基于人文與科技理念研究科研辦公類(lèi)建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與實(shí)踐

申?；?/p>

【摘要】隨著環(huán)境污染的日益加劇，節(jié)能成為各行各業(yè)發(fā)展的焦點(diǎn)方向之一，建筑行業(yè)也是如此。綠色節(jié)能建筑成為行業(yè)關(guān)注的重要方向。學(xué)校作為重要的公共建筑，它的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作不僅要保證施工質(zhì)量，還需要考慮其他一些問(wèn)題。本文主要就綠色學(xué)校建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析。

【關(guān)鍵詞】綠色建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；學(xué)校建設(shè)

綠色建筑設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)是為居住者提供健康舒適的環(huán)境，學(xué)校是重要的公共建筑。本文主要介紹綠色學(xué)校建筑設(shè)計(jì)的思路，希望能對(duì)相關(guān)設(shè)計(jì)人員的工作有所幫助。

一、學(xué)?？拐鹪O(shè)計(jì)

學(xué)校屬于乙類(lèi)建筑，為了保證學(xué)校的安全，建筑過(guò)程中必須加強(qiáng)防震設(shè)計(jì)。國(guó)家建筑工程分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)中介紹，學(xué)校建筑如教學(xué)樓、學(xué)生宿舍、辦公樓等等防震等級(jí)不能低于乙類(lèi)建筑，防震設(shè)計(jì)時(shí)必須充分考慮建設(shè)地抗震設(shè)防烈度等級(jí)，下面就學(xué)校建設(shè)的抗震設(shè)計(jì)進(jìn)行簡(jiǎn)單分析。

（一）確定框架-剪力墻結(jié)構(gòu)中合理的剪力墻數(shù)量

學(xué)校抗震設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該選擇抗震性能比較好的結(jié)構(gòu)形式，框架-剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)明顯，廣泛應(yīng)用于各種抗震建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。建筑設(shè)計(jì)中，工作人員應(yīng)該注意，框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)不能影響建筑整體的布局，一般情況下框架-剪力墻結(jié)構(gòu)分布在樓梯間、室外分隔墻等等部位?？刂瓶蚣軙?huì)承受一定的地震傾覆力矩，設(shè)計(jì)工作初始必須保證這部分力矩小于總傾覆力矩的二分之一，框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)決定了框架部分的抗震等級(jí)。部分框架梁可能會(huì)與剪力墻重合，這部分框架梁可以保留，也可以設(shè)計(jì)成為暗梁，但暗梁的寬度應(yīng)等于墻體的厚度，暗梁的高度為墻體厚度的2倍?？蚣芰嚎v向受拉鋼筋支座的最小配筋率決定了邊框梁及暗梁的縱向配筋率，為了保證結(jié)構(gòu)的安全，框架梁下的剪力墻上需要設(shè)置暗柱或者壁柱，暗柱及壁柱的位置根據(jù)實(shí)際工程情況設(shè)置在合適位置。

（二）加強(qiáng)樓梯間構(gòu)造措施

樓梯間是建筑物必不可少的通道，在火災(zāi)、地震等危險(xiǎn)發(fā)生時(shí)是主要的逃生通道，但樓梯間的受力情況比較復(fù)雜，地震發(fā)生時(shí)很容易遭到破壞，因此，加強(qiáng)樓梯間抗震強(qiáng)度是建筑抗震設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。一般來(lái)說(shuō)，為了保證樓梯間的抗震性能，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)選擇板式樓梯，樓梯間周?chē)鷳?yīng)設(shè)計(jì)剪力墻，樓梯間板式結(jié)構(gòu)的配筋形式為雙層雙向配筋。如果樓梯間的梯跑跨度較大、且樓梯間設(shè)計(jì)時(shí)沒(méi)有設(shè)置剪力墻，則需要設(shè)置樓梯梁，樓梯梁應(yīng)該在平臺(tái)上靠近踏步位置處。樓梯間的抗剪構(gòu)造措施對(duì)于抗震設(shè)計(jì)十分重要，一般需要使用箍筋加密，如果發(fā)現(xiàn)樓梯間的抗剪強(qiáng)度不足，需要設(shè)置吊筋。

（三）加強(qiáng)二次結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震構(gòu)造措施

混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中二次結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震措施必須重視，實(shí)際的設(shè)計(jì)過(guò)程中經(jīng)常被忽視。如果建筑物的層高比較高，設(shè)計(jì)人員應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注后砌隔墻的穩(wěn)定性，尤其是自承重墻體，因此，需要對(duì)后砌隔墻的厚度、配筋情況等等內(nèi)容進(jìn)行復(fù)核。當(dāng)墻體較長(zhǎng)時(shí)，為了保證墻體的安全穩(wěn)定性，需要在墻體中間設(shè)置混凝土構(gòu)造柱，后砌墻的拐角、門(mén)窗洞口邊均需要設(shè)置構(gòu)造柱，相鄰的構(gòu)造柱間間距應(yīng)大于4m，如果墻體的高度在4m以上，需要沿墻全長(zhǎng)澆筑混凝土現(xiàn)澆帶，混凝土現(xiàn)澆帶設(shè)置在墻體半層高或者門(mén)洞上，與墻柱連接。

二、綠色建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

綠色建筑設(shè)計(jì)應(yīng)該從建筑材料、建筑結(jié)構(gòu)等等方面綜合考慮。

（一）使用高性能的材料

建筑中使用的主要材料包括鋼筋、混凝土、墻磚三種，它們的性能直接決定了建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。因此在實(shí)際的設(shè)計(jì)工作中，鋼筋混凝土材料的選擇十分重要。如果承載力相同，在豎向承重構(gòu)架中應(yīng)選擇強(qiáng)度等級(jí)高于C40的混凝土，這樣對(duì)于減少構(gòu)件的截面尺寸，降低混凝土的用量十分有幫助。此外，為了盡可能地延長(zhǎng)建筑物的使用壽命，混凝土的耐久性應(yīng)較好。鋼筋混凝土建筑施工時(shí)，施工現(xiàn)場(chǎng)必然會(huì)存在噪音及粉塵污染，為了盡量減少污染，可以采用預(yù)拌混凝土進(jìn)行施工，這種方法能夠節(jié)約資源，對(duì)于減少施工成本比較有幫助。為了節(jié)約鋼鐵資源，建筑設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)選擇強(qiáng)度、韌性、焊接性能均較好的鋼筋材料。此外，選擇加氣混凝土砌塊及燒結(jié)頁(yè)巖實(shí)心磚混合的形式進(jìn)行墻體的砌筑，可以有效的節(jié)約資源。

三、建筑平面不規(guī)則、超長(zhǎng)不設(shè)縫采取有效構(gòu)造措施

建筑抗震設(shè)防等級(jí)為8度時(shí)，如果使用框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行建筑施工，很難達(dá)到建筑變形要求，而使用框架-剪力墻結(jié)構(gòu)則可以有效的解決這一問(wèn)題。部分建筑的平面不規(guī)則，比如L型平面，為了防止影響建筑的質(zhì)量，設(shè)計(jì)工作中應(yīng)該盡量避免設(shè)置伸縮縫，剪力墻的布置應(yīng)該遵循分散、對(duì)稱(chēng)的原則。建筑構(gòu)造時(shí)應(yīng)該注意以下問(wèn)題：后澆加強(qiáng)帶的設(shè)置必不可少，無(wú)論是地下室還是地上建筑。后澆加強(qiáng)帶設(shè)置時(shí)，需要將平面劃分成長(zhǎng)度小于45m的單元，后澆加強(qiáng)帶設(shè)置時(shí)應(yīng)選擇膨脹混凝土進(jìn)行施工，混凝土通常需要在45天之后澆筑，加強(qiáng)筋的設(shè)置十分重要，一般來(lái)說(shuō)加強(qiáng)筋的面積應(yīng)該為主筋的一半；樓板、屋面板的配筋工作必不可少，配筋是，鋼筋的直徑可以在8mm左右，相鄰鋼筋間的間距應(yīng)為200mm左右，頂層、端開(kāi)部位的配筋率可以適當(dāng)提高；建筑物保溫隔熱設(shè)計(jì)可以有效的節(jié)約電氣能源，是綠色建筑設(shè)計(jì)的方法之一。

四、樓面活荷載計(jì)算注意事項(xiàng)

為了保證建筑物的安全，必須對(duì)建筑荷載進(jìn)行計(jì)算。學(xué)校建筑有辦公室、教室、衛(wèi)生間、走廊等等，功能不同，各部分的荷載分布也不相同，比如，教室、辦公室等部分的平均活荷載的標(biāo)準(zhǔn)值為2.0kN/m 2，而檔案室等部位的平均活荷載的標(biāo)準(zhǔn)值為5.0kN/m 2，因此建筑設(shè)計(jì)時(shí)，相關(guān)工作人員可以使用一定的計(jì)算軟件，計(jì)算建筑物的樓面活荷載，比如PKPM計(jì)算軟件。

五、梁截面有效高度

如果建筑物的環(huán)境類(lèi)別一般，梁保護(hù)層的最小厚度可以取20mm，部分梁支座的縱筋排數(shù)可以根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整為2排或者3排，縱筋排數(shù)不同，鋼筋量的有效截面高度會(huì)存在一定的區(qū)別，一般來(lái)說(shuō)，單排鋼筋梁為H-40，雙排為H-70，設(shè)計(jì)繪圖時(shí)需要設(shè)計(jì)人員根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行復(fù)核計(jì)算。

結(jié)語(yǔ)：

綠色學(xué)校的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)比較復(fù)雜的工作，實(shí)際的設(shè)計(jì)工作中，工作人員應(yīng)該綜合考慮結(jié)構(gòu)、電氣、設(shè)備等等問(wèn)題，不斷總結(jié)工作經(jīng)驗(yàn)，保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加安全、穩(wěn)定，最終實(shí)現(xiàn)綠色節(jié)能的目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]姜傳華.淺談綠色學(xué)校建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].建筑節(jié)能與綠色建筑，2013，（15）.

[2]柯曉靈.淺談綠色建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案[J].能源環(huán)境，2012，（13）.

作者簡(jiǎn)介：

孫吶（身份證：341282198604010324），1986.04—，女，漢族，畢業(yè)于安徽工業(yè)大學(xué)。研究方向：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。