發(fā)布時(shí)間：2023-08-17 17:50:29
序言：寫(xiě)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篇的多層住宅結(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：建筑設(shè)計(jì)；多層結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1 引言
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是整個(gè)建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中的一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，對(duì)整個(gè)建筑物的外觀效果、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定起著至關(guān)重要的作用。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要?jiǎng)?wù)實(shí)，任何一個(gè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)都必須要協(xié)調(diào)好結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。多層鋼結(jié)構(gòu)住宅是結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)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(jié)構(gòu)，鋼材強(qiáng)度高，房屋自重輕，因此較容易實(shí)現(xiàn)大，靈活分隔的建筑設(shè)計(jì)理念，實(shí)現(xiàn)居住空間在空間和時(shí)間上的可變性。不過(guò)，在國(guó)內(nèi)對(duì)多層鋼結(jié)構(gòu)大住宅的研究力度還不夠。
2 多層鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)
2.1多層鋼結(jié)構(gòu)住宅的結(jié)構(gòu)布置
多層住宅鋼結(jié)構(gòu)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(wú)法設(shè)置支撐的建筑物。由于結(jié)構(gòu)采用型鋼，故其成為施工速度最快的一種結(jié)構(gòu)形式，采用該種結(jié)構(gòu)體系的鋼結(jié)構(gòu)住宅，柱網(wǎng)分布有大跨度和小開(kāi)間密柱式兩類。
(l)應(yīng)用于住宅的大跨度結(jié)構(gòu)，合理利用鋼結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)，充分發(fā)揮鋼材作用，建筑空間開(kāi)敞，平面布置靈活，空間可變性較強(qiáng)，但結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸隨柱網(wǎng)增大而增大。受梁柱體系高跨比的限制，隨跨度的增大，結(jié)構(gòu)鋼梁的高度也隨之增大，通常結(jié)構(gòu)鋼梁高跨比為1: (15~20)。從結(jié)構(gòu)受力分析的合理性和經(jīng)濟(jì)性兩方面考慮，用于住宅的大跨度鋼結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)以6.0~7.2m為宜。此時(shí)結(jié)構(gòu)梁高約300~500mm，按層高2.8m考慮，立面開(kāi)窗高度能達(dá)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(jié)構(gòu)柱網(wǎng)(類似于排架結(jié)構(gòu))的情況，但通常進(jìn)深方向?yàn)殚L(zhǎng)跨距，從經(jīng)濟(jì)方面考慮，開(kāi)間方向即使在層高增大的情況下也不宜過(guò)大。
(2)當(dāng)建筑設(shè)計(jì)方案為每一開(kāi)間均設(shè)有柱時(shí)，可采用小開(kāi)間密柱式布置，一般柱距為3~5m，此結(jié)構(gòu)類型因跨度小，梁、柱斷面都相對(duì)減小，在立面開(kāi)窗、開(kāi)門(mén)上有較大自由度，由于跨度小，結(jié)構(gòu)梁柱斷面和相應(yīng)的樓板厚度均減小，可減小結(jié)構(gòu)自重，是較為經(jīng)濟(jì)的方法。但住宅空間布局受限制較大，難以形成開(kāi)敞的大空間，建筑空間的可變性仍較弱。
工程抗震經(jīng)驗(yàn)表明，不規(guī)則建筑結(jié)構(gòu)體型對(duì)結(jié)構(gòu)抗震不利，甚至?xí)斐山ㄖ锏膰?yán)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)體型宜力求規(guī)則和對(duì)稱。
2.2 連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)
鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)連接是保證鋼結(jié)構(gòu)安全的重要部位，對(duì)結(jié)構(gòu)受力有著重要影響，是整個(gè)設(shè)計(jì)工作的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。地震災(zāi)害記錄表明，許多鋼結(jié)構(gòu)都是由于節(jié)點(diǎn)首先破壞而導(dǎo)致建筑物整體破壞的，因此節(jié)點(diǎn)必須具有良好的抗震性能，能滿足各種不同高度的鋼結(jié)構(gòu)體系相應(yīng)的強(qiáng)度、剛度和延性要求，以確保安全可靠。節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)一般要求遵循以下原則：(l)節(jié)點(diǎn)受力要力求傳力直接簡(jiǎn)單和明確，使計(jì)算分析與節(jié)點(diǎn)的實(shí)際受力情況相一致;(2)保證節(jié)點(diǎn)連接有足夠的強(qiáng)度和良好的延性;(3)構(gòu)件的拼接按等強(qiáng)度原則設(shè)計(jì)，即拼接件應(yīng)能傳遞斷面的最大承載力;(4)盡量簡(jiǎn)化節(jié)點(diǎn)構(gòu)造，以便于加工和安裝時(shí)容易就位調(diào)整。
多層住宅鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)主要包括梁與梁的拼接節(jié)點(diǎn)、柱與柱的拼接節(jié)點(diǎn)、梁與柱的連接節(jié)點(diǎn)、支撐與梁柱的連接構(gòu)造、柱腳的連接節(jié)點(diǎn)等。連接節(jié)點(diǎn)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(qiáng)度螺栓連接，焊接連接節(jié)點(diǎn)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(yīng)與被連接金屬材質(zhì)適應(yīng)。焊接設(shè)計(jì)中不得任意加大焊縫，焊縫重心應(yīng)盡量與被連接構(gòu)件重心接近。高強(qiáng)螺栓連接常用8.8s和10.9s兩個(gè)強(qiáng)度等級(jí)，根據(jù)受力特點(diǎn)分為承壓型和摩擦型，高強(qiáng)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(shè)計(jì)中應(yīng)慎重使用。連接板一般采用與母材強(qiáng)度等級(jí)相同的鋼材，在同一節(jié)點(diǎn)中，采用同一直徑和同一性能等級(jí)的高強(qiáng)度螺栓，并進(jìn)行節(jié)點(diǎn)連接的承載力驗(yàn)算。
3 多層鋼結(jié)構(gòu)住宅結(jié)構(gòu)體系選型
鋼結(jié)構(gòu)體系的型式有多種，但應(yīng)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(cuò)列桁架鋼結(jié)構(gòu)等。根據(jù)已建的鋼結(jié)構(gòu)住宅工程 對(duì)鋼結(jié)構(gòu)住宅的結(jié)構(gòu)體系做一個(gè)簡(jiǎn)單的定性比較，見(jiàn)表1。根據(jù)表1多層鋼結(jié)構(gòu)住宅結(jié)構(gòu)體系比較分析，可以明確地得出各鋼結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)缺點(diǎn)。從表1可知，錯(cuò)列桁架鋼結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性高，開(kāi)間大及跨度大，比較適于作為多層鋼結(jié)構(gòu)住宅的結(jié)構(gòu)體系，建筑設(shè)計(jì)應(yīng)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)交互設(shè)計(jì)，以避免桁架對(duì)建筑平面設(shè)計(jì)的影響。
表1 多層鋼結(jié)構(gòu)住宅結(jié)構(gòu)體系性能比較
4 鋼結(jié)構(gòu)住宅樓蓋結(jié)構(gòu)分析
樓板的合理選擇關(guān)系到整個(gè)結(jié)構(gòu)的安全性、經(jīng)濟(jì)性，降低樓板的造價(jià)和減輕自重對(duì)整個(gè)建筑物至關(guān)重要。目前鋼結(jié)構(gòu)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(yù)應(yīng)力空心板疊合樓板。通過(guò)表格對(duì)上述三種樓蓋進(jìn)行綜合比較，見(jiàn)表2。
表2 多層鋼結(jié)構(gòu)住宅常用樓板類型綜合比較
由表2可知 預(yù)應(yīng)力空心板疊合樓板比較適于作為鋼結(jié)構(gòu)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(jià)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(jié)構(gòu)住宅結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)
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(jié)構(gòu)形式和鋼結(jié)構(gòu)形式，采用90mm厚現(xiàn)澆鋼筋混凝上樓板。在一個(gè)住宅單元中，進(jìn)深尺寸較大，除樓梯問(wèn)、廚房、衛(wèi)生間相對(duì)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(jié)構(gòu)計(jì)算主要采用符合國(guó)內(nèi)規(guī)范和規(guī)程要求的TBSA和PKPM系列軟件進(jìn)行計(jì)算分析。設(shè)計(jì)方案應(yīng)滿足各種結(jié)構(gòu)類型設(shè)計(jì)規(guī)范和規(guī)程的要求，包括結(jié)構(gòu)方案、構(gòu)件選型、材料選擇、施工方案等，同時(shí)還考慮安全適用性和經(jīng)濟(jì)合理性等。
(l)材料、型號(hào)和級(jí)別
對(duì)于鋼筋混凝上結(jié)構(gòu)，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(jí)鋼，其它為I級(jí)鋼;墻體采用灰砂磚砌筑。對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)，柱和梁均采用熱軋H型鋼，其余與鋼筋混凝上結(jié)構(gòu)相同(稱為鋼結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)相同(稱為鋼結(jié)構(gòu)②)。
(2)荷載取值
風(fēng)荷載取值為:基本風(fēng)壓0.45kN/m2，地面粗糙度為B;地震烈度為7度，場(chǎng)地類型為二類。對(duì)于墻體采用ALC板的鋼結(jié)構(gòu)，其墻體和攔河荷載標(biāo)準(zhǔn)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(mén)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(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2001)取值。
(3)結(jié)構(gòu)布置
采用鋼結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)層結(jié)構(gòu)平面布置如圖1所示。
標(biāo)準(zhǔn)層鋼結(jié)構(gòu)平面布置圖
5.2 結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)
結(jié)構(gòu)體系：根據(jù)上文分析及工程概況，該工程選擇交錯(cuò)桁架鋼結(jié)構(gòu)和鋼框架結(jié)構(gòu)體系。靈活分隔部分采用錯(cuò)列桁架鋼結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)利用柱子、平面桁架和樓板組成空間抗側(cè)力體系，具有住宅布置靈活、結(jié)構(gòu)自重輕和造價(jià)低的特點(diǎn)。是一種經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、高效的新型結(jié)構(gòu)體系：固定部分(廚房、衛(wèi)生間和樓梯間)采用鋼框架結(jié)構(gòu)。桁架腹桿采用混合型桁架，這種桁架的抗側(cè)性能優(yōu)于空腹桁架，抗震性能優(yōu)于實(shí)腹桁架。
結(jié)構(gòu)布置：住宅的開(kāi)間和進(jìn)深較大，由上文分析并綜合比較而選用預(yù)制預(yù)應(yīng)力空心板疊合樓板。采用預(yù)制預(yù)應(yīng)力空心板疊合板后結(jié)構(gòu)布置采用簡(jiǎn)單梁格方式，取消用鋼量較大的次梁。簡(jiǎn)單梁格布置不僅可以降低結(jié)構(gòu)用鋼量，而且可以增大建筑有效凈空并取消吊頂。預(yù)制預(yù)應(yīng)力空心板疊合板通過(guò)與鋼梁組合作用(布置栓釘和后澆疊合層)進(jìn)一步降低結(jié)構(gòu)用鋼量。疊合板總厚度為200mm 其中預(yù)制預(yù)應(yīng)力空心板厚度150mm，現(xiàn)澆疊合層厚50mm。
構(gòu)件設(shè)計(jì)：交錯(cuò)桁架結(jié)構(gòu)中多數(shù)構(gòu)件的內(nèi)力以軸力為主，而且體系的抗側(cè)剛度很大 一般以強(qiáng)度或穩(wěn)定設(shè)計(jì)來(lái)控制構(gòu)件截面，比較適合采用高強(qiáng)度鋼材，因此該工程梁、柱、弦桿、腹桿均采用Q345鋼。交錯(cuò)桁架結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)分析：計(jì)算結(jié)果表明，水平荷載作用參與組合的工況對(duì)設(shè)計(jì)起控制作用。構(gòu)件強(qiáng)度和穩(wěn)定應(yīng)力比控制在0．90以內(nèi)。結(jié)構(gòu)彈性層間位移角按照《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》和《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》的相關(guān)規(guī)定來(lái)控制。結(jié)構(gòu)分析結(jié)果見(jiàn)表3。
表3結(jié)構(gòu)分析結(jié)果
節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)：交錯(cuò)桁架體系采用混合型時(shí)，橫向荷載的作用將通過(guò)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(shè)計(jì)。此時(shí)，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(shè)計(jì)，而腹桿與弦桿的節(jié)點(diǎn)按鉸接設(shè)計(jì)，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(jié)構(gòu)的延性和增加耗能儲(chǔ)備。鋼框架結(jié)構(gòu)的梁柱節(jié)點(diǎn)全部為剛節(jié)點(diǎn)，可有效增加結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度。
5.2 簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)
在滿足各項(xiàng)設(shè)計(jì)指標(biāo)的前提下，各構(gòu)件用鋼量見(jiàn)表4 設(shè)計(jì)方案總用鋼量為95．55t(不包括樓板及基礎(chǔ))，單位面積用鋼量為31．8kg／m2。采用鋼管混凝土柱交錯(cuò)桁架結(jié)構(gòu)?？梢燥@著降低結(jié)構(gòu)的用鋼量，比其他鋼結(jié)構(gòu)住宅結(jié)構(gòu)體系經(jīng)濟(jì)。
表4 構(gòu)件用鋼量
6 結(jié)束語(yǔ)
【關(guān)鍵詞】多層框架；住宅結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)；分析
當(dāng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員進(jìn)行多層框架房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)侯，不僅需熟悉設(shè)計(jì)規(guī)范，還要根據(jù)自己積累的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)結(jié)合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算的結(jié)果來(lái)選擇適合的結(jié)構(gòu)體系。在多層框架住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中對(duì)于截面、柱梁、以及梁裂縫寬度和配筋率的調(diào)整這些問(wèn)題應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?，從而提升結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量。
一、多層框架住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)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(gè)框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，不僅應(yīng)當(dāng)在規(guī)范所要求的范圍內(nèi)取值，還應(yīng)當(dāng)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(shí)現(xiàn)在罕遇地震情況下，梁端產(chǎn)生塑性鉸的時(shí)侯，柱端處于沒(méi)有屈服的非彈性狀態(tài)，而節(jié)點(diǎn)處于彈性階段的效果。也就是規(guī)范要求的弱梁強(qiáng)柱強(qiáng)節(jié)點(diǎn)[1]。
2. 梁、柱的適當(dāng)配筋率
在設(shè)計(jì)中框架梁配筋應(yīng)遵循適中的原則，通常情況下配筋率應(yīng)取0.4%-1.5%，而框架柱的縱向受力鋼筋配筋率應(yīng)取1%-3%。另外一旦當(dāng)梁端縱向受拉鋼筋的最小配筋率高于 2%時(shí)，它的箍筋最小直徑則應(yīng)增大兩毫米。但不管在什么情況下，都應(yīng)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(yīng)注意規(guī)范《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 GBJ-89》和規(guī)范《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50010-2002》當(dāng)中的差別。規(guī)范《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 GBJ-89》當(dāng)中梁縱向受拉鋼筋的最小配筋率僅與框架抗震等級(jí)相關(guān)，然而規(guī)范《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50010-2002》當(dāng)中梁的最小配筋率不止與框架抗震等級(jí)相關(guān)，還與混凝土軸心抗拉強(qiáng)度的設(shè)計(jì)值及鋼筋抗拉強(qiáng)度的設(shè)計(jì)值之比有關(guān)，因此在設(shè)計(jì)當(dāng)中梁的最小配筋應(yīng)根據(jù)規(guī)范確定。
3. 合理調(diào)整框架柱配筋
一般框架柱配筋率都比較低，有時(shí)侯電算結(jié)果是構(gòu)造配筋，然而在實(shí)際工程中都不會(huì)按這來(lái)配筋。這是因?yàn)樵诘卣鸬淖饔弥驴蚣苤?，特別是角柱，受到的扭轉(zhuǎn)剪力極大，同時(shí)還受雙向彎矩的作用，然而橫梁的約束就比較小，工作時(shí)又在雙向偏心受壓的狀態(tài)下，所以震害要比內(nèi)柱重，對(duì)于質(zhì)量分布不均的框架甚為明顯。
因此進(jìn)行框架計(jì)算時(shí)應(yīng)選擇最為不利的方向，也可先在縱、橫兩方向進(jìn)行計(jì)算之后，就同一側(cè)面配筋進(jìn)行比較，取其中較大的值，并且遵循對(duì)稱配筋準(zhǔn)則。為使框架柱在諸多內(nèi)力組合共同作用下滿足強(qiáng)度要求，在進(jìn)行配筋計(jì)算的時(shí)候應(yīng)注意下列問(wèn)題：
(1)邊柱、角柱以及抗震墻端柱若在地震作用下產(chǎn)生偏心受拉的時(shí)侯，柱內(nèi)縱筋的總截面面積需比計(jì)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(yīng)當(dāng)選用菱形或者井字形，從而增強(qiáng)箍筋對(duì)于混凝土的約束能力。
(4)二級(jí)、三級(jí)框架底部加強(qiáng)部位和底層柱底縱筋應(yīng)采用焊接，并且當(dāng)柱的縱向總配筋率高于3%的時(shí)侯，箍筋直徑不能小于φ8，而且還應(yīng)當(dāng)焊接[2]。
此外多層框架進(jìn)行電算時(shí)一般不考慮基礎(chǔ)不均勻沉降和溫度應(yīng)力，若多層框架垂直尺寸和水平尺寸比較大以及地基土質(zhì)不均或地基軟土層較厚，可適當(dāng)增大框架柱配筋，并且應(yīng)在縱、橫兩方向均設(shè)置基礎(chǔ)梁，配筋不應(yīng)當(dāng)按構(gòu)造來(lái)設(shè)置，而應(yīng)按框架梁來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，此外還需按規(guī)范要求對(duì)箍筋加密區(qū)進(jìn)行設(shè)置。
4. 調(diào)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(jì)算后對(duì)梁的裂縫寬度進(jìn)行驗(yàn)算，并在符合梁端斜截面強(qiáng)剪弱彎的條件下調(diào)整梁端配筋。
(1)裂縫寬度的影響因素及調(diào)整辦法
對(duì)于框架梁裂縫寬度的驗(yàn)算常備設(shè)計(jì)人員所忽視，對(duì)此我們應(yīng)多加注意。構(gòu)件混凝土強(qiáng)度的等級(jí)以及鋼筋的直徑和級(jí)別是關(guān)系裂縫寬度的兩個(gè)主要因素。由于混凝土等級(jí)同鋼筋級(jí)別有一定關(guān)系，所以對(duì)普通混凝土構(gòu)件來(lái)說(shuō)，混凝土高等級(jí)對(duì)于減小梁裂縫寬度關(guān)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(yīng)注意在使用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行建模時(shí)，一定要分開(kāi)恒、活載數(shù)值進(jìn)行輸入，這樣有助于裂縫寬度和內(nèi)力組合的計(jì)算。
(2)調(diào)整梁端斜截面配筋
框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中，應(yīng)滿足地震作用之下框架梁梁端的斜截面所受彎承載力強(qiáng)剪弱彎的要求。具體設(shè)計(jì)及調(diào)整梁配筋時(shí)，應(yīng)采用下列方法：一、加大梁跨中受力鋼筋，而梁端負(fù)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(lái)承受支座剪力，而不是設(shè)置彎起鋼筋。
(3)電算中合理運(yùn)用彎矩調(diào)幅
規(guī)范規(guī)定僅在豎向力的作用之下梁端彎矩才可調(diào)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(jìn)行矩調(diào)幅之后，才可疊加水平荷載所產(chǎn)生的梁端彎矩。
二、框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中需注意的其它問(wèn)題
(1)在框架結(jié)構(gòu)當(dāng)中不可采用兩種不一樣的結(jié)構(gòu)型式，局部超出屋頂?shù)姆块g以及電梯間，均不能使用磚墻承重。這是由于框架結(jié)構(gòu)為一種柔性結(jié)構(gòu)，而磚混結(jié)構(gòu)卻剛性結(jié)構(gòu)。采用不同的結(jié)構(gòu)形式，可使結(jié)構(gòu)變形相互協(xié)調(diào)。
(2)施工過(guò)程中有時(shí)頂棚需吊頂?shù)妊b修，甲方為節(jié)約開(kāi)支，通常要求填充墻不到頂?shù)龋瑥亩斐啥讨?。而短柱剛度較大，地震作用時(shí)容易受剪，易產(chǎn)生脆性錯(cuò)斷及交叉裂縫，引起建筑物破壞或倒塌。因此設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)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(nèi)箍筋間距不可超過(guò) 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(fù)合螺旋箍筋等。
(3)因建筑需要，有時(shí)需框架梁外挑，并且在梁下安置鋼筋混凝土柱。進(jìn)行柱的配筋和內(nèi)力計(jì)算時(shí)，某些設(shè)計(jì)人員對(duì)于其受力的概念并不清楚，誤以為是構(gòu)造柱，配筋是構(gòu)造配筋，而且懸臂梁也沒(méi)有按計(jì)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(shí)上，結(jié)構(gòu)整體計(jì)算當(dāng)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(diǎn)相似，應(yīng)充分考慮懸臂梁端處的協(xié)調(diào)變形。因此對(duì)于此柱應(yīng)當(dāng)作為豎向構(gòu)件來(lái)參與整體結(jié)構(gòu)的分析，此外柱和梁端交接的地方應(yīng)作為框架梁、柱節(jié)點(diǎn)來(lái)處理[3]。
(4)設(shè)計(jì)裙房和框架結(jié)構(gòu)時(shí)，在高低跨之間不宜采用低層屋面、主樓設(shè)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?yàn)榈卣饡r(shí)各個(gè)單元間，特別是高低層間震動(dòng)情況不一樣，連接處極易拉斷、壓碎。所以，凡是要設(shè)縫，就必須分得徹底，只要不設(shè)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(shè)計(jì)中不能隨意增大主筋面積，或者為簡(jiǎn)化構(gòu)造而使截面設(shè)計(jì)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(gòu)造的措施來(lái)說(shuō)，當(dāng)填充墻的長(zhǎng)度超過(guò)5 m，梁與墻頂應(yīng)采用拉接措施。而當(dāng)墻高度高于 4 m時(shí)，應(yīng)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(yù)埋件等不能和框架梁和柱的縱向鋼筋相焊接，應(yīng)先在柱內(nèi)預(yù)留下預(yù)埋件，等砌筑填充墻的時(shí)候，再將拉結(jié)筋和縱向鋼筋焊接在一起。
三、結(jié)束語(yǔ)
在多層框架住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中，我們應(yīng)對(duì)梁、柱、板和結(jié)構(gòu)體系當(dāng)中的一些問(wèn)題引起足夠重視，從而使設(shè)計(jì)工程在保證外觀和質(zhì)量的同時(shí)，還有助于提高經(jīng)濟(jì)效益。
參考文獻(xiàn)
[1] 李建. 多層住宅框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)例與分析[J]. 城市建設(shè)理論研究（電子版）, 2011,(35).
一、多層鋼結(jié)構(gòu)住宅的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
目前國(guó)內(nèi)在多層(一般為7層以下)鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑中常采用框架體系。這種體系是將梁柱構(gòu)件剛接，依靠梁柱受彎來(lái)承受豎向荷載和水平荷載。它的特點(diǎn)是可以做成大開(kāi)間，充分滿足建筑布置上的要求。
梁與柱的連接節(jié)點(diǎn)，一般采用焊接剛性連接節(jié)點(diǎn)。梁的腹板與柱連接常采用摩擦型高強(qiáng)螺栓通過(guò)連接板連接或通過(guò)連接板焊接；次梁與主梁連接節(jié)點(diǎn)，通常采用鉸接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)，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(yù)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(diǎn)，是一種比較理想的樓層形式。
鋼結(jié)構(gòu)住宅的外墻體一般采用外掛式輕質(zhì)復(fù)合墻板以減輕結(jié)構(gòu)自重。對(duì)于6層以下的多層住宅，也可采用內(nèi)嵌式加氣混凝土砌塊。外墻墻體材料主要有：蒸壓輕質(zhì)加氣混凝土(ALC)板、GRC夾心復(fù)合板、鋼絲網(wǎng)水泥夾心板等。內(nèi)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(qiáng)水泥板、紙面稻草板等。
二、多層鋼結(jié)構(gòu)住宅建設(shè)中的主要構(gòu)件設(shè)計(jì)
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、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。
3、支撐體系
支撐分軸交支撐和近年發(fā)展起來(lái)的偏交支撐兩種，前者耐震能力較差，后者在強(qiáng)震作用下具有良好的吸能耗能性能，而且為門(mén)窗洞的布置提供了有利條件，目前國(guó)內(nèi)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(shè)計(jì)：
式中a――加勁肋間距．d――梁高，tw――腹板厚度，yp――塑性轉(zhuǎn)角；彎曲型耗能梁段還需在梁段端點(diǎn)外1.5bf處加設(shè)加勁肋
4、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
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)。
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。現(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。
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(kāi)裂、滲水現(xiàn)象，可采用在鋼柱上每隔400 mm焊接26拉結(jié)筋的處理方法，拉結(jié)鋼筋伸入墻內(nèi)1000mm。鋼粱、柱“H”形凹槽內(nèi)均用非規(guī)格加氣混凝土砌塊體填砌，外設(shè)置Φ4@150mm的鋼筋網(wǎng)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(gòu)造與鋼柱相似。
四、結(jié)束語(yǔ)
關(guān)鍵詞：高層住宅；鋼筋混凝土；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的住宅基本結(jié)構(gòu)形式
1.1框架結(jié)構(gòu)
框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)主要有空間比較大、靈活性強(qiáng)、具有抗震能力、工程造價(jià)低，但是，如果柱截面的厚度大于墻厚就會(huì)造成墻柱腳向外凸出，這樣不僅影響購(gòu)房者家具布置還影響室內(nèi)美觀，有時(shí)，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(jìn)行布置。
1.2框架整體結(jié)構(gòu)中的剪力墻
框架整體結(jié)構(gòu)中的剪力墻是在整體框架結(jié)構(gòu)中布置一定數(shù)量的剪力墻目前為止，它是我國(guó)在高層住宅中應(yīng)用最為廣泛的一種主要結(jié)構(gòu)形式。剪力墻主要特點(diǎn)是平面中靈活性較強(qiáng)，實(shí)用性、合理的結(jié)構(gòu)，這樣能有效地將框架、剪力墻的不同性能中抗側(cè)力很好的展示出來(lái)，使它們發(fā)揮不同的作用。
1.3大開(kāi)間剪力墻結(jié)構(gòu)
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的物質(zhì)水平不斷提高，最先建造的小開(kāi)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(lái)越突出。從建筑強(qiáng)度方面來(lái)講，小開(kāi)間結(jié)構(gòu)中墻體的應(yīng)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(huì)增加更大的地震力，而且工程費(fèi)用也會(huì)隨之增加，另外，小開(kāi)間剪力墻的結(jié)構(gòu)自我承重能力較大，相對(duì)應(yīng)也增加了基礎(chǔ)資金，所以，就誕生了大開(kāi)間剪力墻結(jié)構(gòu)，剪力墻的間距應(yīng)該在大于4.5m且小于7.5m，進(jìn)深在大于7.5m且小于11m，室內(nèi)一般不會(huì)布置縱橫的剪力墻，根據(jù)具體情況可按照住戶的需求進(jìn)行靈活分隔，如需室內(nèi)有新變化還可以進(jìn)行重新布置。
1.4短肢剪力墻結(jié)構(gòu)
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(jié)構(gòu)體系無(wú)論是在建筑功能與結(jié)構(gòu)形式上還是在投資效益與節(jié)能指標(biāo)都具有著良好的效果，目前，這已經(jīng)成為高層住宅的主要剪力墻結(jié)構(gòu)形式。
2高層住宅鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)
現(xiàn)在以高層住宅為例分析鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要特點(diǎn)。某住宅結(jié)構(gòu)甲共18層,總建筑面積約為6500m2?？拐鹪O(shè)防烈度7度,設(shè)計(jì)基本地震加速度值0.10g,設(shè)計(jì)地震分組為第一組,基本風(fēng)壓0.35kN/m2,基本雪壓0.60kN/m2,場(chǎng)地類別一類,抗震等級(jí):一般剪力墻三級(jí);短肢剪力墻二級(jí),混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30和C25,鋼筋強(qiáng)度等級(jí):梁采用HRB335;板采用HPB235,直徑大于12為HRB335; 墻采用HRB335。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)該結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)剪力墻利用率較低, 底層墻肢軸壓比在0. 35~ 0. 40之間, 結(jié)構(gòu)位移比較好, 控制在1. 2以內(nèi), 且結(jié)構(gòu)周期、位移角較小, 整體偏剛。
2.1鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的控制因素
在低層的住宅中，一般都是以重力為依據(jù)進(jìn)行豎向的荷載，利用它來(lái)對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行控制。在高層住宅中，雖然豎向荷載能對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)產(chǎn)生較大影響，但水平荷載逐漸成為其主要控制因素。對(duì)于某項(xiàng)特定的建筑來(lái)說(shuō)，豎向荷載大體上是定值，水平荷載中的風(fēng)荷載與抗震作用中的數(shù)值都是伴隨著不同的動(dòng)力特性而產(chǎn)生較大幅度變化。
2.2軸向變形
對(duì)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(huì)使中柱的軸向因?yàn)閴嚎s導(dǎo)致變形大于邊柱的軸向壓縮導(dǎo)致的變形。屋內(nèi)舉架較高時(shí)，因?yàn)椴町愝S向的變形能達(dá)到較大的數(shù)值，產(chǎn)生的后果不亞于連續(xù)梁中間的支座發(fā)生沉陷。
2.3側(cè)移成為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的控制指標(biāo)
高層與多層住宅不同，高層住宅鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵因素逐漸變成結(jié)構(gòu)側(cè)移，多層住宅已經(jīng)不能滿足人民日益增長(zhǎng)的需要，房屋建筑的高度正在逐漸增加，水平荷載的結(jié)構(gòu)體系因?yàn)閭?cè)移發(fā)生的變形不斷增大，結(jié)構(gòu)的頂點(diǎn)側(cè)移應(yīng)與棚頂成正比。因此，在最初設(shè)計(jì)高層住宅時(shí)，對(duì)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度要求很高，還要具備足夠的抗側(cè)移剛度，使水平荷載結(jié)構(gòu)控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。其中有三方面的原因，包括：因?yàn)閭?cè)移會(huì)使居住者不舒服，從而影響正常的居?。灰?yàn)閭?cè)移室內(nèi)的隔墻、圍護(hù)墻包括室內(nèi)的材料都會(huì)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(jié)構(gòu)延性是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要指標(biāo)
相較于多層住宅，高層住宅的結(jié)構(gòu)會(huì)更加“柔”，其抗震作用下的變形就會(huì)無(wú)形加大。為了使結(jié)構(gòu)能具有較強(qiáng)的變形能力，避免建筑物坍塌，應(yīng)對(duì)建筑構(gòu)造方面采取更加恰當(dāng)?shù)南鄳?yīng)措施，以確保結(jié)構(gòu)延性。
3高層住宅鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)策略
3.1優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法
現(xiàn)階段，設(shè)計(jì)分析軟件在優(yōu)化過(guò)程中并沒(méi)有完全成熟，主要是對(duì)高層住宅結(jié)構(gòu)的分析軟件應(yīng)用，利用人工分析進(jìn)行調(diào)整，通過(guò)概念設(shè)計(jì)方法，針對(duì)不同的結(jié)構(gòu)選型以及布置，對(duì)正在進(jìn)行的方案不斷的做比較分析，比較之后選擇最為理想的結(jié)構(gòu)方案，這是在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用最為廣泛同時(shí)也是最簡(jiǎn)單的優(yōu)化方法。利用概念設(shè)計(jì)的方法選擇的方案是為合理經(jīng)濟(jì)的，雖然耗費(fèi)人力、物力、財(cái)力以及時(shí)間，但是對(duì)設(shè)計(jì)人員的素質(zhì)要求就相對(duì)較高，利用設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)布置時(shí)，同一種荷載情況也會(huì)有不同的分析方法，在整個(gè)分析的過(guò)程中設(shè)計(jì)參數(shù)、設(shè)計(jì)材料、荷載的取值范圍也是多選擇的，就連對(duì)高層住宅內(nèi)的細(xì)微部分處理也是不同的，上述問(wèn)題，即便是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)也是無(wú)法全部解決的，這就需要設(shè)計(jì)人員通過(guò)自己的努力做出判斷。然而判斷的內(nèi)容只能在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中采用普遍的規(guī)律下進(jìn)行指導(dǎo)，這是通過(guò)具體實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)得出的結(jié)論。因此，概念設(shè)計(jì)是由設(shè)計(jì)人員通過(guò)諸多備選方案進(jìn)行選擇。
3.2性能分析
3.2.1抗震性能分析
對(duì)于整體結(jié)構(gòu)來(lái)講，足夠的承載能力以及變形能力是能同時(shí)滿足條件的兩方面需求。結(jié)合概念設(shè)計(jì)的最新理念，分別對(duì)兩種不同的結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行細(xì)致的研究分析。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，對(duì)于結(jié)構(gòu)的要求必須具有一定的承載能力以及適當(dāng)?shù)膭偠?。高層的結(jié)構(gòu)及其使用功能和安全性與側(cè)移大小有著密切的關(guān)系，側(cè)移過(guò)大會(huì)使隔墻和保護(hù)墻以及材料出現(xiàn)裂痕以及損害。其結(jié)構(gòu)必須按照規(guī)定內(nèi)的百分點(diǎn)對(duì)于不利情況計(jì)算出結(jié)構(gòu)體系的層間位移角，框剪結(jié)構(gòu)要大于剪力墻的結(jié)構(gòu)，這兩種解都要小于規(guī)范要求，且有較大的充裕量，這說(shuō)明兩種結(jié)構(gòu)都要滿足剛度的要求。只是針對(duì)使用性能來(lái)講，剪力墻的墻體過(guò)多，結(jié)構(gòu)自我承重力大，導(dǎo)致較大地震作用，混凝土和鋼材的使用量也高，與此同時(shí)還增加了基礎(chǔ)工程的投資建設(shè)，限制了建筑方面的靈活運(yùn)用。因?yàn)榭蚣芙Y(jié)構(gòu)能夠形成自由且靈活性強(qiáng)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(cè)移剛度，這樣就會(huì)增加抗震力，從而減少了結(jié)構(gòu)側(cè)移。
總之，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)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(ài)，高層的設(shè)計(jì)構(gòu)思與建設(shè)也在不斷發(fā)展，其結(jié)構(gòu)呈多樣性。在高層建筑過(guò)程中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得到了建筑商的青睞，被越來(lái)越多的高層建筑商選用，所以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在高層建筑中有很大的發(fā)展空間，目前，我國(guó)還未對(duì)其形成具體的規(guī)范要求，需要進(jìn)行更加深入的調(diào)查研究工作。
結(jié)論
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞：建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 基本原則設(shè)計(jì)方案
中圖分類號(hào)：S611 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案是一項(xiàng)建筑工程施工中的基礎(chǔ)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(yīng)用、施工質(zhì)量的控制等等，都要根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案來(lái)確定。由此可見(jiàn)，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是關(guān)系著建筑工程質(zhì)量的重要因素，而建筑工程的質(zhì)量又是保證用戶人身安全的關(guān)鍵。對(duì)于建筑質(zhì)量問(wèn)題來(lái)說(shuō)，規(guī)范結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則，做好設(shè)計(jì)方案的選擇才是關(guān)鍵，這直接關(guān)系著施工的質(zhì)量和最終的建筑安全。但是在具體的設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)方案的選擇受到很多原因的影響，從而最終造成設(shè)計(jì)方案不能實(shí)現(xiàn)，不但造成了各種資源的浪費(fèi)，也影響了建筑事業(yè)的發(fā)展，所以可見(jiàn)規(guī)范建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則，選擇合適的設(shè)計(jì)方案是很重要的，本文就是針對(duì)這些問(wèn)題，針對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的具體設(shè)計(jì)方案的選擇進(jìn)行分析和研究，提出了相關(guān)的問(wèn)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原則
由于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要將建筑工程中的方方面面都考慮到，是一項(xiàng)龐大復(fù)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的合理性。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的根本目的在于確保建筑物在施工建設(shè)的過(guò)程中，在滿足人們生活需要的同時(shí)，達(dá)到安全、穩(wěn)定的效果。由此就需要設(shè)計(jì)人員在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，要分清建筑中不同結(jié)構(gòu)的主次關(guān)系，重點(diǎn)確保主要建筑構(gòu)件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要合理穩(wěn)固，但這并不是說(shuō)要忽視次要建筑構(gòu)件的設(shè)計(jì)優(yōu)良性，而是指當(dāng)建筑物突然發(fā)生某種危險(xiǎn)時(shí)，要保證主要建筑構(gòu)件能夠發(fā)揮職能，即使次要建筑結(jié)構(gòu)被毀壞，也不至于使整座建筑倒塌或使建筑核心受到嚴(yán)重?fù)p害。雖然整個(gè)結(jié)構(gòu)體系是由各種構(gòu)件協(xié)調(diào)組成一體，但各個(gè)構(gòu)件擔(dān)任的角色不盡相同，按照其重要性也就有輕重之分；面對(duì)突如其來(lái)的破壞力量，要想最大限度的發(fā)揮建筑結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)、抵抗能力，就必須在原有的基礎(chǔ)上保住建筑物的核心部分，用局部的犧牲來(lái)保存整體的實(shí)力；且在使用的過(guò)程中，切不可平均用力，在建筑結(jié)構(gòu)中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)以減少建筑損失為主，盡可能的做到抓大放小。
2. 剛?cè)嵯酀?jì)原則。剛?cè)嵯酀?jì)原則是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要原則，這是因?yàn)榻ㄖ锉仨毻瑫r(shí)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要考慮到建筑物本身以及其內(nèi)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(gè)建筑的正常使用。設(shè)計(jì)人員在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，剛?cè)嵯酀?jì)是最科學(xué)、最合理的設(shè)計(jì)體系。建筑結(jié)構(gòu)太剛則缺乏一定的變形能力，在面對(duì)強(qiáng)大的破壞力時(shí)，所要承受的力也會(huì)很大，容易造成大面積坍塌或全部破壞。而建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(qiáng)度容易變形過(guò)大，很容易造成整個(gè)建筑物全體傾覆。由此就需要計(jì)人員在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，能夠準(zhǔn)備把握工程的設(shè)計(jì)力度，確保建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。
3.多道防線原則。多道設(shè)防原則主要是為了提高建筑物在遭遇危險(xiǎn)或?yàn)?zāi)害時(shí)的自身抵抗能力而設(shè)定的。近年來(lái)，常有建筑物因結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，在遭受一些外界災(zāi)害時(shí)，表現(xiàn)出很弱的穩(wěn)定性，甚至?xí)?dǎo)致建筑物坍塌的現(xiàn)象。這就是在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)沒(méi)能遵循多道設(shè)防的原則。在進(jìn)行建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，設(shè)計(jì)的人員必須要做好相應(yīng)的安全防治的體系，保證一旦有災(zāi)害發(fā)生，每個(gè)環(huán)節(jié)都可以做出相應(yīng)的反應(yīng)，從而做好整體的抵御，把災(zāi)害造成的損壞減到最低。建筑設(shè)計(jì)中不能把所有的希望都寄托在某一個(gè)單件上，假設(shè)違反這樣的原則是危險(xiǎn)的，這就需要在具體的建筑設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)人員以安全負(fù)責(zé)為基準(zhǔn)，以建筑的整體結(jié)構(gòu)為基本，把每一個(gè)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(shí)候，也可以使建筑在面臨災(zāi)害的時(shí)候能夠變成一個(gè)整體，建立一道保護(hù)的屏障。
4.打通關(guān)節(jié)原則。在傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，常常會(huì)在一些結(jié)構(gòu)組合部位留下節(jié)點(diǎn)，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(diǎn)的破壞而大打折扣。為此，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(yùn)用打通關(guān)節(jié)的原則，將建筑結(jié)構(gòu)中的節(jié)點(diǎn)都設(shè)法消除掉，以最大程度的降低節(jié)點(diǎn)對(duì)建筑物整體結(jié)構(gòu)的影響。建筑設(shè)計(jì)中的每一個(gè)環(huán)節(jié)都有可能會(huì)對(duì)整個(gè)建筑的性能產(chǎn)生影響，以過(guò)往的災(zāi)害分析來(lái)看，很多建筑事故發(fā)生的時(shí)候，多數(shù)工程是由節(jié)點(diǎn)開(kāi)始破壞的，要想避免這種事故的發(fā)生，最為理想的結(jié)構(gòu)體系是將建筑物設(shè)計(jì)為一個(gè)沒(méi)有節(jié)點(diǎn)的整體。這樣的結(jié)構(gòu)體系能夠最大限度的消減任何外力。在打通關(guān)節(jié)的過(guò)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(jiàn)，要想大通關(guān)節(jié)，就必須使建筑物長(zhǎng)期處于原始的靜止?fàn)顟B(tài)。
5.以人為本原則。建筑設(shè)計(jì)以及建筑施工的最終目的是為人類服務(wù)，為此建筑物必須要能滿足人們的各項(xiàng)需求方能實(shí)現(xiàn)其最終價(jià)值，這就要求在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要依照以人為本的原則進(jìn)行方案設(shè)計(jì)。
6.綠色環(huán)保原則。這項(xiàng)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需要注重的基本原則。如今我國(guó)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(kuò)大致使綠化面積逐年減少，生態(tài)環(huán)境遭到很大破壞，嚴(yán)重威脅著人們的健康。
二、建筑結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)方案
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理與否直接關(guān)系著建筑最終的施工的順利與否，更加的與整個(gè)建筑的質(zhì)量有著重要的關(guān)系，所以，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性對(duì)工程設(shè)計(jì)有著關(guān)鍵性的影響，下面就是針對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理方案進(jìn)行分析，主要包括以下幾個(gè)方面：
1.結(jié)構(gòu)計(jì)算應(yīng)注意的問(wèn)題。在結(jié)構(gòu)計(jì)算的過(guò)程中，首先，在底框砌體結(jié)構(gòu)驗(yàn)算的過(guò)程中，底部剪力法儀適用于剛度比較均勻的多層結(jié)構(gòu)。對(duì)具有薄弱層的底層框架混合結(jié)構(gòu)，應(yīng)考慮塑性變形集中的影響。底層框架混合結(jié)構(gòu)的剪力分配不能簡(jiǎn)單地按框架抗震墻的方法，因?yàn)榈卓蚣芙Y(jié)構(gòu)中只有底層框架抗震墻，應(yīng)采用雙保險(xiǎn)的方法。在剛度比較均勻的多層結(jié)構(gòu)中，通常采用底部剪力法進(jìn)行底層框架結(jié)構(gòu)的驗(yàn)算；在具有薄弱層的底層框架混合結(jié)構(gòu)中，要把塑性變形集中的影響考慮到底框與砌體的驗(yàn)算中。
其次，連續(xù)板計(jì)算時(shí)，要采用雙向板查表，重視材料泊松比帶來(lái)的影響，不能簡(jiǎn)單地使用單向板計(jì)算法，否則，由于受跨中彎矩未調(diào)整的影響，最終的計(jì)算值將偏小。嚴(yán)禁荷載計(jì)算錯(cuò)誤。在對(duì)建筑物的荷載承受力進(jìn)行計(jì)算時(shí)，不能單單只注重建筑物自身的荷載以及預(yù)期中建筑內(nèi)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(jié)構(gòu)形式。避免荷載計(jì)算錯(cuò)誤。在整個(gè)建筑荷載計(jì)算的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)結(jié)合著建筑工程的實(shí)際用途及整體結(jié)構(gòu)，科學(xué)的計(jì)算出建筑的荷載范圍。在確保建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的同時(shí)，還能避免后天人為的破壞。由此可見(jiàn)，在整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)計(jì)算不僅關(guān)系著建筑工程的穩(wěn)定性與安全性，同時(shí)還關(guān)系著工程今后的投入使用。
2.構(gòu)造應(yīng)注意的問(wèn)題。首先，在構(gòu)建配置上，設(shè)計(jì)人員應(yīng)將整個(gè)建筑的鋼筋配率范圍確定，尤其針對(duì)一些抗震設(shè)計(jì)中能夠延長(zhǎng)建筑穩(wěn)定性的結(jié)構(gòu)，以便在發(fā)生地震時(shí)，將人員傷亡降到最低。在抗震設(shè)計(jì)中，要注意構(gòu)件的配筋率，必須保證在地震發(fā)生時(shí)，建筑結(jié)構(gòu)的延性，以及最小配筋率的要求。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，最好采用縱墻和橫墻共同承擔(dān)壓力的結(jié)構(gòu)，建筑結(jié)構(gòu)要盡可能地使用規(guī)則結(jié)構(gòu)，設(shè)置防震縫，以此來(lái)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(zhì)量得到有效保障。鋼筋各個(gè)部位的錨固、延伸長(zhǎng)度和搭接長(zhǎng)度都必須符合規(guī)范，材料也必須嚴(yán)格按照強(qiáng)度的要求進(jìn)行選用。
再次，在從根本上避免溫度應(yīng)力引起的墻體開(kāi)裂，需要建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，將通風(fēng)暖熱措施融入到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中。墻體開(kāi)裂是建筑屋面常見(jiàn)的現(xiàn)象，為了防止屋面溫度應(yīng)力引起的墻體開(kāi)裂，建筑結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)時(shí)就必須采取有效的通風(fēng)融熱措施。
最后，按抗震構(gòu)造要求設(shè)置的構(gòu)造柱，應(yīng)在整個(gè)建筑物高度內(nèi)上下對(duì)準(zhǔn)貫通，上至女兒墻壓頂，下至淺于500毫米基礎(chǔ)圈梁，或伸入室外地面以下500毫米，構(gòu)造柱與圈梁、樓板和墻體的拉接必須符合要求。
三、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的主要方法
1.屋面結(jié)構(gòu)圖的設(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)中。而且，一般屋面坡度和屋脊線轉(zhuǎn)折比較復(fù)雜的坡屋面也都采用這種結(jié)構(gòu)。而折板式則和梁板式的適用條件則相反。這兩種結(jié)構(gòu)處理方式的板都是偏心受拉的構(gòu)件。在板配筋的時(shí)候必須有板負(fù)筋拉通，這樣可以抵抗拉力。
2.結(jié)構(gòu)平面圖的設(shè)計(jì)方法。如果建筑地域的防震烈度為六度區(qū)的時(shí)候，按照我國(guó)的防震設(shè)計(jì)要求，可以不必采用截面抗震驗(yàn)算，但結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)也一定要達(dá)到抗震的標(biāo)準(zhǔn)。所以對(duì)于砌體結(jié)構(gòu)的建筑，軟件建?？梢允÷?，在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候只要注意受壓和局部受壓的問(wèn)題，就可以直接設(shè)計(jì)。如果條件和時(shí)間允許，要做建模也無(wú)可厚非，因?yàn)樗梢岳媒?lái)荷載導(dǎo)算。但是，如果建筑的地域防震烈度為七級(jí)時(shí)，就必須采用建模來(lái)進(jìn)行計(jì)算。
3.大樣詳圖的設(shè)計(jì)方法。建筑詳圖如果沒(méi)有發(fā)生錯(cuò)誤，在這基礎(chǔ)上可以進(jìn)行繪制大樣詳圖，還可以在曾經(jīng)做過(guò)的詳圖基礎(chǔ)上進(jìn)行部分的改進(jìn)。只要讓建筑的整體外形不改變，考慮到結(jié)構(gòu)的受力能力和施工起來(lái)比較方便即可。但在外形尺度和標(biāo)高上必須和建筑專業(yè)統(tǒng)一協(xié)調(diào)。
四、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)抗震應(yīng)注意的問(wèn)題
在整個(gè)建筑設(shè)計(jì)中，其設(shè)計(jì)理念是否符合相關(guān)規(guī)定，不僅關(guān)系著建筑物的整體使用，同時(shí)還關(guān)系著人們的生命安全。在整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，根據(jù)我國(guó)最新抗震要求與規(guī)定，在抗震等級(jí)較高的地區(qū)，住宅設(shè)計(jì)無(wú)論是多層磚混或和框架剪力墻結(jié)構(gòu)，都必須從抗震的角度，采用二階段設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)三個(gè)水準(zhǔn)的設(shè)防要求。為此，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員必須及早參與建筑結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)。
在一般多層砌體住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)優(yōu)先考慮橫墻或縱橫墻的承重能力，橫縱墻在分布上，應(yīng)遵循便宜、對(duì)稱的原則，且設(shè)計(jì)的過(guò)程中，上下層之間的橫縱墻應(yīng)保持一致。在樓梯間的設(shè)置上，應(yīng)盡量避開(kāi)房屋的盡端與轉(zhuǎn)角處，且盡量不誰(shuí)用無(wú)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(qiáng)的多；因而設(shè)計(jì)人員在多層住宅設(shè)計(jì)的過(guò)程中，首先，應(yīng)結(jié)合著多層住宅的使用性能，在抗震墻與框架設(shè)計(jì)的過(guò)程中，打破傳統(tǒng)的單向布置，改用雙向布置，以便增強(qiáng)各自的抗震能力。其次，在
確?？拐饓翱蚣趔w系獨(dú)立抗震性能的同時(shí)，設(shè)計(jì)人員還需要結(jié)合著工程樓層之間的連接度，確保工程的整體性。最后，在結(jié)構(gòu)布置的過(guò)程中，盡量使用規(guī)則結(jié)構(gòu)，而對(duì)于一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的工程，可以設(shè)置防震縫，以此來(lái)減輕地震造成的威脅。
五、結(jié)語(yǔ)
總之，作為建筑工程專業(yè)技術(shù)設(shè)計(jì)人員需要充分的意識(shí)到設(shè)計(jì)方案和設(shè)計(jì)原則的重要性，不斷的了解設(shè)計(jì)的知識(shí)，做好自身的能力的提升，從而不斷的創(chuàng)新，選擇合適的設(shè)計(jì)方案，為建筑事業(yè)更好的發(fā)展做出貢獻(xiàn)，以便保證建筑滿足人們?nèi)粘Ｐ枰耐瑫r(shí)更能保證人們的安全。同時(shí)，要充分認(rèn)識(shí)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在建筑工程建設(shè)中是一項(xiàng)非常重要的工作內(nèi)容，是關(guān)系著建筑施工質(zhì)量的關(guān)鍵因素，對(duì)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(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行方案設(shè)計(jì)時(shí)，一定要以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則為指導(dǎo)，采用科學(xué)合理的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，在此過(guò)程中，要求設(shè)計(jì)人員一定要具備扎實(shí)全面的建筑專業(yè)知識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)負(fù)責(zé)的工作態(tài)度以及靈活創(chuàng)新的頭腦，保證建筑結(jié)構(gòu)的合理性、科學(xué)性、可行性與經(jīng)濟(jì)性。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：房屋住宅；建筑結(jié)構(gòu)；地基設(shè)計(jì)
中圖分類號(hào)：TU47 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
一、住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題及其原因分析
1.1 防火設(shè)計(jì)問(wèn)題比較突出
一些設(shè)計(jì)人員對(duì)防火規(guī)范、規(guī)定不熟悉，對(duì)建筑物分類有錯(cuò)誤，導(dǎo)致在設(shè)計(jì)中對(duì)防火標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行有誤，消防處理不當(dāng)，存在許多安全隱患；一些重要場(chǎng)所的安全疏散出口、疏散門(mén)開(kāi)啟方向不正確，影響安全疏散；有些設(shè)計(jì)中的防火分區(qū)面積過(guò)大，防火間距過(guò)長(zhǎng)，設(shè)計(jì)存在隨意性；有些消防設(shè)施設(shè)計(jì)不合理、不配套，建筑物一旦失火，消防設(shè)施將不能有效發(fā)揮作用。
1.2 部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理, 安全隱患比較多
如《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》第7.1.8 條(強(qiáng)制性條文)規(guī)定“底部框架-抗震墻結(jié)構(gòu)，上部的砌體抗震墻與底部的框架梁或抗震墻應(yīng)對(duì)齊或基本對(duì)齊”。有些設(shè)計(jì)把底層設(shè)計(jì)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(duì)齊，造成結(jié)構(gòu)體系不合理，傳力不明確；有些設(shè)計(jì)中抗震分類、場(chǎng)地類別選用錯(cuò)誤，導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。一些混凝土構(gòu)件，特別是懸挑構(gòu)件的最小配筋率達(dá)不到要求，有的相差一半，有的甚至一半都達(dá)不到；有些設(shè)計(jì)中荷載取值沒(méi)有按規(guī)范要求來(lái)確定，存在漏算錯(cuò)算現(xiàn)象；有些結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與提供的計(jì)算書(shū)不一致，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于計(jì)算結(jié)果，設(shè)計(jì)存在嚴(yán)重安全隱患。
1.3 設(shè)計(jì)深度達(dá)不到規(guī)定要求
一些設(shè)計(jì)人員制作圖紙“偷工減料”，設(shè)計(jì)粗糙，過(guò)于簡(jiǎn)單，施工圖中應(yīng)有的系統(tǒng)圖、大樣圖、相關(guān)剖視圖漏缺；一些重要的、應(yīng)該用圖紙反映的內(nèi)容只標(biāo)注“見(jiàn)圖集”、“由設(shè)備廠家確定”等，施工圖設(shè)計(jì)表述不全，細(xì)部大樣不詳，不能反映工程的全貌；一些重要的設(shè)計(jì)依據(jù)、設(shè)計(jì)參數(shù)、工程類別、安全等級(jí)、耐火等級(jí)、防火消防處理等在設(shè)計(jì)總說(shuō)明中沒(méi)有標(biāo)明或交待不全。這些問(wèn)題的產(chǎn)生，有的是由于設(shè)計(jì)人員沒(méi)有對(duì)一般住宅尤其是多層住宅設(shè)計(jì)引起高度重視，盲目參照或套用其他的設(shè)計(jì)的結(jié)果；有的則是由于設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)設(shè)計(jì)規(guī)范和設(shè)計(jì)方法缺乏理解；還有的是由于設(shè)計(jì)者的力學(xué)概念模糊，不能建立正確的計(jì)算模式，對(duì)結(jié)構(gòu)電算結(jié)果也缺乏判斷正確與否的經(jīng)驗(yàn)。
二、住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的規(guī)范要求
為避免出現(xiàn)上述結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題，在住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)首先必須從結(jié)構(gòu)計(jì)算和構(gòu)造上滿足規(guī)范的相關(guān)要求。
2.1 結(jié)構(gòu)計(jì)算應(yīng)注意的問(wèn)題
（1）免荷載計(jì)算的錯(cuò)誤。諸如漏算或少算荷載、活荷載折減不當(dāng)、建筑物用料與實(shí)際計(jì)算不符，基礎(chǔ)底板上多算或少算土重。
（2）底框砌體結(jié)構(gòu)驗(yàn)算。底部剪力法僅適用于剛度比較均勻的多層結(jié)構(gòu)，對(duì)具有薄弱層的底層框架混合結(jié)構(gòu)，應(yīng)考慮塑性變形集中的影響，通常對(duì)底層地震剪力乘以1.2～1.5 的增大系數(shù)；底層框架混合結(jié)構(gòu)的剪力分配不能簡(jiǎn)單地按框架抗震墻的方法。因?yàn)榈讓涌蚣芙Y(jié)構(gòu)中只有底層框架抗震墻，應(yīng)采用雙保險(xiǎn)的方法，抗震墻承擔(dān)全部剪力，框架按剛度比例承擔(dān)剪力。剛度計(jì)算時(shí)，框架不折減，抗震墻折減到彈性剛度的20%～30%；應(yīng)考慮底層框架柱中地震作用產(chǎn)生傾覆力矩所引起的附加軸力。
（3）避免樓板計(jì)算中方法不正確。連續(xù)板計(jì)算不能簡(jiǎn)單地用單向板計(jì)算方法代替；雙向板查表計(jì)算時(shí)，不能忽略材料泊松比的影響，否則由于跨中彎矩未進(jìn)行調(diào)整，將使計(jì)算值偏小。
（4）對(duì)電算結(jié)果的正確性作出有效評(píng)價(jià)。目前結(jié)構(gòu)計(jì)算大多采用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算程序進(jìn)行計(jì)算，如何對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析、評(píng)價(jià)，是一個(gè)非常重要的方面。因此必須根據(jù)工程設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析、判斷，根據(jù)其正確與否，決定能否作為施工圖設(shè)計(jì)的依據(jù)。
2.2 構(gòu)造設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問(wèn)題
（1）注意構(gòu)件最大配筋率和最小配筋率的限值。尤其是在抗震設(shè)計(jì)中既要保證建筑結(jié)構(gòu)在地震發(fā)生時(shí)具有一定的延性，又必須滿足最小配筋的要求。
（2）嚴(yán)格按照規(guī)范要求，保證鋼筋在各個(gè)部位所需滿足的錨固、延伸和搭接長(zhǎng)度，材料選用也必須滿足強(qiáng)度要求。
（3）為了防止屋面溫度應(yīng)力引起的墻體開(kāi)裂，必須采取有效的通風(fēng)融熱措施。
（4）按抗震構(gòu)造要求設(shè)置的構(gòu)造柱，應(yīng)在整個(gè)建筑物高度內(nèi)上下對(duì)準(zhǔn)貫通，上至女兒墻壓頂，下至淺于500mm 基礎(chǔ)圈梁，或伸入室外地面以下500mm 的構(gòu)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的概念設(shè)計(jì)與地基設(shè)計(jì)
3.1 必須及早介入建筑結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)
住宅設(shè)計(jì)無(wú)論是多層磚混或框架剪力墻結(jié)構(gòu)，都不同于以往的靜力設(shè)計(jì)，必須從抗震的角度，采用兩個(gè)階段設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)3個(gè)水準(zhǔn)的設(shè)防要求。為此，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員必須及早介入建筑結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)，否則將會(huì)導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不合理，給以后的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來(lái)難度。
（1）對(duì)一般多層砌體住宅結(jié)構(gòu)，應(yīng)按《建筑抗震設(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)體系: 縱橫墻的布置宜均勻?qū)ΨQ，沿平面內(nèi)宜對(duì)齊，沿豎向應(yīng)上下連續(xù)；樓梯間不宜設(shè)置在房屋的盡端和轉(zhuǎn)角處；不宜采用無(wú)錨固的鋼筋混凝土預(yù)制挑檐。
（2）對(duì)鋼筋混凝土多、高層結(jié)構(gòu)住宅，力求做到結(jié)構(gòu)布置盡量采用規(guī)則結(jié)構(gòu)。對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)，可以設(shè)置防震縫，把它分割成各自規(guī)則的結(jié)構(gòu)單元。結(jié)構(gòu)布置以少設(shè)縫為宜，一旦設(shè)縫，則應(yīng)使防震縫的設(shè)置與伸縮縫、沉降縫相統(tǒng)一；框架與抗震墻等抗側(cè)力結(jié)構(gòu)應(yīng)雙向布置，以便各自承擔(dān)來(lái)自平行于該抗側(cè)力結(jié)構(gòu)平面方向的地震力；框剪體系的各抗側(cè)力結(jié)構(gòu)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(zhǎng)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(qiáng)住宅地基結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
為防止或減少由于地基沉降或不均勻沉降引起的構(gòu)件開(kāi)裂或破壞，可以從建筑措施、結(jié)構(gòu)措施、地基和基礎(chǔ)措施方面加以控制。諸如:避免采用建筑平面形狀復(fù)雜、陰角多的平面布置；避免立面體形變化過(guò)大；將體形復(fù)雜、荷載和高低差異大的建筑物分成若干個(gè)單元；加強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)的剛度；同一建筑物盡量采用同一類型基礎(chǔ)并埋置于同一土層中等一系列措施。地基的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)分別就高層建筑與多層建筑考慮不同的設(shè)計(jì)。
（1）對(duì)高層建筑來(lái)說(shuō)，由于需要一定的埋置深度，從經(jīng)濟(jì)的角度考慮，基礎(chǔ)一般采用樁箱或樁筏結(jié)合的形式。此時(shí)應(yīng)保證箱體的整體剛度，群樁布置的形心應(yīng)與上部結(jié)構(gòu)重心相吻合；當(dāng)土層有較大起伏時(shí)，應(yīng)使用同一建筑結(jié)構(gòu)下的樁端位于同一土層中，并應(yīng)考慮可能產(chǎn)生的液化影響。
（2）對(duì)多層建筑而言，從經(jīng)濟(jì)的角度考慮，一般不愿意采用長(zhǎng)樁的方案。但對(duì)軟土層覆蓋層厚度較大的地區(qū)，一般都需要經(jīng)過(guò)地基處理的方式來(lái)達(dá)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(rèn)真研究上部結(jié)構(gòu)和地基兩方面的特點(diǎn)及環(huán)境情況，并根據(jù)工程設(shè)計(jì)要求，確定地基處理范圍和處理后要求達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)，以及各種處理方面的適用性。同時(shí)綜合考慮處理方案的成熟程度及施工單位的經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行多方案比較，最終選定安全實(shí)用、經(jīng)濟(jì)合理的處理方案。地基經(jīng)處理后，還必須滿足規(guī)范所規(guī)定的強(qiáng)度和變形要求。
【關(guān)鍵詞】住宅；結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)；問(wèn)題
【中圖分類號(hào)】TU745 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】【文章編號(hào)】1674-3954（2011）03-0184-01
住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)繁重而又責(zé)任重大的工作,它直接影響到建筑物的安全適用、經(jīng)濟(jì)和合理性。但在實(shí)際設(shè)計(jì)工作中,住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員常常會(huì)發(fā)生種種概念和方法上的差錯(cuò),這些差錯(cuò)的產(chǎn)生,有的是由于設(shè)計(jì)人員對(duì)一般住宅尤其是多層住宅設(shè)計(jì)沒(méi)有引起高度重視,盲目參照或套用其他設(shè)計(jì)的結(jié)果；有的則是由于設(shè)計(jì)人員對(duì)設(shè)計(jì)規(guī)范和設(shè)計(jì)方法缺乏理解;還有的是由于設(shè)計(jì)人員的力學(xué)概念模糊,不能建立正確的計(jì)算模式,對(duì)結(jié)構(gòu)電算結(jié)果也缺乏判斷正確與否的經(jīng)驗(yàn)。為了避免或減少類似的情況發(fā)生,確保住宅設(shè)計(jì)質(zhì)量能上一個(gè)臺(tái)階,應(yīng)從以下幾個(gè)方面對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的常見(jiàn)病加以防范。
一、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員應(yīng)該及早介入建筑的概念設(shè)計(jì)。
建筑的概念設(shè)計(jì)在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中起著舉足輕重的作用,一幢建筑物的設(shè)計(jì),如果沒(méi)有事先經(jīng)過(guò)全盤(pán)正確的概念設(shè)計(jì),以后的計(jì)算模式再準(zhǔn)確、計(jì)算再精確、配筋再合理,也不可能是一個(gè)經(jīng)濟(jì)、合理的優(yōu)秀設(shè)計(jì)工程。住宅設(shè)計(jì)無(wú)論是多層砌體結(jié)構(gòu)還是框架剪力墻結(jié)構(gòu),都不同于以往的靜力設(shè)計(jì),必須從抗震的角度,采用二階段設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)三個(gè)水準(zhǔn)的設(shè)防要求。為此,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員必須及早介入建筑結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì),否則將會(huì)導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不合理,給以后的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來(lái)難度。為在建筑物的方案設(shè)計(jì)階段正確地把握建筑結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì),應(yīng)對(duì)不同形式的住宅建筑,需掌握各自概念設(shè)計(jì)中容易疏忽的要點(diǎn)。
1、對(duì)一般多層砌體結(jié)構(gòu)住宅,應(yīng)按GB50011-2001建筑抗震設(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)體系；縱橫墻的布置宜均勻?qū)ΨQ,沿平面內(nèi)宜對(duì)齊,沿豎向應(yīng)上下連續(xù)；樓梯間不宜設(shè)置在房屋的盡端和轉(zhuǎn)角處；不宜采用無(wú)錨固鋼筋混凝土預(yù)制挑檐。
2、對(duì)鋼筋混凝土多、高層框架剪力墻結(jié)構(gòu)住宅,力求做到:結(jié)構(gòu)布置應(yīng)盡量采用規(guī)則結(jié)構(gòu)；對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu),可以設(shè)置防震縫,把它分割成各自規(guī)則的結(jié)構(gòu)單元,結(jié)構(gòu)布置以少設(shè)縫為宜,一旦設(shè)縫,則應(yīng)使防震縫的設(shè)置與伸縮縫、沉降縫相統(tǒng)一；框架與抗震墻等抗側(cè)力結(jié)構(gòu)應(yīng)雙向布置,以便各自承擔(dān)來(lái)自平行于該抗側(cè)力結(jié)構(gòu)平面方向的地震力；框剪體系的各抗側(cè)力結(jié)構(gòu)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(zhǎng)寬比,保證抗震墻本身的剛度外,還應(yīng)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(gòu)件開(kāi)裂預(yù)防或減少不均勻沉降的危害,可以從建筑措施、結(jié)構(gòu)措施、地基和基礎(chǔ)措施方面加以控制。
諸如:避免采用建筑平面形狀復(fù)雜、陰角多的平面布置；避免立面體形變化過(guò)大；將體形復(fù)雜、荷載和高低差異大的建筑物分成若干個(gè)單元；加強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)的剛度；同一建筑物盡量采用同一類型基礎(chǔ)并埋置于同一土層中等一系列措施。應(yīng)該引起重視的是:對(duì)高層建筑而言,由于基礎(chǔ)應(yīng)有一定的埋置深度,從經(jīng)濟(jì)的角度考慮,基礎(chǔ)一般采用樁箱或樁筏結(jié)合的形式,此時(shí)應(yīng)保證箱體的整體剛度,群樁布置的形心應(yīng)與上部結(jié)構(gòu)重心相吻合。當(dāng)土層有較大起伏時(shí),應(yīng)使同一建筑結(jié)構(gòu)下的樁端位于同一土層中,并考慮可能產(chǎn)生的液化影響。而對(duì)多層建筑而言,從經(jīng)濟(jì)的角度考慮,一般不采用長(zhǎng)樁的方案,但是當(dāng)軟土覆蓋層厚度較大時(shí),需要通過(guò)地基處理的方式來(lái)達(dá)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(rèn)真研究上部結(jié)構(gòu)和地基兩方面的特點(diǎn)及環(huán)境情況,并根據(jù)工程設(shè)計(jì)要求,確定地基處理范圍和處理后要求達(dá)到的技術(shù)指標(biāo),以及各種處理方法的適用性。同時(shí)綜合考慮處理方案的成熟程度及施工單位的經(jīng)驗(yàn),進(jìn)行多方案比較,最終選定安全實(shí)用、經(jīng)濟(jì)合理的處理方案。地基經(jīng)處理后,還必須滿足規(guī)范所規(guī)定的強(qiáng)度和變形要求。
三、從結(jié)構(gòu)計(jì)算角度看應(yīng)注意的問(wèn)題
1、避免荷載計(jì)算的錯(cuò)誤。諸如:漏算或少算荷載、活荷載折減不當(dāng)、建筑物用料與實(shí)際計(jì)算不符、基礎(chǔ)底板上多算或少算土重。
2、底部框架結(jié)構(gòu)驗(yàn)算時(shí)就應(yīng)注意:a.底部剪力法僅適用于質(zhì)量和剛度分布比較均勻的結(jié)構(gòu),對(duì)具有薄弱層的底部框架結(jié)構(gòu),應(yīng)考慮底層變形集中的影響,通常對(duì)底層地震剪力乘以1.2~1.5的增大系數(shù)。b.底部框架結(jié)構(gòu)的剪力分配不能簡(jiǎn)單地按框架―抗震墻結(jié)構(gòu)的分配方法進(jìn)行分配。因?yàn)榈撞靠蚣芙Y(jié)構(gòu)中只有底層框架―抗震墻,應(yīng)采用雙保險(xiǎn)的方法,抗震墻承擔(dān)全部剪力,框架按剛度比例承擔(dān)剪力。剛度計(jì)算時(shí),框架不折減,抗震墻折減到彈性剛度的20%~30%。c.應(yīng)考慮底層框架柱中地震作用產(chǎn)生傾覆力矩所引起的附加軸力。
3、避免樓板計(jì)算方法不正確。a.連續(xù)板計(jì)算不能簡(jiǎn)單地用單向板計(jì)算方法代替。b.雙向板查表計(jì)算時(shí),不能忽略材料泊松比的影響,否則由于跨中彎矩未進(jìn)行調(diào)整,將使計(jì)算值偏小。
4、不能盲目地對(duì)電算結(jié)果做出正確評(píng)價(jià)。目前結(jié)構(gòu)計(jì)算大多采用計(jì)算程序進(jìn)行計(jì)算,如何對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析、評(píng)價(jià),是一個(gè)非常重要的方面。必須根據(jù)工程設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析、判斷,確定其正確與否,決定能否作為施工圖設(shè)計(jì)的依據(jù)。
四、從構(gòu)造角度看應(yīng)注意的問(wèn)題
1、注意構(gòu)件最大配筋率和最小配筋率的限值。尤其是在抗震設(shè)計(jì)中既要保證建筑結(jié)構(gòu)在地震發(fā)生時(shí)具有一定的延性,又必須滿足最小配筋的要求。
2、嚴(yán)格按照規(guī)范要求,保證鋼筋在各個(gè)部位必須具有足夠的錨固、延伸和搭接長(zhǎng)度,材料選用也必須滿足強(qiáng)度要求。
3、為了防止或減輕屋面溫度應(yīng)力引起的墻體開(kāi)裂,屋面應(yīng)設(shè)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(yīng)設(shè)置分格縫。
4、按抗震構(gòu)造要求設(shè)置的構(gòu)造柱,應(yīng)在整個(gè)建筑物高度內(nèi)上下對(duì)準(zhǔn)貫通,上至女兒墻壓頂,下至基礎(chǔ)圈梁或伸入室外地面以下500 mm,構(gòu)造柱與圈梁、樓板和墻體的拉接必須符合規(guī)范要求。
五、結(jié)語(yǔ)：
通過(guò)對(duì)各類常見(jiàn)結(jié)構(gòu)錯(cuò)誤問(wèn)題的分析,可以使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員加強(qiáng)對(duì)常見(jiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤的辨別能力,提高對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)通病的防治能力,使住宅的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作做得更安全、更合理。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞：住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；施工圖設(shè)計(jì)；概念設(shè)計(jì)；地基設(shè)計(jì)
中圖分類號(hào)：TU2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展提高，人民群眾的生活水平、生活質(zhì)量也在不斷提高。住宅工程質(zhì)量的優(yōu)劣好壞直接影響到群眾的生命安全。住宅質(zhì)量的好壞主要由設(shè)計(jì)質(zhì)量和施工質(zhì)量?jī)蓚€(gè)方面來(lái)衡量。然而相對(duì)而言，住宅設(shè)計(jì)是一項(xiàng)繁重而又責(zé)任重大的工作,，直接關(guān)系到建筑物的安全、適用、經(jīng)濟(jì)以及合理性，但在實(shí)際設(shè)計(jì)工作中常常發(fā)生住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的種種概念與方法上的差錯(cuò)。但在實(shí)際設(shè)計(jì)工作中,常常發(fā)生住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的種種概念和方法上的差錯(cuò)。我國(guó)自2000年全面推行建設(shè)工程施工圖設(shè)計(jì)審查制度以來(lái),通過(guò)施工圖設(shè)計(jì)審查發(fā)現(xiàn)并糾正了不少違反《工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制性條文》和其他一些違規(guī)設(shè)計(jì)問(wèn)題，對(duì)規(guī)范設(shè)計(jì)市場(chǎng)秩序確保設(shè)計(jì)質(zhì)量的提搞，起到了一定作用。文章結(jié)合施工圖設(shè)計(jì)和審查的工作實(shí)踐, 對(duì)住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量存在的問(wèn)題進(jìn)行分析，提出住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范要求應(yīng)該注意的問(wèn)題，重點(diǎn)論述了住宅結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)和地基設(shè)計(jì)，以避免或減少上述類似的不足,確保住宅設(shè)計(jì)質(zhì)量能上一個(gè)臺(tái)階。
1 住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題及其原因分析
1.1防火設(shè)計(jì)問(wèn)題比較突出
一些設(shè)計(jì)人員對(duì)防火規(guī)范、規(guī)定不熟悉,對(duì)建筑物分類有錯(cuò)誤,導(dǎo)致在設(shè)計(jì)中對(duì)防火標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行有誤,消防處理不當(dāng),存在許多安全隱患;一些重要場(chǎng)所的安全疏散出口、疏散門(mén)開(kāi)啟方向不正確,影響安全疏散;有些設(shè)計(jì)中的防火分區(qū)面積過(guò)大,防火間距過(guò)長(zhǎng),設(shè)計(jì)存在隨意性;有些消防設(shè)施設(shè)計(jì)不合理、不配套,建筑物一旦失火,消防設(shè)施將不能有效發(fā)揮作用。
1.2部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不合理,安全隱患比較多
如《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》第7.1.8條(強(qiáng)制性條文)規(guī)定“底部框架- 抗震墻結(jié)構(gòu),上部的砌體抗震墻與底部的框架梁或抗震墻應(yīng)對(duì)齊或基本對(duì)齊”。有些設(shè)計(jì)把底層設(shè)計(jì)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(duì)齊,造成結(jié)構(gòu)體系不合理,傳力不明確;有些設(shè)計(jì)中抗震分類、場(chǎng)地類別選用錯(cuò)誤，導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。一些混凝土構(gòu)件,特別是懸挑構(gòu)件的最小配筋率達(dá)不到要求，有的相差一半，有的甚至一半都達(dá)不到;有些設(shè)計(jì)中荷載取值沒(méi)有按規(guī)范要求來(lái)確定,存在漏算錯(cuò)算現(xiàn)象;有些結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與提供的計(jì)算書(shū)不一致,結(jié)構(gòu)強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于計(jì)算結(jié)果,設(shè)計(jì)存在嚴(yán)重安全隱患。
1.3設(shè)計(jì)深度沒(méi)有達(dá)到規(guī)定要求
一些設(shè)計(jì)人員制作圖紙“偷工減料”，設(shè)計(jì)粗糙,過(guò)于簡(jiǎn)單,施工圖中應(yīng)有的系統(tǒng)圖、大樣圖、相關(guān)剖視圖漏缺；一些重要的、應(yīng)該用圖紙反映的內(nèi)容只標(biāo)注“見(jiàn)圖集”、“由設(shè)備廠家確定”等，施工圖設(shè)計(jì)表述不全，細(xì)部大樣不詳,不能反映工程的全貌;一些重要的設(shè)計(jì)依據(jù)、設(shè)計(jì)參數(shù)、工程類別、安全等級(jí)、耐火等級(jí)、防火消防處理等在設(shè)計(jì)總說(shuō)明中沒(méi)有標(biāo)明或交待不全。這些問(wèn)題的產(chǎn)生,有的是由于設(shè)計(jì)人員沒(méi)有對(duì)一般住宅尤其是多層住宅設(shè)計(jì)引起高度重視，盲目參照或套用其他的設(shè)計(jì)的結(jié)果;有的則是由于設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)設(shè)計(jì)規(guī)范和設(shè)計(jì)方法缺乏理解；還有的是由于設(shè)計(jì)者的力學(xué)概念模糊,不能建立正確的計(jì)算模式,對(duì)結(jié)構(gòu)電算結(jié)果也缺乏判斷對(duì)與否的經(jīng)驗(yàn)。
2住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的規(guī)范要求
避免出現(xiàn)上述結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不足,在住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)首先必須從結(jié)構(gòu)計(jì)算和構(gòu)造上滿足規(guī)范的相關(guān)要求。
2.1結(jié)構(gòu)計(jì)算應(yīng)注意的問(wèn)題
2.1.1免荷載計(jì)算的錯(cuò)誤。很多漏算或少算荷載、活荷載折減不當(dāng)、建筑物用料與實(shí)際計(jì)算不一樣,基礎(chǔ)底板上多算或少算土重。
2.1.2底框砌體結(jié)構(gòu)驗(yàn)算。底部剪力法僅適用于剛度比較均勻的多層結(jié)構(gòu),對(duì)具有薄弱層的底層框架混合結(jié)構(gòu),應(yīng)考慮塑性變形集中的影響,通常對(duì)底層地震剪力乘以1. 2~1. 5的增大系數(shù);底層框架混合結(jié)構(gòu)的剪力分配不能簡(jiǎn)單地按框架抗震墻的方法。因?yàn)榈讓涌蚣芙Y(jié)構(gòu)中只有底層框架抗震墻,應(yīng)采用雙保險(xiǎn)的方法,抗震墻承擔(dān)全部剪力,框架按剛度比例承擔(dān)剪力。剛度計(jì)算時(shí),框架不折減,抗震墻折減到彈性剛度的20% ~30%;應(yīng)考慮底層框架柱中地震作用產(chǎn)生傾覆力矩所引起的附加軸力。
2.1.3避免樓板計(jì)算中方法的不正確。連續(xù)板計(jì)算不能簡(jiǎn)單地用單向板計(jì)算方法代替;雙向板查表計(jì)算時(shí),不能忽略材料泊松比的影響,否則由于跨中彎矩未進(jìn)行調(diào)整,將使計(jì)算值偏小。
2.1.4對(duì)電算結(jié)果的正確性作出有效的評(píng)價(jià)。目前結(jié)構(gòu)計(jì)算大多采用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算程序進(jìn)行計(jì)算,如何對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析、評(píng)價(jià),是一個(gè)非常重要的方面。因此必須根據(jù)工程設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析、判斷,根據(jù)其正確與否,決定能否作為施工圖設(shè)計(jì)的依據(jù)。
2.2構(gòu)造設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問(wèn)題
2.2.1注意構(gòu)件最大配筋率和最小配筋率的限值。尤其是在抗震設(shè)計(jì)中既要保證建筑結(jié)構(gòu)在地震發(fā)生時(shí)具有一定的延性,又必須滿足最小配筋的要求。
2.2.2嚴(yán)格按照規(guī)范要求,保證鋼筋在各個(gè)部位所需滿足的錨固、延伸和搭接長(zhǎng)度,材料選用也必須滿足強(qiáng)度要求。
2.2.3為了防止屋面溫度應(yīng)力引起的墻體開(kāi)裂,必須采取有效的通風(fēng)融熱措施。
2.2.4按抗震構(gòu)造要求設(shè)置的構(gòu)造柱,應(yīng)在整個(gè)建筑物高度內(nèi)上下對(duì)準(zhǔn)貫通,上至女兒墻壓頂,下至淺于500mm基礎(chǔ)圈梁,或伸入室外地面以下500mm的構(gòu)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的概念設(shè)計(jì)與地基設(shè)計(jì)
3.1必須及早介入建筑結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)
住宅設(shè)計(jì)無(wú)論是多層磚混或框架剪力墻結(jié)構(gòu), 都不同于以往的靜力設(shè)計(jì),必須從抗震的角度,采用二階段設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)三個(gè)水準(zhǔn)的設(shè)防要求。為此,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員必須及早介入建筑結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì),否則將會(huì)導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不合理,給以后的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來(lái)難度。住宅結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)是指一些在計(jì)算中或在規(guī)范中難以作出具體規(guī)定的問(wèn)題,必須由工程師運(yùn)用“概念”進(jìn)行分析,作出判斷,以便采取相應(yīng)的措施。例如結(jié)構(gòu)破壞機(jī)理的概念、力學(xué)概念以及由震害試驗(yàn)現(xiàn)象等總結(jié)提供的各種宏觀和具體的經(jīng)驗(yàn)等。這些概念及經(jīng)驗(yàn)貫穿在方案確定及結(jié)構(gòu)布置過(guò)程中,也體現(xiàn)在計(jì)算簡(jiǎn)圖或計(jì)算結(jié)果的處理中。住宅結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中起著舉足輕重的作用, 一幢建筑物的設(shè)計(jì),如果沒(méi)有事先經(jīng)過(guò)全盤(pán)正確的概念設(shè)計(jì), 以后的計(jì)算模式再準(zhǔn)確、計(jì)算再精確、配筋再合理,也不可能是一個(gè)經(jīng)濟(jì)、合理的優(yōu)秀設(shè)計(jì)工程。因此在建筑物的方案設(shè)計(jì)階段應(yīng)正確把握建筑結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì), 對(duì)不同形式的住宅建筑掌握各自概念設(shè)計(jì)中容易疏忽的要點(diǎn)。
3.1.1對(duì)一般多層砌體住宅結(jié)構(gòu),應(yīng)按《建筑抗震設(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)體系:縱橫墻的布置宜均勻?qū)ΨQ,沿平面內(nèi)宜對(duì)齊,沿豎向應(yīng)上下連續(xù);樓梯間不宜設(shè)置在房屋的盡端和轉(zhuǎn)角處;不宜采用無(wú)錨固的鋼筋砼預(yù)制挑檐。
3.1.2對(duì)鋼筋混凝土多、高層結(jié)構(gòu)住宅,力求做到結(jié)構(gòu)布置盡量采用規(guī)則結(jié)構(gòu)。對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu),可以設(shè)置防震縫,把它分割成各自規(guī)則的結(jié)構(gòu)單元。結(jié)構(gòu)布置以少設(shè)縫為宜,一旦設(shè)縫,則應(yīng)使防震縫的設(shè)置與伸縮縫、沉降縫相統(tǒng)一;框架與抗震墻等抗側(cè)力結(jié)構(gòu)應(yīng)雙向布置, 以便各自承擔(dān)來(lái)自平行于該抗側(cè)力結(jié)構(gòu)平面方向的地震力; 框剪體系的各抗側(cè)力結(jié)構(gòu)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(zhǎng)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的加強(qiáng)
為防止或減少由于地基沉降或不均勻沉降引起的構(gòu)件開(kāi)裂或破壞,可以從建筑措施、結(jié)構(gòu)措施、地基和基礎(chǔ)措施方面加以控制。諸如:避免采用建筑平面形狀復(fù)雜、陰角多的平面布置;避免立面體形變化過(guò)大;將體形復(fù)雜、荷載和高低差異大的建筑物分成若干個(gè)單元;加強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)的剛度;同一建筑物盡量采用同一類型基礎(chǔ)并埋置于同一土層中等一系列措施。地基的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)分別就高層建筑與多層建筑考慮不同的設(shè)計(jì)。
3.2.1對(duì)高層建筑來(lái)說(shuō),由于需要一定的埋置深度,從經(jīng)濟(jì)的角度考慮,基礎(chǔ)一般采用樁箱或樁筏結(jié)合的形式。此時(shí)應(yīng)保證箱體的整體剛度,群樁布置的形心應(yīng)與上部結(jié)構(gòu)重心相吻合;當(dāng)土層有較大起伏時(shí), 應(yīng)使用同一建筑結(jié)構(gòu)下的樁端位于同一土層中,并應(yīng)考慮可能產(chǎn)生的液化影響。
3.2.2.對(duì)多層建筑而言,從經(jīng)濟(jì)的角度考慮,一般不愿意采用長(zhǎng)樁的方案。但對(duì)軟土層覆蓋層厚度較大的地區(qū),一般都需要經(jīng)過(guò)地基處理的方式來(lái)達(dá)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(rèn)真研究上部結(jié)構(gòu)和地基兩方面的特點(diǎn)及環(huán)境情況,并根據(jù)工程設(shè)計(jì)要求,確定地基處理范圍和處理后要求達(dá)到的技術(shù)指標(biāo),以及各種處理方面的適用性。同時(shí)綜合考慮處理方案的成熟程度及施工單位的經(jīng)驗(yàn),進(jìn)行多方案比較,最終選定安全實(shí)用、經(jīng)濟(jì)合理的處理方案。地基經(jīng)處理后,還必須滿足規(guī)范所規(guī)定的強(qiáng)度和變形要求。
