小高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)探討

身份證號(hào)碼：421081196701200633 北京藍(lán)圖工程設(shè)計(jì)有限公司東莞設(shè)計(jì)部

摘要：小高層住宅建筑的結(jié)構(gòu)選型對(duì)于建筑的抗震性、使用功能、美觀性以及經(jīng)濟(jì)性等有著重要的影響，根據(jù)不同的建筑類型和功能要求，選擇合適的建筑結(jié)構(gòu)選型有重要的意義。本文闡明了小高層住宅建筑的概念，介紹了小高層住宅建筑結(jié)構(gòu)的類型以及利弊。

關(guān)鍵詞：小高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；選型

引言

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國(guó)建筑業(yè)也得到了快速發(fā)展，取得了巨大的成就。與建筑業(yè)有關(guān)的是建筑物，而與建筑物存在密切關(guān)聯(lián)的就是建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅直接關(guān)系到建設(shè)單位的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也密切的關(guān)系到廣大人民群眾的切身利益，完整細(xì)致的設(shè)計(jì)不僅能給施工單位提供實(shí)際的經(jīng)濟(jì)效益，更能給建設(shè)單位創(chuàng)造良好的品牌優(yōu)勢(shì)。其中，房屋建筑過程中的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在小高層建筑施工過程中占有相當(dāng)重要的地位?；A(chǔ)設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中是基礎(chǔ)性但也很關(guān)鍵的工作，它影響著建筑物的后續(xù)工作，關(guān)系到建筑物的整體質(zhì)量，唯有搞好建筑設(shè)計(jì)諸如基礎(chǔ)方面的設(shè)計(jì)，才能把“質(zhì)量是建筑的生命”落實(shí)到實(shí)處，保證建筑質(zhì)量。

一、小高層住宅建筑的概念

一般而言，小高層住宅主要指7層至12層高的集合住宅。從高度上說具有多層住宅的氛圍，但又是較低的高層住宅，故稱為小高層。小高層較之多層住宅有它自己的特點(diǎn)：建筑容積率高于多層住宅，節(jié)約土地，投資成本較多層住宅有所降低；小高層住宅的結(jié)構(gòu)大多采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，從建筑的平面布置來看，則大多采用板式結(jié)構(gòu)，在戶型設(shè)計(jì)方面有較大靈活性；小高層住宅由于配備了電梯，增加了居住的舒適感。對(duì)小高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)進(jìn)行論述。

二、小高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析

1、剪力墻設(shè)計(jì)

1.1 剪力墻布置必須均勻合理，使整個(gè)建筑物的質(zhì)心和剛心趨于重合，且x，Y兩向的剛重比接近在結(jié)構(gòu)布置應(yīng)盡量避免一字形剪力墻，若出現(xiàn)則應(yīng)布置成長(zhǎng)墻（h/w>8）；應(yīng)避免樓面主梁平面外擱置在剪力墻上，若無法避免，則剪力墻相應(yīng)部位應(yīng)設(shè)置暗柱，當(dāng)梁高大于墻厚的2.5倍時(shí)，應(yīng)計(jì)算暗柱配筋，轉(zhuǎn)角處墻肢應(yīng)盡可能長(zhǎng)，因轉(zhuǎn)角處應(yīng)力容易集中，有條件兩個(gè)方向均應(yīng)布置成長(zhǎng)墻；規(guī)范中對(duì)普通墻及短肢墻的界定是墻高厚比8倍以下為短墻，大于8倍則為普通墻，這就引起高厚比為7.9倍及8.1倍的兩種墻的受力特性截然不同，而配筋亦大相徑庭，這顯得比較機(jī)械而不合理。

1.2 剪力墻中的連梁跨度小，截面高度大，在地震作用下彎矩、剪力很大，有時(shí)很難進(jìn)行設(shè)計(jì)，如果加大連梁高度，配筋值有時(shí)反而更大。連梁高度一是從洞頂算到上一層洞底或從洞頂算到樓面標(biāo)高。對(duì)于門洞，上述所示情況梁的高度是一樣的；但對(duì)于窗洞，連梁高度如果從窗洞算到上一層窗底，有時(shí)則高度太高，這樣高跨比太大，并且與計(jì)算圖形不符，相應(yīng)配筋亦較大，不合理。筆者建議，連梁高度計(jì)算與設(shè)計(jì)統(tǒng)～規(guī)定從洞頂算到樓板面或屋面，對(duì)于窗洞樓面至窗臺(tái)部分可用磚或其他輕質(zhì)材料砌筑。對(duì)于窗臺(tái)有飄窗時(shí)，可再增加一根梁，兩根梁之間用磚填充。連梁配筋應(yīng)對(duì)稱配置，腰筋同墻體水平筋。

2、結(jié)構(gòu)平面圖設(shè)計(jì)

繪制結(jié)構(gòu)的平面布置設(shè)計(jì)圖時(shí)，當(dāng)建筑所在區(qū)域的抗震設(shè)防烈度為6度的時(shí)候，根據(jù)建筑抗震的設(shè)計(jì)規(guī)范，在符合有關(guān)抗震措施要求的前提下，是可以不應(yīng)用結(jié)構(gòu)軟件建模的。因此，就砌體結(jié)構(gòu)來看，可不用在軟件中建立模型，直接進(jìn)行設(shè)計(jì)即可，但在設(shè)計(jì)過程中需注意局部受壓和整體受壓的問題。而當(dāng)建筑所在區(qū)域的抗震設(shè)防烈度為7度或7度以上的時(shí)候，則必須輸入軟件建模進(jìn)行計(jì)算。

3、屋頂（面）設(shè)計(jì)

當(dāng)房屋建筑采用的是坡屋面的時(shí)候，有梁板式和折板式兩種結(jié)構(gòu)處理方式。當(dāng)建筑板跨度比較大，建筑平面又不規(guī)整，屋面的坡度和屋脊線的轉(zhuǎn)折復(fù)雜，這樣的坡屋面我們采用梁板式。那么，與其相反的條件下，我們則采用折板式。但無論是梁板式還是折板式，兩種形式的板均屬于偏心受拉構(gòu)件。板配筋的時(shí)候，為抵抗拉力，要有全部或者部分的板負(fù)筋拉通?；跇?gòu)造而定的板厚度一般不宜小于120厚。除此之外，在梁板的折角處，應(yīng)有布里鋼筋的大樣示意圖。而坡屋面板的設(shè)計(jì)，為了更好的讓施工操作人員對(duì)圖紙正確的理解，通常采用大樣詳圖和剖面示意圖相結(jié)合的表示方法。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員首先要具有一定的空間感，對(duì)于房屋建筑構(gòu)造的整體做到心里有數(shù)，能夠從整體上把握結(jié)構(gòu)大局，從細(xì)微處體現(xiàn)設(shè)計(jì)的實(shí)用性，秉承這樣的繪圖設(shè)計(jì)理念，設(shè)計(jì)出來的圖紙才能夠讓施工技術(shù)人員讀懂看明白。因?yàn)槲菝嫫鹌率沟瞄w樓層部分墻體超出高度，所以在設(shè)計(jì)時(shí)要結(jié)合門窗頂來設(shè)置圈梁，用以陽氏墻的計(jì)算高度。

三、小高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案創(chuàng)新

1、結(jié)構(gòu)方案概述

某小區(qū)的某幢住宅，8層，一梯兩戶兩單元，對(duì)稱結(jié)構(gòu)，層高均為2.90m，建筑物總高23.80m，長(zhǎng)34.20m，寬14.70m，每層面積490平米，抗震烈度為6級(jí)，揚(yáng)地土類別為三類，基本風(fēng)壓0.06kn/m，采用多層及高層建筑三維分析與軟件設(shè)計(jì)程序及有關(guān)規(guī)范對(duì)不同的結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行計(jì)算并分析比較?？蚣芙Y(jié)構(gòu)。此方案的特點(diǎn)是一般用于多層結(jié)構(gòu)及小高層結(jié)構(gòu)、適用高度范圍一般為60.0m一下（6級(jí)設(shè)防）。框架結(jié)構(gòu)布置靈活沒，具有較大的是室內(nèi)空間，只用較為方便。填充墻可采用輕質(zhì)隔墻，減輕結(jié)構(gòu)自重。但內(nèi)凸的結(jié)構(gòu)柱直接影響到戶型的實(shí)際使用面積及家具布置。

異形柱框架結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)體系是框架結(jié)構(gòu)的一個(gè)派生結(jié)構(gòu)形式，它除了具有框架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)外，與墻同寬的異形柱很好地解決了建筑平面使用問題。根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，異形柱結(jié)構(gòu)適用的房屋最大為24m，本工程建筑正好適用。異形柱框架剪刀墻結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)體系是框架剪刀墻的一個(gè)派生結(jié)構(gòu)形式，此方案的特點(diǎn)是利用樓電梯間做鋼筋砼核心筒抵抗大部分水平荷載，異性柱主要承受豎向荷載，水平移位及層間位移大大減小。同時(shí)，與墻同寬的異形柱又能很好地解決建筑平面使用問題。

短肢剪刀墻結(jié)構(gòu)。此方案的特點(diǎn)是適應(yīng)建筑要求而形成的特殊的剪刀墻結(jié)構(gòu)，根據(jù)建筑平面布置，在建筑物凹凸轉(zhuǎn)角處布置各種形式的短墻肢，主要形式有：mdash型、Y型、+型、T型、Z型等。因采用這種結(jié)構(gòu)體系時(shí)，將中部的電梯間、樓梯間和管道井四周的剪刀墻組成筒體結(jié)構(gòu)，四周布置短肢剪刀墻，也可根據(jù)需要布置一些長(zhǎng)肢墻，所以結(jié)構(gòu)布置極為靈活，基本上能根據(jù)建筑的要求布置豎向受力構(gòu)件。

2、框架結(jié)構(gòu)創(chuàng)新

小高層建筑一般采用的是磚混結(jié)構(gòu)，所有墻體都是承重墻，不可隨意拆除。小高層采用的為框架結(jié)構(gòu)或者框剪結(jié)構(gòu)，在整體框架搭建。完成后，墻體用空心磚或者輕質(zhì)材料進(jìn)行填充，可以隨意進(jìn)行墻體的拆除。高層為框架剪力墻結(jié)構(gòu)，除承重的剪力墻不可拆動(dòng)，其余填充墻體均可進(jìn)行拆動(dòng)。因此小高層在設(shè)計(jì)的過程中要做到框架結(jié)構(gòu)布置靈活、室內(nèi)空間較為寬大、符合人們?nèi)粘Ｐ枰?，要根?jù)各個(gè)地方的居住特點(diǎn)去進(jìn)行最合理的設(shè)計(jì)?？蚣芙Y(jié)構(gòu)建筑工期較短，中間可以使用空心磚或者輕質(zhì)隔音材料進(jìn)行填充墻的建造，優(yōu)點(diǎn)就是可以做大限度減輕建筑本身自重，同時(shí)也可以做到空間的自由分割，對(duì)結(jié)構(gòu)不造成影響。當(dāng)然框架結(jié)構(gòu)也有自身的缺陷，就是承重柱的存在凹凸?fàn)?，影響到室?nèi)一部分面積的使用，也給整體美觀造成一定影響，給裝修工作帶來一定麻煩。因此如何設(shè)計(jì)好承重柱給整體帶來最少的影響成為建筑設(shè)計(jì)重要的工作之一。小高層中異形柱框架剪力墻結(jié)構(gòu)異形柱框架結(jié)構(gòu)是框架結(jié)構(gòu)的一種，它的異形柱和墻體寬度一致，這樣設(shè)計(jì)的好處就是能很好解決建筑墻面使用中出現(xiàn)的凹凸問題。

結(jié)束語

總而言之，高層建筑的高度和數(shù)量，從一個(gè)側(cè)面反映一個(gè)國(guó)家科學(xué)技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度但對(duì)于高層建筑亦應(yīng)適當(dāng)控制，即要與原有建筑相協(xié)調(diào)，還要與城市歷史特點(diǎn)相協(xié)調(diào)。

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