學(xué)校綜合樓建筑結(jié)構(gòu)選擇與設(shè)計(jì)

李兵華

摘要：根據(jù)實(shí)際情況，對(duì)學(xué)校綜合樓建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)和選擇，讓教學(xué)樓既符合學(xué)校建筑的要求，又能夠滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。本文主要對(duì)綜合樓的建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行介紹，為學(xué)校建筑結(jié)構(gòu)的選擇和設(shè)計(jì)提出幾點(diǎn)合理的建議。

關(guān)鍵詞：綜合樓，建筑，結(jié)構(gòu)，選擇，設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TU2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)以及城市化不斷發(fā)展，學(xué)校綜合樓建筑結(jié)構(gòu)類型越來(lái)越多，同時(shí)兼具多種功能。鑒于學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)日益緊張，為了能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，必須要為學(xué)生提供安靜的、廣闊的學(xué)習(xí)空間。綜合樓作為中學(xué)的一個(gè)核心功能建筑，其為形成相對(duì)獨(dú)立的學(xué)習(xí)空間奠定了基礎(chǔ)，作為一種公共建筑，學(xué)校教學(xué)的特性要求綜合樓必須保證一定的質(zhì)量，合理選擇建筑結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)最優(yōu)建筑施工方案，實(shí)現(xiàn)綜合樓與學(xué)校環(huán)境的有機(jī)融合，為學(xué)生提供良好的學(xué)習(xí)環(huán)境。建筑結(jié)構(gòu)作為影響建筑工程質(zhì)量的重要因素之一，必須合理選擇和設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)造價(jià)與質(zhì)量的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

在學(xué)校綜合樓建筑結(jié)構(gòu)選擇以及設(shè)計(jì)過(guò)程中，要確保不僅要科學(xué)、合理地利用自然資源，還要提高工程建筑的質(zhì)量，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中只有做好前期規(guī)劃，避免樓房出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象，對(duì)學(xué)生造成嚴(yán)重的影響，做到合理地改造和利用自然，達(dá)到建筑和自然共同發(fā)展的效果，才是成功的設(shè)計(jì)。為了能夠?yàn)閷W(xué)生提供一個(gè)良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，學(xué)校的綜合樓不僅需要展現(xiàn)出學(xué)校自身特色，還必須符合學(xué)校建筑的通用要求。本文通過(guò)對(duì)某中學(xué)教學(xué)樓實(shí)際工程進(jìn)行介紹，對(duì)學(xué)校綜合樓建筑選擇及設(shè)計(jì)提出幾點(diǎn)合理的建議。

工程實(shí)例的概述

某中學(xué)的教學(xué)樓，占地總面積為5000m2，教學(xué)樓分4層，每一層高3.5米，綜合樓內(nèi)主要包括：教室、辦公室、音樂(lè)室、多媒體教室、會(huì)議室，每一層設(shè)男女衛(wèi)生間，教學(xué)樓采用鋼筋框架結(jié)構(gòu)，抗震級(jí)別乙級(jí)，場(chǎng)地類別為Ⅱ類，建筑物的使用壽命為65年左右。

實(shí)例教學(xué)樓工程的地質(zhì)條件分析

教學(xué)樓工程的地質(zhì)條件，地基標(biāo)準(zhǔn)承載力為120kN/m2左右，填土以下的兩米左右為粘土，地基的承載力為250kN/m2左右，地下水處于天然地面以下4m之處，對(duì)教學(xué)樓造成的影響不大。在建造的時(shí)候，工程人員必須多加注意。

教學(xué)樓的主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括結(jié)構(gòu)的選擇、結(jié)構(gòu)體系、承重方式、結(jié)構(gòu)布置、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等方面，下文進(jìn)行詳細(xì)介紹：

3.1結(jié)構(gòu)選擇

3.1.1結(jié)構(gòu)形式

教學(xué)樓的結(jié)構(gòu)形式主要包括以下幾種結(jié)構(gòu)：混合結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)以及部分混合部分框架結(jié)構(gòu)等。其中混合結(jié)構(gòu)具有施工簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，其造價(jià)也相對(duì)較低，用鋼量也相對(duì)較??；然而卻具有整體性較差、難以滿足大跨度的缺點(diǎn)?？蚣芙Y(jié)構(gòu)具有非常好的整體性，并能夠充分滿足學(xué)校教學(xué)樓這類建筑對(duì)于巨大空間的需求，但造價(jià)卻較高，對(duì)結(jié)構(gòu)的要求也非常高。經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)的比較，對(duì)于教學(xué)樓這樣大型的建筑物來(lái)講，推薦使用的結(jié)構(gòu)形式為框架結(jié)構(gòu)形式，該結(jié)構(gòu)形式能夠有效保障框架的整體性。所以本工程采用框架結(jié)構(gòu)，合理設(shè)計(jì)內(nèi)部空間，保證建筑結(jié)構(gòu)的完整性和耐久性。

3.1.2教學(xué)樓的結(jié)構(gòu)體系

教學(xué)樓的結(jié)構(gòu)體系主要包括：框架、簡(jiǎn)體、剪力墻這三個(gè)方面。其中框架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)主要包括整體性能好、能夠滿足較大的空間，并具有較高的耐久性，其整體的特點(diǎn)主要是承受豎向建筑物的豎向荷載以及側(cè)向力，但剪力墻則可以為建筑物提供抗側(cè)剛度，有利于提高結(jié)構(gòu)的抗震力，通過(guò)減少風(fēng)荷載，從而減少地震過(guò)程中的側(cè)向位移。為了能夠更好的提高抗震等級(jí)，根據(jù)實(shí)際的地形，該教學(xué)樓主要選用框架體系。

3.1.3教學(xué)樓的承重方式

教學(xué)樓的承重方式主要包括：框架承重、縱向框架承重、縱橫向框架混合承重這三種。這三種的框架數(shù)量較少，對(duì)該教學(xué)樓的情況進(jìn)行分析要求布置較小的聯(lián)系梁，但是缺點(diǎn)是房屋的橫向抗側(cè)鋼度較差，進(jìn)深尺寸受預(yù)制版長(zhǎng)度的限制?？v橫向框架混合承重則具有較好的整體工作性能，對(duì)抗震有利，由于建筑的橫向框架跨數(shù)少，教室對(duì)室內(nèi)的采光要求比較高，該地區(qū)抗震等級(jí)要求不高，建議選用橫向框架承重。

3.2教學(xué)的梁柱界面尺寸

梁柱的主梁計(jì)算尺寸，其計(jì)算公式為：

H=（1/2-1/16）1，b=（1/2-1/3）b 取值范圍包括：h=500mm，b=250mm

柱的高度計(jì)算公式為：

H=1/15（低柱高）h=（1-1.5）b 取值范圍包括：h=400mm，b=300mm

3.3教學(xué)樓面的結(jié)構(gòu)布置

由于該實(shí)例的綜合樓建筑樓面標(biāo)高的變化情況不大，大廳和廁所的結(jié)構(gòu)層有所下降。工作人員在進(jìn)行結(jié)構(gòu)平面布置的時(shí)候，主要是從上層結(jié)構(gòu)平面下放到下一層建筑平面進(jìn)行布置。按照高跨比的條件選擇板厚，在建設(shè)的過(guò)程中，工程人員在考慮到鋼筋布置和鋼筋布置混凝土的抗裂度之后，將h取值為100mm。

3.4框架柱下的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

3.4.1選型

為了能夠滿足施工要求，應(yīng)該選擇階梯形的基礎(chǔ)，鋼筋主要使用一級(jí)鋼。在建筑的過(guò)程中，應(yīng)該注意從確定荷載計(jì)算、荷載設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行分析。

基礎(chǔ)梁。本教學(xué)樓沒(méi)有基礎(chǔ)梁，因此基礎(chǔ)梁的選擇以及荷載不納入計(jì)算范圍內(nèi)。

荷載計(jì)算值。荷載計(jì)算值主要包括：M=0.52 kN·m。其中N=1106.35kN V=3.39kN。

3.4.2基礎(chǔ)配筋的設(shè)計(jì)

基礎(chǔ)配筋的設(shè)計(jì)主要圖1所顯示：

圖1 基礎(chǔ)配筋的設(shè)計(jì)

3.5其他結(jié)構(gòu)類型

3.5.1樓梯結(jié)構(gòu)類型

樓梯的結(jié)構(gòu)類型選擇可以選擇梁式樓梯，雖然采用板式樓梯顯得比較輕巧，但經(jīng)過(guò)一系列的計(jì)算得出，梁式樓梯比板式樓梯更加適合，其公式如下所顯示：

樓梯段的板厚：h=（1/25-1/30）lo，其中l(wèi)o表示的是梯段的水平跨度，h=120mm

休息平臺(tái)梁的板厚：h=（1/8-1/12）l，其中，h=400mm，b=240。

3.5.2雨棚結(jié)構(gòu)

雨棚結(jié)構(gòu)主要采用懸梁的方式進(jìn)行澆筑，在下雨的時(shí)候能進(jìn)行有組織的排水工作，排水坡度為3%。

結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)分析學(xué)校的建設(shè)需求，選擇合適的地理環(huán)境，認(rèn)識(shí)到綜合教學(xué)樓建設(shè)所在的環(huán)境應(yīng)該適應(yīng)自然的發(fā)展，并通過(guò)探討得出綜合建筑還應(yīng)該考慮當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，包括當(dāng)?shù)氐娜宋沫h(huán)境、自然景觀等。教學(xué)樓的建筑，必須做到自然與建筑之間的和諧統(tǒng)一，既滿足建筑所處的地理位置需求，也滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。

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