發(fā)布時(shí)間:2023-08-21 17:13:23
序言:寫作是分享個(gè)人見(jiàn)解和探索未知領(lǐng)域的橋梁,我們?yōu)槟x了8篇的多層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)樣本,期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā),請(qǐng)盡情閱讀。
關(guān)鍵詞:多層建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常見(jiàn)問(wèn)題
中圖分類號(hào): TU97 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):
多層建筑一般指8層以下的、不具備電梯設(shè)備的商業(yè)用房或住宅。為了提高建筑體的穩(wěn)定性、整體性和抗外力性能,目前的多層建筑以框架結(jié)構(gòu)為主,這就使得建筑主體框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在多層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用日益廣泛。在多層建筑造型和功能多樣化的背景下,必須對(duì)多層建筑框架結(jié)構(gòu)施工中可能遇到的問(wèn)題進(jìn)行不斷探討和研究,才能得出對(duì)應(yīng)的有效解決措施。
1、地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)
地基基礎(chǔ)是多層建筑設(shè)計(jì)首先要考慮的問(wèn)題,只有穩(wěn)定的地基支撐,建筑體的安全與質(zhì)量才有保障。從目前的情況看,多層建筑的地基基礎(chǔ)一般都采用獨(dú)立基礎(chǔ)或條形基礎(chǔ),這就要求設(shè)計(jì)者嚴(yán)格遵守《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》,在選擇地基維持力層時(shí),必須根據(jù)地勘察報(bào)告,掌握建筑體地基的地質(zhì)特征,綜合考慮地基土層物理力學(xué)特征、地下水的影響、建筑物的構(gòu)成要素、地基荷載性質(zhì)與強(qiáng)度,結(jié)合地基承載力計(jì)算、地基變形驗(yàn)算、地基穩(wěn)定性驗(yàn)算和基礎(chǔ)截面設(shè)計(jì)驗(yàn)算,確定基礎(chǔ)底面大小。對(duì)于地基工程設(shè)計(jì)應(yīng)用較為廣泛的復(fù)合地基,無(wú)論是柔性基礎(chǔ)還是剛性基礎(chǔ)都必須設(shè)置褥墊層,并通過(guò)增設(shè)基礎(chǔ)圈梁和基礎(chǔ)連系梁等措施使基礎(chǔ)形心和長(zhǎng)期荷載重心重合,實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)整體性。
2、框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖
多層建筑的框架結(jié)構(gòu)由橫向框架和縱向框架組成。為了方便應(yīng)力計(jì)算,通常將空間結(jié)構(gòu)體系簡(jiǎn)化為橫向和縱向平面框架體系,只取出某一榀框架作為獨(dú)立計(jì)算單元(如右圖),圖b中以陰影部分表示該單元承受的荷載。在計(jì)算簡(jiǎn)圖中,框架節(jié)點(diǎn)和柱子下端的基礎(chǔ)頂面均按剛接考慮。梁柱以截面幾何軸線來(lái)確定,如果上下柱截面尺寸相同,柱軸線取截面形心位置如果上下柱截面尺寸不同,則柱軸線取上層柱形心線??蚣芙Y(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖
實(shí)際工程中對(duì)計(jì)算模型可作如下修正:
(1)當(dāng)橫梁為斜梁時(shí),如果其坡度≤1/8,可簡(jiǎn)化為水平直桿。
(2)不等跨框架,如果各跨跨差≤10% ,可簡(jiǎn)化為等跨框架,跨度取平均值。
3、框架梁配筋設(shè)計(jì)
框架建筑主體的承載結(jié)構(gòu)由主次梁和柱通過(guò)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成,為保證建筑整體的構(gòu)造強(qiáng)度,在框架主次梁的相交處應(yīng)注意增設(shè)附加箍筋或附加吊筋,以解決梁的裂縫寬度超限和“強(qiáng)剪弱彎”問(wèn)題。對(duì)于梁端縱向受拉鋼筋的配筋率、梁端箍筋加密區(qū)的長(zhǎng)度、箍筋的最大艱巨和最小直徑等腰嚴(yán)格按《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2001執(zhí)行。在實(shí)際運(yùn)用中,應(yīng)該通過(guò)計(jì)算梁端剪力及柱軸力結(jié)合規(guī)范要求確定合適的參數(shù)。
(1)梁端剪力: 。(為梁上均布荷載引起的剪力,為梁端彎矩引起的剪力)。
(2)柱軸力: 。(為梁端剪力,為節(jié)點(diǎn)集中力及柱自重)。
4、短柱設(shè)計(jì)
所謂多層建筑框架結(jié)構(gòu)的短柱就是柱凈高與柱截面剪跨比小于2的柱。在遭遇較強(qiáng)地震時(shí),短柱往往會(huì)由于變形能力和承載能力不足發(fā)生脆性破裂,給建筑物帶來(lái)嚴(yán)重破壞。因此,短柱要采用對(duì)稱配筋,縱筋的最小配筋率為0.6%。設(shè)計(jì)中要注意調(diào)整其剪力,提高其抗剪承載力和抵御形變能力。短柱剪力設(shè)計(jì)計(jì)算:
(1)短柱剪力:。(為柱凈高;分別為柱上下端順時(shí)針或逆時(shí)針?lè)较蚪孛娼M合的彎矩設(shè)計(jì)值)。
(2)柱的抗剪承載能力: 。(λ為框架的計(jì)算剪跨比,。N為考慮地震作用的框架柱軸向壓力設(shè)計(jì)值,βc為混凝土強(qiáng)度影響系數(shù))。
多層建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中較為重要的一種形式,其實(shí)質(zhì)是對(duì)梁、柱、板形成的基本單元的應(yīng)力組合。由于設(shè)計(jì)中涉及各種力學(xué)原理,所遇到的問(wèn)題當(dāng)然不會(huì)只有上述幾種。這就要求我們?cè)谠O(shè)計(jì)過(guò)程中嚴(yán)格遵循國(guó)家相關(guān)技術(shù)規(guī)范,科學(xué)處理多層建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中更多、更復(fù)雜的問(wèn)題,選擇出合理的結(jié)構(gòu)體系,從而提高結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)質(zhì)量。
參考文獻(xiàn):
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[關(guān)鍵詞]多層框架;房屋建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
中圖分類號(hào):TB21 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2014)18-0164-01
隨著社會(huì)的不斷發(fā)展對(duì)多層框架建筑結(jié)構(gòu)提出了更高的要求,多層鋼結(jié)構(gòu)一般采用框架結(jié)構(gòu),所以也被稱為多層鋼框架結(jié)構(gòu)。多層鋼結(jié)構(gòu)是工業(yè)于民用建筑中常用的結(jié)構(gòu)形式,在工業(yè)建筑中可以運(yùn)用礦井地面建筑、石油焦化結(jié)構(gòu)和電子工業(yè)的建設(shè)等,在民用建筑中停車場(chǎng)、辦公樓的建設(shè)。
一、多層框架結(jié)構(gòu)建筑的設(shè)計(jì)問(wèn)題及處理
(一)基礎(chǔ)聯(lián)系梁的設(shè)計(jì)問(wèn)題
當(dāng)建筑的基礎(chǔ)埋置較深時(shí),可以運(yùn)用基礎(chǔ)設(shè)計(jì)梁來(lái)減少底層柱的計(jì)算長(zhǎng)度。在±0.00以下設(shè)置聯(lián)系梁,形成一定的框架,聯(lián)系梁下的柱可以按照短柱進(jìn)行加強(qiáng)處理。有抗震要求時(shí),基礎(chǔ)間沿著兩個(gè)主柱的方向設(shè)計(jì)基礎(chǔ)聯(lián)系梁?;A(chǔ)聯(lián)系梁上作用有填充墻或樓梯柱等荷載時(shí),要與所連接的柱子的最大軸力設(shè)計(jì)值,進(jìn)行疊加設(shè)計(jì),基礎(chǔ)聯(lián)系梁的受力要求?;A(chǔ)聯(lián)系梁的頂標(biāo)高要與基礎(chǔ)的頂端標(biāo)高保持一致。當(dāng)基礎(chǔ)形式為獨(dú)立擴(kuò)展基礎(chǔ),施工要將基礎(chǔ)聯(lián)系梁與獨(dú)立基礎(chǔ)之間的空隙部分進(jìn)行混凝土澆筑,澆筑要和基礎(chǔ)面保持水平,然后在澆注處理。這樣可以減少基礎(chǔ)聯(lián)系梁的計(jì)算誤差。當(dāng)基礎(chǔ)形式是樁基礎(chǔ),單樁承臺(tái)要在兩個(gè)互相垂直的方向設(shè)置橫梁,如果采用基礎(chǔ)系梁來(lái)平衡。那么基礎(chǔ)聯(lián)系梁的截面尺寸和配筋要按照橫梁的來(lái)設(shè)計(jì)。此時(shí)的梁彎度鋼筋要全部拉通。鋼筋也要在1/2跨度上拉通,同時(shí)基礎(chǔ)聯(lián)系梁的縱筋在框架柱錨固和其他防震結(jié)構(gòu)都要和上部的框架保持一致。
(二)結(jié)構(gòu)薄弱層的設(shè)計(jì)問(wèn)題
結(jié)構(gòu)薄層是指在強(qiáng)震動(dòng)下,結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生很大彈性空間產(chǎn)生位移,這些結(jié)構(gòu)薄弱部位的承載在設(shè)計(jì)時(shí)要滿足承載力的要求,但是在地震發(fā)生時(shí),容易出現(xiàn)薄弱現(xiàn)象。在一般情況下薄弱層對(duì)建筑抗震的會(huì)有很多的影響。因此在房屋的設(shè)計(jì)的過(guò)程中應(yīng)該避免薄弱層的出現(xiàn),防止薄弱層出現(xiàn)的最好方式就是加大抗震位移度,也就是采取加大薄弱層的橫截面積的方法,也可以在一定程度上減少基礎(chǔ)的埋置位置。
在薄弱層不能避免的情況下,要在結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí),保證按照規(guī)格采取相應(yīng)的措施,要將薄弱層的地震剪力乘以1陪的系數(shù),還要對(duì)房屋的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度系數(shù)進(jìn)行計(jì)算。樓層的強(qiáng)度系數(shù)要按照構(gòu)建的實(shí)際鋼筋和材料的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行計(jì)算。具體要根據(jù)樓層的剪力強(qiáng)度計(jì)算抗剪力值,在地震的強(qiáng)度在7-9度時(shí)樓層的強(qiáng)度系數(shù)要小于0.5,要樓層的結(jié)構(gòu)要做彈性運(yùn)算。符合建筑防震設(shè)計(jì)規(guī)則,要對(duì)不符合要求的建筑結(jié)構(gòu),進(jìn)行重新調(diào)整。
(三)框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)問(wèn)題
在對(duì)框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),橫梁下部的界面高度要集中荷載,要有橫梁下部的鋼筋承擔(dān),在機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中要優(yōu)先考慮附加箍筋,如在搭接主側(cè)梁時(shí),要在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中進(jìn)行說(shuō)明,畫上一節(jié)點(diǎn),在橫梁的部位要添加3根主梁箍筋進(jìn)行補(bǔ)充??蚣芰号c次梁出現(xiàn)相交時(shí),要在彈性支撐的墻體上,對(duì)于梁端支座要按照支梁方式進(jìn)行處理,還要對(duì)梁的兩端的箍筋進(jìn)行加密處理,在設(shè)計(jì)橫梁時(shí),縱筋的距離要小于300mm,要小于梁的高度,在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中可以采用加大腰筋直徑的方法來(lái)增加梁的抗扭力,縱筋預(yù)埋支座的長(zhǎng)度要符合要求。對(duì)于箍筋的設(shè)計(jì)也要符合要求。
在反梁板吊底時(shí),板的荷載要由箍筋來(lái)承擔(dān),在樓層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中要適當(dāng)加大箍筋的間距,加大箍筋的承受力。對(duì)框架梁的截面的高度設(shè)計(jì)要在梁跨度的1/10-1/15之間選擇,對(duì)于梁的寬度,可以設(shè)計(jì)到柱的兩倍寬。
二、多層鋼結(jié)構(gòu)類型
(一)柱一支律體系
多層框架柱的節(jié)點(diǎn)要是鉸接,在縱向和橫向的之間進(jìn)行柱間支撐時(shí),空間剛度和抗側(cè)力要柱支柱提供,適用柱間距不大的雙邊建筑物,特點(diǎn)是設(shè)計(jì)、制作過(guò)程簡(jiǎn)單,承載能力比較強(qiáng)大,用于抗側(cè)力的鋼耗量比較小。
(二)純框架體系
多層框架在縱、橫方向是多層鋼架結(jié)構(gòu),承載能力和空間強(qiáng)度要由框架提供,適用柱間距很大起不到支撐作用的建筑物。這種建筑結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,使用的鋼筋量比較大,占用的空間比較大。
(三)框架-支撐結(jié)構(gòu)
這種構(gòu)造的建筑框架在一個(gè)方向?yàn)橹M(jìn)行支撐。另一個(gè)方向?yàn)榧兛蛑蔚幕旌象w系,這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是在同一個(gè)方向沒(méi)有人流、物流的建筑功能的安排,可以簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)過(guò)程和鋼筋用量,是工程建筑中采用較多的體系。
三、多層框架結(jié)構(gòu)的組成和布置
框架結(jié)構(gòu)是由梁、柱組成的,一般的柱子要垂直布置,與梁水平。屋面要考慮到排水或者其他方面的要求,可以設(shè)置成斜梁。梁和柱的連接方式一般是剛性連接,為了符合施工要求??梢詫⒍鄬咏ㄖ?jié)點(diǎn)做成半鉸節(jié)點(diǎn)。當(dāng)梁、柱之間的連接方式是鉸接時(shí),就是多層排架,采用剛性的方式要比普通的連接方式要節(jié)約材料,使構(gòu)造的橫向連接方式強(qiáng)度比較好,橫梁的高度設(shè)置的比較合理,可以有效的增加房屋的凈空,是一種比較經(jīng)濟(jì)的構(gòu)造方式,柱支座一般為固定支座,也可以進(jìn)行鉸支座設(shè)計(jì)??蚣芊譃榈瓤绾筒坏瓤鐑煞N,層高可以相等也可以,不相等,在滿足建筑工藝要求的基礎(chǔ)上,進(jìn)行框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),當(dāng)框架的結(jié)構(gòu)為高次超靜定結(jié)構(gòu)時(shí),就要既承受豎向荷載要承受側(cè)向作用力。有利于接受的受力、框架的對(duì)直,使梁柱在同一水平面上,有時(shí)因?yàn)榻ㄖδ艿奶厥庖?,框架的結(jié)構(gòu)也可以做成抽梁、抽次、內(nèi)收等。
框架的結(jié)構(gòu)主要有實(shí)腹式、格構(gòu)式以及橫梁為格構(gòu)式的混合框架。實(shí)腹框架的截面是矩形或梯形的,混凝土框架的截面常是矩形的,由于建筑的特殊要求也可以設(shè)計(jì)成圓形或者梯形的。
框架節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力作用很明顯,框架結(jié)構(gòu)的剛性較小,屬于柔性框架結(jié)構(gòu),如果發(fā)生地震,結(jié)構(gòu)發(fā)生水平的位移很大,會(huì)造成嚴(yán)重的非結(jié)構(gòu)性破壞,只適用于非抗震的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),這種結(jié)構(gòu)對(duì)鋼筋和水泥的需要很大,構(gòu)件的總數(shù)會(huì)很多,吊裝的次數(shù)會(huì)很多,增加了街頭的工作量,造成了資源的浪費(fèi),施工會(huì)受到季節(jié)的影響,受環(huán)境影響很大,不適合做高層建筑。
四、多層框架房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要注意的問(wèn)題
在一般情況下,多層框架房屋采用的是柱下獨(dú)立基礎(chǔ)形式,根據(jù)《防震規(guī)則》的要求,在地基的主要持力作用下,在建筑高度在25米以內(nèi)的民用建筑,可以不對(duì)地基進(jìn)行抗震承載力的驗(yàn)算。但是在進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)要考慮到風(fēng)荷載的要求。所以不能因?yàn)橐话憬ㄖ诘卣饏^(qū)進(jìn)行風(fēng)荷載控制,一些建筑工程師要進(jìn)行獨(dú)立設(shè)計(jì)時(shí),對(duì)柱腳的內(nèi)力設(shè)計(jì)不合理,僅對(duì)軸力彎曲進(jìn)行了設(shè)計(jì),而沒(méi)有考慮到剪力只取了軸力設(shè)計(jì)值,沒(méi)有進(jìn)行獨(dú)立的荷載取值,造成了建筑結(jié)構(gòu)的不合理和建筑材料的浪費(fèi)。
基礎(chǔ)拉梁層進(jìn)行框架整體的計(jì)算多采用TAT或者采用SATWE等程序,由于基礎(chǔ)拉梁板沒(méi)有樓板的設(shè)計(jì),所以在設(shè)計(jì)的過(guò)程中樓板的厚度要為零,而且要定義彈性節(jié)點(diǎn)要采用總剛的分析方法,還要注意到房屋平面不規(guī)則的設(shè)計(jì)熱點(diǎn)。
結(jié)束語(yǔ):
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,建筑行業(yè)也有十分廣闊的發(fā)展前景,多層框架結(jié)構(gòu)有很多優(yōu)點(diǎn),所以要廣泛的應(yīng)用于現(xiàn)代建筑中,雖然結(jié)構(gòu)組成比較簡(jiǎn)單,但是如果在設(shè)計(jì)中考慮到周全,就會(huì)出現(xiàn)失誤,在多層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中,要進(jìn)行綜合考慮,保證建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)質(zhì)量。
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[關(guān)鍵詞]大開(kāi)間;大跨度;多高層建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);問(wèn)題
中圖分類號(hào):TU208文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
一、前言
在當(dāng)前建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中,無(wú)論是多層建筑還是高層建筑,結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是至關(guān)重要的,合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)整個(gè)建筑工程的質(zhì)量都有重要的影響。在多高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中基礎(chǔ)的合理設(shè)計(jì)、縱橫剛度與主梁受扭問(wèn)題、桿件軸向變形、次彎矩問(wèn)題的影響問(wèn)題都是設(shè)計(jì)的重點(diǎn),我們?cè)谠O(shè)計(jì)的過(guò)程中要根據(jù)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。
二、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則
1.選擇合理的結(jié)構(gòu)方案
在當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中,方案的選擇是至關(guān)重要的,不同的建筑,在選擇方案時(shí)也會(huì)有不同,在選擇方案時(shí)要遵守經(jīng)濟(jì)合理、安全實(shí)用、節(jié)能環(huán)保等原則。在不同的地域?qū)κ┕げ牧?、施工工藝、施工技術(shù)有著不同的要求這就要求方案的設(shè)計(jì)者和施工者要對(duì)當(dāng)?shù)氐木唧w施工情況進(jìn)行詳細(xì)的了解,通過(guò)論證選擇出最佳的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案,滿足工程建設(shè)的需要。
2.選擇合適的基礎(chǔ)方案
對(duì)建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),要充分考慮建筑所在地的周邊環(huán)境,要對(duì)工程的地質(zhì)條件以及周圍建筑的施工及特點(diǎn)做好調(diào)研,充分保證后續(xù)建筑過(guò)程與周邊環(huán)境的和諧統(tǒng)一。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要選擇合適的基礎(chǔ)方案,基礎(chǔ)方案要體現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方方面面,要盡量顯示建筑的全貌。同時(shí),要考慮建筑的經(jīng)濟(jì)成本和效益,最大限度發(fā)揮建筑周邊條件的作用,保證建筑的正常實(shí)施。
3.選擇合適的計(jì)算簡(jiǎn)圖
高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要選擇適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖,由此可以防止由于計(jì)算簡(jiǎn)圖選擇不當(dāng),導(dǎo)致建筑安全隱患的發(fā)生概率增大。建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算是以計(jì)算簡(jiǎn)圖為基礎(chǔ),所以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要特別注重計(jì)算簡(jiǎn)圖選取問(wèn)題,從而可以保證后續(xù)結(jié)構(gòu)計(jì)算的準(zhǔn)確性和建筑設(shè)計(jì)的安全性。當(dāng)然,建筑實(shí)際結(jié)構(gòu)與選取的計(jì)算簡(jiǎn)圖之間允許存在合理誤差,但是要盡量把工程實(shí)際控制在計(jì)算簡(jiǎn)圖精度要求范圍內(nèi)。
4.分析所得到的計(jì)算結(jié)果
當(dāng)下,信息技術(shù)飛速發(fā)展,由此也帶動(dòng)了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)計(jì)算機(jī)軟件的應(yīng)用。由于不同計(jì)算機(jī)軟件會(huì)產(chǎn)生不同的計(jì)算結(jié)果,所以要對(duì)不同結(jié)果進(jìn)行分析處理。由此,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員就要具備專業(yè)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念和知識(shí),更要對(duì)計(jì)算機(jī)軟件有充分詳細(xì)地了解,便于對(duì)計(jì)算機(jī)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行客觀分析。由于操作人員自身的問(wèn)題或者計(jì)算機(jī)軟件具有的自身誤差,使得計(jì)算結(jié)果與實(shí)際情況出現(xiàn)一定的差異,這時(shí)就要求結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員客觀判斷,并予以糾正。
三、常見(jiàn)的問(wèn)題分析
1、縱橫剛度與主梁受扭問(wèn)題
在大跨度多高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中,要有預(yù)應(yīng)力次梁的設(shè)計(jì),一般情況下預(yù)應(yīng)力次梁設(shè)計(jì)在大跨度方向,主梁設(shè)計(jì)一般放在開(kāi)間方向,要根據(jù)具體的情況考慮是否在主梁上施加預(yù)應(yīng)力,這樣就將在框架設(shè)計(jì)過(guò)程中的習(xí)慣改變,由于設(shè)計(jì)習(xí)慣的影響,總覺(jué)得橫向剛度存在一定的問(wèn)題。但是通過(guò)計(jì)算能滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求,在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中只要能滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求就能滿足設(shè)計(jì)的要求,在使用的過(guò)程中也不會(huì)出現(xiàn)文藝問(wèn)題。
2、次彎矩問(wèn)題
超靜定結(jié)構(gòu)張拉時(shí),在次反力作用下產(chǎn)生的截面彎矩稱為次彎矩。在靜定構(gòu)件中,驗(yàn)算跨中截面抗裂性時(shí),計(jì)算混凝土應(yīng)力只是把混凝土取為脫離體。而計(jì)算跨中強(qiáng)度時(shí),是把混凝土和鋼筋共同取為脫離體,計(jì)算彎矩就等于荷載彎矩。若左端鉸支不變,右端為兩跨連續(xù)梁的中間支座,就成為超靜定結(jié)構(gòu)。兩跨連續(xù)梁配筋,張拉鋼筋時(shí)梁的變形將受到約束,中間支座處有一個(gè)力要把拱起的梁拉回原來(lái)的位置。左端支座產(chǎn)生的次應(yīng)力在跨度各截面上產(chǎn)生次彎矩。在進(jìn)行跨中截面混凝土抗裂驗(yàn)算和截面強(qiáng)度計(jì)算時(shí),所取的脫離體完全與前述靜定構(gòu)件相同,只是按連續(xù)梁計(jì)算的支反力和荷載彎矩值將有所不同。
3、桿件軸向變形的影響問(wèn)題
施加預(yù)應(yīng)力的桿件要產(chǎn)生軸向變形,其中的徐變收縮變形很難準(zhǔn)確計(jì)算,差別可能很大,但一般考慮長(zhǎng)期變形為短期變形的2倍,人們往往能夠接受。種種條件有利時(shí),長(zhǎng)期變形值可以再少取一些。桿件軸向變形引起整個(gè)超靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力變化,要認(rèn)真分析。當(dāng)軸向變形很大時(shí),一般是在施工時(shí)采取讓桿件可以自由變形的措施。張拉后,等一段時(shí)間再做成整體連接,但這樣處理比較麻煩。
四、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題與策略
1、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)高度問(wèn)題及解決。
我國(guó)有關(guān)部門對(duì)于高層建筑結(jié)構(gòu)體系的最大高度問(wèn)題,出臺(tái)了一系列的規(guī)章制度,對(duì)其進(jìn)行了嚴(yán)格的規(guī)定與規(guī)范,其中之一便是《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》。該《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》對(duì)于高層建筑結(jié)構(gòu)體系的高度問(wèn)題規(guī)定,主要是從經(jīng)濟(jì)性以及適用性等方面進(jìn)行規(guī)范的?!兑?guī)程》適宜高度,不僅僅與我國(guó)建筑施工技術(shù)水平以及建筑水平相關(guān),而且還與我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平,與建筑工程規(guī)范體系相協(xié)調(diào)。但是在實(shí)際的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及施工中,出現(xiàn)了許多與《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》規(guī)定相違背的高度。舉例來(lái)講,在有些建筑物設(shè)計(jì)以及施工過(guò)程中,甚至出現(xiàn)了高達(dá)四百多米的組合機(jī)構(gòu)大廈以及三百多米的混凝土結(jié)構(gòu)體系的廣場(chǎng)。尤其是近幾年來(lái),建筑物的高度不斷增加,建筑物自身的參考系數(shù)已經(jīng)超出了《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》的規(guī)定,例如在安全指標(biāo)、荷載取值以及延性要求、材料性能、力學(xué)模型選擇等方面。為此,對(duì)于這些高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)高度問(wèn)題,設(shè)計(jì)單位需要嚴(yán)格根據(jù)高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》等有關(guān)規(guī)定,對(duì)設(shè)計(jì)高度保持科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度。
2、鋼筋混凝土梁承載力問(wèn)題及解決。
一般來(lái)講,城市高層建筑主要是以寫字樓以及其他辦公場(chǎng)所為主,因此,在實(shí)際的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中,設(shè)計(jì)單位需要著重考慮到空調(diào)、消防等設(shè)備。這些設(shè)備不同于其他設(shè)備,它們往往是布置于樓層的梁底之下的,如果沒(méi)有梁底開(kāi)洞,就沒(méi)有辦法進(jìn)行設(shè)備的安裝。因此,在設(shè)備安裝之前,設(shè)計(jì)單位需要對(duì)梁的承載力進(jìn)行分析以及計(jì)算,避免出現(xiàn)由于梁底承載力不足而出現(xiàn)安全結(jié)構(gòu)問(wèn)題。對(duì)于梁底開(kāi)洞之后的承載力,設(shè)計(jì)單位可以通過(guò)孔洞周邊補(bǔ)強(qiáng)筋以及開(kāi)孔梁撓度、裂縫寬度等數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。對(duì)于鋼筋混凝土梁腹部開(kāi)孔,國(guó)家出臺(tái)了有關(guān)政策,例如《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》《混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)造手冊(cè)》等,對(duì)于鋼筋混凝土梁腹部開(kāi)孔的位置、流程、環(huán)節(jié)以及大小等進(jìn)行了科學(xué)的規(guī)范。設(shè)計(jì)單位在進(jìn)行鋼筋混凝土梁承載力計(jì)算時(shí),還需要參考不同種類腹部開(kāi)孔方式,提高鋼筋混凝土梁承載力計(jì)算的精確度,這對(duì)于提高建筑物的穩(wěn)定性以及安全性意義重大。除此之外,還可以對(duì)鋼筋混凝土梁承載力進(jìn)行有效地計(jì)算。我們?cè)趯?duì)鋼筋混凝土承載力進(jìn)行計(jì)算的過(guò)程中還要對(duì)腹部的開(kāi)孔方式進(jìn)行考慮,不同的開(kāi)孔方式對(duì)鋼筋混凝土的承載了是不同的,例如,在南京國(guó)際會(huì)展中心工程設(shè)計(jì)的過(guò)程中,橫向和縱向的長(zhǎng)度分別我292米和158米,橫縱向都沒(méi)有設(shè)置縫,這就不能滿足承載力的需要,在不同的工程建設(shè)過(guò)程中,我們要根據(jù)工程設(shè)計(jì)的特點(diǎn)和需要對(duì)承載力進(jìn)行計(jì)算,可見(jiàn)承載力的計(jì)算對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有著十分重要的作用和意義。
五、結(jié)束語(yǔ)
在大開(kāi)閘大跨度多高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中要根據(jù)建筑的實(shí)際情況,采取相關(guān)的措施,保證建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求,提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的水平,促進(jìn)大開(kāi)閘大跨度多高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的快速發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
[1]陰杰,曹京華,陳克勤.高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念[J].山西建筑,2007
【關(guān)鍵詞】多層鋼結(jié)構(gòu);住宅;構(gòu)件設(shè)計(jì)
一、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思路和步驟
1.1 首先要判斷結(jié)構(gòu)是否適合用鋼結(jié)構(gòu)
鋼結(jié)構(gòu)并不適用于所有的結(jié)構(gòu),一般情況下,高層、大跨度、體型復(fù)雜、荷載或吊車起重量大、有較大振動(dòng)、密封性要求高、高溫車間、要求能活動(dòng)或經(jīng)常裝拆的結(jié)構(gòu)中常用到鋼結(jié)構(gòu)。目前,鋼結(jié)構(gòu)以其自重輕和施工快的特性,被廣泛應(yīng)用在住宅、臨時(shí)建筑、工廠、體育館、大廈、歌劇院、大橋等建筑結(jié)構(gòu)中。
1.2 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)結(jié)構(gòu)的選型與結(jié)構(gòu)布置
因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)選型廣泛,實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)較少的年輕工程師應(yīng)該多向經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師共同研究后再慎重進(jìn)行結(jié)構(gòu)選型和布置。“概念設(shè)計(jì)”在鋼結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計(jì)中占有相當(dāng)重要的地位,所以設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注重這一點(diǎn)。對(duì)沒(méi)有做出要求或無(wú)法得出精確的分析結(jié)論的部分,可按從整體結(jié)構(gòu)體系與分體系之間的力學(xué)關(guān)系、震害、破壞機(jī)理、試驗(yàn)現(xiàn)象、工程經(jīng)驗(yàn)所獲得的設(shè)計(jì)思想,從整體上來(lái)確定控制結(jié)構(gòu)的布置及細(xì)部措施。早期通過(guò)概念設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)快速比選。所得結(jié)構(gòu)方案便于手算,從而準(zhǔn)確定性,進(jìn)一步明確概念,同時(shí)也能省去結(jié)構(gòu)分析環(huán)節(jié)的一系列復(fù)雜的運(yùn)算。
進(jìn)行結(jié)構(gòu)選型的過(guò)程中,必須對(duì)各類結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)進(jìn)行周密的分析。基本雪壓大的區(qū)域,最好設(shè)計(jì)使積雪自動(dòng)滑落的屋面曲線,而且要認(rèn)真分析降雨量較大的區(qū)域。如果建筑條件允許,可在框架中布置支撐會(huì)比加大梁、柱截面對(duì)位移進(jìn)行有效的控制,這樣不僅會(huì)取得預(yù)期的效果,而且經(jīng)濟(jì)合理。有些建筑的屋面覆蓋跨度稍大,單向受力可采用張懸梁、桁架等結(jié)構(gòu)體系,雙向受力可選用網(wǎng)架等結(jié)構(gòu)體系。而鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)通常應(yīng)用在高層鋼結(jié)構(gòu)中。建設(shè)單位應(yīng)該參照荷載的特性及其分布狀況、體系特征等來(lái)進(jìn)行結(jié)構(gòu)的布置。正常情況下,應(yīng)確保力學(xué)模型清晰,且剛度均勻,注意防止移動(dòng)荷載或大荷載引起較大影響,盡量讓其通過(guò)固定的線路直接傳遞到基礎(chǔ)。柱間抗側(cè)支撐要均勻分布,支撐的形心應(yīng)最大限度的挨近側(cè)向力的作用線,否則還要分析結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)??蚣芙Y(jié)構(gòu)的樓層平面次梁的布置,某些情況下,為滿足各種不同的需求,必須對(duì)荷載的傳遞方向作出調(diào)整。為了減小截面,次梁可沿短向布設(shè),但該措施可能會(huì)增大主梁截面,樓層凈高也會(huì)隨之縮小,頂層邊柱可能因此而承載較大力。
二、多層鋼結(jié)構(gòu)住宅建設(shè)中的主要構(gòu)件設(shè)計(jì)
2.1 柱
鋼結(jié)構(gòu)住宅一般為大開(kāi)間,框架柱在兩個(gè)方向都承受較大的彎矩,所以應(yīng)該考慮強(qiáng)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(qiáng)弱軸慣性矩之比3~l0,勢(shì)必造成材料浪費(fèi)。因此對(duì)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(qiáng)的鋼管柱或方鋼管混凝土柱是適宜的,對(duì)于方鋼管混凝土柱,不僅截面受力合理,同時(shí)可以提高框架的側(cè)向剛度,防火性能好,而且結(jié)構(gòu)破壞時(shí)柱體不會(huì)迅速屈曲破壞。
2.2 樓蓋
在多層輕鋼房屋中,樓蓋結(jié)構(gòu)的選擇至關(guān)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(cè)力結(jié)構(gòu)的空間協(xié)調(diào)作用;另外從抗震角度來(lái)看,還應(yīng)采用相應(yīng)的技術(shù)和構(gòu)造措施減輕樓板自重。常用的樓蓋結(jié)構(gòu)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(shí),還普遍不考慮樓蓋與鋼梁的組合作用,即使設(shè)置抗剪鍵,也偏保守地假設(shè)鋼結(jié)構(gòu)承受全部荷載,這樣不僅增加材料用量和結(jié)構(gòu)自重,反而會(huì)造成強(qiáng)梁弱柱的不利情況。有一6層算例,考慮樓蓋組合作用對(duì)梁剛度以及結(jié)構(gòu)整體剛度的影響。
2.3節(jié)點(diǎn)抗震
框架梁柱節(jié)點(diǎn)一般采用兩種連接方法,根據(jù)“常用設(shè)計(jì)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(jìn)行設(shè)計(jì)。震害表明,這種設(shè)計(jì)不能有效滿足“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱桿件”的抗震要求,在高烈度區(qū)隱患很大。改進(jìn)框架節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì),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(yàn)算公式確定,式中:為基于極限強(qiáng)度最小值的節(jié)點(diǎn)連接最大受彎承載力,全部由局部加大后的翼緣連接承擔(dān):為梁件的全塑性受彎承載力:為基于極限強(qiáng)度最小值的節(jié)點(diǎn)連接最大受剪承載力,僅由腹板的連接承擔(dān);為梁的凈跨;為梁在重力荷載代表值作用下按簡(jiǎn)支梁分析的梁端截面剪力設(shè)計(jì)值。
三、多層鋼結(jié)構(gòu)住宅施工過(guò)程中應(yīng)注意的問(wèn)題
3.1 鋼結(jié)構(gòu)的焊接
施工時(shí)制定的焊接順序:一般采用由平面中心向四周劃擴(kuò)展,采用結(jié)構(gòu)對(duì)稱、節(jié)點(diǎn)對(duì)稱焊,先焊鋼梁、后焊鋼柱;在同一節(jié)點(diǎn)處,采用雙人對(duì)稱焊接方法;同一節(jié)鋼柱的二層粱結(jié)構(gòu)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(kuò)展;同一根梁先焊一端焊縫,等其冷卻后再焊 一端焊縫,嚴(yán)禁兩端同時(shí)焊接,以減少應(yīng)力集中;對(duì)同一梁節(jié)點(diǎn),安裝墊板后采用先焊下翼緣焊縫,再焊上翼緣焊縫。
在整個(gè)鋼結(jié)構(gòu)施工焊接過(guò)程中質(zhì)量控制,嚴(yán)格遵循以下要求:雨天不安排焊工作業(yè);焊接過(guò)程中每一條焊縫的焊渣都要清理干凈,并認(rèn)真檢查焊縫質(zhì)量;焊接完畢后用角向打磨機(jī)將焊縫兩側(cè)各100mm范圍內(nèi)打磨干凈,以便探傷。對(duì)關(guān)鍵部位如挑梁、屋頂梁、鋼柱對(duì)接焊縫100%探傷檢查,其他部位按20%以上探傷檢查,檢測(cè)結(jié)果必須全部符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB11345—1989《鋼焊接手工超聲波探傷和探傷結(jié)果分級(jí)》規(guī)定的Ⅱ級(jí)上質(zhì)量要求,尤其是鋼柱對(duì)接縫、挑粱的焊接的99%以上焊縫焊接質(zhì)量必須達(dá)到I級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。
3.2 鋼結(jié)構(gòu)的除銹與涂裝
除繡和涂裝是保證鋼結(jié)構(gòu)達(dá)到預(yù)期耐久性要求的重要保證,項(xiàng)目施工中制定了嚴(yán)格的施工步驟和質(zhì)量控制措施。
(1)除銹與涂裝質(zhì)量控制。一是構(gòu)件加工及安裝完成后,進(jìn)行全面除銹,及時(shí)進(jìn)行涂裝。二是運(yùn)輸、吊裝過(guò)程中,安排專人隨時(shí)檢查涂裝層,及時(shí)修補(bǔ)損壞處。三是安裝節(jié)點(diǎn)的螺栓和焊縫,經(jīng)檢查安裝質(zhì)量符合要求后,在限定時(shí)間內(nèi)完成除銹和涂層工作。
(2)防繡漆質(zhì)量控制。鋼結(jié)構(gòu)在工廠涂裝二底防繡漆,現(xiàn)場(chǎng)只需對(duì)高強(qiáng)螺栓接頭、焊接接縫、運(yùn)輸?shù)跹b碰撞損傷部位進(jìn)行補(bǔ)涂。
(3)防火涂料質(zhì)量控制?,F(xiàn)場(chǎng)涂裝防火涂料,涂裝前對(duì)涂裝部位表面進(jìn)行清理,按二級(jí)防火標(biāo)準(zhǔn)設(shè)汁要求的涂層厚度和遍數(shù)涂裝施工。
四、結(jié)束語(yǔ)
鋼結(jié)構(gòu)住宅以自重輕、基礎(chǔ)造價(jià)低、施工快、周期短、投資回收快、施工污染環(huán)境少、抗震性能好等綜合優(yōu)勢(shì)而受到各方的重視。在我國(guó)努力建設(shè)節(jié)約型社會(huì)、大力推廣住宅產(chǎn)業(yè)化的形勢(shì)下,鋼結(jié)構(gòu)體系必將成為住宅體系的主流,鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的發(fā)展和應(yīng)用一定會(huì)有廣闊的前景。
參考文獻(xiàn):
【關(guān)鍵詞】多高層建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);特點(diǎn);問(wèn)題
中圖分類號(hào):TU97 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
1、前言
多高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)劣關(guān)系到建筑后期的使用效果和安全性,所以,分析過(guò)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn),并分析需要注意的問(wèn)題,提出設(shè)計(jì)的有效策略極其重要。
2、多高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)
2.1、軸向變形不容忽視
高層建筑中,豎向載荷很大,能在柱中引起較大的軸向變形,對(duì)連續(xù)梁彎矩產(chǎn)生影響,造成連續(xù)梁中間支座處的負(fù)彎矩減小,跨中正彎矩和端支座負(fù)彎矩值增大;此外還會(huì)對(duì)預(yù)測(cè)構(gòu)件的下料長(zhǎng)度產(chǎn)生影響,要求根據(jù)軸向變形計(jì)算值,對(duì)下料長(zhǎng)度進(jìn)行調(diào)整;另外對(duì)構(gòu)件剪力和側(cè)移產(chǎn)生影響,與考慮構(gòu)件豎向變形比較,會(huì)得出偏于不安全的結(jié)果。
2.2、結(jié)構(gòu)延性是重要設(shè)計(jì)指標(biāo)
相對(duì)于底層建筑而言,高層建筑的結(jié)構(gòu)更柔和一些,在地震作用下的變形更大一些。為了使高層建筑結(jié)構(gòu)在進(jìn)入塑性變形階段后仍具有較強(qiáng)的變形能力,避免倒塌,特別需要在構(gòu)造上采取恰當(dāng)?shù)拇胧?,?lái)保證結(jié)構(gòu)具有足夠的延性。
2.3、水平荷載成為決定因素
一方面,因?yàn)楦邔咏ㄖ欠孔灾睾蜆敲媸褂煤奢d在豎構(gòu)件中所引起的軸力和彎矩的數(shù)值,僅與建筑高度的一次方成正比;而水平荷載對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的傾覆力矩以及由此在豎構(gòu)件中引起的軸力,是與樓房高度的兩次方成正比;另一方面,對(duì)某一定高度樓房來(lái)說(shuō),豎向荷載大體上是定值,而作為水平荷載的風(fēng)荷載和地震作用,其數(shù)值是隨結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的不同而有較大幅度變化。
3、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)選型
高層建筑的結(jié)構(gòu)體系作為抵抗來(lái)自垂直和水平方向荷載的傳力途徑,它主要是利用抗側(cè)力體系和相關(guān)的水平構(gòu)件與豎向構(gòu)件將荷載傳到基礎(chǔ)部分。
高層建筑結(jié)構(gòu)體系按照建筑材料可以分為鋼、混凝土組合結(jié)構(gòu),鋼、混凝土混合結(jié)構(gòu),鋼結(jié)構(gòu)。這其中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系因?yàn)槠涑杀镜?、耐火耐久等?yōu)良的性能而廣泛應(yīng)用于各類工程中,但是它本身仍舊存在一些如施工慢、自重大等缺點(diǎn)。而鋼結(jié)構(gòu)體系除了具有施工方便、抗震性能好、強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)外,同時(shí)還有著例如防火性差、成本高等缺點(diǎn)。鋼、混凝土組合結(jié)構(gòu)雖然繼承了二者的優(yōu)點(diǎn),但是其節(jié)點(diǎn)部分的構(gòu)造復(fù)雜,所以并不能被廣泛應(yīng)用。同樣地,鋼、混凝土混合結(jié)構(gòu)一樣結(jié)合了兩者的優(yōu)點(diǎn),但是在兩種材料的連接方面仍舊存在技術(shù)問(wèn)題。高層建筑結(jié)構(gòu)體系常用的有框架、剪力墻結(jié)構(gòu),框架-剪力墻結(jié)構(gòu)。框架結(jié)構(gòu)因?yàn)槭抢弥?、梁等結(jié)構(gòu)來(lái)承重的,所以這種結(jié)構(gòu)體系的側(cè)向位移相對(duì)較大,一般適用于低于50m的建筑。剪力墻結(jié)構(gòu)因?yàn)槭强扛邔咏ㄖ膲w來(lái)承重的,所以這種結(jié)構(gòu)的整體性能相對(duì)較好,不易產(chǎn)生水平方向的變形,一般多應(yīng)用于高層建筑,但是因?yàn)槠湓谄矫嫔系牟贾貌粔蜢`活,所以很少在公共建筑設(shè)計(jì)中使用。而框架-剪力墻組合結(jié)構(gòu)則是結(jié)合了兩者的優(yōu)點(diǎn)、改善了其中的缺點(diǎn),所以被廣泛應(yīng)用于高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中。另外還有筒體結(jié)構(gòu)、框-筒結(jié)構(gòu)等。
4、對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的一些實(shí)例分析
某員工宿舍,建筑共九層,總高33.5米,綜合長(zhǎng)度是85.96米。第一層為員工食堂,從二層到六層為員工的宿舍,七層到九層作為公司高級(jí)員工的住所。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,按七度區(qū)設(shè)防,特征周期是0.35S,地震加速度是0.15進(jìn)行抗震設(shè)計(jì),主體采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土的框架結(jié)構(gòu)。在結(jié)構(gòu)分析時(shí),將整個(gè)的建筑結(jié)構(gòu)主要分成兩個(gè)單元,并且通過(guò)設(shè)縫將單元的長(zhǎng)度均為42.7米。因本工程室內(nèi)的墻體比較多,導(dǎo)致了邊柱與中柱都要承受很大荷載。在建筑的底層柱上應(yīng)用的是C40的混凝土材料,中柱的橫截面積大約在950*1000。在最開(kāi)始試算時(shí),第一個(gè)周期為扭轉(zhuǎn)周期。依照技術(shù)規(guī)程之中所規(guī)定的內(nèi)容:結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主要內(nèi)容的第一自振周期是Tt和平動(dòng)為主第一自振的周期T1的比值,A高度的高層建筑這個(gè)比值不可以大于0.9。在最開(kāi)始的試算之中,Tt和T1的比值,均超過(guò)規(guī)范要求大于0.9,在之后的試算之中。通過(guò)以下措施進(jìn)行調(diào)整。
將底層的角柱橫截面積調(diào)整為850*800,同時(shí)將底層中柱的橫截面積調(diào)整成950*950,底層邊柱的橫截面接調(diào)整成900*950,通過(guò)結(jié)構(gòu)試算,第一個(gè)周期為平動(dòng)周期,且Tt/T1的比值為0.87,滿足規(guī)范要求,使整個(gè)結(jié)構(gòu)順利完成。但是一旦框架柱的橫截面積過(guò)大,就會(huì)對(duì)下面的一些樓層平面在使用功能上有一定的影響,比如房間與衛(wèi)生間的框架柱截面太大,就會(huì)對(duì)使用功能造成一系列影響。對(duì)于此工程來(lái)說(shuō),如果在一些適當(dāng)?shù)奈恢眠M(jìn)行剪力墻的假設(shè),使底層的角柱截面調(diào)整成500*500,而底層中柱和邊住的橫截面積調(diào)整成600*600,并將其進(jìn)行計(jì)算,會(huì)使經(jīng)濟(jì)上的指標(biāo)有一定的提高。
一般在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),普遍都是依照傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)與結(jié)構(gòu)規(guī)范以及建筑任務(wù)書所要求的內(nèi)容,來(lái)將結(jié)構(gòu)的類型確定之后,依照規(guī)范對(duì)于各種橫截面積的大小與位置進(jìn)行確定,而且一般依照實(shí)際的建筑平面以及功能對(duì)建筑構(gòu)件進(jìn)行位置的確定之后,普遍先對(duì)截面與剪力墻的尺寸進(jìn)行確定,之后再實(shí)行復(fù)核的計(jì)算。一旦截面大小不合適或者是構(gòu)件的位置不適當(dāng),就需要進(jìn)行重新的調(diào)整而進(jìn)行釋放的核算,直到取得了合理的構(gòu)件位置與數(shù)量以及截面的大小。這個(gè)過(guò)程之中一般需要進(jìn)行很多的試算與調(diào)整,體現(xiàn)了建筑結(jié)構(gòu)布置合理的重要性質(zhì)。而在此工程剪力墻的實(shí)際布置之中,出現(xiàn)了很多的困難,因?yàn)榻ㄖ矫婀δ芾镆粚拥搅鶎拥母窬质遣幌嗤ǖ亩叵逻€要求有大空間的車庫(kù)與汽車的坡道。在設(shè)計(jì)中不但要滿足于上下的剪力墻能夠?qū)R,還要不影響建筑的功能,通過(guò)多次的試驗(yàn)之后在該剪力墻的布置處理之中應(yīng)用相應(yīng)原則來(lái)處理。
5、設(shè)計(jì)殊問(wèn)題的處理
5.1、框剪結(jié)構(gòu)中剪力墻的數(shù)量與位置
剪力墻的布置應(yīng)本著均勻分散的原則盡量布置在建筑的周邊,并使其剛度中心和質(zhì)量中心盡量重合,可以按底層結(jié)構(gòu)截面面積與樓面面積之比為5%初步確定剪力墻截面厚度與柱截面,通過(guò)初步設(shè)計(jì)調(diào)整截面,使結(jié)構(gòu)分析結(jié)果的周期和位移,控制在合理范圍之內(nèi)。
5.2、豎向剛度變化的處理
為了調(diào)整剛度沿豎向的均勻分布,混凝土墻厚和柱子截面尺寸沿豎向逐漸變小,混凝土強(qiáng)度等級(jí)也應(yīng)由下至上逐漸變小,并相互交錯(cuò)。在結(jié)構(gòu)剛度有明顯變化、受力有可能突變的樓層,如地下室頂板、裙房頂板及裙房過(guò)渡層的上下層樓板、塔樓的大屋面及開(kāi)大洞口的樓層,均將樓板加厚,并雙層配筋,以增加樓板的平面剛度,起到剛性橫隔板的作用。
5.3、鋼骨柱節(jié)點(diǎn)的處理
鋼骨混凝土柱節(jié)點(diǎn)處鋼筋較密,混凝土澆筑困難。設(shè)計(jì)中梁柱縱筋均采用Ⅲ級(jí)(HRB400)鋼筋,以減少鋼筋根數(shù),柱子鋼筋則集中布置在四角,同時(shí)采取寬扁梁方案,縱橫交叉梁選擇不同梁高和梁寬,窄梁縱筋部分(大于1/3)從鋼骨穿過(guò),部分與節(jié)點(diǎn)鋼板焊接。寬梁縱筋部分從鋼骨兩側(cè)繞行,部分與節(jié)點(diǎn)鋼板焊接。
5.4、位移的限值問(wèn)題確定
在高層建筑中,決定其頂點(diǎn)位移的限值因素不僅是數(shù)值大小,還與振動(dòng)頻率密切相關(guān)。一般人對(duì)高層建筑中的振動(dòng)頻率感知是很敏感的,而對(duì)震動(dòng)幅度的大小則相對(duì)較弱,因此只要結(jié)構(gòu)的擺動(dòng)頻率不是過(guò)高就能滿足建筑的應(yīng)用舒適度,對(duì)于為了避免由于結(jié)構(gòu)的變形過(guò)大而產(chǎn)生的層間相對(duì)位移現(xiàn)象,限值在現(xiàn)有的規(guī)范中是較嚴(yán)格的,可以適當(dāng)放松其指標(biāo)規(guī)定。再加上各種計(jì)算程序在算法中的區(qū)別,同一個(gè)結(jié)構(gòu)若采取不同的程序進(jìn)行計(jì)算,那么對(duì)層間位移數(shù)值也會(huì)造成較大差異,最主要原因就是每個(gè)軟件對(duì)“層間位移”的定義各不相同,有些是充分考慮樓層在經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)后其最大角點(diǎn)的位移狀況,有些則單指樓層的形心位移情況。對(duì)于較規(guī)則的高層建筑而言,形心位移是十分重要的,而角點(diǎn)位移則主要反映出結(jié)構(gòu)樓層實(shí)際位移狀況,也是工程師在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題。
6、結(jié)束語(yǔ)
綜上所述,多高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中,要注意設(shè)計(jì)的要點(diǎn)問(wèn)題,同時(shí),設(shè)計(jì)方案必須要科學(xué)合理,要結(jié)合項(xiàng)目工程的實(shí)際情況,重點(diǎn)問(wèn)題要重點(diǎn)分析,展開(kāi)設(shè)計(jì)。
【參考文獻(xiàn)】
關(guān)鍵詞:鋼筋混凝土 多層框架房屋 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題
多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)較為基礎(chǔ)的設(shè)計(jì),也是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中較為重要的一種結(jié)構(gòu)形式的設(shè)計(jì)。本文結(jié)合施工中的各個(gè)方面,針對(duì)建筑鋼筋混凝土多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題展開(kāi)論述。
一、設(shè)計(jì)構(gòu)造方面的問(wèn)題
(1)框架節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)箍筋配置應(yīng)滿足要求對(duì)于規(guī)范中規(guī)定的框架柱箍筋加密區(qū)的箍筋最小體積配箍率的要求,絕大部分設(shè)計(jì)人員都能給予足夠的重視,但對(duì)于《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2001)中規(guī)定的“一、二、三級(jí)框架節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)配箍特征值分別不宜小于0.12、0.10、0.08且體積配箍率分別不宜小于0.6%、0.5%,0.4%?!痹O(shè)計(jì)中經(jīng)常被忽視,尤其是柱軸壓比不大時(shí),常常不滿足要求。這一規(guī)定是保證節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)延性的重要構(gòu)造措施,應(yīng)嚴(yán)格遵守。
(2)底層框架柱箍筋加密區(qū)范圍應(yīng)滿足要求建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2001)中規(guī)定:“底層柱,柱根處箍筋加密區(qū)范圍為不小于柱凈高的1/3”這是新增加的要求,設(shè)計(jì)中應(yīng)重點(diǎn)說(shuō)明
(3)框架梁的縱向配筋率應(yīng)注意《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011一2001)中規(guī)定:“當(dāng)框架梁梁端縱向受拉鋼筋配筋率大于2%時(shí),梁箍筋最小直徑的數(shù)值應(yīng)比表6.3.3中規(guī)定的數(shù)值增大2mm.”在目前設(shè)計(jì)中,這一規(guī)定常被忽視,造成梁端延性不足。
(4)框架梁上部縱筋端部水平錨固長(zhǎng)度應(yīng)滿足要求《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010-2002)中規(guī)定:“框架端節(jié)點(diǎn)處,當(dāng)框架梁上都縱筋水平直線段錨固長(zhǎng)度不足時(shí),應(yīng)伸至柱外邊并向下彎折,彎折前的水平投影長(zhǎng)度不應(yīng)小于0.4LaE.”當(dāng)框架柱截面尺寸小于400×400mm時(shí),應(yīng)注意梁上部縱筋直徑的選擇,否則這一項(xiàng)要求不容易得到保證。
二、結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)
在工程設(shè)計(jì)中,多數(shù)房屋建筑按其抗震設(shè)防分類屬于丙類建筑,如民用住宅、辦公樓及一般工業(yè)建筑等等,其抗震等級(jí)可根據(jù)烈度、結(jié)構(gòu)類型和房屋的高度按《抗震規(guī)范》確定。而電訊、交通、能源、消防和醫(yī)療等類建筑以及大型體育場(chǎng)館、大型零售商場(chǎng)等公共建筑,首先,應(yīng)當(dāng)根據(jù)《建筑抗震設(shè)防分標(biāo)準(zhǔn)》(GB50223-95)確定其中哪些建筑屬于乙類建筑。乙、丙類建筑,地震作用均按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度計(jì)算。對(duì)于乙類建筑,一般情況下,當(dāng)抗震設(shè)防烈度為6~8度時(shí),抗震措施應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防列度提高一度的要求。所謂抗震措施,在這里主要體現(xiàn)為按本地區(qū)設(shè)防烈度提高一度由《抗震規(guī)范》確定其抗震等級(jí)。例如,位于8度地震區(qū)(如北京)的乙類建筑,應(yīng)按9度由《抗震規(guī)范》確定其抗震等級(jí)為一級(jí);當(dāng)8度乙類建筑的高度過(guò)規(guī)定的范圍時(shí),還應(yīng)經(jīng)專門研究,采取比一級(jí)抗震等級(jí)更有效的抗震措施。如北京某大型零售商場(chǎng)和某三級(jí)醫(yī)院的門診樓本屬乙類建筑,但設(shè)計(jì)人員錯(cuò)當(dāng)成丙類建筑來(lái)設(shè)計(jì),使建筑物的抗震能力為降低,不得不對(duì)設(shè)計(jì)計(jì)算做重大修改。
三、地震力的振型組合數(shù)
地震力的振型組合數(shù),對(duì)高層建筑,當(dāng)不考扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)計(jì)算時(shí),至少應(yīng)取3;當(dāng)振型數(shù)多于3時(shí),宜取3的倍數(shù),但不應(yīng)多于層數(shù);當(dāng)房屋層數(shù)≤2時(shí),振型數(shù)可取層數(shù)。對(duì)于不規(guī)則的結(jié)構(gòu),當(dāng)考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)時(shí),對(duì)高層建筑,振型數(shù)應(yīng)取≥9;結(jié)構(gòu)層數(shù)較多或結(jié)構(gòu)剛度突變較大,振型數(shù)應(yīng)多取,如結(jié)構(gòu)有轉(zhuǎn)換層、頂部有小塔樓、多塔結(jié)構(gòu)等,振型數(shù)應(yīng)取≥12或更多,但不能多于房屋層數(shù)的3倍;只有當(dāng)定義彈性樓板,且采用總剛分析,必要時(shí),振型數(shù)才可以取的更多。《抗震規(guī)范》指出,合適的振型個(gè)數(shù)一般可以取振型參與質(zhì)量達(dá)到總質(zhì)量的90%所需的振型數(shù)。SATWE等電算程序已有這種功能,可以很方便地輸出這種參與質(zhì)量的比值。有些設(shè)計(jì)人員不大重視電算程序使用手冊(cè)的應(yīng)用,選取振型數(shù)時(shí)比較隨意,這是應(yīng)當(dāng)改進(jìn)。此外,由耦聯(lián)計(jì)算的地震剪力通常小于非耦聯(lián)計(jì)算,僅當(dāng)結(jié)構(gòu)存在明顯示扭轉(zhuǎn)時(shí)才采用耦聯(lián)計(jì)算,但在必要時(shí)應(yīng)補(bǔ)充非耦聯(lián)計(jì)算。
四、結(jié)構(gòu)周期折減系數(shù)
框架結(jié)構(gòu)及框架――抗震墻等結(jié)構(gòu),由于填充墻的存在,使結(jié)構(gòu)的實(shí)際剛度大于計(jì)算剛度,計(jì)算周期大于實(shí)際周期,因此,算出的地震剪力偏小,使結(jié)構(gòu)偏于不安全,因而對(duì)結(jié)構(gòu)的計(jì)算周期進(jìn)行折減是必要的,但對(duì)框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算周期不折減或折減系數(shù)取得過(guò)大都是不妥當(dāng)?shù)?。?duì)框架結(jié)構(gòu),采用砌體填充墻時(shí),周期折減系數(shù)可取0.6~0.7;砌體填充墻較少或采用輕質(zhì)砌塊時(shí),可取0.7~0.8;完全采用輕質(zhì)墻體板材時(shí),可取0.9。只有無(wú)墻的純框架,計(jì)算周期才可以不折減。
五、框架梁、柱箍筋間距
《抗震規(guī)范》第6.3.3條及6.3.8條對(duì)不同抗震等級(jí)的框架梁、柱箍筋加密區(qū)的最小箍筋直徑和最大箍筋間距做了了明確規(guī)定。根據(jù)這些規(guī)定,工程習(xí)慣上常取梁、柱箍筋加密區(qū)最大間距為100mm,非加密區(qū)箍筋最大間距為200mm。電算程序總信息中通常也內(nèi)定梁、柱箍筋加密區(qū)間距為100mm,并以此為依據(jù)計(jì)算出加密區(qū)箍筋面積,由設(shè)計(jì)人員要據(jù)規(guī)范確定箍筋直徑和肢數(shù)。架梁的跨中部位有次梁或有較大的其他集中荷載作用卻僅配兩肢箍筋時(shí),多數(shù)情況下,非加密區(qū)箍筋間距采用200mm會(huì)使梁的非加密區(qū)配箍不足,因此建議程序內(nèi)定梁箍筋改為取梁的非加密區(qū)間距200mm。這樣,既可保證梁非加密區(qū)的抗剪承載力,又可適當(dāng)增加梁端箍筋加密區(qū)(箍筋間距為100mm)的抗剪能力,梁的強(qiáng)剪性能更能充分體現(xiàn)。當(dāng)框架梁由于種種原因縱向鋼筋超筋時(shí),梁端適當(dāng)加大抗剪承載力對(duì)結(jié)構(gòu)抗震非常有利。這也是為什么當(dāng)梁端縱向受拉鋼筋配筋率大2%時(shí),規(guī)范規(guī)定梁的箍筋直徑應(yīng)比最小構(gòu)造直徑增大2mm的原因。對(duì)于框架柱,當(dāng)框架內(nèi)定柱加密區(qū)箍筋間距為100mm時(shí),在某些情況下,亦可能因非加密區(qū)箍筋間距采用200mm引起配箍不足。因此,我們也建議程序內(nèi)定柱的箍筋間距改為取柱的非加密區(qū)的箍筋間距200mm。這里需要指出的是,梁、柱箍筋非加密區(qū)配箍驗(yàn)算時(shí)可不考慮強(qiáng)剪弱彎的要求,即剪力設(shè)計(jì)值取加密區(qū)終點(diǎn)處外側(cè)的組合剪力設(shè)計(jì)值,并且不乘以剪力增大系數(shù)。
六、柱部分
(1)地上為圓柱時(shí),地下部分應(yīng)改為方柱,方便施工。圓柱縱筋根數(shù)最少為8根,箍筋用螺旋箍,并注明端部應(yīng)有一圈半的水平段。方柱箍筋應(yīng)使用井字箍,并按規(guī)范加密。角柱、樓梯間柱應(yīng)增大縱筋并全柱高加密箍筋。幼兒園不宜用方柱。
(2)原則上柱的縱筋宜大直徑大間距,但間距不宜大于200。
(3)柱內(nèi)埋管,由于梁的縱筋錨入柱內(nèi),一般情況下僅在柱的四角才有條件埋設(shè)較粗的管。管截面面積占柱截面4%以下時(shí),可不必驗(yàn)算。柱內(nèi)不得穿暖氣管。
(3)柱斷面不宜小于450×450,混凝土不宜小于C25,否則梁縱筋錨入柱內(nèi)的水平段不容易滿足0.45La的要求,不滿足時(shí)應(yīng)加橫筋;否則在梁柱節(jié)點(diǎn)處鋼筋太密,混凝土澆筑困難。異型柱結(jié)構(gòu),梁縱筋一排根數(shù)不宜過(guò)多,柱端部縱筋不宜過(guò)密,否則節(jié)點(diǎn)混凝土澆筑困難。當(dāng)有部分矩形柱部分異型柱時(shí),應(yīng)注意異型柱的剛度要和矩形柱相接近,不要相差太大。
(4)柱應(yīng)盡量采用高強(qiáng)度混凝土來(lái)滿足軸壓比的限制,減小斷面尺寸。
(5)盡量避免短柱,短柱箍筋應(yīng)全高加密,短柱縱筋不宜過(guò)大。
(6)考慮到豎向地震作用,柱子的軸壓比及配筋宜留有余地。
關(guān)鍵詞:多層砌體;房屋結(jié)構(gòu);結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
砌體結(jié)構(gòu)是一種脆性材料,使用其砌成的結(jié)構(gòu)也是比較脆弱的,尤其是在遭受地震作用時(shí),可能比較容易坍塌。但是由于多層砌體房屋的造價(jià)低、施工期比較短等,在我國(guó)的中小城市和農(nóng)村地區(qū)還有著廣泛的使用。因此,我們必須高度重視其設(shè)計(jì)。
一、多層砌體房屋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)
(一)嚴(yán)格控制房屋層數(shù)和高度
調(diào)查表明,房屋的層數(shù)越多,高度越高,則在遭受地震時(shí),其損失的程度也就越大。因此,要嚴(yán)格控制房屋的層數(shù),嚴(yán)格控制房屋的高度,對(duì)于醫(yī)院和學(xué)校教學(xué)樓等多層砌體房屋結(jié)構(gòu),其高度應(yīng)比規(guī)定的低3m。
(二)嚴(yán)格控制房屋層高和橫墻間距
如果多層砌體房屋的建材是普通磚、小砌塊或者多孔磚,則其層高不能超過(guò)3.6m。在同等的條件下,降低房屋的層高,可以提高房屋的整體性能,從而有利于房屋的抗震。
眾所周知,房屋的抗震能力取決于房屋結(jié)構(gòu)的整體剛度和穩(wěn)定性。通常而言,房屋的橫向尺寸應(yīng)小于縱向的尺寸,但如果情況相反,加上橫墻的間距比較大,則房屋的剛度也就比較下,容易遭到破壞。
(三)科學(xué)合理布局房屋結(jié)構(gòu)
房屋的平面布置應(yīng)遵循簡(jiǎn)單、規(guī)則和對(duì)稱的原則,且應(yīng)有較好的整體性。而結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度變化應(yīng)均勻,其自上而下逐漸增加。因此,房屋平面布置要避免不規(guī)則。
另外,要嚴(yán)格控制墻段的開(kāi)動(dòng)率,從而提高房屋的整體剛度。房屋不宜設(shè)計(jì)的太薄,而太薄易容易影響其抗震性能。
(四)選擇最優(yōu)的房屋建筑場(chǎng)地
房屋建筑場(chǎng)地的選擇應(yīng)該避開(kāi)地基不穩(wěn)定、承載能力差和地基不均勻的地段,因?yàn)檫@些因素均會(huì)影響房屋建筑的質(zhì)量,甚至可以對(duì)房屋建筑的安全產(chǎn)生嚴(yán)重的威脅。
房屋建筑場(chǎng)地的選擇有一定的原則:第一,地基必須具有很強(qiáng)的穩(wěn)定性,避開(kāi)地震發(fā)生時(shí)地基可能失效的松軟場(chǎng)地;就是說(shuō),應(yīng)當(dāng)選擇基巖或者干燥密實(shí)的土層作為房屋地基;其次,應(yīng)避開(kāi)填土層、松散砂層以及淤泥層、古河道等不良地段。
(五)科學(xué)合理確定房屋結(jié)構(gòu)體系
多層砌體房屋結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)采用橫墻承重或者是縱墻共同承重的房屋結(jié)構(gòu)體系。其中,縱橫墻的布置必須達(dá)到對(duì)稱和均勻的要求,且沿著平面內(nèi)對(duì)齊,上下之間應(yīng)連續(xù)。
此外,還應(yīng)當(dāng)按照相關(guān)的要求來(lái)合理設(shè)置房屋的沉降縫、伸縮縫和防震縫等??偠灾?,不管在平面上,還是在立面上,房屋結(jié)構(gòu)的布置應(yīng)當(dāng)力求使尺寸、剛度以及質(zhì)量、延展性等均勻和對(duì)稱,避免突然發(fā)生變化。對(duì)于現(xiàn)澆的混凝土樓,其應(yīng)有較好的傳遞水平力。
二、多層砌體房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題
(一)基礎(chǔ)方案不合理
當(dāng)前,多層砌體房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的地基處理方法不合理,處理的深度、范圍和效果等均無(wú)法滿足設(shè)計(jì)要求?;A(chǔ)類型的選擇和不合適,不能與基礎(chǔ)上部的結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)一致,共同發(fā)揮應(yīng)有的作用。
此外,基礎(chǔ)的剛度也達(dá)不到要求,基礎(chǔ)面積偏小,無(wú)法較好地調(diào)整地基的不均勻沉降,也無(wú)法有效控制沉降量。
(二)地質(zhì)勘察工作不嚴(yán)密
地質(zhì)勘察不詳細(xì)主要表現(xiàn)在鉆孔的位置不恰當(dāng)、鉆孔的數(shù)量不足等,以及鉆孔的深度達(dá)不到要求等,也沒(méi)能對(duì)房屋地基現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地的勘察,從而影響設(shè)計(jì)人員的房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),使其無(wú)法做出正確的判斷。有時(shí),勘察人員圖省事,借用臨近房屋的地質(zhì)勘察資料,進(jìn)而出現(xiàn)不小的設(shè)計(jì)問(wèn)題。
(三)結(jié)構(gòu)的計(jì)算不準(zhǔn)確
多層砌體房屋結(jié)構(gòu)計(jì)算不準(zhǔn)確主要表現(xiàn)在存在少算和漏算結(jié)構(gòu)荷載的情況;承載力的計(jì)算不完整,雖進(jìn)行了總承載力的計(jì)算,但墻體的高厚比和局部承壓計(jì)算卻遭到忽略,從而使墻體的承載力達(dá)不到相關(guān)的設(shè)計(jì)要求。
(四)設(shè)計(jì)說(shuō)明不詳細(xì)
房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不詳細(xì)主要是指設(shè)計(jì)說(shuō)明不完整或者不清楚,在大多數(shù)情況下,房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說(shuō)明雖然對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的有關(guān)事項(xiàng)進(jìn)行了較為詳細(xì)的說(shuō)明,但是對(duì)于房屋建設(shè)的施工工藝、施工程序和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn),以及專業(yè)配合過(guò)程中應(yīng)注意的事項(xiàng)均沒(méi)有做出必要的說(shuō)明,從而導(dǎo)致施工過(guò)程中的隨意性較大,進(jìn)而影響房屋施工作業(yè)的質(zhì)量。
(五)構(gòu)造措施不完善
房屋構(gòu)造柱和圈梁的設(shè)置不妥當(dāng),墻體缺少必要的拉結(jié)筋,在采用預(yù)應(yīng)力多孔板時(shí),梁與板、板與板之間缺少必要的拉結(jié),從而導(dǎo)致房屋結(jié)構(gòu)的整體性不佳。
結(jié)語(yǔ):
當(dāng)前,在中小城市和廣大的農(nóng)村地區(qū),多層砌體房屋建筑仍然被廣泛采用。但是這一房屋結(jié)構(gòu)存在著比較明顯的缺點(diǎn),也就是其脆弱性比較強(qiáng),因此其抗震性能很差。這就要求在設(shè)計(jì)時(shí),盡可能克服這一缺點(diǎn)。在本文中,筆者結(jié)合自身的工作實(shí)際,分析探討了多層砌體房屋的設(shè)計(jì)要點(diǎn),以及其中存在的問(wèn)題。
參考文獻(xiàn):
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[關(guān)鍵詞]地震;抗震設(shè)計(jì);建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);實(shí)證探討
文章編號(hào):2095-4085(2015)07-0059-02
為了保證工程建設(shè)的施工質(zhì)量與建設(shè)的速度,最大程度的降低地震這種自然災(zāi)害對(duì)于建筑物的破壞,在建筑項(xiàng)目開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)階段,應(yīng)重視抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)并將其放在一個(gè)十分重要的位置上。從建筑結(jié)構(gòu)人手,逐步探究抗震設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用,有助于幫助我們更好的改進(jìn)現(xiàn)有的抗震設(shè)計(jì),對(duì)于提升建筑物自身的抗震性能,增強(qiáng)其使用性有著重大的現(xiàn)實(shí)意義。
1.抗震設(shè)計(jì)的發(fā)展現(xiàn)狀
隨著城市化的進(jìn)行,多層建筑物數(shù)量的增多,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)受到越來(lái)越多的青睞,我國(guó)抗震設(shè)計(jì)雖然取得了一些進(jìn)步,但是仍然缺乏必要的理論支持與實(shí)踐借鑒,發(fā)展的速度較為緩慢。
我國(guó)建筑行業(yè)在進(jìn)行抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工時(shí),較為普遍的采用框架與砌體兩種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。這兩種建筑設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)雖然在一定程度上能夠滿足建筑抗震性的功能需求,但是其自身依舊存在著一些不足??蚣茉O(shè)計(jì)針對(duì)地震發(fā)生時(shí),建筑物承受橫向破壞力的情況,加強(qiáng)了建筑物橫向上的抗震性,增強(qiáng)了其在抗震性能,但是框架設(shè)計(jì)也對(duì)建筑物本身的結(jié)構(gòu)造成了一些不必要的影響,致使建筑物的某些結(jié)構(gòu)與功能發(fā)生變化,使得建筑物豎直方向上的抗震性能受到削弱,形成一個(gè)薄弱區(qū)域,從而影響建筑物的實(shí)際抗震效果,建筑物整體的抗震性得不到最為充分的發(fā)揮。在進(jìn)行防震框架設(shè)計(jì)時(shí),建筑開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)人員很難根據(jù)實(shí)際建筑需要進(jìn)行防震框架的模擬,這就造成了框架設(shè)計(jì)抗震性能的模糊性與不確定性,開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)者很難明確使用框架結(jié)構(gòu)的建筑物的抗震能力,無(wú)法科學(xué)而全面的對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能進(jìn)行評(píng)估,導(dǎo)致框架設(shè)計(jì)在抗震結(jié)構(gòu)中很難得到廣泛的應(yīng)用。加之框架設(shè)計(jì)為了增強(qiáng)建筑主體結(jié)構(gòu)的抗震性,在建筑物項(xiàng)目施工建設(shè)中普遍采用填充墻這種建筑結(jié)構(gòu),但是填充墻自身在地震發(fā)生時(shí)就是一種安全隱患,地震時(shí)所引發(fā)的豎直方向上的震動(dòng),極易導(dǎo)致填充墻的倒塌,極易給人們的生命財(cái)產(chǎn)帶來(lái)?yè)p失。因此要加強(qiáng)對(duì)填充墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與質(zhì)量監(jiān)督,保證其質(zhì)量,同時(shí)在竣工驗(yàn)收之后,要對(duì)填充墻進(jìn)行定期的檢查與維護(hù),保證其一直處于良好的狀態(tài),保證其抗震性得到最大程度的發(fā)揮。
隨著城市化進(jìn)程的不斷加快,多層建筑逐漸興起,成為城市建筑的主流。多層建筑在滿足城市發(fā)展需要的同時(shí),也給建筑物的抗震性能帶來(lái)了一定的困擾,形成一定的抗震隱患。多層建筑的大空間與砌體之間逐漸形成一種矛盾,即建筑物主體內(nèi)存在的巨大空間很難依靠砌體結(jié)構(gòu)滿足抗震性的需求,當(dāng)代人在選擇居住環(huán)境或者居住環(huán)境時(shí),更傾向于選擇大空間,為了滿足這種需求,建筑項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)者更多是采取降低墻體厚度的方式,相對(duì)性的增加建筑物的主體空間。這雖然滿足了人們的消費(fèi)需求,但是無(wú)法滿足建筑物的抗震要求,所以在進(jìn)行砌體設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該對(duì)空間大小與墻體厚度之間的比例關(guān)系進(jìn)行全面的考量,科學(xué)的協(xié)調(diào)好二者之間的關(guān)系,在滿足建筑物功能的同時(shí),增強(qiáng)建筑物的抗震性。
2.增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震設(shè)計(jì)的方法途徑
對(duì)建筑結(jié)構(gòu)中抗震設(shè)計(jì)的提高與增強(qiáng)是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程,在這一過(guò)程中需要我們?cè)谙嚓P(guān)理論的指導(dǎo)下,進(jìn)行正確的探討,從而增強(qiáng)抗震設(shè)計(jì)的安全性,提高建筑物的抗震性能。這一目的的實(shí)現(xiàn)就需要我們從框架與砌體兩種結(jié)構(gòu)出發(fā),進(jìn)行合理高效的設(shè)置。
2.1框架設(shè)計(jì)
建筑項(xiàng)目的規(guī)劃設(shè)計(jì)人員在建設(shè)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)階段要根據(jù)建筑物主體構(gòu)建布局進(jìn)行全面的考量與綜合的判斷,從而使得抗震性設(shè)計(jì)能夠夠好的滿足建筑開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的實(shí)際需要,同時(shí)加強(qiáng)對(duì)建筑物自身剛性重要程度的認(rèn)識(shí),將建筑物的形變量有效地控制在合理的范圍之內(nèi),保證建筑物在地震過(guò)程中能夠承受較大的形變力量,從根本上提高建筑物主體的抗震能力與效果。在建筑物結(jié)構(gòu)中建筑物的抗震性能扮演著重要角色,發(fā)揮著一定的作用,因此建筑項(xiàng)目的施工建設(shè)者需要對(duì)建筑物的非結(jié)構(gòu)性構(gòu)建進(jìn)行科學(xué)的評(píng)估,以保證非結(jié)構(gòu)建筑構(gòu)件的抗震性能的發(fā)揮。為了達(dá)到這一目的,最大限度的提升框架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,在進(jìn)行框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工的過(guò)程中必須要將保塑性鉸安置在框架梁的首端,以此來(lái)加強(qiáng)框架設(shè)計(jì)對(duì)于地震發(fā)生時(shí)豎直方向上作用力對(duì)建筑物的破壞。為了提升建筑物中填充墻的穩(wěn)定性,減少因填充墻的損害降低建筑物主體抗震性能,因此當(dāng)相關(guān)的設(shè)計(jì)與施工人員在進(jìn)行填充墻設(shè)計(jì)和施工的時(shí)候一定要加強(qiáng)填充墻的墻體質(zhì)量,最大限度的降低填充墻在地震中出現(xiàn)裂縫的可能性,同時(shí)按照科學(xué)的周期,對(duì)填充墻進(jìn)行定期的檢修與維護(hù),保證填充墻一直處于一種良好的狀態(tài)。
2.2砌體設(shè)計(jì)
墻體厚度作為墻體剛性與延展性的重要載體,其對(duì)建筑物的抗震性產(chǎn)生了極為重大的影響,通過(guò)對(duì)墻體厚度的科學(xué)合理設(shè)計(jì)能夠極大的提升建筑物的穩(wěn)定性,從而能夠提升建筑物的抗震性能。例如在地震多發(fā)地帶開(kāi)展建筑開(kāi)發(fā)項(xiàng)目時(shí),就需要建筑項(xiàng)目的設(shè)計(jì)者與施工者在設(shè)計(jì)與施工階段對(duì)墻體的厚度進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑黾樱谶M(jìn)行多層建筑的設(shè)計(jì)施工的過(guò)程之中,開(kāi)發(fā)建設(shè)單位不能只是一味的強(qiáng)調(diào)提升建筑物的高度,還需要充分的考慮到多層建筑的穩(wěn)定性與安全性。為了加強(qiáng)建筑物主體的抗震能力降低地震對(duì)建筑物與人員的傷害,更好的保護(hù)人身與財(cái)產(chǎn)安全。在進(jìn)行建設(shè)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)要在國(guó)家相關(guān)法律與法規(guī)的指導(dǎo)下進(jìn)行建筑物抗震性能的設(shè)計(jì)與施工,確保建筑物的設(shè)計(jì)與施工能夠符合國(guó)家性的技術(shù)要求。
3.結(jié)語(yǔ)
總之,建筑物的抗震性設(shè)計(jì)應(yīng)引起重視,使其設(shè)計(jì)與技術(shù)進(jìn)一步提高,以確保人們的安全。在建筑開(kāi)發(fā)項(xiàng)目設(shè)計(jì)與施工的各個(gè)具體環(huán)節(jié)之中,相關(guān)部門也要根據(jù)自身的職責(zé)做好相應(yīng)的工作,確保建筑物的工程質(zhì)量與抗震性能,監(jiān)理單位更應(yīng)該嚴(yán)格地做好監(jiān)理的工作,而勘察單位就應(yīng)該如實(shí)出具勘察報(bào)告,從而確保房屋建筑的安全性。
參考文獻(xiàn):