直接影响自重，对楼盖的经济性也有较大影响。一般情况下，20mm厚楼板自重占标准层总荷载约3.3%，20mm厚楼板增加地震作用约3.3%。厚度增加，荷载加大，梁、墙，基础均会加大，增加成本；对于标准层楼板来讲，当板跨度不大时板配筋一般由最小配筋率控制，所以楼板厚度的增加反而会引起配筋的增大，楼板厚度增大使自重增大对抗震反而不利。因此在满足楼盖刚度和构造要求的前提下，应尽量采用较薄的板厚。一般情况下，板厚减薄10mm，可节约6元/㎡的直接成本。
2.实际工程中楼板厚度的建议
普通3m以内跨度的楼板可取80~100mm；普通3~4m跨度的楼板可取100mm；客厅的异性大板可取120~150mm；普通屋面板可取120mm；管线密集处可取120mm；嵌固端地下室顶板可取180mm；非嵌固端地下室顶板可取160mm。楼板的厚度与跨度的最小比值可参照下表取用。
二、框架结构的设计及优化
1.框架柱设计的优化
框架柱的设计在满足规范规定、保证安全的前提下可从以下几个方面考虑优化：
①框架柱截面，轴压比不宜太接近限值
框架柱截面尺寸主要受轴压比控制，框架柱设计第一要素是截面不要抠的太紧，即轴压比不宜太接近限值，这不仅可减少配筋，而且还能较容易的实现“强柱弱梁”的要求，设计时适当留有余地，但也不宜使轴压比过小，过小的轴压比会因截面尺寸过大和最小配筋率的控制而增加混凝土和钢筋的用量。合理的结构方案，竖向受力构件一般为构造配筋，框架柱配筋率在0.7%~1%左右，当配筋率偏大，甚至超筋，一般情况下说明柱截面偏小，应加大柱截面。
②框架柱的计算方式
一般推荐的计算方式是，按单偏压计算，按双偏压验算。
③提高框架柱的延性，一般采取以下措施
控制框架柱的剪跨比，尽量避免短柱。长柱的延性比短柱好，柱的延性还与受荷偏心大小有关，大偏心受压柱的延性，优于小偏心受压柱和中心受压柱的延性；柱箍筋的加密，采用复合箍筋对改善柱的延性有好处，可以增强对混凝土的约束；提高混凝土的强度等级和采用双向纵向配筋，对改善柱的延性均有好处。
2.框架梁设计的优化
①合理确定梁高和梁宽
对于一般民用建筑，框架梁跨高比一般取10~12（较小跨度梁除外），框架梁纵筋一般不会受混凝土裂缝宽度的控制。
对截面宽度较小的梁，当配筋量较大时往往需要放2~3排钢筋，无疑将减小梁的有效高度，因此当不影响使用及建筑高度观感时，梁宽宜略微放大，尽量布置成单排筋，尤其是梁截面高度不大时，以达到节省钢筋的目的。梁中尽量避免三排钢筋的配筋方式。
②梁的配筋
从梁主筋的最小配筋率及梁箍筋配筋率公式中可以看出，要使梁的用钢量不太高，一是混凝土强度等级不宜过高；二是采用高强度钢筋，不仅可以降低最小配筋率，更重要的是有利于作为受弯构件的梁的抗裂性能。
合理设计梁截面，尽量避免梁宽≥350mm，否则箍筋按构造要求须采用四肢箍，造成箍筋用量增加。除非内力控制计算梁的截面要求比较高，否则不要轻易取大于600mm的梁高，这样能避免设置腰筋。
梁合理的配筋率应在1%~1.8%，应该尽量减少接近最大配筋率的梁，综合经济效果最好。
③提高梁延性的措施
通过合适的梁截面尺寸，以获得合适的配筋率。这样可以避免梁受拉区钢筋过多或出现超筋，使受压区混凝土先被压碎或剪切破坏。梁上部（跨中）和下部（支座）处配置适量的受压区钢筋对梁的延性有益。T形梁比矩形梁的延性好，宜尽量采用T形梁以增加梁的受压面积，使梁的屈服首先在钢筋中产生。加密区箍筋不仅可以提高梁的抗剪刚度，防止剪切脆性破坏，而且加强对混凝土的约束和避免受压纵向钢筋产生屈服，从而改善梁的延性。
三、剪力墙的布置及优化
1.剪力墙布置位置的优化
①剪力墙布置的一般位置
平面形状凹凸较大处，是结构的薄弱部位，宜在突出部分的端部附近布置剪力墙。剪力墙不应设置在墙面开大洞的部位，当墙有洞口时，洞口宜上下对齐。剪力墙应双向布置，次年工程空间结构，并宜使两个方向刚度接近。
②强周边，若中部
剪力墙宜布置在建筑物的周边附近，以使它充分发挥抗扭作用，必要时可利用房间窗台设置高连梁以加强刚度。在楼（电）梯间，平面形状变化及静载较大的部位应设置剪力墙。不宜孤立的布置单片剪力墙在柱网意外的中间部分。
③多L形、T形、十字形墙肢，少复杂形状
剪力墙尽可能设计成L形、T形、十字形有利于剪力墙结构的稳定性，同时能否形成较好的侧向刚度。在同样满足规范各项指标的情况下，更能减轻结构自重，减小结构构件，有利于降低工程投资。
2.剪力墙优化的其他内容
①剪力墙的混凝土强度等级
剪力墙同时作为竖向承重构件，混凝土的强度等级不宜过低，一般下部楼层C40~C50，上部楼层以C30为宜，这样有利于减小混凝土的截面、节省材料、减轻自重。按照这样的设计原则。一般30层左右的大开间剪力墙结构，底部墙厚250mm即可。
②剪力墙连梁的优化
连梁的高度按一下原则确定，一般情况下跨高比宜大于2.5，小于5.在3~4之间刚度较为适宜。连梁高度不宜太高，跨高比大于2.5的连梁抗剪承载力相对较高，在规范的计算公式上，跨高比2.5正好是其分界点。跨高比大于2.5的连梁最大平均剪力容许值可提高三分之一，相应抗剪承载力提高10%左右。在结构刚度满足要求的前提下，连梁的高度不宜过大，以获得较好的抗剪承载力和延性。连梁的高度也不宜过小，否则作为第一道抗震防线，连梁的耗能能力太小。连梁的截面高度不宜小于400mm，当连梁跨高比不小于5时，应按框架梁进行设计。
③剪力墙是否设置暗梁
不是所有剪力墙都需要在楼层处设置边框梁（或暗梁），只有框架-剪力墙结构中的剪力墙才需要设置，其目的为使剪力墙与其周边的边框梁和边框柱一起成为带边框的剪力墙，提高剪力墙的抗震抗震性能，在抗震设防第二道防线上让框架与剪力墙共同协同作用。
结束语
本文对住宅建筑中的框架结构、剪力墙结构和楼盖结构的优化要点做了简要的汇总和说明，按照这样的设计原则，不仅可以使住宅建筑功能性和安全性得到保障，更重要的是可以提升建筑的和美观性和经济性。
参考文献:
[1]徐传亮，光军.建筑结构结构设计优化及实例，2012.
[2]2009全国民用建筑工程设计技术措施-结构体系