APP下载

浅谈小高层住宅钢筋混凝土框架结构设计策略

2013-04-29许元抚李英男

科技创新与应用 2013年9期
关键词:钢筋混凝土框架结构

许元抚 李英男

摘 要:由于经济高速发展,我们国家的小高层项目获取了显著的成就。其设计理念也得到了很多的创新,它的结构体系的类型也逐渐的增多。其钢筋混凝土构造开始不端的运用到建设工作之中。现重点的讲述了与之相关的内容。

关键词:小高层住宅;钢筋混凝土;框架结构

1 关于其常见的结构类型

1.1 框架结构

它的特征是开间较大,而且非常的灵便,能很好的抗震,而且费用不高。不过因为柱的截面要超过墙的厚度,所以,会发生外凸现象,进而影响到家装的美学性,一些时候,因为内部设置的无序,会容易导致柱网无法合理的布局。

1.2 框架一剪力墙结构

在框架结构中布置一定数量的剪力墙就组成了框架一剪力墙结构。其是目前使用较多的一类体系。其特征是灵便性高,而且适应性好,构造稳定,能使框架、剪力墙两种有不同变形性能的抗侧力结构很好地协同发挥作用。

1.3 大开间剪力墙结构

由于经济高速发展,群众的生活能力得到了显著的提升。之前的小开间的模式已经无法的适应当前的社会发展需求了。通过分析其强度我们发现,小开间模式中,它的墙体无法实现应有的意义,而且太多的墙体,还容易导致严重的地震力,使得项目的资金增多。除此之外,因为构造的自重很大,也使得费用增多,所以,才会出现这种墙体。承重墙的开间达到4.5m~7.5m,进深达到7.5m~11m,室内一般无承重的横墙和纵墙,可结合使用者的规定合理的设置,当家庭改变的时候,其布局等也可以变化。

1.4 短肢剪力墙结构

短肢剪力墙介乎于异形框架柱和一般剪力墙之间,因为其在构造的功效以及花费的资金和节能等活动中有着非常积极的意义,所以,已经成为了目前应用比较广的一种构造。

2 关于结构设计的关键点

2.1 横向的力,此时成为结构设计最关心的内容

对于低层的建筑来讲,往往是以重力为代表的竖向荷载控制着钢筋混凝土结构设计;但是对于小高层来讲,虽然竖向的力还是会对构造等产生一定的作用,不过此时横向的力成为最关键的要素。针对一个特定的项目来讲,其竖向力可以看成是一定的,但是横向的力,像是地震影响等,它是会由于动力的改变而出现一定的改变的。

2.2 要切实关注其轴向的形变现象

对于采用框架体系或框架一剪力墙体系的小高层住宅,框架中柱的轴压应力往往大于边柱的轴压应力,这就使得中柱的轴向压缩变形大于边柱的轴向压缩变形。如果建筑高度很高的话,这种变形就会高到一定的程度,它等同于连续梁的中心的支座出现了下沉现象,使连续梁中间支座处的负弯矩值减小,跨中正弯矩值和端支座负弯矩值增大。

2.3 更多的关注侧移

和低层的建筑不一样的是,侧移目前已经成为了构造设计的时候要认真的关注的事项。由于建筑的高度不断的增加,横向力的影响下的构造侧移形变不断的变强,结构的顶点侧移一般与房屋高度H的四次方成正比。对于小高层来说,规定构造的强度非常高,同时还要确保其有着充足的抗侧移的水平,确保横向力状态中的侧移现象得以控制。主要有如下几点:第一,如果侧移太多的话,会让人产生一种不是很舒适的感觉,使得建筑无法有序的使用。第二,太多的侧移会导致墙体等出现缝隙,同时还会导致电梯的轨道受到影响,进而导致其无法合理的运作。第三,太多的侧移会出现附加力,有时候其融合到一起,还会导致塌陷等问题出现。

2.4 构造的延性特征很受关注

对比低层来讲,这种建筑更加的柔和,当遇到地震的时候,其形变现象就会更加的显著。为确保构造发展到塑性时期的时候,还能够具有优秀的变形水平,防止塌陷,尤其要在构造总是用合理的方法,以此来确保其有着优秀的延性特征。

3 设计方法

3.1 使用优化设计的措施

现在,在没有优秀的分析软件的前提下,主要是应用小高层住宅结构分析软件,通过人工分析法来调节,通过概念设计措施对各种构造的类型选择和布局等开展详细的比对活动,以此来获取优秀的方案,其是在设计的时候,使用最多的也是最方便的措施。通过概念设计措施获取的方案非常的精准,而且节省费用,虽然它使用的时间以及成本比较多,而且对工作者的素质等有着较高的规定,不过此类凭借设计者的经验来分析的措施,还是现在使用最多的一项措施。针对相同的方案来说,可有很多不一样的构造;确定了结构布置的小高层住宅物,就算在相同的负载状态中,也有很多不一样的分析措施;分析过程中设计参数、材料、荷载的取值也不是唯一的;小高层住宅物细部的处理更是不尽相同等等,此类内容是现在电脑不能合理应对的,要靠着设计者自行的分析。判断必须开展在设计的常见规律之中,结合项目的具体情况来开展,其就是之前講到的概念设计。所以,其存在在工作者在选取多种方案的时候。

3.2 关于性能探索

3.2.1 抗震性能分析对结构体系来说足够的承载能力和变形能力是两个同时需要满足的条件。结合概念设计的理念,比对之上的两个体系,电算程序可以采用中国建筑科学研究院编制的结构空间有限元分析软件SATWE。设计的时候,不但规定结构要有非常高的承受力,还要有非常好的刚度。高层结构的使用功能和安全与其侧移的大小密切相关,过大的侧向变形会使隔墙、维护墙及其饰面材料出现裂缝或损坏。结构分别按考虑5%的偶然偏心和双向地震力作用的不利情况计算出各结构体系层间位移角,剪力墙结构小于框剪结构,但均小于规范要求,且富裕量较大,说明两种结构体系满足刚度要求。

但就使用性能方面,剪力墙结构由于墙体太多,结构自重大,导致了较大的地震作用,混凝土和钢材用量也较高;同时也增加了基础工程的投资,而且限制了建筑上的灵活使用。而框架一剪力墙结构的特点是平面使用灵活,适用性强,结构合理,能使框架、剪力墙两种有着不同变形性能的抗侧力结构很好地协同发挥作用。在水平荷载作用下,具有较纯框架和纯剪力墙结构更为有利的水平变形曲线。由框架构成自由灵活的使用空间,容易满足不同建筑功能的要求;同时剪力墙具有相当大的抗侧移刚度,从而使框一剪结构具有较好的抗震能力,也大大减少了结构的侧移。

3.2.2 关于费用的比对。当对上述的三类构造的成本比对之后,我们发现,它们的单位规模的费用之间没有很大的差异。其中短肢剪力墙结构的单位面积直接费最大,框架一剪力墙结构的单位面积直接费最小,其中短肢剪力墙结构的单位面积直接费比框架一剪力墙结构的单位面积直接费高出12.5%,比大开间剪力墙结构的单位面积直接费高出7.3%,大开间剪力墙结构的单位面积直接费比框架一剪力墙结构的单位面积直接费高出4.9%。其次要的费用大体上是一致的。单位面积造价框架一剪力墙结构的最小,框架一剪力墙结构的次之,短肢剪力墙结构的稍微较大,三种结构体系直接费最大相差不到45元/平方米元。

4 结束语

由于经济高速前进,群众的生活能力得到了显著的提升。使用者对建筑的功效等有着更多的规定,此时人们希望其在使用的时候,可以体现出较多的灵便性特征,可以更加的合乎功效的变换规定。所以,设计方在获取了设计思想之后,要秉承着节约资金,美观实用的理念,积极的开展设计工作。

参考文献

[1]蒋鲁蓉.钢筋混凝土框架结构设计有关问题的初步探讨[J].山西建筑,2008(01).

[2]程全丰.钢筋混凝土框架结构设计的几个问题分析[J].今日科苑,2008(08).176.

猜你喜欢

钢筋混凝土框架结构
无黏结预应力框架结构的拆改加固设计
混凝土框架结构抗震加固方法简述
建筑结构设计中框架结构设计的应用
桥梁施工技术现状及发展方向
钢筋混凝土反力墙关键工序的施工改进技术
“钢筋混凝土”治疗动脉瘤
房屋建筑钢筋混凝土预制桩的施工技术
基于ANSYS的多层框架结构隔震性能分析
无地下室框架结构基础深埋设计
基于OPENSEES的框架结构时程分析研究