導(dǎo)言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇多層住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。

篇1

一.在結(jié)構(gòu)設(shè)計中有效運(yùn)用概念設(shè)計

建筑的概念設(shè)計在整個設(shè)計過程中起著舉足輕重的作用，一幢建筑物的設(shè)計，如果沒有事先經(jīng)過全盤正確的概念設(shè)計，以后的計算模式再準(zhǔn)確、計算再精確、配筋再合理，也不可能是一個經(jīng)濟(jì)、合理的優(yōu)秀設(shè)計工程。從結(jié)構(gòu)杭震角度出發(fā)，住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計無論是多層磚混或和框架剪力墻結(jié)構(gòu)，都不同于以往的靜力設(shè)計，必須從抗震的角度，采用二階段設(shè)計來實(shí)現(xiàn)三個水準(zhǔn)的設(shè)防要求。為此，結(jié)構(gòu)設(shè)計人員必須及早介入建筑結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計，否則，將會導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的不合理，給以后的結(jié)構(gòu)設(shè)計帶來難度。為在建筑物的方案設(shè)計階段正確把握建筑結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計，應(yīng)對不同形式的住宅建筑，掌握各自概念設(shè)計中容易疏忽的要點(diǎn)：

（1）對一般多層砌住宅結(jié)構(gòu)，應(yīng)按建筑搞震設(shè)計規(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)宜對齊，沿豎向應(yīng)上下連續(xù)；樓梯間不宜設(shè)置在房屋和轉(zhuǎn)角處；不宜采用無錨固的鋼筋砼預(yù)制挑檐。

（2）對鋼筋砼多層結(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)。對復(fù)雜結(jié)構(gòu)，可以設(shè)置防震縫，把它分割成各各規(guī)則的結(jié)構(gòu)單元，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，一量設(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、屋蓋的整體性及其于抗震墻的可靠連接。

二.從結(jié)構(gòu)設(shè)計上預(yù)防構(gòu)件開裂破壞的危害

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)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；避免立面形體變化過大；將體形復(fù)雜、荷載和高低差異大的建筑物分成若干單元；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：對高層建筑來說，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，此時應(yīng)保證箱體的整體剛度，群樁布置的形成應(yīng)與上部結(jié)構(gòu)重心相吻合。當(dāng)土層有較大起伏時，應(yīng)使用不著同建筑結(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。而對多層建筑而言，從經(jīng)濟(jì)的角度考慮，一般不愿意采用長樁的方案，但當(dāng)?shù)剀浲翆雍穸容^大時，一般都需要經(jīng)過地基處理的方式來達(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)計算上滿足規(guī)范要求

（1）避免荷載計算的錯誤。諸如漏算或少算荷載、荷載折減不當(dāng)、建筑物用料與實(shí)際不符，基礎(chǔ)底板上多算或少算土重。

（2）底框砌體結(jié)構(gòu)驗(yàn)算時就應(yīng)注意：底部剪力法僅適用于剛度比較均勻的多層結(jié)構(gòu)，對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。剛度計算時，框架不折減，搞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）以電算結(jié)果的正確性不以作出合理評價。目前結(jié)構(gòu)計算大多采用結(jié)構(gòu)設(shè)計計算程序進(jìn)行計算，如何對計算結(jié)果進(jìn)行分析、評價，是一個非常重要的方面。必須根據(jù)工程設(shè)計的經(jīng)驗(yàn)對計算結(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)計的依據(jù)。

四.從構(gòu)造設(shè)計上采取措施

（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)計中既要保證建筑結(jié)構(gòu)在地震發(fā)生時具有一定的延性，又必須滿足最小配筋的要求。

（2）嚴(yán)格按照規(guī)范要求，保證鋼筋在各個部位所需滿足的錨固、延伸和搭接長度，材料選用也必須滿足強(qiáng)度要求。

（3）為了防止屋面溫度力引起的墻體開裂，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)在整個建筑物高度內(nèi)上下對準(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，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

篇2

中圖分類號： TU318 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：

1、引言

隨著我國住宅建筑規(guī)模的不斷擴(kuò)大和住宅產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展,建筑功能優(yōu)于普通框架結(jié)構(gòu)的鋼筋混凝土異形柱框架結(jié)構(gòu)應(yīng)運(yùn)而生。與傳統(tǒng)磚混結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)相比,異形柱避免了房間邊角因采用矩形柱時所產(chǎn)生的棱角突出,從而使房間平整、布置靈活,而且增加了使用面積,體現(xiàn)住宅的經(jīng)濟(jì)性。

異形柱指的是除了矩形、圓形以外的截面形式,如T形、十字形、L形等截面形式,它的優(yōu)點(diǎn)是,柱肢基本與填充墻等厚,使室內(nèi)不出現(xiàn)柱肢,便于室內(nèi)靈活布置,又可增加使用面積。異形柱結(jié)構(gòu)受力體系由異形柱或異形柱加剪力墻、框架梁組成,共同承受水平荷載和豎向荷載。目前,國標(biāo)《混凝土異形柱結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJl49-2006)在總結(jié)地方規(guī)程的基礎(chǔ)上已經(jīng)正式實(shí)施,下面著重對多層建筑采用異形柱結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行分析探討。

2、異形柱結(jié)構(gòu)的受力機(jī)理分析

2.1承載能力

異形柱的截面形式主要有T形、十字形、L形和Z形(較少采用)等,L形多用于墻轉(zhuǎn)角,T形和十字多用于縱橫墻交接處。由于截面的這種特殊性,其墻肢平面內(nèi)外兩個方向的剛度相差較大,各個方向的承載力也有較大差異。

2.2變形特征

異形柱的肢厚一般為200-250mm,為了獲得足夠的承載能力,異形柱的肢長一般不會太小,由此會容易造成剪跨比過小,形成短柱。由于肢厚較小,為薄壁構(gòu)件,剪切中心與截面形心往往不重合,變形以剪切為主,構(gòu)件的變形能力下降。由于異形柱屬于薄壁構(gòu)件,也會因截面曲率M/日較小,使彎曲變形性能有限,延性較差。

2.3破壞機(jī)理

異形柱由于是多肢的,其剪切中心往往在平面之外,受力時要靠各柱肢交點(diǎn)處核心混凝土的協(xié)調(diào)變形。這種變形協(xié)調(diào),使各柱肢內(nèi)存在比較大的翹曲應(yīng)力和剪應(yīng)力。國內(nèi)外大量的試驗(yàn)資料和理論分析表明,異形柱的破壞形態(tài)為:彎曲破壞、小偏壓破壞、壓剪破壞等。影響其破壞形態(tài)的因素有:荷載角、軸壓比、剪跨比、配筋率以及箍筋間距與縱筋直徑D的比值等。

異形柱由于其截面的特殊性及受力性能的復(fù)雜性,在設(shè)計中必須通過可靠的計算分析和必要的構(gòu)造措施,來保證其強(qiáng)度和延性。

3、工程實(shí)例

湖南某行政單位宿舍樓,地上5層,總建筑面積為15200m2,建筑物總高度自室外地坪箅起為16.78m,寬度12.8m,高寬比為1.31,標(biāo)準(zhǔn)層層高為2.9m。地震設(shè)防烈度按6度考慮,抗震等級為3級,場地類別為Ⅲ類,基本風(fēng)壓為0.4kN/m2。平面布置如圖1所示。

根據(jù)建筑使用功能要求,本工程采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土異形柱框架結(jié)構(gòu),在兩個方向均有拉結(jié)。柱網(wǎng)均在5m以內(nèi),局部設(shè)置矩形柱,異形框架柱、梁寬均為200mm。磚砌填充墻采用190mm×190mm kMl型多孔磚,內(nèi)墻采用加氣混凝土砌塊。

4、多層異形柱框架建筑結(jié)構(gòu)整體分析

4.1計算原理與參數(shù)

PKPM-SATWE采用數(shù)值計算原理和迭代方法,將受壓區(qū)混凝土劃分為若干個小單元,利用截面假定確定小單元各點(diǎn)的混凝土和鋼筋應(yīng)變,由混凝土和鋼筋的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線求得混凝土小單元和各根鋼筋的應(yīng)力,建立平衡方程,通過迭代方法求出所需配筋面積。

本工程結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度等級采用C30,縱向受力鋼筋采用HRB335級鋼筋

(D≤22mm),箍筋采用HRB235級鋼筋。由于結(jié)構(gòu)平面不規(guī)則性,考慮雙向地震作用,地劈作用分析方法采用側(cè)剛分析方法。

4.2結(jié)構(gòu)自振周期

結(jié)構(gòu)的自振周期,如表1所示。

可以看出,水平地震力方向與坐標(biāo)軸夾角為0°時,T3/T1=0.88

4.3軸壓比

異形柱不同截面形式的軸壓比限值在文獻(xiàn)中有詳細(xì)的規(guī)定。表2列出了KZl、KZ3、KZ5、KZ7、I(Z8等有代表性的截面在水平力方向與坐標(biāo)軸夾角分別為0°和45°時作用下的軸壓比。

由于本工程建筑布置的特殊性,異形柱有少量一字形和z形柱,從表2的軸壓比值可以看出,L形、T形、+形異形柱在水平力方向與坐標(biāo)軸夾角為45。時的軸壓比值較0°時的軸壓比值均大,特別是L形柱,軸壓比差值較大,軸壓比公式為

μN(yùn)=N/fcAc(1)

其中:μN(yùn)為軸壓比;N為考慮地震作用組合的軸向壓力設(shè)計值;fc為混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計值;Ac為異型柱截面面積。

從式(1)可知,同截面同混凝土標(biāo)號的異形柱軸壓比越大,則上部荷載越大,故本工程異形柱設(shè)計中應(yīng)采用水平力方向與坐標(biāo)軸夾角為45°時的數(shù)據(jù)作為依據(jù)。文獻(xiàn)通過模型分析提出L形等肢異形柱應(yīng)考慮45°和-45°地震作用方向的計算,這與本文研究得出的結(jié)論吻合。

4.4底層剪力控制

通過異形柱受力機(jī)理分析可知,異形柱受力時,柱肢內(nèi)存在相當(dāng)大的剪應(yīng)力和翹曲應(yīng)力,故異形柱受力計算除按軸壓比控制進(jìn)行雙偏壓計算外,還應(yīng)計算抗剪應(yīng)力。

從表3中可以看出,水平力方向與坐標(biāo)軸夾角為45°時,5種不同形式的異形柱柱底剪力較水平力方向與坐標(biāo)軸夾角為0°時大,特別是L形截面的異形柱。這與異形柱在不同方向水平力作用下獲得的軸壓比數(shù)值趨勢相符。同時應(yīng)考慮L形柱在45°和-45°地震作用方向的計算。

4.5層間位移角

結(jié)構(gòu)在水平力方向與坐標(biāo)軸夾角分別為45°(曲線1)和0°(曲線2)作用下,x和y方向的最大層間位移角,如圖2、3所示。從圖中可以看出x和y方向下層間位移角均小于等于1/600,滿足規(guī)范相應(yīng)要求。曲線1對應(yīng)樓層n各點(diǎn)層間位移角值均小于曲線2相對應(yīng)值,說明結(jié)構(gòu)在水平力方向與坐標(biāo)軸夾

角為45°時抗側(cè)力能力較好。

5、異形柱框架結(jié)構(gòu)設(shè)St中的優(yōu)化措施

5.1異形柱框架結(jié)構(gòu)設(shè)計中的優(yōu)化措施

從以上分析可以看出,異形柱結(jié)構(gòu)與矩形柱結(jié)構(gòu)在性能上存在較大差異,設(shè)計過程中應(yīng)重點(diǎn)控制和優(yōu)化對異形柱結(jié)構(gòu)整體性能影響較大的內(nèi)容,具體如下:

1)調(diào)整異形柱平面框架布置形式,使其剛度中心盡量與形心重合,相應(yīng)調(diào)整異形柱柱肢高,使其滿足扭轉(zhuǎn)與平動第1周期比T3/T1

2)異形柱的方向性較強(qiáng),在進(jìn)行整體計算分析時,應(yīng)增加45°和-45°風(fēng)和地震作用方向的計算,保證結(jié)構(gòu)的安全度。

3)Z形柱本文未詳細(xì)分析,其剪切中心與形心雖然重合,但框架梁往往布置在兩翼,不可避免地產(chǎn)生翹曲應(yīng)力,故設(shè)計時,建議將框架分析所得的截面彎矩乘以1.15-1.25的增大系數(shù)以考慮翹曲應(yīng)力的影響。

4)異形柱受力后,柱肢端部會出現(xiàn)較大應(yīng)力,加上梁作用于柱肢上,應(yīng)力產(chǎn)生不均勻性。一般越靠肢端,應(yīng)力越大,對柱肢形成偏心壓力,因而在異形柱配筋時,應(yīng)在肢端設(shè)置暗柱,離端部厚度范圍內(nèi)設(shè)2φ14的構(gòu)造鋼筋,箍筋同柱,可限制柱肢混凝土裂縫開展,提高異形柱局部抗壓、抗剪強(qiáng)度及變形能力。

5.2異形柱混凝土節(jié)點(diǎn)核心區(qū)處理措施

由異形柱的截面特性,決定了梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)域面積較小,而梁柱縱筋交匯使得箍筋配置不可能太多。為了滿足抗剪承載力的要求,只能提高混凝土的標(biāo)號,但隨之帶來的問題是構(gòu)件變脆,同時與梁板混凝土強(qiáng)度的協(xié)調(diào)也成問題,有時了為個別柱的需要,而使全部柱的混凝土標(biāo)號提高,也造成了投資上的浪費(fèi)。

為了解決這一問題,設(shè)計時采用了在節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的柱內(nèi)加豎向鋼板的方法,鋼板伸過節(jié)點(diǎn)核心區(qū)上下一定的長度錨固,按鋼板與混凝土協(xié)同工作來計算分析,確定鋼板的截面尺寸。最終設(shè)計的結(jié)果是鋼板截面尺寸較小,不影響梁柱鋼筋的布置,且鋼板設(shè)置靈活,哪里需要哪里加,從已建成工程使用來看,效果較好。

6、結(jié)語

綜上所述,異形柱結(jié)構(gòu)由于具有不出現(xiàn)柱楞,不露梁,并能夠增加使用面積等優(yōu)點(diǎn),以及民用建筑市場朝著大開間、太空間方向的發(fā)展,應(yīng)用前景將日益廣泛。結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)根據(jù)其受力特點(diǎn),充分了解其破壞機(jī)理,選用合理的結(jié)構(gòu)形式,正確掌握分析方法,其結(jié)構(gòu)才能有可靠的安全保證。

參考文獻(xiàn):

篇3

中圖分類號:TU398.2　文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B　文章編號:1008-0422(2010)04-0122-02

1、引　言

隨著我國住宅建筑規(guī)模的不斷擴(kuò)大和住宅產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展,建筑功能優(yōu)于普通框架結(jié)構(gòu)的鋼筋混凝土異形柱框架結(jié)構(gòu)應(yīng)運(yùn)而生。與傳統(tǒng)磚混結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)相比,異形柱避免了房間邊角因采用矩形柱時所產(chǎn)生的棱角突出,從而使房間平整、布置靈活,而且增加了使用面積,體現(xiàn)住宅的經(jīng)濟(jì)性。

異形柱指的是除了矩形、圓形以外的截面形式,如T形、十字形、L形等截面形式,它的優(yōu)點(diǎn)是,柱肢基本與填充墻等厚,使室內(nèi)不出現(xiàn)柱肢,便于室內(nèi)靈活布置,又可增加使用面積。異形柱結(jié)構(gòu)受力體系由異形柱或異形柱加剪力墻、框架梁組成,共同承受水平荷載和豎向荷載。目前,國標(biāo)《混凝土異形柱結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJl49-2006)在總結(jié)地方規(guī)程的基礎(chǔ)上已經(jīng)正式實(shí)施,下面著重對多層建筑采用異形柱結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行分析探討。

2、異形柱結(jié)構(gòu)的受力機(jī)理分析

2.1　承載能力

異形柱的截面形式主要有T形、十字形、L形和Z形(較少采用)等,L形多用于墻轉(zhuǎn)角,T形和十字多用于縱橫墻交接處。由于截面的這種特殊性,其墻肢平面內(nèi)外兩個方向的剛度相差較大,各個方向的承載力也有較大差異。

2.2　變形特征

異形柱的肢厚一般為200-250mm,為了獲得足夠的承載能力,異形柱的肢長一般不會太小,由此會容易造成剪跨比過小,形成短柱。由于肢厚較小,為薄壁構(gòu)件,剪切中心與截面形心往往不重合,變形以剪切為主,構(gòu)件的變形能力下降。由于異形柱屬于薄壁構(gòu)件,也會因截面曲率M/日較小,使彎曲變形性能有限,延性較差。

2.3　破壞機(jī)理

異形柱由于是多肢的,其剪切中心往往在平面之外,受力時要靠各柱肢交點(diǎn)處核心混凝土的協(xié)調(diào)變形。這種變形協(xié)調(diào),使各柱肢內(nèi)存在比較大的翹曲應(yīng)力和剪應(yīng)力。國內(nèi)外大量的試驗(yàn)資料和理論分析表明,異形柱的破壞形態(tài)為:彎曲破壞、小偏壓破壞、壓剪破壞等。影響其破壞形態(tài)的因素有:荷載角、軸壓比、剪跨比、配筋率以及箍筋間距與縱筋直徑D的比值等。

異形柱由于其截面的特殊性及受力性能的復(fù)雜性,在設(shè)計中必須通過可靠的計算分析和必要的構(gòu)造措施,來保證其強(qiáng)度和延性。

3、工程實(shí)例

湖南某行政單位宿舍樓,地上5層,總建筑面積為15200m2,建筑物總高度自室外地坪箅起為16.78m,寬度12.8m,高寬比為1.31,標(biāo)準(zhǔn)層層高為2.9m。地震設(shè)防烈度按6度考慮,抗震等級為3級,場地類別為Ⅲ類,基本風(fēng)壓為0.4kN/m2。平面布置如圖1所示。

根據(jù)建筑使用功能要求,本工程采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土異形柱框架結(jié)構(gòu),在兩個方向均有拉結(jié)。柱網(wǎng)均在5m以內(nèi),局部設(shè)置矩形柱,異形框架柱、梁寬均為200mm。磚砌填充墻采用190mm×190mm kMl型多孔磚,內(nèi)墻采用加氣混凝土砌塊。

4、多層異形柱框架建筑結(jié)構(gòu)整體分析

4.1　計算原理與參數(shù)

PKPM-SATWE采用數(shù)值計算原理和迭代方法,將受壓區(qū)混凝土劃分為若干個小單元,利用截面假定確定小單元各點(diǎn)的混凝土和鋼筋應(yīng)變,由混凝土和鋼筋的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線求得混凝土小單元和各根鋼筋的應(yīng)力,建立平衡方程,通過迭代方法求出所需配筋面積。

本工程結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度等級采用C30,縱向受力鋼筋采用HRB335級鋼筋

(D≤22mm),箍筋采用HRB235級鋼筋。由于結(jié)構(gòu)平面不規(guī)則性,考慮雙向地震作用,地劈作用分析方法采用側(cè)剛分析方法。

4.2　結(jié)構(gòu)自振周期

結(jié)構(gòu)的自振周期,如表1所示。

可以看出,水平地震力方向與坐標(biāo)軸夾角為0°時,T3/T1=0.88

4.3　軸壓比

異形柱不同截面形式的軸壓比限值在文獻(xiàn)中有詳細(xì)的規(guī)定。表2列出了KZl、KZ3、KZ5、KZ7、I(Z8等有代表性的截面在水平力方向與坐標(biāo)軸夾角分別為0°和45°時作用下的軸壓比。

由于本工程建筑布置的特殊性,異形柱有少量一字形和z形柱,從表2的軸壓比值可以看出,L形、T形、+形異形柱在水平力方向與坐標(biāo)軸夾角為45。時的軸壓比值較0°時的軸壓比值均大,特別是L形柱,軸壓比差值較大,軸壓比公式為

μN(yùn)=N/fcAc　(1)

其中:μN(yùn)為軸壓比;N為考慮地震作用組合的軸向壓力設(shè)計值;fc為混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計值;Ac為異型柱截面面積。

從式(1)可知,同截面同混凝土標(biāo)號的異形柱軸壓比越大,則上部荷載越大,故本工程異形柱設(shè)計中應(yīng)采用水平力方向與坐標(biāo)軸夾角為45°時的數(shù)據(jù)作為依據(jù)。文獻(xiàn)通過模型分析提出L形等肢異形柱應(yīng)考慮45°和-45°地震作用方向的計算,這與本文研究得出的結(jié)論吻合。

4.4　底層剪力控制

通過異形柱受力機(jī)理分析可知,異形柱受力時,柱肢內(nèi)存在相當(dāng)大的剪應(yīng)力和翹曲應(yīng)力,故異形柱受力計算除按軸壓比控制進(jìn)行雙偏壓計算外,還應(yīng)計算抗剪應(yīng)力。

從表3中可以看出,水平力方向與坐標(biāo)軸夾角為45°時,5種不同形式的異形柱柱底剪力較水平力方向與坐標(biāo)軸夾角為0°時大,特別是L形截面的異形柱。這與異形柱在不同方向水平力作用下獲得的軸壓比數(shù)值趨勢相符。同時應(yīng)考慮L形柱在45°和-45°地震作用方向的計算。

4.5　層間位移角

結(jié)構(gòu)在水平力方向與坐標(biāo)軸夾角分別為45°(曲線1)和0°(曲線2)作用下,x和y方向的最大層間位移角,如圖2、3所示。從圖中可以看出x和y方向下層間位移角均小于等于1/600,滿足規(guī)范相應(yīng)要求。曲線1對應(yīng)樓層n各點(diǎn)層間位移角值均小于曲線2相對應(yīng)值,說明結(jié)構(gòu)在水平力方向與坐標(biāo)軸夾

角為45°時抗側(cè)力能力較好。

5、異形柱框架結(jié)構(gòu)設(shè)St中的優(yōu)化措施

5.1　異形柱框架結(jié)構(gòu)設(shè)計中的優(yōu)化措施

從以上分析可以看出,異形柱結(jié)構(gòu)與矩形柱結(jié)構(gòu)在性能上存在較大差異,設(shè)計過程中應(yīng)重點(diǎn)控制和優(yōu)化對異形柱結(jié)構(gòu)整體性能影響較大的內(nèi)容,具體如下:

1)調(diào)整異形柱平面框架布置形式,使其剛度中心盡量與形心重合,相應(yīng)調(diào)整異形柱柱肢高,使其滿足扭轉(zhuǎn)與平動第1周期比T3/T1

2)異形柱的方向性較強(qiáng),在進(jìn)行整體計算分析時,應(yīng)增加45°和-45°風(fēng)和地震作用方向的計算,保證結(jié)構(gòu)的安全度。

3)Z形柱本文未詳細(xì)分析,其剪切中心與形心雖然重合,但框架梁往往布置在兩翼,不可避免地產(chǎn)生翹曲應(yīng)力,故設(shè)計時,建議將框架分析所得的截面彎矩乘以1.15-1.25的增大系數(shù)以考慮翹曲應(yīng)力的影響。

4)異形柱受力后,柱肢端部會出現(xiàn)較大應(yīng)力,加上梁作用于柱肢上,應(yīng)力產(chǎn)生不均勻性。一般越靠肢端,應(yīng)力越大,對柱肢形成偏心壓力,因而在異形柱配筋時,應(yīng)在肢端設(shè)置暗柱,離端部厚度范圍內(nèi)設(shè)2φ14的構(gòu)造鋼筋,箍筋同柱,可限制柱肢混凝土裂縫開展,提高異形柱局部抗壓、抗剪強(qiáng)度及變形能力。

5.2　異形柱混凝土節(jié)點(diǎn)核心區(qū)處理措施

由異形柱的截面特性,決定了梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)域面積較小,而梁柱縱筋交匯使得箍筋配置不可能太多。為了滿足抗剪承載力的要求,只能提高混凝土的標(biāo)號,但隨之帶來的問題是構(gòu)件變脆,同時與梁板混凝土強(qiáng)度的協(xié)調(diào)也成問題,有時了為個別柱的需要,而使全部柱的混凝土標(biāo)號提高,也造成了投資上的浪費(fèi)。

為了解決這一問題,設(shè)計時采用了在節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的柱內(nèi)加豎向鋼板的方法,鋼板伸過節(jié)點(diǎn)核心區(qū)上下一定的長度錨固,按鋼板與混凝土協(xié)同工作來計算分析,確定鋼板的截面尺寸。最終設(shè)計的結(jié)果是鋼板截面尺寸較小,不影響梁柱鋼筋的布置,且鋼板設(shè)置靈活,哪里需要哪里加,從已建成工程使用來看,效果較好。

6、結(jié)　語

綜上所述,異形柱結(jié)構(gòu)由于具有不出現(xiàn)柱楞,不露梁,并能夠增加使用面積等優(yōu)點(diǎn),以及民用建筑市場朝著大開間、太空間方向的發(fā)展,應(yīng)用前景將日益廣泛。結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)根據(jù)其受力特點(diǎn),充分了解其破壞機(jī)理,選用合理的結(jié)構(gòu)形式,正確掌握分析方法,其結(jié)構(gòu)才能有可靠的安全保證。

參考文獻(xiàn):

篇4

前言:

近年來，由于土地資源不可再生，建設(shè)部已下令禁止使用傳統(tǒng)的粘土磚，同時，我國目前的鋼產(chǎn)量已高達(dá)1.7億噸，嚴(yán)重供過于求的狀況已迫使鋼鐵企業(yè)不得不另辟蹊徑，為了建筑業(yè)和鋼鐵業(yè)找到了新的出路，我國在已有的建筑體系上引進(jìn)了國外已經(jīng)成熟的鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑體系，多層鋼結(jié)構(gòu)住宅是鋼結(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。鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑的優(yōu)點(diǎn)主要有：大大節(jié)約施工時間，施工不受季節(jié)影響；增大住宅空間使用面積；減少建筑垃圾和環(huán)境污染，建筑材料可重復(fù)利用；拉動其他新型建材行業(yè)的發(fā)展；抗震性能好；使用中易于改造、靈活方便；給人帶來舒適感等等。

一、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)用于住宅的卡要可分為鋼框架體系鋼支撐框架體系，鋼框架-混凝士剪力墻體系 鋼框架-核心筒，錯列桁架鋼結(jié)構(gòu)等。

根據(jù)已建的鋼結(jié)構(gòu)住宅工程 對鋼結(jié)構(gòu)住宅的結(jié)構(gòu)體系做一個簡單的定性比較（見表1）。根據(jù)表1對多層鋼結(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，錯列桁架鋼結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性高，開間及跨度大，比較適于作為多層鋼結(jié)構(gòu)住宅的結(jié)構(gòu)體系，但建筑設(shè)計應(yīng)與結(jié)構(gòu)設(shè)計交互設(shè)計，以避免桁架對建筑平面設(shè)計的影響。

表1 多層鋼結(jié)構(gòu)住宅結(jié)構(gòu)體系性能比較

錯列桁架 好 低 復(fù)雜、快 抗側(cè)能力好、 桁架對住宅建筑平面設(shè)計有影響

二、鋼結(jié)構(gòu)住宅樓蓋結(jié)構(gòu)分析

樓板的合理選擇關(guān)系到整個結(jié)構(gòu)的安全性、經(jīng)濟(jì)性，降低樓板的造價和減輕自重對整個建筑物至關(guān)重要。目前鋼結(jié)構(gòu)住宅工程中常用的樓板主要有三種形式：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。通過表格對上述三種樓蓋進(jìn)行綜合比較 見表2：

表2 多層鋼結(jié)構(gòu)住宅常用樓板類型綜合比較

造價 較低 較高 低

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、用鋼量少和造價低，而且跨度較大，整體性及抗震性能都不比現(xiàn)澆樓蓋差。

三、多層鋼結(jié)構(gòu)住宅結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計

3．1 工程概況

某住宅工程6層，層高2.8m。建筑高度17.1m,建筑面積2858 m2，建筑標(biāo)準(zhǔn)層平面如圖1所示。在一個住宅單元中,進(jìn)深尺寸較大,除樓梯間、廚房、衛(wèi)生間相對固定外。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。建筑抗震設(shè)防烈度Ⅷ度 設(shè)計地震分組為第一組 設(shè)計基本地震加速度為0.2g 建筑結(jié)構(gòu)安全等級為二級，建筑的抗震設(shè)防分類為丙類?；撅L(fēng)壓0.60kN／m2,地面粗糙度B類?；狙篛.80kN／m2,屋面活荷載0．5kN／m2。

3．2 結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計

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問抗側(cè)力體系．具有住宅布置靈活、結(jié)構(gòu)自重輕和造價低的特點(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。桁架布置見圖2。

圖2 桁架布置

結(jié)構(gòu)布置：住宅的開問和進(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)布置采用簡單梁格方式，取消用鋼量較大的次梁。簡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與鋼粱組合作用(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。結(jié)構(gòu)平面布置見圖3。

構(gòu)件設(shè)計：交錯桁架結(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)計來控制構(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HW200x200x8x12：縱向框架梁為HM294x200xSx12：直腹桿為等邊角鋼組合L100xl0；斜腹桿為等邊角鋼組合L125x8?？蚣芙Y(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：粱采用HN25O×125×6×9。

結(jié)構(gòu)分析：計算結(jié)果表明．水平荷載作用參與組合的工況對設(shè)計起控制作用。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)計規(guī)范》和 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》的相關(guān)規(guī)定來控制。結(jié)構(gòu)分析結(jié)果見表3。

節(jié)點(diǎn)設(shè)計：交錯桁架體系采用混合型時，橫向荷載的作用將通過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。此時，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．而腹桿與弦桿的節(jié)點(diǎn)按鉸接設(shè)計，忽略桁架腹桿次彎矩的影響。此種分析不但誤差~t4d,，還能改善結(jié)構(gòu)的延性和增加耗能儲備。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。

3．3 簡單經(jīng)濟(jì)評價在滿足各項設(shè)計指標(biāo)的前提下．各構(gòu)件用鋼量見表4 設(shè)計方案總用鋼量為85．25t(不包括樓板及基礎(chǔ))，單位面積用鋼量為29．8kg／m2。采用鋼管混凝土柱交錯桁架結(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

篇5

中圖分類號： TU318 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：

隨著我國的國民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展,綜合國力得到了大大的提高,相應(yīng)帶動了大量的城鄉(xiāng)改造工程。但城市的發(fā)展在幅員遼闊的中國極不平衡,較為落后、偏僻的城市,由于經(jīng)濟(jì)實(shí)力較差、交通不便等原因,樓房的建設(shè)依然以砌體結(jié)構(gòu)為主,如辦公樓、教學(xué)樓、多層住宅、沿街二、三層店鋪和多層底商住宅樓等。因設(shè)計水平所限,注重了承載力的計算,忽視了構(gòu)造措施和概念設(shè)計;注重了本專業(yè)的設(shè)計,忽視了和別的專業(yè)相協(xié)調(diào),在許多建筑的施工圖設(shè)計中,已經(jīng)埋下了很大的安全隱患。這樣的設(shè)計不僅不符合現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范,而且降低了建筑結(jié)構(gòu)的可靠度和安全性

一、砌體結(jié)構(gòu)的含義

用磚砌體、石砌體或砌塊砌體建造的結(jié)構(gòu)叫做砌體結(jié)構(gòu)。我國砌體結(jié)構(gòu)應(yīng)用非常的廣泛,它具有可以就地取材，非常好的耐久性和比較好的大氣穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性,也同樣具有不錯的保溫隔熱性能。

二、 砌體結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

多層砌體房屋是指由燒結(jié)普通粘土磚、燒結(jié)多孔粘土磚、混凝土小型空心砌塊等砌體承重的多層房屋。通常砌體結(jié)構(gòu)房屋給人們的印象多數(shù)是建筑高度不大、層數(shù)較少、層高較低、窗戶較小、內(nèi)部墻較多，立面造型簡單，這種印象正好說明了砌體結(jié)構(gòu)的建筑特點(diǎn)。砌體結(jié)構(gòu)由粘土磚或砌塊砌筑而成，材料呈脆性，其抗剪、抗拉和抗彎強(qiáng)度較低，因此抗震性能較差，即便有圈梁、構(gòu)造柱等加固措施，在強(qiáng)烈地外，巷子中磚瓦緊湊地接著淅淅瀝瀝的水滴。“滴答滴答下小雨了，種子說我要發(fā)芽，我要發(fā)芽?！庇浀贸鮼頃r，我在小巷中震作用下，破壞率仍然較高。

三、多層砌體住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計易忽視的問題

1、地基處理及基礎(chǔ)設(shè)計

地基及基礎(chǔ)在建筑的安全性方面的重要作用不言而喻。砌體結(jié)構(gòu)房屋，由于平面不規(guī)則，或房屋高差較大引起建筑物重量懸殊較大，或由于地基不均勻，即房屋各部位下面持力層地基強(qiáng)度不同，以及下臥層軟硬程度不同，而引起較大的不均勻沉降。顯然，對于以脆性材料為主的砌體結(jié)構(gòu)這種不均勻沉降更是極其不利的。但由于砌體結(jié)構(gòu)上部荷載相對來說并不很大，許多設(shè)計人員往往在設(shè)計中不太重視，在地基處理和基礎(chǔ)設(shè)計時的比較隨意，如：（1）人為造成不均勻地基。如建筑距離較小時，為了解決基礎(chǔ)外放的問題，同一結(jié)構(gòu)單元，樁基和天然地基或換填土地基混用等。（2）采用軟件進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計時，為減少繪圖工作量，歸并系數(shù)較大，這等同于獨(dú)基(或條基)采用不同的地基承載力特征值。從理論上講，上述兩種情況，事實(shí)都是對同樣的地基承受不同的附加應(yīng)力，必然會產(chǎn)生不均勻沉降。

為更好的控制不均勻沉降，從而減少由于沉降差引起的結(jié)構(gòu)附加應(yīng)力。在做地基處理及基礎(chǔ)設(shè)計時應(yīng)該更加細(xì)致，比如：對同一結(jié)構(gòu)，承載能力較低的地基之上的基礎(chǔ)，寬度取值可比計算值大些，以減少對地基的附加壓力，從而減少沉降值；而地基強(qiáng)度較高的基礎(chǔ)，寬度可按計算設(shè)置甚至略小于計算值（慎用），以期人為增加該部分基礎(chǔ)的沉降量，減少與較軟弱地基部分的沉降差。

設(shè)計中如遇到地質(zhì)條件很不均勻的復(fù)雜地基時，除了對由于地基承載力不同而引起的砌體結(jié)構(gòu)房屋的不均勻沉降作上述處理外，相應(yīng)的應(yīng)上部結(jié)構(gòu)也適當(dāng)進(jìn)行加強(qiáng)，以增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體剛度，抵抗地基的均勻沉降。如增加設(shè)置圈梁的層數(shù)和圈梁設(shè)置的密度，加強(qiáng)不同土層的交接房屋結(jié)構(gòu)的連接構(gòu)造和配筋等。

2、預(yù)制過梁的設(shè)計與施工

過梁是墻體門、窗或設(shè)備洞口上承擔(dān)豎向荷載的構(gòu)件。在設(shè)計及施工工程中常見問題如下:

（1） 過梁端部支承長度不足.(一般為240mm)

從設(shè)計角度講，過梁截面設(shè)計主要取決于：過梁上荷載選??；正截面受玩，支座斜截面受剪承載力計算；按梁端有效支承長度或過梁有效支承長度驗(yàn)算支承處砌體局部受壓。預(yù)制尺寸的誤差，施工操作中的隨意擺放都能導(dǎo)致過梁支承長度的不足。在此中情況下，容易導(dǎo)致支承處砌體局部受壓強(qiáng)度不足。更有甚者，一端與構(gòu)造柱相連的過梁沒有采用與構(gòu)造柱整體澆筑， 只是在構(gòu)造柱相應(yīng)位置處甩筋后澆，使過梁支座截面的斜截面抗剪能力降低，滿足不了設(shè)計要求。

（2） 門窗洞口處過梁與設(shè)備洞口處過梁不區(qū)別對待

設(shè)備洞口處過梁與門窗洞口處過梁的區(qū)別在于設(shè)備洞口處過梁須預(yù)留洞口(供穿管用)，造成其本身強(qiáng)度的削弱。有的設(shè)計人員人為：住宅結(jié)構(gòu)中過梁的荷載不大，故常常忽略。但是在實(shí)際工程之中，確確實(shí)實(shí)有的設(shè)備洞口上方的過梁由于開洞而設(shè)計時沒有加強(qiáng)，從而導(dǎo)致過梁跨中出現(xiàn)豎向裂縫，影響正常使用。所以在砌體住宅設(shè)計中，考慮過過梁開洞削弱的影響， 適當(dāng)加大設(shè)備洞口連梁的截面高度和配筋，避免在使用期間其出現(xiàn)裂縫，滿足正常使用要求。

3、砌體承重墻設(shè)備留洞問題

（1）砌體住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計中,樓梯間由于樓層處開大洞沒有樓板連接形成了砌體結(jié)構(gòu)中的一個比較薄弱的部位。然而，近幾年的砌體住宅設(shè)計中,往往把設(shè)備留洞放樓梯間在兩側(cè)橫墻上，致使本來就比較薄弱的部位更加變的薄弱了。具體表現(xiàn)如下:

a）樓梯間橫墻處較大洞口兩側(cè)沒有設(shè)置構(gòu)造柱。

b）相鄰洞口之間凈距過小。

（2）因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)施工圖中很少有設(shè)備洞口定位,有時只是在《結(jié)構(gòu)設(shè)計總說明》統(tǒng)一注明墻體開洞加強(qiáng)措施，從而導(dǎo)致現(xiàn)場施工中墻體留洞帶有很大的隨機(jī)性.較大的消弱了墻體的側(cè)向剛度，大大降低了墻體側(cè)向承載力。對此提出建議如下:

a）較大洞口或洞口集中部位兩側(cè)設(shè)置構(gòu)造柱，構(gòu)造柱整層通高配置。并應(yīng)于相應(yīng)洞口（洞口上皮一致）上方設(shè)置現(xiàn)澆混凝土過梁，與兩側(cè)構(gòu)造柱整澆一起。

b）若洞口上皮不一致時，除按條1 設(shè)置構(gòu)造柱外，洞口間凈距最小須保證各洞口過梁在墻體上支承長度之和。

c）待設(shè)備箱體安裝完畢固定后,應(yīng)用細(xì)石混凝土添塞充實(shí)。其次，砌體結(jié)構(gòu)承重墻體砌筑過程中，各管線的預(yù)埋尤其注意。施工中往往由于疏忽大意，導(dǎo)致管線沒有預(yù)埋墻體之中，而只能在墻體上開線槽，臥管線與槽中。這種做法實(shí)際上存在幾個缺陷：其一，墻體開槽，削弱墻體強(qiáng)度。其二，線槽填充的混凝土與砌體材料的熱漲性能差異較大，將導(dǎo)致墻面開裂。其三，墻體懸掛器件穿孔時，易損壞管線，造成漏水，漏電。所以在施工時應(yīng)組織周密，勿漏項，盡量避免這種費(fèi)力不討好的返工之做。

4、樓板配筋問題

砌體住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計中，樓板鋼筋的用量占據(jù)上部結(jié)構(gòu)鋼筋用量的很大比例。而開發(fā)商為了減少投資，控制造價，一味控制建筑結(jié)構(gòu)用鋼量。甚至提出限制鋼筋用量的設(shè)計要求。有的結(jié)構(gòu)設(shè)計人員就從樓板配筋上下“功夫”， 不合理的縮減樓板配筋或者過分相信軟件計算數(shù)據(jù)，沒有考慮工程經(jīng)驗(yàn)在內(nèi)，從而造成鋼筋配置量偏小，構(gòu)造布置上不滿足要求，導(dǎo)致樓板開裂或產(chǎn)生過大撓度變形，影響住宅的正常使用。造成這一現(xiàn)象的主要原因在于：結(jié)構(gòu)計算中的理論條件與現(xiàn)實(shí)工程實(shí)際的情況不相符。列舉實(shí)例如下：（1）樓板負(fù)筋位置的正確保證。理論設(shè)計原則是采用“大直徑，大間距”。實(shí)際配置中僅滿足設(shè)計配筋需要從而采用了直徑小的鋼筋。這樣一來，施工人員的踩踏、現(xiàn)場澆注混凝土的砸壓造成負(fù)筋下移，結(jié)果是：a）樓板保護(hù)層過大，表層混凝土開裂b）樓板支座截面處樓板計算高度變小，支座負(fù)筋配置量加大，導(dǎo)致配筋不足，引起支座裂縫。（2）衛(wèi)生間等開有較多洞口的樓板沒有考慮洞口削弱的影響，設(shè)計過程中沒有人為的適當(dāng)增強(qiáng)。在多層砌體住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計中，衛(wèi)生間所轄板塊較小，建議樓板配筋采用雙層雙向全部拉通的布置方式。而對于放置浴缸、浴盆的衛(wèi)生間，其活荷載的取值應(yīng)加大。

我國是一個發(fā)展中國家，經(jīng)濟(jì)發(fā)展還很不平衡，在今后很長一段時間里，多層砌體結(jié)構(gòu)房屋還會在中小城鎮(zhèn)、廣大農(nóng)村，尤其是廣大民居建筑中還將廣泛采用。因此，設(shè)計人員必須嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)范和相應(yīng)的構(gòu)造要求，只有這樣才能有效消除設(shè)計質(zhì)量隱患，保護(hù)人民生命財產(chǎn)安全。另外，還要深入開展科學(xué)研究，充分挖掘技術(shù)潛力，努力克服材料弱點(diǎn)，進(jìn)而提高多層砌體結(jié)構(gòu)的抗震性能，為經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 余春梅. 構(gòu)造柱的作用與質(zhì)量通病防治[J]. 內(nèi)江科技, 2008,(09)

[2] 彭熾凡. 構(gòu)造柱徹體結(jié)構(gòu)受壓承載力測試與分析[J]. 廣東科技, 2007,(01)

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中圖分類號：TU973+.31 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

1.抗震結(jié)構(gòu)體系的類型

關(guān)于多層輕鋼住宅結(jié)構(gòu)抗震體系的類型，根據(jù)抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系的組成方式劃分，有如下幾種類型：

1）純鋼框架結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)在水平作用力之下，有兩部分的框架側(cè)移，一是結(jié)構(gòu)傾覆力矩造成柱拉壓變形，引起整個結(jié)構(gòu)的彎曲，二是結(jié)構(gòu)剪力造成梁柱受彎之后，引起了部分的側(cè)移。純鋼框結(jié)構(gòu)具有比較好的延性體系，而且平面布置上各個部位的剛度都較為均勻，具有較長的自震周期。如下圖1.1所示：

圖1.1：純鋼框架結(jié)構(gòu)

2）框架支撐結(jié)構(gòu)體系，荷載力集中于結(jié)構(gòu)的梁柱上，但抗側(cè)的剛度比較小，如果結(jié)構(gòu)的高度較高，結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度不能滿足設(shè)計的，而如果結(jié)構(gòu)的梁柱截面設(shè)計得太大，又會增加結(jié)構(gòu)設(shè)計施工的成本，因此框架支撐結(jié)構(gòu)體系通常都均勻?qū)ΨQ布置了支撐構(gòu)成中心支撐框架結(jié)構(gòu)。如下圖1.2所示：

圖1.2：框架支撐結(jié)構(gòu)體系

3）伸臂及帶狀桁架。建筑物越高，其支撐系統(tǒng)的高度和寬度也會隨之增大，但抗側(cè)的剛度會明顯下降，為了提高結(jié)構(gòu)體系的剛度，可以在建筑物的頂部和中部位置設(shè)置伸臂及帶狀桁架結(jié)構(gòu)，提高建筑結(jié)構(gòu)體系的抗彎能力。如下圖1.3所示：

圖1.3：伸臂及帶狀桁架

4）鋼框架混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)，在鋼框架當(dāng)中設(shè)置混凝土剪力墻，布置于住宅的建筑平面中心位置，以提高結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力剛度水平。這種結(jié)構(gòu)由鋼框架和混凝土兩種不同的材料組成，屬于混合型的結(jié)構(gòu)。如下圖1.4所示：

圖1.4：鋼框架混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)

2.抗震結(jié)構(gòu)體系設(shè)計的基本方法

地震的作用具有復(fù)雜性，在計算其作用力的時候要盡量簡單化，常見的有底部剪力法：

根據(jù)結(jié)構(gòu)水平地震作用的規(guī)律，確定結(jié)構(gòu)總水平地震作用的分布狀態(tài)，在計算的時候，需要考慮所有主軸方向的自由度。

總水平地震作用的標(biāo)準(zhǔn)值大小，可用公式2.1計算： （式2.1）

上式中

指的是結(jié)構(gòu)體系的總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值；

指的是水平地震影響系數(shù)；

指的是多層建筑的重力荷載。

當(dāng)水平地震作用沿結(jié)構(gòu)高度的方向分布，可用公式2.2計算： （式2.2）

上式中

指的是在第i層水平地震作用的標(biāo)準(zhǔn)值；

和分別代表第i層和第j層的計算高度；

和指的是集中在第i層和第j層的重力荷載代表值；

指的是結(jié)構(gòu)頂部附加地震的作用系數(shù)。

3.抗震結(jié)構(gòu)體系設(shè)計的內(nèi)容

抗震結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計內(nèi)容，可分為鋼框架抗側(cè)力體系、鋼框架梁柱連接體系兩種：

1）鋼框架抗側(cè)力體系

鋼框架抗側(cè)力體系包括偏心支撐框架、抗彎框架和中心支撐框架三種類型。如下圖1.5所示：

圖1.5：鋼框架抗側(cè)力體系

首先是偏心支撐框架，一端的支撐斜桿和梁連接，偏離梁柱軸線的交接點(diǎn)，另外一端在梁柱的交界處相連接。這種結(jié)構(gòu)，能夠在支撐梁和支撐柱之間形成耗能短梁，以消耗地震的能量，適用于地震頻發(fā)地區(qū)的多層房屋。

其次是抗彎框架，組成部分是梁柱，不僅布置靈活，而且不占室內(nèi)空間。其設(shè)計原理是利用梁端的非彈性變形特征，用塑性鉸來消耗地震產(chǎn)生的能量，但其抗側(cè)的剛度比較小，如果側(cè)向力太大，需要增加梁柱截面的面積，會增加設(shè)計和施工成本。

再次是中心支撐框架，將斜向支撐構(gòu)件設(shè)置于抗彎框架里面，使得支撐面、梁柱的軸心線連接成一體，以支撐承受水平的荷載，這種設(shè)計方法側(cè)向剛度比較大，而且不需要使用太多的鋼梁就能夠抵抗側(cè)向力，適合用于非地震區(qū)域的多層房屋設(shè)計。

2）鋼框架梁柱連接體系

鋼框架梁柱連接體系根據(jù)連接的剛度，可以分為以下三種，如下圖1.6所示：

圖1.6：鋼框架梁柱連接體系

首先是剛性的連接模式。在設(shè)計當(dāng)中，可以采用全焊連接和栓焊混合連接兩種模式，完全熔透對接梁翼緣和柱翼緣的焊縫。

其次是半剛性的連接模式。包括頂?shù)捉卿撨B接、帶雙腹板角鋼的頂?shù)捉卿撨B接、端板連接，將鋼板焊接于梁端，然后再與梁腹板、梁翼緣焊接。而T型鋼的連接則是在梁上和下翼緣的位置設(shè)置T型鋼，然后將高強(qiáng)螺栓連接在梁柱上面。

再次是柔性連接模式。連接梁腹板和柱，常見的是承托連接，這種連接方法是在柱翼的承托件上設(shè)置梁，然后用小角鋼與柱連接于梁端，這樣就能控制住梁整體的穩(wěn)定性。

4.結(jié)束語

綜上所述，多層輕鋼住宅的抗震結(jié)構(gòu)體系，要求具備足夠的強(qiáng)度、剛度和延性，是我國目前建筑設(shè)計環(huán)節(jié)的重點(diǎn)所在。我們一方面是提高體系的抗側(cè)移水平，另一方面是確保體系在地震發(fā)生時的側(cè)移限值。根據(jù)多層輕鋼住宅結(jié)構(gòu)體系的受力特點(diǎn)，我們可以找出這種住宅抗震結(jié)構(gòu)體系受力的基本原則。多層輕鋼結(jié)構(gòu)的住宅設(shè)計抗側(cè)力體系的研究，需要綜合結(jié)構(gòu)體系的布置模式、受力變形情況和結(jié)構(gòu)體系的總體特點(diǎn)，通過多方案的比較選擇，才能夠設(shè)計出符合抗震基本要求的住宅結(jié)構(gòu)方式。

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Abstract: a weight-light steel housing is a kind of new building system, it is also the domestic housing research and development direction. But its design method, structural system, structure characteristics, the common economic index is not for designers are familiar with, so a weight-light steel residential demonstration of the building design and construction is to promote the new system is the best way. This paper introduces the structure of the light steel housing system selection, component design, node design, etc.

Keywords: multilayer civil residence, light steel structure, structure system

中圖分類號：TU391 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：

1 多層輕鋼住宅的優(yōu)勢

過去我國大量開發(fā)的是以小開間磚混結(jié)構(gòu)為主的住宅。這種住宅體系由于使用實(shí)心粘土磚，浪費(fèi)土地資源，建筑物自重大，對抗震不利。另一方面，由于結(jié)構(gòu)體系自身的限制，住宅平面布局多為封閉式的小開間，不能適應(yīng)不斷變化的居住模式的要求。與傳統(tǒng)住宅相比，多層輕鋼住宅具有明顯的特點(diǎn)與優(yōu)勢，日益受到重視。

1.1自重輕，抗震性能好。采用高效輕型薄壁型材，構(gòu)件截面特性優(yōu)良，相對承載力高，受力性能良好，整體剛度大，抗震性能好，可以大量節(jié)約材料，減輕結(jié)構(gòu)重量，降低基礎(chǔ)，運(yùn)輸和安裝費(fèi)用。因此，對地震區(qū)，地質(zhì)條件差和運(yùn)輸不便的地區(qū)，其優(yōu)越性更為明顯。

1.2外形美觀，建筑造型簡潔，豐富，構(gòu)件截面尺寸小，凈使用面積增加。鋼材強(qiáng)度高，可以提供較大的柱網(wǎng)布置；當(dāng)考慮樓板的組合作用，使用組合梁或扁梁時，可以增加凈高。這種開放式住宅既為建筑師提供設(shè)計的回旋余地，又為住戶提供了靈活分隔室內(nèi)空間的可能。

1.3供貨迅速，安裝方便，可以比混凝土結(jié)構(gòu)至少縮短一半工期。在當(dāng)前貸款利率高的金融形式下，早投產(chǎn)，早回收投資，這對于降低工程總造價，增加投資效益幅度是十分重要的。

1.4干法施工，裝備化程度高，建設(shè)快速，高效，質(zhì)量有保證。

1.5輕鋼結(jié)構(gòu)在生產(chǎn)和使用的過程中能源與原材料消耗低，建筑垃圾少，粉塵少，噪音低，具有很高的可重復(fù)使用性和可循環(huán)性，因此是一種綠色環(huán)保結(jié)構(gòu)。

2 結(jié)構(gòu)體系的選擇

結(jié)構(gòu)體系的選擇，不僅要從滿足建筑的使用功能出發(fā)，節(jié)約投資考慮，更主要的是取決于建筑的高度，即取決于建筑層數(shù)的多少。建筑層數(shù)越多，高度越高，則由于風(fēng)力或地震力引起的側(cè)向力就越大，建筑物必須有相應(yīng)的剛度來抵抗側(cè)向力。因此，隨著建筑層數(shù)的不斷增加，結(jié)構(gòu)體系也就需要不斷的發(fā)展。目前，多層和小高層鋼結(jié)構(gòu)建筑常用的結(jié)構(gòu)體系有以下幾種。

2.1純框架結(jié)構(gòu)體系

純框架結(jié)構(gòu)體系在地震區(qū)一般不超過15層?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的平面布置靈活，可為建筑提供較大的室內(nèi)空間，且結(jié)構(gòu)各部分剛度比較均勻?？蚣芙Y(jié)構(gòu)有較大的延性，自振周期較長，因而對地震作用不敏感，抗震性能好。但框架結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度小，由于側(cè)向位移大，易引起非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞，因此不宜建的太高。

2.2框支結(jié)構(gòu)體系

純框架在風(fēng)、地震荷載作用下，側(cè)移不符合要求時，可以采用帶支撐的框架，即在框架體系中，沿結(jié)構(gòu)的縱、橫兩個方向布置一定數(shù)量的支撐。在這種體系中，框架的布置原則和柱網(wǎng)尺寸，基本上與框架體系相同，支撐大多沿樓面中心部位服務(wù)面積的周圍布置，沿縱向布置的支撐和沿橫向布置的支撐相連接，形成一個支撐芯筒。采用由軸向受力桿件形成的豎向支撐來取代由抗彎桿件形成的框架結(jié)構(gòu)，能獲得比純框架結(jié)構(gòu)大的多的抗側(cè)力剛度，可以明顯減小建筑物的層間位移。

2.3框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系

在框架結(jié)構(gòu)中布置一定數(shù)量的剪力墻可以組成框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系，這種結(jié)構(gòu)以剪力墻作為抗側(cè)力結(jié)構(gòu)，既具有框架結(jié)構(gòu)平面布置靈活、使用方便的特點(diǎn)，又有較大的剛度，可用于40至60層的高層鋼結(jié)構(gòu)。當(dāng)鋼筋混凝土墻沿服務(wù)性面積（如樓梯間、電梯間和衛(wèi)生間）周圍設(shè)置，就形成框架多筒體結(jié)構(gòu)體系。這種結(jié)構(gòu)體系在各個方向都具有較大的抗側(cè)力剛度，成為主要的抗側(cè)力構(gòu)件，承擔(dān)大部分水平荷載，鋼框架主要承受豎向荷載。

3 鋼結(jié)構(gòu)住宅主要構(gòu)件設(shè)計

3.1樓面屋蓋結(jié)構(gòu)

樓面和屋蓋必須有足夠的強(qiáng)度，剛度和穩(wěn)定性，同時應(yīng)當(dāng)盡量減少樓板厚度，增加室內(nèi)凈高。壓型鋼板－混凝土組合樓蓋是目前應(yīng)用較為廣泛的形式。它具有施工速度快，平面剛度大，增加房屋凈高的優(yōu)點(diǎn)。具體做法是在鋼梁上鋪設(shè)壓型鋼板，再現(xiàn)澆100～150mm混凝土。在鋼梁上焊接足夠的剪力連接件，使鋼梁與混凝土協(xié)同工作構(gòu)成組合樓蓋。這種做法耗鋼量較大，且需防火處理?？梢杂妙A(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土薄板取代壓型鋼板。此外，預(yù)應(yīng)力圓孔板、迭合板、組合扁梁也是常用形式。

3.2支撐和剪力墻形式

多層框架鋼結(jié)構(gòu)體系的側(cè)向剛度較弱，隨著層數(shù)的增加，為了抵抗水平地震作用，減小層間錯移，常在墻體內(nèi)布置垂直支撐，為了方便門窗開洞，支撐形式可以靈活采用，如X型、單斜桿型、K型、M型、W型、V型和人型等。建議多采用偏心支撐，因其在地震作用下具有較好的延性和耗能性能。

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關(guān)鍵詞：輕鋼結(jié)構(gòu)；設(shè)計應(yīng)用；現(xiàn)狀；問題；發(fā)展

1 當(dāng)前我國發(fā)展輕鋼住宅的現(xiàn)狀

到目前為止，輕型鋼結(jié)構(gòu)在我國已有20年的發(fā)展史，盡管說起步不是非常晚，但是，因受經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、思想意識等的影響，從而阻礙了輕型鋼住宅的順利發(fā)展，現(xiàn)如今，利用輕型鋼結(jié)構(gòu)的住宅所占的比例僅有5%。

近年來，我國加大了對輕型鋼結(jié)構(gòu)住宅建設(shè)的指導(dǎo)與支持，因此，輕型鋼結(jié)構(gòu)住宅技術(shù)發(fā)展越來越快，完全具有發(fā)展輕型鋼結(jié)構(gòu)住宅的基礎(chǔ)。和傳統(tǒng)的住宅施工相比，工期大大縮短了，同時抗震性增強(qiáng)了，減少了燒磚對土地資源的破壞。

現(xiàn)如今，我國鋼結(jié)構(gòu)的年終總產(chǎn)值是600億元，并且每年都在以25%的速度持續(xù)增長。雖然我國鋼鐵的總產(chǎn)量位居世界前列，但是，鋼材在建筑行業(yè)使用的比例卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于西方國家。

2 建造多層輕鋼結(jié)構(gòu)住宅的好處

2.1 不僅自重較輕，而且抗震性能非常好

選用高效、輕型、薄質(zhì)材料，那么構(gòu)件截面的性能較好，而且，承載能力較大，剛度大、抗震性能良好。除此之外，還可以節(jié)省很多的建筑材料，降低運(yùn)輸與安裝費(fèi)用。由此看來，對于那些地質(zhì)條件較差、不方便運(yùn)輸?shù)牡貐^(qū)，其優(yōu)越性非常的明顯。

2.2 造型簡潔、凈使用面積增大

因鋼材的強(qiáng)度較強(qiáng)，所以，能夠提供更大的柱網(wǎng)布置，如果充分考慮樓板的組合作用，那么要盡量使用組合梁，因?yàn)檫@樣能夠增加凈高?？梢哉f，輕型鋼結(jié)構(gòu)住宅比較開放，所以，為設(shè)計師提供更大的設(shè)計空間，同時又為用戶提供了更多分隔室內(nèi)空間的可能。

2.3 安裝方便，工期較短

和傳統(tǒng)住宅建設(shè)相比，輕型鋼結(jié)構(gòu)的安裝非常方便，這樣一來，工期也會大大縮短。同時，確保了輕型鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量符合國家相應(yīng)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.4 建設(shè)速度較快，建筑質(zhì)量大大提高

輕型鋼結(jié)構(gòu)在生產(chǎn)與使用過程中，其原材料和能源消耗都非常少，相應(yīng)的闡述的垃圾、噪音等有就很少，是一種綠色環(huán)保結(jié)構(gòu)，有很強(qiáng)的重復(fù)性與可循環(huán)性。

3 輕鋼結(jié)構(gòu)住宅存在的諸多問題

3.1 缺少完善的鋼結(jié)構(gòu)住宅規(guī)范要求

現(xiàn)如今，我國的建筑標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范都是根據(jù)近幾十年來所使用的結(jié)構(gòu)體系來編制的，可以說，規(guī)范中并沒有涉及到輕型鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的規(guī)定，因此，有些設(shè)計指標(biāo)并不能滿足現(xiàn)有的規(guī)范要求。有條文規(guī)定，我們現(xiàn)在不使用2毫米及以下的鋼材制作承重結(jié)構(gòu)，而國外使用的壁厚為0.8—1.6毫米的輕型鋼材，在我國并沒有對此結(jié)構(gòu)體系的受力情況、安全性等的理論依據(jù)，同時，也沒有與之相對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，那么，當(dāng)前我國并沒有對輕型鋼結(jié)構(gòu)住宅體系有明確的規(guī)范要求。此種和規(guī)范要求不銜接的情況，導(dǎo)致輕型鋼結(jié)構(gòu)在工程建設(shè)與竣工驗(yàn)收等階段，都會遇到更多的問題。

3.2 設(shè)計觀念比較落后

在我國，傳統(tǒng)的混凝土建筑都是首先進(jìn)行建筑設(shè)計，然后進(jìn)行接結(jié)構(gòu)設(shè)計的模式來設(shè)計。然而，輕型鋼結(jié)構(gòu)建筑因建筑材料的性能，再加上，先進(jìn)的設(shè)計技術(shù)，因此，可以將輕型鋼結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)一體化設(shè)計，也就是說，共同完成建筑設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計?，F(xiàn)如今，國外的輕型鋼結(jié)構(gòu)都是根據(jù)這一設(shè)計理念設(shè)計的，但是，在我國很多輕型鋼結(jié)構(gòu)建設(shè)企業(yè)仍然在按照傳統(tǒng)的建筑設(shè)計理念來設(shè)計。如果按照傳統(tǒng)的設(shè)計理念來設(shè)計輕型鋼結(jié)構(gòu)，那么不僅在結(jié)構(gòu)上難以表現(xiàn)建筑風(fēng)格，而且也破壞了輕型鋼結(jié)構(gòu)的原有建筑特色。

3.3 保溫與節(jié)能問題沒有得到解決

由于鋼質(zhì)材料的傳熱系數(shù)較大，而且熱量散熱又非?？欤瑯O易出現(xiàn)冷橋，所以，建筑保溫與節(jié)能成為輕型鋼結(jié)構(gòu)住宅所要解決的首要問題。和傳統(tǒng)的混凝土建筑住宅的保溫方法一樣，輕型鋼結(jié)構(gòu)的保溫也有內(nèi)保溫與外保溫兩種方法。外保溫指的是要在墻柱中填充大量玻璃纖維，與此同時，在墻外側(cè)粘貼一層保溫材料，這樣一來，便阻斷了墻柱到外墻板的熱橋。內(nèi)保溫指的是在外墻內(nèi)表面層中加入保溫層，在加入石膏板，這樣，便形成了一硬質(zhì)面層。不管采用的是內(nèi)保溫方法還是外保溫方法都會大大提高墻體的保溫性。

3.4 建筑防火問題

由于鋼質(zhì)材料耐火性能較差，因此，對輕型鋼結(jié)構(gòu)材料應(yīng)該進(jìn)行抗火設(shè)計，或者是采用防火措施加以保護(hù)。當(dāng)前最常見的防火措施有：涂防火涂料法、隔離法、包裹法、膨脹漆覆蓋法四種。利用上述四種方法之一，都能使剛才的抗火時間達(dá)到兩個小時。然而，對于輕型鋼結(jié)構(gòu)來說，最主要的是防火技術(shù)的應(yīng)用，其具體的做法是：在墻的兩側(cè)和樓板部位貼防火石膏板，其最大的防火時間為1小時。除此之外，墻柱間填充的玻璃纖維也具有防火的作用。

3.5 建筑的隔音效果差

現(xiàn)如今，建筑的隔音問題成為了當(dāng)今社會關(guān)注的焦點(diǎn)問題。其聲音的傳播主要有兩種形式，即空氣傳播與固體傳播。根據(jù)我國的相關(guān)規(guī)定，其建筑的最低隔音標(biāo)準(zhǔn)是40分貝。然而，在輕型鋼結(jié)構(gòu)住宅中，在內(nèi)外墻之間填充足量的玻璃棉，這樣一來，便阻斷了空氣傳播；采用有效切槽的構(gòu)造，能夠降低樓層的固體聲傳播。

4 未來輕鋼結(jié)構(gòu)住宅發(fā)展的方向

4.1 建造一些試驗(yàn)工程，引進(jìn)先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)

假設(shè)沒有足夠的建造量，那么我們也不能編制出一套完善的輕型鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范，如果沒有相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范要求，那么此技術(shù)就不會非常順利的發(fā)展下去。盡管我們通常都會重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)嚴(yán)格執(zhí)行相應(yīng)的規(guī)范要求，但是，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范的發(fā)展都遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后其技術(shù)的發(fā)展。所以，必須要建造一批試驗(yàn)工程，只有這樣，才能更好的發(fā)展此技術(shù)。

4.2 進(jìn)一步完善輕鋼結(jié)構(gòu)住宅的規(guī)范要求

現(xiàn)如今，因我國輕型鋼結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)體系、技術(shù)條件等存在一定的差異，甚至其管理方法與部門分工都有很大的不同，使輕型鋼結(jié)構(gòu)難以發(fā)展?，F(xiàn)如今，我國建設(shè)的科研單位、高等學(xué)校。企業(yè)等一同編制輕型鋼結(jié)構(gòu)的規(guī)范要求，待頒布標(biāo)準(zhǔn)后，將很快改變無技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)可依的局面。

5 結(jié)語

總而言之，輕型鋼結(jié)構(gòu)在我國仍然處于發(fā)展階段，目前還有很多的問題需要我們進(jìn)行研究和解決，而輕型鋼結(jié)構(gòu)體系完全符合我國的發(fā)展要求，特別是對建設(shè)小康社會，有較好的發(fā)展前景。近幾年，在我國發(fā)展非常迅速的輕型鋼結(jié)構(gòu)住宅是我國建筑住宅研究和發(fā)展的主要方向。但是，因此結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法、結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等設(shè)計人員都不是非常的熟悉，所以，只有建設(shè)更多的輕型住宅示范樓才可以制定出相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范要求，才能使此技術(shù)順利的發(fā)展下去。

參考文獻(xiàn)

[1]翟紅.我國門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展概況[J].科教導(dǎo)刊,2011(33).

篇9

中圖分類號：G267文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

剪力墻分為平面剪力墻和筒體剪力墻。平面剪力墻用于鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)、升板結(jié)構(gòu)、無梁樓蓋體系中。為增加結(jié)構(gòu)的剛度、強(qiáng)度及抗倒塌能力，在某些部位可現(xiàn)澆或預(yù)制裝配鋼筋混凝土剪力墻?，F(xiàn)澆剪力墻與周邊梁、柱同時澆筑，整體性好。筒體剪力墻用于高層建筑、高聳結(jié)構(gòu)和懸吊結(jié)構(gòu)中 ，由電梯間、樓梯間、設(shè)備及輔助用房的間隔墻圍成，筒壁均為現(xiàn)澆鋼筋混凝土墻體，其剛度和強(qiáng)度較平面剪力墻高可承受較大的水平荷載。此兩類剪力墻比較復(fù)雜，最好采用有限元法借助于計算機(jī)進(jìn)行計算。其計算判斷過程是由整體參數(shù)來判斷的有關(guān)計算方法有那些注意的問題,希望大家展開討論.

還有個比較重要而且需要進(jìn)一步理解的概念是:協(xié)同工作原理 基本的原理是這樣的:框架結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)，兩種結(jié)構(gòu)體系在水平荷載下的變形規(guī)律是完全不相同的?？蚣艿膫?cè)移曲線是剪切型，曲線凹向原始位置；而剪力墻的側(cè)移曲線是彎曲型，曲線凸向原始位置。在框架—剪力墻（以下簡稱框-剪）結(jié)構(gòu)中，由于樓蓋在自身平面內(nèi)剛度很大，在同一高度處框架、剪力墻的側(cè)移基本相同。這使得框—剪結(jié)構(gòu)的側(cè)移曲線既不是剪切型，也不是彎曲型，而是一種彎、剪混合型，簡稱彎剪型。在結(jié)構(gòu)底部，框架將把剪力墻向右拉；在結(jié)構(gòu)頂部，框架將把剪力墻向左推。因而，框—剪結(jié)構(gòu)底部側(cè)移比純框架結(jié)構(gòu)的側(cè)移要小一些，比純剪力墻結(jié)構(gòu)的側(cè)移要大一些；其頂部側(cè)移則正好相反?？蚣芎图袅υ诠餐袚?dān)外部荷載的同時，二者之間為保持變形協(xié)調(diào)還存在著相互作用?？蚣芎图袅χg的這種相互作用關(guān)系，即為協(xié)同工作原理。

一、 框架抗震等級和機(jī)構(gòu)高度的調(diào)整

抗震設(shè)計的細(xì)長框架—剪力墻結(jié)構(gòu)，在基本振型地震作用下，其框架部分承受的地震傾覆力矩大于結(jié)構(gòu)總地震傾覆力矩的50％時，框架部分的抗震等級應(yīng)按純框架結(jié)構(gòu)采用，柱軸壓比限值宜按框架結(jié)構(gòu)的規(guī)定采用；其最大適災(zāi)高度和高寬比限值可比純框架結(jié)構(gòu)適當(dāng)增加。

目前不論手算近似方法還是計算機(jī)方法，一般均采用了樓板平面內(nèi)剛度無限大的假定，即認(rèn)為樓板是平面內(nèi)不變形的。在框—剪結(jié)構(gòu)中，剪力墻的間距較大，實(shí)際上樓板是會變形的。在水平作用下，剪力墻部位水平位移較小；而在框架部位由于框架的剛度較小，樓板位移較大，相應(yīng)地框架的實(shí)際水平力比計算值大。

更重要的是，剪力墻剛度較大，承受了大部分水平力，在地震力作用下，剪力墻會首先開裂，剛度下降，從而使部分地震力向框架轉(zhuǎn)移，框架承受地震力會增加。此外，框架是框—剪結(jié)構(gòu)抵抗地震作用的第二道防線，有必要提高其設(shè)計地震力，以使強(qiáng)度有更大的儲備。

因此，在地震力作用下，框—剪結(jié)構(gòu)中框架的剪力標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)適當(dāng)調(diào)整，

在鋼筋混凝土中不使用墊塊，將無法保證鋼筋位置達(dá)到設(shè)計要求，嚴(yán)重時會出現(xiàn)鋼筋籠歪斜、鋼筋保護(hù)層大小不一、鋼筋外露等嚴(yán)重質(zhì)量缺陷，大大降低構(gòu)件承載能力，嚴(yán)重影響施工質(zhì)量。在剪力墻澆筑過程中，為防止鋼筋移位，最好的辦法是使用對拉螺栓，螺栓在模板內(nèi)和鋼筋焊接固定，在外由模板橫向牽扯，既固定了鋼筋又固定了模板，是最完善的方式，完全能替代墊塊的作用。其實(shí)，對拉螺栓在建筑工程中非常常見，如果有人注意觀察，如混凝土水池等結(jié)構(gòu)的內(nèi)外壁上有些鋼筋露頭，最后完工后會被割除，然后在其位置涂抹瀝青漆防腐，這些就是對拉螺栓的痕跡。

二、 剪力墻的機(jī)構(gòu)布置

1．平面布置。剪力墻結(jié)構(gòu)中全部豎向荷載和水平力都由鋼筋混凝土墻承受，所以剪力墻應(yīng)沿平面主要軸線方向布置。

（1）矩形、L形、T形平面時，剪力墻沿兩個正交的主軸方向布置；

（2）三角形及Y形平面可沿三個方向布置；

（3）正多邊形、圓形和弧形平面，則可沿徑向及環(huán)向布置。

單片剪力墻的長度不宜過大：

（1）長度很大的剪力墻，剛度很大將使結(jié)構(gòu)的周期過短，地震力太大不經(jīng)濟(jì)；

（2）剪力墻以處于受彎工作狀態(tài)時，才能有足夠的延性，故剪力墻應(yīng)當(dāng)是高細(xì)的，如果剪力墻太長時，將形成低寬剪力墻，就會由受剪破壞，剪力墻呈脆性，不利于抗震。故同一軸線上的連續(xù)剪力墻過長時，應(yīng)用樓板或小連梁分成若干個墻段，每個墻段的高寬比應(yīng)不小于2。

2．每個墻段可以是單片墻，小開口墻或聯(lián)肢墻。每個墻肢的寬度不宜大于8.0m，以保證墻肢是由受彎承載力控制，和充分發(fā)揮豎向分布筋的作用。內(nèi)力計算時，墻段之間的樓板或弱連梁不考慮其作用，每個墻段作為一片獨(dú)立剪力墻計算。

2.1邊緣構(gòu)件的設(shè)置

一、二級抗震設(shè)計的剪力墻底部加強(qiáng)部位及其上一層的墻肢端部應(yīng)設(shè)置約束邊緣構(gòu)件。對于普通剪力墻，其暗柱配筋滿足規(guī)范要求的最小配筋率，建議加強(qiáng)區(qū)0.7%，一般部位0.5%。對于短肢剪力墻，控制配筋率加強(qiáng)區(qū)1.2%，一般部位1.0%；對于小墻肢其受力性能較差，應(yīng)嚴(yán)格按高規(guī)控制其軸壓比，宜按框架柱進(jìn)行截面設(shè)計，并應(yīng)控制其縱向鋼筋配筋率加強(qiáng)區(qū)1.2%，一般部位1.0%；而對于一個方向長肢另一方向短肢的墻體，設(shè)計中往往就按長肢墻進(jìn)行暗柱配筋。

(1)考慮梁約束作用時，結(jié)構(gòu)剛度特征值 增大，自振周期T1減小，地震力增大，因而總底部剪力增大；剪力墻承擔(dān)的剪力加大，但除底層外，墻彎矩反而有所減?。豢蚣艹袚?dān)的剪力減??；建筑物頂點(diǎn)位移減小，但層間位移加大。

（2)在求得總剪力墻、總框架、總連梁內(nèi)力以后，常根據(jù)各構(gòu)件剛度進(jìn)行第二步分配，計算構(gòu)件控制斷面的內(nèi)力。

篇10

中圖分類號：TU375 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

引言

在框架結(jié)構(gòu)設(shè)計中,不論工程簡單還是復(fù)雜,其實(shí)終究是由梁、柱、板形成的基本單元組合而成，由主梁、柱與基礎(chǔ)構(gòu)成平面框架，各平面框架再由連續(xù)梁連接起來而形成的空間結(jié)構(gòu)體系。在合理的高度和層數(shù)的情況下，框架結(jié)構(gòu)能夠提供較大的建筑空間，其平面布置靈活，可適合多種工藝與使用功能的要求。

多層框架房屋地基基礎(chǔ)設(shè)計時的注意點(diǎn)

1)要正確地閱讀和使用地質(zhì)報告。熟悉勘察報告的主要內(nèi)容,了解勘察結(jié)論和計算指標(biāo)的可靠程度,進(jìn)而判斷報告中的建議對該項工程的適用性。這里,要把場地的工程地質(zhì)條件與擬建建筑物的具體情況和要求聯(lián)系起來進(jìn)行綜合分析。

2)在滿足承載力和變形的基本要求下,盡量采用比較經(jīng)濟(jì)的天然地基上的淺基礎(chǔ)。地基持力層的選擇應(yīng)從地基基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)的整體性出發(fā),綜合考慮場地土層的分布情況及穩(wěn)定性,土層的物理力學(xué)性質(zhì),建筑物的體形、結(jié)構(gòu)類型和荷載性質(zhì)與大小,還要考慮地下水的影響。

3)多層房屋一般采用條形基礎(chǔ)或獨(dú)立基礎(chǔ)。一般先由地基承載力和變形確定基礎(chǔ)底面尺寸,然后再進(jìn)行基礎(chǔ)截面設(shè)計驗(yàn)算?；A(chǔ)高度由混凝土抗沖切和剪切條件確定,基礎(chǔ)配筋則由基礎(chǔ)驗(yàn)算截面的抗彎能力確定。除滿足計算要求以外,還要滿足一些規(guī)范規(guī)定的構(gòu)造要求。要注意的是,在確定基礎(chǔ)底面尺寸或計算基礎(chǔ)沉降時,應(yīng)考慮設(shè)計地面以下基礎(chǔ)及其上覆土重力的作用;而在進(jìn)行基礎(chǔ)截面設(shè)計中,應(yīng)采用不計上覆土重力作用時的地基凈反力進(jìn)行計算。

4)在地基處理時,要針對地質(zhì)報告條件和水文地質(zhì)條件選用合適的地基處理方法。要特別注意所選的方法必須符合土力的基本原理和重視當(dāng)?shù)氐膶?shí)際工程經(jīng)驗(yàn)。

5)要有長期荷載重心和基礎(chǔ)形心盡量相重合的概念。要有基礎(chǔ)整體性的概念,通過增設(shè)基礎(chǔ)連系梁和基礎(chǔ)圈梁等措施來保證。

三、框架結(jié)構(gòu)構(gòu)造配筋

1、框架外挑梁配筋

由于占地面積的限制!使用功能的要求或結(jié)構(gòu)上的原因，工程上常在框架的梁端設(shè)計挑梁。由于框架梁的荷載與外挑梁的實(shí)際荷載值不同，因而框架梁與外挑梁的截面尺寸會有所不同，而有的設(shè)計人員在繪圖時只是將框架梁上的某些主筋向外挑梁延伸了事，殊不知有些主筋根本無法伸進(jìn)挑梁，這些差錯一般在施工時才會暴露出來，但為時已晚，許多鋼筋已截斷成型，這不僅影響了施工進(jìn)度，而且也造成了不必要的損失。

2、框架邊柱柱頂配筋

對于框架結(jié)構(gòu)的高層建筑，水平荷載對結(jié)構(gòu)的傾覆力矩以及由此在豎向構(gòu)件中所引起的軸力與建筑高度的平方成正比；頂點(diǎn)位移與建筑高度的 4次方成正比。水平荷載是結(jié)構(gòu)設(shè)

計中的控制因素。框架頂層的風(fēng)荷載較大，而屋面結(jié)構(gòu)荷重傳給邊柱的軸向總力比樓層邊柱總力要小，顯然柱頂有大偏心問題，頂層邊柱節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)軸向力對截面重心的偏心距大于 0.5倍的柱截面高度（e0>0.5h）。根據(jù)框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要求，橫梁上部鋼筋應(yīng)全部伸入柱內(nèi)，且伸過橫梁下邊；柱內(nèi)一部分鋼筋伸到頂端，另一部分鋼筋伸到橫梁內(nèi)，其根數(shù)依據(jù)計算確定且不少于2根。設(shè)計人員在圖中經(jīng)常容易將邊柱柱角的鋼筋彎入梁內(nèi)，對這類問題，缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的工程技術(shù)人員不易立即發(fā)現(xiàn)，而要等施工時才會察覺。問題的癥結(jié)在于柱寬大于梁寬，柱角的縱筋要完全伸入梁內(nèi)是辦不到的，對這種差錯應(yīng)引起設(shè)計人員的重視。

3、框架梁、柱箍筋配置

《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》第6.3.3條及6.3.8條對不同抗震等級的框架梁、柱箍筋加密區(qū)的最小箍筋直徑和最大箍筋間距都作了明確規(guī)定。根據(jù)這些規(guī)定，工程習(xí)慣上常取的梁、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。電算程序信息中通常也內(nèi)定梁!柱箍筋加密區(qū)間距為100mm，由設(shè)計人員根據(jù)規(guī)范確定箍筋直徑和肢數(shù)。但是，在程序內(nèi)定的條件下，當(dāng)框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，多數(shù)情況下，非加密區(qū)箍筋間距若仍是200mm，會使梁的非加密區(qū)配箍不足。當(dāng)框架梁中由于種種原因縱向鋼筋超筋時，梁端適當(dāng)加大抗剪承載力對結(jié)構(gòu)抗震非常有利。這也是當(dāng)梁端縱向受拉鋼筋配筋率大于2%時，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。對于框架柱，當(dāng)框架內(nèi)定柱加密區(qū)箍筋間距為100mm時，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。這里需要指出的是，梁!柱箍筋非加密區(qū)配箍驗(yàn)算時可不考慮強(qiáng)剪弱彎的要求，即剪力設(shè)計值取加密區(qū)終點(diǎn)處外側(cè)的組合剪力設(shè)計值，并且不乘以剪力增大系數(shù)。

住宅鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計策略

優(yōu)化設(shè)計的方法。在無成熟的優(yōu)化設(shè)計分析軟件的情況下，主要是應(yīng)用小高層住宅結(jié)構(gòu)分析軟件，采用人工分析進(jìn)行調(diào)整，運(yùn)用概念設(shè)計的方法對不同的結(jié)構(gòu)選型和布置不斷地進(jìn)行方案分析比較，以獲得比較理想的結(jié)構(gòu)方案，這是在結(jié)構(gòu)設(shè)計中最常用的也是最簡單的優(yōu)選或者說是優(yōu)化方法。用概念設(shè)計的方法所得的方案是較合理、經(jīng)濟(jì)的，雖其費(fèi)工費(fèi)時、對設(shè)計人員的素質(zhì)要求較高，但這種依靠設(shè)計人員經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行人工優(yōu)化的方法仍是當(dāng)前普遍采用的方法。

抗震性能分析。對結(jié)構(gòu)體系來說足夠的承載能力和變形能力是兩個需要同時滿足的條件。結(jié)合概念設(shè)計的理念，對上述兩種結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行對比分析，電算程序可以采用中國建筑科學(xué)研究院編制的結(jié)構(gòu)空間有限元分析軟件SATWE。在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，不僅要求結(jié)構(gòu)具有足夠的承載能力，還要求其有適當(dāng)?shù)膭偠?。高層結(jié)構(gòu)的使用功能和安全與其側(cè)移的大小密切相關(guān)，過大的側(cè)向變形會使隔墻、維護(hù)墻及其飾面材料出現(xiàn)裂縫或損壞。結(jié)構(gòu)分別按考慮5%的偶然偏心和雙向地震力作用的不利情況計算出各結(jié)構(gòu)體系層間位移角，剪力墻結(jié)構(gòu)小于框剪結(jié)構(gòu)，但均小于規(guī)范要求，且富余量較大，說明兩種結(jié)構(gòu)體系滿足剛度要求。

經(jīng)濟(jì)性比較。我們通過對3種鋼筋混凝土住宅結(jié)構(gòu)直接費(fèi)用的計算，發(fā)現(xiàn)3種鋼筋混凝土住宅結(jié)構(gòu)單位面積直接費(fèi)用相差不是很多，其中短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費(fèi)用最大，框架——剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費(fèi)用最小，其中短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費(fèi)用比框架——剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費(fèi)用高出12.5%，比大開間剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費(fèi)用高出7.3%，大開間剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費(fèi)用比框架——剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費(fèi)用高出4.9%。3種鋼筋混凝土住宅結(jié)構(gòu)的次要項目造價基本相同。單位面積造價框架——剪力墻結(jié)構(gòu)的最小，大開間剪力墻結(jié)構(gòu)的次之，短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的造價較大，3種結(jié)構(gòu)體系直接費(fèi)用最大相差不到45元/m2元。

結(jié)語

鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)雖然相對比較簡單，但設(shè)計中仍有很多需要注意的問題，只有熟練地掌握規(guī)范，并具有良好的結(jié)構(gòu)概念以及長期的設(shè)計經(jīng)驗(yàn)總結(jié)積累，才能設(shè)計出既安全又經(jīng)濟(jì)適用的優(yōu)秀作品。

參考文獻(xiàn)：

【1】于潔,陳玲俐. 鋼筋混凝土框架節(jié)點(diǎn)抗震性能研究進(jìn)展[J]. 世界地震工程. 2010(02)