淺談小高層住宅鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)策略

許元撫　李英男

摘 要：由于經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，我們國家的小高層項(xiàng)目獲取了顯著的成就。其設(shè)計(jì)理念也得到了很多的創(chuàng)新，它的結(jié)構(gòu)體系的類型也逐漸的增多。其鋼筋混凝土構(gòu)造開始不端的運(yùn)用到建設(shè)工作之中。現(xiàn)重點(diǎn)的講述了與之相關(guān)的內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：小高層住宅；鋼筋混凝土；框架結(jié)構(gòu)

1 關(guān)于其常見的結(jié)構(gòu)類型

1.1 框架結(jié)構(gòu)

它的特征是開間較大，而且非常的靈便，能很好的抗震，而且費(fèi)用不高。不過因?yàn)橹慕孛嬉^墻的厚度，所以，會(huì)發(fā)生外凸現(xiàn)象，進(jìn)而影響到家裝的美學(xué)性，一些時(shí)候，因?yàn)閮?nèi)部設(shè)置的無序，會(huì)容易導(dǎo)致柱網(wǎng)無法合理的布局。

1.2 框架一剪力墻結(jié)構(gòu)

在框架結(jié)構(gòu)中布置一定數(shù)量的剪力墻就組成了框架一剪力墻結(jié)構(gòu)。其是目前使用較多的一類體系。其特征是靈便性高，而且適應(yīng)性好，構(gòu)造穩(wěn)定，能使框架、剪力墻兩種有不同變形性能的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)很好地協(xié)同發(fā)揮作用。

1.3 大開間剪力墻結(jié)構(gòu)

由于經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，群眾的生活能力得到了顯著的提升。之前的小開間的模式已經(jīng)無法的適應(yīng)當(dāng)前的社會(huì)發(fā)展需求了。通過分析其強(qiáng)度我們發(fā)現(xiàn)，小開間模式中，它的墻體無法實(shí)現(xiàn)應(yīng)有的意義，而且太多的墻體，還容易導(dǎo)致嚴(yán)重的地震力，使得項(xiàng)目的資金增多。除此之外，因?yàn)闃?gòu)造的自重很大，也使得費(fèi)用增多，所以，才會(huì)出現(xiàn)這種墻體。承重墻的開間達(dá)到4.5m～7.5m，進(jìn)深達(dá)到7.5m～11m，室內(nèi)一般無承重的橫墻和縱墻，可結(jié)合使用者的規(guī)定合理的設(shè)置，當(dāng)家庭改變的時(shí)候，其布局等也可以變化。

1.4 短肢剪力墻結(jié)構(gòu)

短肢剪力墻介乎于異形框架柱和一般剪力墻之間，因?yàn)槠湓跇?gòu)造的功效以及花費(fèi)的資金和節(jié)能等活動(dòng)中有著非常積極的意義，所以，已經(jīng)成為了目前應(yīng)用比較廣的一種構(gòu)造。

2 關(guān)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)

2.1 橫向的力，此時(shí)成為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)最關(guān)心的內(nèi)容

對(duì)于低層的建筑來講，往往是以重力為代表的豎向荷載控制著鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；但是對(duì)于小高層來講，雖然豎向的力還是會(huì)對(duì)構(gòu)造等產(chǎn)生一定的作用，不過此時(shí)橫向的力成為最關(guān)鍵的要素。針對(duì)一個(gè)特定的項(xiàng)目來講，其豎向力可以看成是一定的，但是橫向的力，像是地震影響等，它是會(huì)由于動(dòng)力的改變而出現(xiàn)一定的改變的。

2.2 要切實(shí)關(guān)注其軸向的形變現(xiàn)象

對(duì)于采用框架體系或框架一剪力墻體系的小高層住宅，框架中柱的軸壓應(yīng)力往往大于邊柱的軸壓應(yīng)力，這就使得中柱的軸向壓縮變形大于邊柱的軸向壓縮變形。如果建筑高度很高的話，這種變形就會(huì)高到一定的程度，它等同于連續(xù)梁的中心的支座出現(xiàn)了下沉現(xiàn)象，使連續(xù)梁中間支座處的負(fù)彎矩值減小，跨中正彎矩值和端支座負(fù)彎矩值增大。

2.3 更多的關(guān)注側(cè)移

和低層的建筑不一樣的是，側(cè)移目前已經(jīng)成為了構(gòu)造設(shè)計(jì)的時(shí)候要認(rèn)真的關(guān)注的事項(xiàng)。由于建筑的高度不斷的增加，橫向力的影響下的構(gòu)造側(cè)移形變不斷的變強(qiáng)，結(jié)構(gòu)的頂點(diǎn)側(cè)移一般與房屋高度H的四次方成正比。對(duì)于小高層來說，規(guī)定構(gòu)造的強(qiáng)度非常高，同時(shí)還要確保其有著充足的抗側(cè)移的水平，確保橫向力狀態(tài)中的側(cè)移現(xiàn)象得以控制。主要有如下幾點(diǎn)：第一，如果側(cè)移太多的話，會(huì)讓人產(chǎn)生一種不是很舒適的感覺，使得建筑無法有序的使用。第二，太多的側(cè)移會(huì)導(dǎo)致墻體等出現(xiàn)縫隙，同時(shí)還會(huì)導(dǎo)致電梯的軌道受到影響，進(jìn)而導(dǎo)致其無法合理的運(yùn)作。第三，太多的側(cè)移會(huì)出現(xiàn)附加力，有時(shí)候其融合到一起，還會(huì)導(dǎo)致塌陷等問題出現(xiàn)。

2.4 構(gòu)造的延性特征很受關(guān)注

對(duì)比低層來講，這種建筑更加的柔和，當(dāng)遇到地震的時(shí)候，其形變現(xiàn)象就會(huì)更加的顯著。為確保構(gòu)造發(fā)展到塑性時(shí)期的時(shí)候，還能夠具有優(yōu)秀的變形水平，防止塌陷，尤其要在構(gòu)造總是用合理的方法，以此來確保其有著優(yōu)秀的延性特征。

3 設(shè)計(jì)方法

3.1 使用優(yōu)化設(shè)計(jì)的措施

現(xiàn)在，在沒有優(yōu)秀的分析軟件的前提下，主要是應(yīng)用小高層住宅結(jié)構(gòu)分析軟件，通過人工分析法來調(diào)節(jié)，通過概念設(shè)計(jì)措施對(duì)各種構(gòu)造的類型選擇和布局等開展詳細(xì)的比對(duì)活動(dòng)，以此來獲取優(yōu)秀的方案，其是在設(shè)計(jì)的時(shí)候，使用最多的也是最方便的措施。通過概念設(shè)計(jì)措施獲取的方案非常的精準(zhǔn)，而且節(jié)省費(fèi)用，雖然它使用的時(shí)間以及成本比較多，而且對(duì)工作者的素質(zhì)等有著較高的規(guī)定，不過此類憑借設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)來分析的措施，還是現(xiàn)在使用最多的一項(xiàng)措施。針對(duì)相同的方案來說，可有很多不一樣的構(gòu)造；確定了結(jié)構(gòu)布置的小高層住宅物，就算在相同的負(fù)載狀態(tài)中，也有很多不一樣的分析措施；分析過程中設(shè)計(jì)參數(shù)、材料、荷載的取值也不是唯一的；小高層住宅物細(xì)部的處理更是不盡相同等等，此類內(nèi)容是現(xiàn)在電腦不能合理應(yīng)對(duì)的，要靠著設(shè)計(jì)者自行的分析。判斷必須開展在設(shè)計(jì)的常見規(guī)律之中，結(jié)合項(xiàng)目的具體情況來開展，其就是之前講到的概念設(shè)計(jì)。所以，其存在在工作者在選取多種方案的時(shí)候。

3.2 關(guān)于性能探索

3.2.1 抗震性能分析對(duì)結(jié)構(gòu)體系來說足夠的承載能力和變形能力是兩個(gè)同時(shí)需要滿足的條件。結(jié)合概念設(shè)計(jì)的理念，比對(duì)之上的兩個(gè)體系，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。設(shè)計(jì)的時(shí)候，不但規(guī)定結(jié)構(gòu)要有非常高的承受力，還要有非常好的剛度。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(huì)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(jì)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，且富裕量較大，說明兩種結(jié)構(gòu)體系滿足剛度要求。

但就使用性能方面，剪力墻結(jié)構(gòu)由于墻體太多，結(jié)構(gòu)自重大，導(dǎo)致了較大的地震作用，混凝土和鋼材用量也較高；同時(shí)也增加了基礎(chǔ)工程的投資，而且限制了建筑上的靈活使用。而框架一剪力墻結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是平面使用靈活，適用性強(qiáng)，結(jié)構(gòu)合理，能使框架、剪力墻兩種有著不同變形性能的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)很好地協(xié)同發(fā)揮作用。在水平荷載作用下，具有較純框架和純剪力墻結(jié)構(gòu)更為有利的水平變形曲線。由框架構(gòu)成自由靈活的使用空間，容易滿足不同建筑功能的要求；同時(shí)剪力墻具有相當(dāng)大的抗側(cè)移剛度，從而使框一剪結(jié)構(gòu)具有較好的抗震能力，也大大減少了結(jié)構(gòu)的側(cè)移。

3.2.2 關(guān)于費(fèi)用的比對(duì)。當(dāng)對(duì)上述的三類構(gòu)造的成本比對(duì)之后，我們發(fā)現(xiàn)，它們的單位規(guī)模的費(fèi)用之間沒有很大的差異。其中短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費(fèi)最大，框架一剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費(fèi)最小，其中短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費(fèi)比框架一剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費(fèi)高出12.5%，比大開間剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費(fèi)高出7.3%，大開間剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費(fèi)比框架一剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費(fèi)高出4.9%。其次要的費(fèi)用大體上是一致的。單位面積造價(jià)框架一剪力墻結(jié)構(gòu)的最小，框架一剪力墻結(jié)構(gòu)的次之，短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的稍微較大，三種結(jié)構(gòu)體系直接費(fèi)最大相差不到45元/平方米元。

4 結(jié)束語

由于經(jīng)濟(jì)高速前進(jìn)，群眾的生活能力得到了顯著的提升。使用者對(duì)建筑的功效等有著更多的規(guī)定，此時(shí)人們希望其在使用的時(shí)候，可以體現(xiàn)出較多的靈便性特征，可以更加的合乎功效的變換規(guī)定。所以，設(shè)計(jì)方在獲取了設(shè)計(jì)思想之后，要秉承著節(jié)約資金，美觀實(shí)用的理念，積極的開展設(shè)計(jì)工作。

參考文獻(xiàn)

[1]蔣魯蓉.鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有關(guān)問題的初步探討[J].山西建筑，2008（01）.

[2]程全豐.鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的幾個(gè)問題分析[J].今日科苑，2008（08）.176.