關(guān)于某廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法探析

楊雅文

摘 要：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中本工程采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)體系，選擇了有代表性的結(jié)構(gòu)也有其缺點(diǎn)：自重大，抗裂性差，性質(zhì)較脆。所以先要把基本的技術(shù)條件確定好，這包括設(shè)計(jì)依據(jù)、材料的信息。然后在結(jié)構(gòu)方案中把平面布置、梁板柱尺寸、橫向剛度、計(jì)算簡(jiǎn)圖確定好。結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)及獨(dú)立樁基礎(chǔ)。手算內(nèi)容包括：確定設(shè)計(jì)依據(jù)、材料信息；平面布置，梁板柱尺寸和構(gòu)造要求；樓板計(jì)算；次梁計(jì)算；基礎(chǔ)設(shè)計(jì)；樓梯計(jì)；繪制一榀框架配筋圖。計(jì)算機(jī)軟件計(jì)算過(guò)程：結(jié)構(gòu)錄入、樓板計(jì)算、結(jié)構(gòu)總體計(jì)算、結(jié)構(gòu)配筋、結(jié)構(gòu)施工圖設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和運(yùn)用AutoCAD編輯完善整套結(jié)構(gòu)施工圖。最后對(duì)手工計(jì)算結(jié)果和計(jì)算機(jī)軟件計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。因計(jì)算機(jī)軟件采用空間模型進(jìn)行計(jì)算，而手工采用平面結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算，故在計(jì)算結(jié)果上存在差異。

關(guān)鍵詞：框架結(jié)構(gòu)；手工計(jì)算；計(jì)算機(jī)軟件計(jì)算；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TU245 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2015）08-0151-02

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一般是有先后順序，前面工作準(zhǔn)備好了，后面設(shè)計(jì)就容易進(jìn)行了。首先要把基本的技術(shù)條件確定好，這包括設(shè)計(jì)依據(jù)、材料的信息。然后在結(jié)構(gòu)方案中把平面布置，梁板柱尺寸，橫向剛度，計(jì)算簡(jiǎn)圖確定好。最后計(jì)算好整個(gè)結(jié)構(gòu)及其構(gòu)件的豎向荷載。這三部分完成后，后面的一榀框架設(shè)計(jì)和其他構(gòu)件設(shè)計(jì)就可以正式計(jì)算了。是基于以下考慮：

首先，本次設(shè)計(jì)除了要手算外，還要電算，能便于清晰提取荷載數(shù)據(jù)，用于電算設(shè)計(jì)。

其次，算一榀框架的內(nèi)力時(shí)，算豎向荷載產(chǎn)生的內(nèi)力只需一榀框架范圍內(nèi)的荷載，但是在算一榀框架的地震內(nèi)力，必須先用整個(gè)結(jié)構(gòu)的的豎向荷載算出整個(gè)結(jié)構(gòu)的重力荷載代表值，但鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)也有其缺點(diǎn)：自重大，抗裂性差，性質(zhì)較脆。

1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)條件

不過(guò)，重點(diǎn)主要是根據(jù)基地環(huán)境、使用功能、結(jié)構(gòu)施工、材料設(shè)備、建筑經(jīng)濟(jì)及建筑藝術(shù)等因素形成的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)及各方面的計(jì)算，通過(guò)設(shè)計(jì)過(guò)程驗(yàn)證了所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，同時(shí)解決將理論變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)過(guò)程所發(fā)生的各類問(wèn)題，其中結(jié)構(gòu)計(jì)算的手算和電算、excel運(yùn)算等平時(shí)少用的知識(shí)也得了提升。

而框架結(jié)構(gòu)具有以下的優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)輕，便于布置；整體性比磚混結(jié)構(gòu)和內(nèi)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中本工程采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)體系，選擇了有代表性的一榀框架進(jìn)行計(jì)算。對(duì)于豎向荷載作用采用分層法計(jì)算，水平荷載作用采用D值法計(jì)算。進(jìn)而進(jìn)行內(nèi)力組合，找出最不利的一組或幾組內(nèi)力組合，選取最安全的結(jié)果計(jì)算配筋并繪圖。

2 結(jié)構(gòu)方案

2.1 結(jié)構(gòu)體系

①主體結(jié)構(gòu)：采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)（縱橫向承重方案）。

②基礎(chǔ)梁：采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土基礎(chǔ)梁。

③基礎(chǔ)：采用獨(dú)立基礎(chǔ)，樁基承重。

④樓面結(jié)構(gòu)：采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板。

⑤屋面結(jié)構(gòu)：采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板。

⑥樓梯結(jié)構(gòu)：采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土板式樓梯。

2.2 豎向布置

①假定框架柱嵌固于基礎(chǔ)頂面，框架梁與柱為剛接。

②本次設(shè)計(jì)1、2、9號(hào)橫向框架柱二層變一次截面，梁計(jì)算跨度為小截面柱形心線之間的距離，其他橫向框架。

③基頂標(biāo)高根據(jù)地質(zhì)條件、室內(nèi)外高差，定為-1.00 m，底層柱計(jì)算高度從基礎(chǔ)頂面算至二層樓面，中間層柱為樓面到樓面，頂層柱為樓面到屋面。

2.3 變形縫

而其他構(gòu)件的設(shè)計(jì)，樓梯的設(shè)計(jì)在以前的課程學(xué)習(xí)中已經(jīng)接觸到，故有一定的經(jīng)驗(yàn)，但在設(shè)計(jì)過(guò)程中也要嚴(yán)格按照規(guī)范要求設(shè)計(jì)。

框架梁：正截面——手算1、2、3層的C支座和CE跨間，4層得CE跨間的配筋與電算相同；手算1層的E支座，2、3層E支座和EF跨間的配筋比與電算少；其他截面配筋，手算均大于電算。

斜截面——手算與電算相同。

框架柱：正截面——手算與電算相同。

斜截面——手算與電算相同。

樓屋面板的手算結(jié)果比電算結(jié)果偏大。誤差的原因：手算的計(jì)算模型不同，手算是一榀框架，是平面結(jié)構(gòu)，電算是整個(gè)空間結(jié)構(gòu)。電算是把整個(gè)工程作為一個(gè)整體進(jìn)行計(jì)算，某些作用力可能互相抵消。電算時(shí)考慮活載最不利布置進(jìn)行計(jì)算，而本次設(shè)計(jì)手算時(shí)活載按滿跨布置計(jì)算，存在一定的偏差。電算配筋后為了方便施工對(duì)電算結(jié)果進(jìn)行歸并，在合理范圍內(nèi)歸并鋼筋，電算歸并后與手算有一定的偏差，但在允許的范圍內(nèi)。

3 豎向荷載產(chǎn)生的內(nèi)力的計(jì)算

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一般有先后順序，前面工作準(zhǔn)備好了，后面設(shè)計(jì)就容易進(jìn)行了。首先要把基本的技術(shù)條件確定好，這包括設(shè)計(jì)依據(jù)、材料的信息。然后在結(jié)構(gòu)方案中把平面布置，梁板柱尺寸，橫向剛度，計(jì)算簡(jiǎn)圖確定好。最后計(jì)算好整個(gè)結(jié)構(gòu)及其構(gòu)件的豎向荷載。這三部分完成后，后面的一榀框架設(shè)計(jì)和其他構(gòu)件設(shè)計(jì)就可以正式計(jì)算了。

基于以下考慮：

首先，本次設(shè)計(jì)除了要手算外，還要電算，能便于清晰提取荷載數(shù)據(jù)，用于電算設(shè)計(jì)。

其次，算一榀框架的內(nèi)力時(shí)，算豎向荷載產(chǎn)生的內(nèi)力只需一榀框架范圍內(nèi)的荷載，但是在算一榀框架的地震內(nèi)力，必須先用整個(gè)結(jié)構(gòu)的的豎向荷載算出整個(gè)結(jié)構(gòu)的重力荷載代表值，然后算出整個(gè)結(jié)構(gòu)的地震內(nèi)力，最后才能按柱的側(cè)移剛度比例算出一榀框架的柱內(nèi)力，再算出梁的內(nèi)力，故存在一榀框架豎向荷載和整個(gè)結(jié)構(gòu)豎向荷載的數(shù)據(jù)提取問(wèn)題，為了便于統(tǒng)一提取荷載數(shù)據(jù)。而其他構(gòu)件的設(shè)計(jì)，樓梯的設(shè)計(jì)在以前的課程學(xué)習(xí)中已經(jīng)接觸到，故有一定的經(jīng)驗(yàn)，但在設(shè)計(jì)過(guò)程中也要嚴(yán)格按照規(guī)范要求設(shè)計(jì)。

手算和GSCAD電算完后，就須把兩個(gè)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較。因?yàn)閮煞N計(jì)算方法所采用的計(jì)算模型不同（手算是平面結(jié)構(gòu)，電算是空間結(jié)構(gòu)），所以配筋結(jié)果會(huì)存在差異。通過(guò)比較，手算的框架梁配筋比電算的配筋要多些，一方面是電算采用空間計(jì)算使其內(nèi)部一些力相互抵消了，另一方面是人為因素選配鋼筋時(shí)存在的誤差，所以采用實(shí)際配筋進(jìn)行比較是不合理的，應(yīng)該用手算與電算的計(jì)算配筋來(lái)比較才合理，才能比較出手算與電算兩個(gè)計(jì)算方法的差別。

4 結(jié) 語(yǔ)

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中本工程采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)體系，選擇了有代表性的采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)：

{1}縱橫向承重方案。

{2}基礎(chǔ)梁：采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土基礎(chǔ)梁。

{3}基礎(chǔ)：采用獨(dú)立基礎(chǔ)，樁基承重。

{4}樓面結(jié)構(gòu)：采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板。

{5}屋面結(jié)構(gòu)：采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板。

⑥樓梯結(jié)構(gòu)：采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土板式樓梯。

重點(diǎn)主要是根據(jù)基地的什么環(huán)境、使用怎么的功能、結(jié)構(gòu)怎么樣去施工、材料安裝設(shè)備、怎么樣建筑搞好經(jīng)濟(jì)及建筑樓梯藝術(shù)等因素形成的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)及各方面的計(jì)算，通過(guò)設(shè)計(jì)過(guò)程驗(yàn)證了本人所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，同時(shí)解決將理論變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)過(guò)程所發(fā)生的各類問(wèn)題，其中結(jié)構(gòu)計(jì)算的手算和電算、excel運(yùn)算等平時(shí)少用的知識(shí)也得了提升。

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