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多層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計

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多層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計范文第1篇

關(guān)鍵詞:多層建筑;框架結(jié)構(gòu);設(shè)計;問題

Abstract: In this paper, the column part of the multi-story building designed in the frame structure, part of the beam,Slab part of the design should pay attention to issues and has a strong theoretical and practical, for some reference.

Keywords: multi-storey building; frame structure; design;problem

中圖分類號:S611文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、人們生活水平的提高、建筑要求的提升和建筑造型和建筑功能要求日趨多樣化,無論是工業(yè)建筑還是民用建筑,在結(jié)構(gòu)設(shè)計中遇到的各種難題也日益增多。筆者通過多年的工作實踐總結(jié),并對框架結(jié)構(gòu)設(shè)計中的幾個問題進(jìn)行分析,提出框架結(jié)構(gòu)設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)注意的事項和解決問題的方案。

1 建筑框架結(jié)構(gòu)的柱部分設(shè)計

( 1) 地上為圓柱時,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,可不必驗算。柱內(nèi)不得穿暖氣管。

( 4) 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,不滿足時應(yīng)加橫筋; 否則在梁柱節(jié)點處鋼筋太密,混凝土澆筑困難。異型柱結(jié)構(gòu),梁縱筋一排根數(shù)不宜過多,柱端部縱筋不宜過密,否則節(jié)點混凝土澆筑困難。當(dāng)有部分矩形柱部分異型柱時,應(yīng)注意異型柱的剛度要和矩形柱相接近,不要相差太大。

( 5) 柱應(yīng)盡量采用高強度混凝土來滿足軸壓比的限制,減小斷面尺寸。

( 6) 盡量避免短柱,短柱箍筋應(yīng)全高加密,短柱縱筋不宜過大。

( 7) 考慮到豎向地震作用,柱子的軸壓比及配筋宜留有余地。

( 8) 獨立柱上或柱的中部( 半層處) 有挑梁時,挑梁長度應(yīng)有限制。

2 建筑框架結(jié)構(gòu)的梁部分設(shè)計

( 1) 梁上有次梁處( 包括挑梁端部) 應(yīng)附加箍筋和吊筋,宜優(yōu)先采用附加箍筋。附加筋一般要有,但不應(yīng)絕對。規(guī)范說的清楚,位于梁下部或梁截面高度范圍內(nèi)的集中荷載,應(yīng)全部由附加橫向鋼筋承擔(dān)。也就是說,位于梁上的集中力如梁上柱、梁上后做的梁如水箱下的墊粱不必加附加筋。位于梁下部的集中力應(yīng)加附加筋。但梁截面高度范圍內(nèi)的集中荷載可根據(jù)具體情況而定。當(dāng)主次梁截面相差不大,次梁荷載較大時,應(yīng)加附加筋。當(dāng)主梁高度很高,次粱截面很小、荷載很小時,如快接近板上附加暗粱,主梁可不加附加筋。還有當(dāng)主次梁截面均很大,如工藝要求形成的主次深梁,而荷載相對不大,主粱也可不加附加筋。

( 2) 當(dāng)外部梁跨度相差不大時,梁高宜等高,尤其是外部的框架梁。當(dāng)梁底距外窗頂尺寸較小時,宜加大梁高做至窗頂。外部框架粱盡量做成外皮與柱外皮平齊。梁也可偏出柱邊一較小尺寸。梁與柱的偏心可大于 1/4 柱寬,并宜小于 1/3柱寬。

( 3) 梁上有次梁時,應(yīng)避免次粱搭接在主梁的支座附近,否則應(yīng)考慮由次梁引起的主梁抗扭,或增加構(gòu)造抗扭縱筋和箍筋。當(dāng)采用現(xiàn)澆板時,抗扭問題并不嚴(yán)重。

( 4) 原則上梁縱筋宜小直徑小間距,有利于抗裂,但應(yīng)注意鋼筋間距要滿足要求,并與梁的斷面相應(yīng)。箍筋按規(guī)定在梁端頭加密。布筋時應(yīng)將縱筋等距,箍筋肢距可不等。小斷面的連續(xù)梁或框架梁,上、下縱筋均應(yīng)采用同直徑的,盡量不在支座搭接。

( 5) 端部與框架梁相交或彈性支承在墻體上的次梁,梁端支座可按簡支考慮,但梁端箍筋應(yīng)加密。

( 6) 上反梁的板吊在梁底下,板荷載宜由箍筋承受,或適當(dāng)增大箍筋。梁支承偏心布置的墻時宜做下挑沿。

( 7) 挑梁宜作成等截面( 大挑梁外露者除外) 。與挑板不同,挑梁的自重占總荷載的比例很小,作成變截面不能有效減輕自重。變截面挑梁的箍筋,每個都不一樣,難以施工。變截面梁的撓度也大于等截面梁。挑梁端部有次梁時,注意要附加箍筋或吊筋。一般挑梁根部不必附加斜筋,除非受剪承載力不足。對于大挑梁,梁的下部宜配置受壓鋼筋以減小撓度。挑梁配筋應(yīng)留有余地。

( 8) 梁上開洞時,不但要計算洞口加筋,更應(yīng)驗算粱洞口下偏拉部分的裂縫寬度。梁從構(gòu)造上能保證不發(fā)生沖切破壞和斜截面受彎破壞。

( 9) 挑梁出挑長度小于梁高時,應(yīng)按牛腿計算或按深梁構(gòu)造配筋。

( 10) 扁梁寬度不必過大,只要鋼筋能正常擺下及受剪滿足即可。因為在撓度計算時,梁寬對剛度影響不大,加寬一倍,撓度減小20%左右。相對來講,增大鋼筋更經(jīng)濟(jì),鋼筋加大一倍,撓度減小60%左右,同時梁的上筋應(yīng)大部分通長布置,以減小混凝土徐變對撓度的增大,如果上筋不小于下筋,撓度減小20%。

( 11) 當(dāng)一寬框架梁托兩排間距較小的柱時,可加一剛性挑梁,兩個柱支承在剛性挑梁的端頭。

( 12) 梁寬大于 350 時,應(yīng)采用四肢箍。

3 建筑框架結(jié)構(gòu)的現(xiàn)澆板部分設(shè)計

( 1) 板的鋼筋宜采用大直徑大間距,但間距不大于 200,間距盡量用 200。( 一般跨度小于 6. 6 米的板的裂縫均可滿足要求) 。板上下鋼筋間距宜相等,直徑可不同,但鋼筋直徑類型也不宜過多。

( 2) 相連幾個房間的同型號同間距板底鋼筋宜連通。

( 3) 配筋計算時,可考慮塑性內(nèi)力重分布,將板上筋乘以0. 8 ~ 0. 9 的折減系數(shù),將板下筋乘以 1. 1 ~ 1. 2 的放大系數(shù)。( 4) 支承在外圈框架梁上的板負(fù)筋不宜過大,否則將對梁產(chǎn)生過大的附加扭距。一般: 板厚 >150 時采用 10 ×200; 否則用 8 ×200。

( 5) 當(dāng)厚板與薄板相接時,薄板支座按固定端考慮是適當(dāng)?shù)模癜寰筒缓线m,宜減小厚板支座配筋,增大跨中配筋。

( 6) 非矩形板宜減小支座配筋,增大跨中配筋。

( 7) 室內(nèi)輕隔墻下一般不應(yīng)加粗鋼筋,一是輕隔墻有可能移位,二是板整體受力,應(yīng)整體提高板的配筋。只有垂直單向板長邊的不可能移位的隔墻,如廁所與其他房間的隔墻下才可以加粗鋼筋。

4 建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)注意的問題

( 1) 在設(shè)計框架結(jié)構(gòu)和裙房時,高低跨之間不要采用主樓設(shè)牛腿、低層屋面或樓梯梁擱在牛腿上的做法,也不要用牛腿托梁的方式作為防震縫。因為在地震時各單元之間,尤其是高低層之間的震動情況不同,連接處很容易壓碎、拉斷。因此,凡要設(shè)縫,就要分得徹底,凡不設(shè)縫,就要連接牢固,絕不能似分非分,似連非連,否則很容易在地震中破壞。

( 2) 由于建筑的需要,有時需要框架梁外挑,且梁下設(shè)置鋼筋混凝土柱。在柱的內(nèi)力和配筋計算中,有些設(shè)計人員對其受力概念不清,誤認(rèn)為此柱為構(gòu)造柱,并且其配筋為構(gòu)造配筋,懸臂梁也未按計算配筋,這樣有可能導(dǎo)致水平荷載作用下承載力不足,為事故的發(fā)生埋下隱患。實際上,在結(jié)構(gòu)的整體計算中,此柱為偏心受壓構(gòu)件,柱與梁端交接處類似于框架梁、柱節(jié)點,應(yīng)考慮懸臂梁梁端的協(xié)調(diào)變形。所以對于此柱應(yīng)作為豎向構(gòu)件參與結(jié)構(gòu)的整體分析,并且柱與梁端交接處應(yīng)按框架梁、柱的節(jié)點處理。

5 結(jié)束語

隨著建筑造型和建筑功能要求日趨多樣化,無論是工業(yè)建筑還是民用建筑,建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計作為現(xiàn)行比較常用的實際模式,已經(jīng)廣泛應(yīng)用在各類建筑中,在結(jié)構(gòu)設(shè)計中遇到的各種難題也日益增多,因而作為一個結(jié)構(gòu)設(shè)計者需要在遵循各種規(guī)范下大膽靈活的解決一些結(jié)構(gòu)方案上的難點、重點,才能從根本上消除設(shè)計質(zhì)量的隱患。

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多層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計范文第2篇

【關(guān)鍵詞】多層框架;建筑結(jié)構(gòu);設(shè)計要點

引言

隨著我國城市化進(jìn)程的加快,現(xiàn)代多層建筑的規(guī)模也在不斷的擴大,作為城市建筑過程中的最主要的建筑形式,多層建筑的使用優(yōu)勢還是十分明顯的,要想對其結(jié)構(gòu)的有效規(guī)劃就必須要實現(xiàn)對其框架結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計,下面就多層框架建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要點進(jìn)行分析。

一、多層框架建筑結(jié)構(gòu)的地基基礎(chǔ)設(shè)計

①在進(jìn)行多層框架建筑結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)設(shè)計時,首先要對工程地質(zhì)報告進(jìn)行認(rèn)真的分析,根據(jù)工程的實際情況,在滿足地基變形及承載力的要求下,盡量利用天然地基上的淺基礎(chǔ);②在確定地基持力層時,要對地基基礎(chǔ)及上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面分析,并對土層物理力學(xué)性質(zhì)、建筑結(jié)構(gòu)類型、建筑體型、荷載大小、地下水等各種因素進(jìn)行全面分析,確保設(shè)計的地基基礎(chǔ)滿足施工需求;③一般情況下,多層框架建筑結(jié)構(gòu)會采用獨立基礎(chǔ)或者條形基礎(chǔ),在進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計時,首先要根據(jù)地基承載力及變形,將基礎(chǔ)底面尺寸計算出來,然后再將基礎(chǔ)截面計算出來;③在計算基礎(chǔ)底面尺寸時,要對覆土重力、地面以下基礎(chǔ)等進(jìn)行分析;④在進(jìn)行多層框架建筑結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)設(shè)計時,還要根據(jù)工程地質(zhì)報告選用合理的方法對地基進(jìn)行處理,從而確保地基滿足施工需求。

二、多層框架建筑結(jié)構(gòu)配筋設(shè)計

1、框架柱配筋的調(diào)整

一般情況下,框架柱的配筋率比較低,在地震作用下,框架柱會受到大的扭轉(zhuǎn)剪力,同時還會受到雙向彎矩的作用,由于框架柱的橫梁約束比較小,在雙向偏心受壓狀態(tài)下工作時,地震作用力會對內(nèi)柱產(chǎn)生大的損害,因此在進(jìn)行框架建筑結(jié)構(gòu)配筋計算時,要選擇最不利的方向進(jìn)行。在配筋計算過程中,為確??蚣苤膹姸确舷嚓P(guān)要求,設(shè)計人員要注意:由于在地震作用下,邊柱、角柱、抗震墻等會出現(xiàn)偏心受拉的現(xiàn)象,因此,對于這些部分要保證縱筋總截面面積比計算值大25%;為提高箍筋對混凝土的約束,可以將框架柱箍筋形式設(shè)計成井字形或者菱形;當(dāng)多層框架建筑結(jié)構(gòu)的地基處于軟弱土層時,可以適當(dāng)?shù)脑龃罂蚣苤呐浣睢?/p>

2、框架外挑梁配筋

在多層框架建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中,受建筑使用功能、占地面積等因素的影響,經(jīng)常會在框架的梁端設(shè)計挑梁。由于外挑梁實際荷載和框架梁的荷載有一定的差異,使得外挑梁和框架梁斷面尺寸也有所不同,所以在設(shè)計過程中,不允許將框架梁的部分主筋延伸到外挑梁上,這會對建筑工程的施工質(zhì)量造成很大的影響。因此,在進(jìn)行框架外挑梁配筋計算時,設(shè)計人員要認(rèn)真分析框架外挑梁的受力情況,根據(jù)實際情況,合理的配置配筋,從而多層框架建筑結(jié)構(gòu)的承載力提供保障。

3、框架邊柱柱頂配筋

在多層框架建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中,水平荷載是設(shè)計控制的關(guān)鍵因素,由于框架頂層的風(fēng)力荷載比較大,建筑結(jié)構(gòu)荷載傳遞到邊柱的作用力要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于傳遞到樓層邊柱的作用力,因此,柱頂有明顯的偏心問題!根據(jù)框架結(jié)構(gòu)的要求,橫梁上部的鋼筋需要全部進(jìn)入柱中,并且延伸到橫梁的下邊,而柱中的鋼筋,有一部分需要延伸到柱頂,并一部分需要延伸到橫梁中,設(shè)計人員在進(jìn)行設(shè)計時很容易將邊柱柱角的鋼筋延伸到梁內(nèi),這就會對多層框架建筑結(jié)構(gòu)的水平荷載造成一定的影響!因此,在實際設(shè)計過程中,設(shè)計人員要特別注意這類問題,從而為多層框架建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計質(zhì)量提供保障。

三、多層框架建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計

為滿足建筑結(jié)構(gòu)的抗震要求,在進(jìn)行多層框架建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時,設(shè)計人員要保證梁的剛度取值準(zhǔn)確、客觀,如果取值無法確定時,要盡量取比較大的值,避免梁的剛度過小,在垂直荷載下,梁端負(fù)彎矩計算結(jié)果比實際值大,從而增大了梁端負(fù)彎矩配筋量,使得抗彎安全儲備偏高,在地震作用下,就會引起一些不安全因素!對于梁端負(fù)筋,在設(shè)計過程中,設(shè)計人員要盡量取小的負(fù)筋計算值,這樣才能為梁端塑性鉸的及時出現(xiàn)提供保障。在進(jìn)行設(shè)計時,設(shè)計人員要保證梁端負(fù)筋配置量低于需求量,或者正好等于需求量,并適當(dāng)?shù)姆艑捒缰信浣?,對于多層框架建筑結(jié)構(gòu),為方便施工,設(shè)計人員可以將配筋相差在5%以內(nèi)的梁設(shè)置成一種配筋,同時在進(jìn)行施工時要特別注意,如果施工需要改變材料,要注重對梁鉸負(fù)筋進(jìn)行密切的關(guān)注,避免因材料的改變,從而引起配置量的改變。

四、多層框架建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的問題及處理措施

1、基礎(chǔ)聯(lián)系梁的設(shè)計

對于基礎(chǔ)埋設(shè)比較深的建筑,可以采用基礎(chǔ)聯(lián)系梁,從而有效地減少底層柱的計算長度,聯(lián)系梁以下的柱,可以利用短柱對其進(jìn)行加強處理!對于有抗震設(shè)計要求的建筑,在基礎(chǔ)部分,可以沿著兩個主軸的方向,設(shè)計基礎(chǔ)聯(lián)系梁,同時要保證基礎(chǔ)聯(lián)系梁的配筋滿足梁受力要求。一般情況下,基礎(chǔ)聯(lián)系梁的標(biāo)高要和基礎(chǔ)頂端標(biāo)高保持一致,如果建筑結(jié)構(gòu)為獨立擴展基礎(chǔ)時,在施工過程中施工人員要利用混凝土將基礎(chǔ)聯(lián)系梁和獨立基礎(chǔ)之間的縫隙密封好,然后才能對基礎(chǔ)聯(lián)系梁進(jìn)行澆筑。在設(shè)計過程中,如果設(shè)計人員采用基礎(chǔ)聯(lián)系梁對柱底彎矩進(jìn)行平衡,則設(shè)計人員需要按照框架梁設(shè)計基礎(chǔ)聯(lián)系梁的截面尺寸和配筋,同時還要保證基礎(chǔ)聯(lián)系梁的縱筋在框架柱中的錨固、加密都和上部框架梁一樣。

2、結(jié)構(gòu)薄弱層設(shè)計

結(jié)構(gòu)薄弱層是指在強震下,建筑結(jié)構(gòu)最容易發(fā)生塑性位移的部位,在進(jìn)行多層框架建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時,設(shè)計人員必須保證這些結(jié)構(gòu)薄弱層的承載力,滿足抗震需求。由于結(jié)構(gòu)薄弱層對建筑結(jié)構(gòu)的綜合性能有很大的影響,因此,設(shè)計人員在設(shè)計多層框架建筑結(jié)構(gòu)時,要盡量避免結(jié)構(gòu)薄弱層的出現(xiàn),例如采用加大薄弱層梁截面和柱截面,從而增強結(jié)構(gòu)的抗震側(cè)移剛度。如果無法避免結(jié)構(gòu)薄弱層的出現(xiàn),設(shè)計人員要盡量減少基礎(chǔ)的埋深或者降低結(jié)構(gòu)薄弱層的層高,同時要制定合理的加強措施,對結(jié)構(gòu)薄弱層進(jìn)行加強,從為多層框架建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性提供保障。

3、框架結(jié)構(gòu)梁的設(shè)計

在進(jìn)行多層框架建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時,處于梁截面高度范圍或者梁下部范圍的集中荷載,全部是由橫向鋼筋承受的,因此,在設(shè)計過程中需要對附加箍筋及吊筋進(jìn)行認(rèn)真的考慮,在主梁和次梁的搭接處,設(shè)計人員要在結(jié)構(gòu)設(shè)計總說明處,畫出一個節(jié)點,并在次梁兩側(cè)增加3個主梁箍筋,從而進(jìn)行補充。當(dāng)框架梁和次梁相交后,可以按照簡支梁的方式對梁端支座進(jìn)行處理,對于梁端箍筋,必須對其進(jìn)行加密處理。

4、框架結(jié)構(gòu)柱的設(shè)計

在進(jìn)行框架結(jié)構(gòu)柱設(shè)計時,如果地上部分設(shè)計是圓柱,那么就要盡量將地下部分設(shè)計成矩形,這樣在施工過程中,能有效地減少施工工序。對于地上部分的圓柱配筋需要保證其最少在8根以上,同時為有效地增加結(jié)構(gòu)的整體性和結(jié)構(gòu)柱的承載力,要盡量采用螺旋式箍筋!對于地下部分的矩形柱,要盡量采用井字復(fù)合箍的方式進(jìn)行箍筋,如果建筑結(jié)構(gòu)對抗震有要求,就要嚴(yán)格的按照抗震設(shè)計規(guī)范對其進(jìn)行加密處理,從而確??蚣芙Y(jié)構(gòu)柱的抗震性能滿足相關(guān)規(guī)定。一般情況下,框架結(jié)構(gòu)柱的截面需要滿足以下要求:對于非抗震要求,框架結(jié)構(gòu)柱的截面邊長不能小于250mm;對于四級抗震要求的建筑結(jié)構(gòu),框架結(jié)構(gòu)柱的截面邊長不能小于300mm;對于一、二、三級抗震要求的建筑結(jié)構(gòu),框架結(jié)構(gòu)柱的截面邊長不能小于400mm。

五、總結(jié)

多層框架建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計比較復(fù)雜,涉及到各種力學(xué)知識,同時對設(shè)計人員的設(shè)計經(jīng)驗有很高的要求,因此,在進(jìn)行多層框架建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時,設(shè)計人員要對各種影響因素進(jìn)行全面分析,從而高質(zhì)量的完成設(shè)計任務(wù)。

多層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計范文第3篇

【關(guān)鍵詞】多層建筑;框架結(jié)構(gòu);設(shè)計要點;分析

引言

現(xiàn)代建筑逐漸朝著多元化方向發(fā)展,框架結(jié)構(gòu)因為具有靈活的空間分隔性和自重輕的特點,已經(jīng)成為我國建筑普遍采用的結(jié)構(gòu)形式之一。多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計由于比較普遍,所以也是一種較為基礎(chǔ)且較為重要的設(shè)計課題。目前的框架建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計大多采用電腦輔助設(shè)計,所以,很多設(shè)計過程中存在的問題容易被忽視,進(jìn)而導(dǎo)致一些安全隱患的發(fā)生。對于框架結(jié)構(gòu)在設(shè)計過程中的要點問題,設(shè)計者應(yīng)該認(rèn)真做好分析和計算工作,盡量避免因為過分依賴計算機,而導(dǎo)致各種設(shè)計失誤。

1 多層框架結(jié)構(gòu)建筑的設(shè)計問題及處理

1.1 基礎(chǔ)聯(lián)系梁的設(shè)計問題

當(dāng)建筑的基礎(chǔ)埋置比較深時,可以用基礎(chǔ)聯(lián)系梁來減少底層柱的計算長度。在±0.00 以下設(shè)置聯(lián)系梁,形成有效的框架,聯(lián)系梁下的柱可按照短柱進(jìn)行加強處理。有抗震設(shè)防要求時,基礎(chǔ)間宜沿著兩個主軸的方向設(shè)計基礎(chǔ)聯(lián)系梁;如果基礎(chǔ)聯(lián)系梁上作用有填充墻或者樓梯柱等荷載傳來時,應(yīng)該與所連柱的最大軸力設(shè)計值的10%疊加計算,基礎(chǔ)聯(lián)系梁的配筋應(yīng)該滿足梁的受力要求?;A(chǔ)聯(lián)系梁的項標(biāo)高宜與基礎(chǔ)的頂端標(biāo)高一致。當(dāng)基礎(chǔ)形式為獨立擴展基礎(chǔ),施工時應(yīng)先將基礎(chǔ)聯(lián)系梁下與獨立基礎(chǔ)之間的空隙部分進(jìn)行混凝土澆筑,澆筑到與基礎(chǔ)頂面平齊,然后再澆筑基礎(chǔ)聯(lián)系梁。這樣可以有效減少基礎(chǔ)聯(lián)系梁的計算跨度。當(dāng)基礎(chǔ)形式為樁基礎(chǔ)時,單樁承臺應(yīng)在兩個互相垂直的方向上設(shè)置系梁;兩樁承臺應(yīng)在其短向設(shè)置系梁。如果采用基礎(chǔ)系聯(lián)梁來平衡柱底的彎矩,那么基礎(chǔ)聯(lián)系梁的截面尺寸和配筋應(yīng)該按照框架梁來設(shè)計。此時的梁正彎矩鋼筋應(yīng)該全部的拉通,而負(fù)彎矩鋼筋也應(yīng)該在1/2 跨以上拉通,同時基礎(chǔ)聯(lián)系梁的縱筋在框架柱內(nèi)的錨固、箍筋的加密以及其他抗震結(jié)構(gòu)物都應(yīng)該與上部的框架梁保持一致。

1.2 結(jié)構(gòu)薄弱層的設(shè)計問題

結(jié)構(gòu)薄弱層是指在強震下,結(jié)構(gòu)首先容易產(chǎn)生較大彈塑性位移的部分,這些結(jié)構(gòu)薄弱部位的承載力在設(shè)計時是滿足抗震承載力要求的,但是當(dāng)?shù)卣鸬恼鸺壴? 級以及7 級以上時,容易出現(xiàn)薄弱現(xiàn)象。通常情況下薄弱層對結(jié)構(gòu)的抗震影響極大,設(shè)計應(yīng)該盡量避免薄弱層的出現(xiàn)。而避免薄弱層通常采取的方法是加大該層的抗震側(cè)移剛度,也就是采取加大此類薄弱層的柱截面和梁截面的措施;如果可以,應(yīng)該改變薄弱層的層高或者減少基礎(chǔ)的埋置深度。如果薄弱層無法避免,應(yīng)該在結(jié)構(gòu)計算和出圖時,保證按照規(guī)范要求采取相應(yīng)構(gòu)造加強措施,除了對薄弱層的地震剪力乘以1~1.5 倍的放大系數(shù)以外,還需要對結(jié)構(gòu)的樓層屈服強度系數(shù)進(jìn)行驗算。樓層屈服強度系數(shù)應(yīng)該按照構(gòu)件的實際配筋和材料強度標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行計算。具體可根據(jù)樓層受剪力和地震作用標(biāo)準(zhǔn)來計算樓層彈性地震剪力的比值,如果地震烈度在7 度到9 度之間的地區(qū)結(jié)構(gòu)樓層屈服強度系數(shù)小于0.5 時,則需要對結(jié)構(gòu)進(jìn)行彈性變形驗算,使其符合建筑抗震設(shè)計規(guī)范。如果不符合以上要求,就必須重新調(diào)整結(jié)構(gòu)布置。

1.3 框架結(jié)構(gòu)梁的設(shè)計問題

在對框架結(jié)構(gòu)建筑進(jìn)行設(shè)計時,位于梁下部或梁截面高度范圍內(nèi)的集中荷載,應(yīng)由附加橫向鋼筋承擔(dān),則需要考慮設(shè)置附加箍筋和吊筋,為方便施工可優(yōu)先考慮采用附加箍筋,如主次梁搭接時,可以在結(jié)構(gòu)設(shè)計總說明處,畫上一節(jié)點,在有次梁部位的兩側(cè)各加上3 根主梁箍筋來作為補充。框架梁與次梁的端部出現(xiàn)相交的現(xiàn)象,或者彈性支承在墻體上,對于梁端支座可以按照簡支梁的方式來處理,但是必須對梁的端箍筋進(jìn)行加密。在設(shè)計抗扭梁時,縱筋的間距應(yīng)該小于300 mm,并保證小于梁的寬度。通常在設(shè)計的時候可采用加大腰筋直徑加密腰筋間距的方法來增加梁的抗扭力,同時對于縱筋和腰筋錨入支座內(nèi)的長度應(yīng)該符合要求。對于箍筋也應(yīng)該符合抗震設(shè)防要求。在反梁板吊在梁底時,板的荷載主要由箍筋來承擔(dān),可適當(dāng)加密箍筋的間距,加大箍筋直徑。對于框架梁截面的高度設(shè)計,應(yīng)該在梁跨度的1/10 至1/15 之間選擇,對于寬扁梁的寬度,則最大可以設(shè)計到柱寬的兩倍。

1.4 框架結(jié)構(gòu)柱的設(shè)計問題

如果框架結(jié)構(gòu)柱在地上的部分為圓柱時,在地下的部分就盡量做成矩形柱,這樣可以盡量減少施工的工序。圓柱的縱筋根數(shù)應(yīng)該保證在8 根以上,而圓柱的箍筋宜優(yōu)先采用螺旋式,這樣可以有效增加結(jié)構(gòu)的整體性和柱子的剛度及承載力,施工圖紙中需要注明柱子端部有一圈半的水平段;矩形柱宜優(yōu)先選用井字復(fù)合箍的箍筋形式,有抗震設(shè)防要求的需按照建筑抗震設(shè)計規(guī)范進(jìn)行加密設(shè)計。角柱和樓梯間的框架柱、梯柱應(yīng)在全柱高范圍內(nèi)進(jìn)行加密。通常框架結(jié)構(gòu)柱的截面,非抗震時不宜小于邊長250 mm,四級抗震邊長不宜小于300mm,一、二、三級抗震時邊長不宜小于400mm;框架柱混凝土的標(biāo)號則應(yīng)該在C25 以上,且梁縱筋錨入柱內(nèi)的水平段長度、彎折長度應(yīng)該符合規(guī)范要求。

2 多層建筑框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計要點

2.1 盡量避免短柱的出現(xiàn)

在對框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計時,應(yīng)該盡量避免出現(xiàn)短柱現(xiàn)象。因為短柱的抗震性能通常較差。但是在框架結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中,由于樓梯間休息平臺梁或者樓層的高矮等原因,有些短柱的出現(xiàn)很難避免。所以,如果存在短柱,就應(yīng)該按照建筑抗震設(shè)計規(guī)范進(jìn)行處理,盡量提高短柱的抗震性能。另外,如果在同一樓層中,均為短柱,且各柱之間的剛度比較均勻、相差不大,則認(rèn)為其結(jié)構(gòu)是可以得到保證。

2.2 中心線應(yīng)該符合規(guī)定

框架梁與柱的中心線應(yīng)該符合相關(guān)規(guī)定,也就是框架梁、柱中心應(yīng)該盡量重合,如果中心線存在偏移現(xiàn)象時,需要全面考慮偏心對梁柱節(jié)點核心區(qū)受力和構(gòu)造可能產(chǎn)生的影響,同時也應(yīng)該考慮到梁上荷載對柱子的偏心影響。如果偏心距大于該方向上柱寬度的1/4 時,可以考慮采用增加梁水平方向加腋等措施。而當(dāng)梁、柱偏心大于該方向柱寬的1/4 時,可采用梁水平腋的措施。加腋后的梁在驗算梁的剪壓比和受彎承載力時,通常不會計算加腋部分截面的有利影響。

2.3 避免砌體墻的出現(xiàn)

在多層框架結(jié)構(gòu)建筑的設(shè)計當(dāng)中,通常不可以采用部分砌體墻承重的混合形式。通過對大量的震害分析來看,框架結(jié)構(gòu)在地震作用下的反應(yīng),要比僅按純框架抗側(cè)力剛度時要大很多,尤其是有砌體墻存在的時候,在地震的作用下,砌體結(jié)構(gòu)會最先受到破壞。這種情況下框架結(jié)構(gòu)對于內(nèi)力和配筋并沒有按照實際剛度來確定,這就會使得結(jié)構(gòu)的構(gòu)件在地震作用下很容易受到地震波的破壞,因此,這種建筑設(shè)計會存在一定的危險因素。通過對大量震害建筑的分析來看,框架結(jié)構(gòu)中的承重砌體均會出現(xiàn)較為嚴(yán)重的開裂和破壞問題,一些出層頂?shù)臉?、電梯間會因為砌體承重墻的原因出現(xiàn)破壞現(xiàn)象。所以,在多層框架結(jié)構(gòu)建筑的設(shè)計中,應(yīng)該避免砌體承重墻的出現(xiàn)。

3 結(jié)語

現(xiàn)代建筑造型和建筑功能要求的多樣化發(fā)展,使得現(xiàn)代建筑設(shè)計中的難題也逐漸增多,對設(shè)計者的挑戰(zhàn)也隨之增加。而作為一名建筑設(shè)計者,應(yīng)該在嚴(yán)格遵循各種相關(guān)規(guī)范的前提下,采用靈活、大膽的方式和方法來解決一些結(jié)構(gòu)上的設(shè)計難點問題,并在實際工作中不斷地進(jìn)行充實和完善。

參考文獻(xiàn):

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[2]張科.多層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中框架結(jié)構(gòu)的問題分析與處理[J].科技資訊,2009(18):83-85.

[3]張麗紅.多層建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計問題的幾點研究[J].工程技術(shù),2011(2):134.

多層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計范文第4篇

【關(guān)鍵詞】鋼砼框架結(jié)構(gòu);多層建筑設(shè)計;應(yīng)用研究

鋼砼框架結(jié)構(gòu)可以充分發(fā)揮鋼材以及混凝土的優(yōu)點以及材料特性,鋼管混凝土作為鋼砼框架結(jié)構(gòu)的重要組成部分,其實質(zhì)上就是在鋼管的內(nèi)部填充素混凝土制作而成的建筑物的構(gòu)件;而鋼骨砼梁則是在鋼梁的周圍配置必要的鋼筋,在澆注砼之后把鋼骨和砼連接為一體,鋼骨可以使構(gòu)件的延展性得到較大的改善,這主要是因為其承載力較高、抗震性能較好以及變形能力較強,并且用混凝土來包裹鋼骨可以使防火與防腐問題得到較好的解決。

一、鋼砼框架結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點

(一)鋼砼框架結(jié)構(gòu)的抗震性能較好

鋼砼框架結(jié)構(gòu)相對全鋼結(jié)構(gòu)來講,鋼砼框架結(jié)構(gòu)柱子的自重比較小,在受到地震作用時其帶來的各種地震反應(yīng)也會大大減小。根據(jù)相關(guān)資料記載分析,在多層建筑中運用鋼砼框架結(jié)構(gòu)比運用全鋼型框架結(jié)構(gòu)柱子的自重能夠減少三分之一至二分之一,同樣其受到的地震作用也可以降低一半,即設(shè)防的烈度可以降低一度。

(二)鋼砼框架結(jié)構(gòu)的抗壓承載力比較高

鋼砼框架結(jié)構(gòu)主要是指鋼框架砼核心的筒或者剪力墻結(jié)構(gòu)體系,其中抗側(cè)移剛度比較大的混凝土核心的筒或者剪力墻結(jié)構(gòu)主要發(fā)揮著抗震以及抗風(fēng)荷載的作用,鋼框架的主要作用則是承受豎向的荷載。因為鋼砼框架結(jié)構(gòu)的鋼砼柱的載面比較小,柱子自身的承載力也比較高,同時還可以采用大空間以及大柱網(wǎng)的鋼砼框架架構(gòu)。因此,在多層建筑中運用鋼砼框架結(jié)構(gòu)比運用傳統(tǒng)的鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu),建筑物的使用面積可以增加3%至6%,使建筑物的使用空間得到了有效的拓展。

(三)鋼砼框架結(jié)構(gòu)可以節(jié)約鋼材的使用量

鋼砼框架結(jié)構(gòu)充分融合了的鋼結(jié)構(gòu)以及混凝土結(jié)構(gòu)的所有優(yōu)點,和全鋼框架結(jié)構(gòu)比較起來,在多層建筑中利用鋼砼框架結(jié)構(gòu)可以使鋼材的使用量降低40%至55%,并且施工的速度和鋼框架結(jié)構(gòu)的施工速度大體一致,這樣就可以使現(xiàn)場焊接的工作量大大減少,并使防火處理的費用大大降低;而和混凝土框架結(jié)構(gòu)比較起來,鋼砼框架結(jié)構(gòu)的自重比較輕,可是使建筑物的使用面積大大增加,同時還可以使施工的工期有效縮短。由此可以看出,鋼砼框架結(jié)構(gòu)比較符合我國多層建筑發(fā)展的需要。

二、鋼砼框架結(jié)構(gòu)在多層建筑設(shè)計中的應(yīng)用研究

(一)在多層建筑中鋼砼框架結(jié)構(gòu)裂縫修補工作

1、鋼砼框架機構(gòu)的裂縫實施必要的修補

對于鋼砼框架結(jié)構(gòu)的裂縫通常會使用表面密封法進(jìn)行修補,其縫隙的寬度通常不會超過0.2mm。在修補裂縫時首先要在裂縫位置用鋼絲刷對砼表面實施打毛處理,然后用清水進(jìn)行清洗,再涂刷或者噴涂一層聚酯樹脂、涂敷材料以及丙烯酸橡膠,或者是在裂縫位置先鋪放一層玻璃絲布,然后再用修補材料進(jìn)行涂刷。

2、鋼砼框架結(jié)構(gòu)損傷位置的修補

通過涂抹化學(xué)灌漿或者砂漿的方法來修補鋼砼框架結(jié)構(gòu)表面的損傷時可以先對受損表面進(jìn)行清洗,再弄低粘度的環(huán)氧樹脂或者界面劑進(jìn)行涂抹,在涂抹完成之后可以用聚合物的水泥砂漿或者環(huán)氧樹脂的砂漿來對鋼砼框架結(jié)構(gòu)表面的各種損傷實施有效的修補。

(二)在多層建筑中鋼砼框架結(jié)構(gòu)加固工作

1、增設(shè)支點進(jìn)行加固

通過增設(shè)支點的方法可以使鋼砼框架結(jié)構(gòu)計算的跨度大大減少,進(jìn)而使鋼砼框架結(jié)構(gòu)的承載能力大大提升,并且還可以使限制板、梁的撓曲變形有效減少。運用增設(shè)支點的方法進(jìn)行加固的主要原因是這種方法簡便易行,可是這種方法會使使用的空間受到一定的限制。在運用增設(shè)支點的方法進(jìn)行加固時必須要對增設(shè)支點之后鋼砼框架結(jié)構(gòu)自身受力情況的變化進(jìn)行核算,增設(shè)支點進(jìn)行加固的方法通常適用于一般梁以及框架梁的加固。

2、采用粘鋼進(jìn)行加固

在鋼砼框架結(jié)構(gòu)的表面運用結(jié)構(gòu)膠來粘貼鋼板,這樣就可以使鋼砼框架結(jié)構(gòu)的承載力不斷提高,運用粘鋼實施加固的主要優(yōu)點是在具體的施工中比較快捷、簡單。運用粘鋼實施加固的過程中,對正常的使用基本上不會帶來影響,這種加固的方法通常用在鋼砼梁的加固上。在實施加固時鋼砼框架結(jié)構(gòu)中的鋼板必須要從需要加固的部位延伸出來。如果鋼板自身的錨固長度具有一定的限制,那么必須要通過型箍板或者錨拴實施加固與粘結(jié)。運用粘鋼實施加固時最重要的工作是對粘結(jié)處的粘結(jié)鋼板表面與砼表面進(jìn)行清潔處理,并選配合適的粘結(jié)膠,在黏膠之后還要實施必要的加固以及加壓,只有在膠固化之后才能夠受力。

3、通過增大截面進(jìn)行加固

通過增大截面進(jìn)行加固的工作原理是增加配筋量與原結(jié)構(gòu)的截面,以此來使構(gòu)件自身的抗彎輕度、剛度以及抗剪強度得到有效提升,同時這種方法還可以用來修補鋼砼框架結(jié)構(gòu)中的裂縫。通過增大截面的方法進(jìn)行加固的主要優(yōu)點是其使用面比較廣,可以用于連接節(jié)點、腹桿、屋架弦、基礎(chǔ)、墻、柱以及梁等的加固,其中新澆砼的標(biāo)號應(yīng)該要比原有構(gòu)件的砼的標(biāo)號提升一級,雖然利用增大截面的方法進(jìn)行加固的施工工藝比較簡單,可是其作業(yè)量比較大,使建筑物的使用面積大大減少,并且在施工的過程中還必須要保證新老砼能夠進(jìn)行粘結(jié),在某些情況之下,還可以運用砼界面劑。

三、鋼砼框架結(jié)構(gòu)在多層建筑設(shè)計中的主要體系

(一)剪力墻體系

這種體系是由的鋼筋框架與混凝土內(nèi)筒構(gòu)成,通常鋼框架和內(nèi)筒之間的跨度為8至12m,其鋼梁為兩端鉸接,或者是一段和鋼框架柱通過剛接連接,而另一端和內(nèi)筒通過鉸接連接。我國北京國貿(mào)中心的二期塔樓以及深圳市的發(fā)展中心大廈均是這種建筑結(jié)構(gòu)體系。

(二)伸臂桁架結(jié)構(gòu)體系

這種結(jié)構(gòu)體系主要是在鋼框架混凝土內(nèi)筒的基礎(chǔ)上增設(shè)伸臂桁架,其主要目的是使鋼砼框架結(jié)構(gòu)具備的側(cè)向剛度有效提高,使內(nèi)筒承擔(dān)與水平側(cè)移的傾覆力度不斷減少等,我國深圳市的地王商業(yè)大廈就運用了這種結(jié)構(gòu)體系。

(三)巨型柱框架砼內(nèi)筒結(jié)構(gòu)體系

這種結(jié)構(gòu)體系主要是通過設(shè)立巨型柱來使帶伸臂桁架鋼砼框架砼內(nèi)筒結(jié)構(gòu)所具備的側(cè)向剛度進(jìn)一步提升,其中巨型柱通常是由鋼筋混凝土或者鋼管制作而成。我國上海市的金茂大廈、北京市的冠城園A樓與美國休斯頓的西南銀行大廈均是這種結(jié)構(gòu)體系。

四、結(jié)語

近年來,我國的多層建筑得到了較快的發(fā)展,其設(shè)計思想的更新速度也在不斷加快,多層建筑的結(jié)構(gòu)體系正在朝著多樣化發(fā)展,建筑物的豎向體型以及平面布置也日趨復(fù)雜,因此,多層建筑的設(shè)計以及結(jié)構(gòu)分析也面臨著更大的挑戰(zhàn)。而鋼砼框架架構(gòu)把鋼材的施工速度快、重量輕、強度高等優(yōu)點與混凝土的抗側(cè)剛度大、抗壓強度高以及防火性能好等優(yōu)點充分地結(jié)合起來,在施工的過程中具備較強的承載力,使模板的工作量大大減少。

參考文獻(xiàn):

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多層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計范文第5篇

關(guān)鍵詞:高層建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計;設(shè)計措施

Abstract: With the rapid development of China's economy, China's development of high rise buildings are on a new level, there are appeared a lot of new chic, the facade fabric layers, large body of the high-rise building. In this paper, the structure design of high-rise building on problem analysis.

Key words: high-rise building; structure design; design measures

中圖分類號:TU318文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A 文章編號:2095-2104(2012)06-0020-02

一、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計定義

高層建筑設(shè)計就是要做到結(jié)構(gòu)功能與外部條件一致,充分展現(xiàn)先進(jìn)的設(shè)計。發(fā)揮結(jié)構(gòu)的功能并取得與經(jīng)濟(jì)性的協(xié)調(diào),更好地解決構(gòu)造處理,用概念設(shè)計來判斷計算設(shè)計的合理性。

高層建筑的主體結(jié)構(gòu)是由樓層結(jié)構(gòu)、傳遞豎載結(jié)構(gòu)、抗側(cè)力結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)以及豎向交通結(jié)構(gòu)等幾個主要部分構(gòu)成的。建筑物在受力后,這些構(gòu)成部分之間相互配合,協(xié)調(diào)受力,構(gòu)成一定的傳力路線,將外力(豎向荷載或水平荷載)傳給地基。因此各個構(gòu)成部分之間的受力是互相影響,互相干擾的。設(shè)計中要想使整個結(jié) 構(gòu)做得比較完美,在技術(shù)上、用材上、造價上有其先進(jìn)性,就需要從整體出發(fā),多方面慎重推敲,挖掘局部潛力,為良好的綜合效果提供方便條件。二、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計存在問題及措施

高層建筑結(jié)構(gòu)主要存在的問題有結(jié)構(gòu)的超高問題,短肢剪力墻的設(shè)置問題,嵌固端的設(shè)置問題和結(jié)構(gòu)的規(guī)則性問題。針對這些問題具體的解決對策應(yīng)從以下幾方面入手:

1.建筑地基設(shè)計。對高層建筑來說,在抗震設(shè)計中,房屋的高寬比是一個需慎重考慮的問題。不僅僅由于該階段設(shè)計過程的好與壞將直接影響后期設(shè)計工作的進(jìn)行,同時,也是地基基礎(chǔ)整個工程造價的決定性因素,在這一階段,所出現(xiàn)的問題也有可能更加嚴(yán)重甚至造成無法估量的損失。在地基基礎(chǔ)設(shè)計中要注意地方性規(guī)范的重要性問題。由于我國占地面積較廣,地質(zhì)條件相當(dāng)復(fù)雜地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范無法對全國各地的地基基礎(chǔ)都進(jìn)行詳細(xì)的描述和規(guī)定,因此,作為建立在國家標(biāo)準(zhǔn)之下的地方標(biāo)準(zhǔn)。地方性的“地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范能夠?qū)⒏鞯胤降牡鼗A(chǔ)類型和設(shè)計處理方法等一些成熟的經(jīng)驗描述和規(guī)定得更為詳細(xì)和準(zhǔn)確,所以,在進(jìn)行地基基礎(chǔ)設(shè)計時,一定要對地方規(guī)范進(jìn)行深入地學(xué)習(xí),以避免對整個結(jié)構(gòu)設(shè)計或后期設(shè)計工作造成較大的影響。

2.高層建筑不規(guī)則性設(shè)計。當(dāng)結(jié)構(gòu)的位移比和周期比超規(guī)范規(guī)定時,說明結(jié)構(gòu)的抗扭剛度相對結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度偏小,結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)較大。在結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度較大,結(jié)構(gòu)的層間位移滿足要求的情況下,可減小結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度,對樓層中部結(jié)構(gòu)做減法,可取消、減短、減薄剪力墻,減小連梁高度等。當(dāng)結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度較小,側(cè)移較大時,可對樓層周邊結(jié)構(gòu)做加法,可增大周邊構(gòu)件的剛度。對帶裙房高層建筑,帶裙房部分樓層的位移比和周期比往往超規(guī)范規(guī)定。由于裙房高度不高,裙房樓層的絕對側(cè)移值很小,因此可不按高層建筑的側(cè)移控制條件來要求裙房,即位移比可適當(dāng)放寬。

3.高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計。高層剪力墻結(jié)構(gòu)是特定的將剪力墻和框架兩種結(jié)構(gòu)相互組合,進(jìn)而形成一種新的體系。那么高層建筑的豎向荷載是由剪力墻和框架共同進(jìn)行承擔(dān)的,但是其水平的作用則主要就是由擁有較大的抗側(cè)剛度的剪力墻來進(jìn)行承擔(dān)。這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計不僅僅具有剪力墻較強的抗震能力和較大的剛度,同時還具有框架結(jié)構(gòu)的使用方便和布置靈活的特點,因此能夠被廣泛的應(yīng)用在高層的旅館建筑和辦公建筑當(dāng)中。而高層建筑的水平力也主要是由剪力墻和框架共同進(jìn)行承擔(dān),正是因為剪力墻和框架的共同協(xié)同工作,其內(nèi)力分布和受力狀況都得到了較好的改善。

4.高層建筑突出升高結(jié)構(gòu)設(shè)計。在高層建筑中由于存在用水(生活用及消防用)及設(shè)置電梯的客觀要求,因此,位于高層建筑屋頂上的突出升高部分是難以避免的。對該部分由于有地震中的高振型影響,所受地震力相對較大,因此,設(shè)計中應(yīng)設(shè)法減輕該部非承重結(jié)構(gòu)部分的重量。同時將該部分的平面位置設(shè)置于接近抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的剛度中心處,對于結(jié)構(gòu)抗震將是相當(dāng)有利的。正常規(guī)情況下,屋頂突出升高部分的設(shè)備重量有電梯機房與水箱兩部分。由于消防對水壓頭的要求,水箱常是設(shè)置在突出升高部分 的中間高度處的樓板上 ,一般高層建筑中該水箱的重量是比較大的,可達(dá)40-60噸,最大為100噸以上。因而由其產(chǎn)生的地震力將是相當(dāng)大的。為減少此項影響,采用懸吊水箱的做法將是有效的。懸吊水箱的自振周期是較長的。??勺龅? ~ 4秒以上,此值與結(jié)構(gòu)主體的第一振型自振周期以及地面的卓越周期相比都是相差較大的,與結(jié)構(gòu)高振型的振動周期比將相差更大,因此是不會產(chǎn)生合拍共振的現(xiàn)象。值得注意的一點是。當(dāng)采用懸吊水箱時,吊桿上下宜做成鉸接。同時對進(jìn)水管、出水管及溢流管與水箱的接頭須采用柔性軟接頭處理。

三、建筑結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性分析

建筑結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性包括內(nèi)容注重經(jīng)濟(jì)性的建筑設(shè)計包含非常廣泛的內(nèi)容。傳統(tǒng)中只強調(diào)改進(jìn)建筑材料保溫性、改善建筑體形系數(shù)、提高建筑材料的氣密性等一系列節(jié)能降耗措施,現(xiàn)在建筑隨著形勢的發(fā)展,人們對居住環(huán)境不僅從結(jié)構(gòu)性出發(fā),更要在建筑結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性角度考慮,如空間組織、技術(shù)組織、結(jié)構(gòu)設(shè)置、能源與資源利用,以及建筑循環(huán)再利用等方面全面地確立經(jīng)濟(jì)性的原則、方法。

建筑結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性就是只以較少的成本來獲得最大的效用。其中由美國建筑師、工程師R·B·富勒提出的“少費多用”原則是較常用普通的原則?!吧儋M多用(more withless)”原則的含義是,憑借有效的手段或方式,利用最小化的量的材料、資源來投資,目的在于獲得盡可能大的發(fā)展效益?!吧儋M多用”原則,順應(yīng)目前的發(fā)展形勢,在建筑堅持可續(xù)費發(fā)展的思路上,該原則是一條重要的、有效的、節(jié)約型的設(shè)計方式。在富勒的實踐中,“少費多用”原則最具代表性地表現(xiàn)在他對空間結(jié)構(gòu)及建材應(yīng)用的創(chuàng)意中。他的短桿網(wǎng)架穹隆結(jié)構(gòu)體系(geodesic dome )被稱為人類迄今為止最輕、最高效、最為有力的空間圍合手段,在造型、尺寸、材料選用上具有很大的靈活性,且造價低廉、營造方便。

“少費多用”原則還體現(xiàn)在建筑空間組織、利用的高效化方面。原則堅持對平面面積的充分利用,還注重三維空間的挖掘。比如某市圖書館設(shè)計中提出了“ 模塊式”圖書館的創(chuàng)作思路,將圖書館劃分成不同的功能模塊,采用不同的層高、柱網(wǎng),進(jìn)行類比布局。這樣可以減少“三統(tǒng)一”標(biāo)準(zhǔn)空間所造成的浪費,充分發(fā)揮空間效益。某高效空間住宅的設(shè)計中則對廚房、廁所的上區(qū)、臥區(qū)上下等潛在空間進(jìn)行了有效的利用。將每戶主、次二個開間設(shè)置為不同層高,對應(yīng)于不同的功能使用要求,大大提高了住宅空間的使用效益。