工業(yè)與民用建筑的混合結(jié)構(gòu)設(shè)計研究

陳朝東

（廣西巴馬東巴鳳建筑設(shè)計院 廣西河池 547600）

引言

工業(yè)與民用建筑，作為所處地區(qū)進(jìn)行現(xiàn)代化經(jīng)濟發(fā)展的重要組成部分，研究人員應(yīng)與工程項目的實際情況進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計控制，繼而提升工程項目建設(shè)使用的安全可靠性。然而，在實踐設(shè)計過程中，混合結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)在明確常見結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)勢的情況下，提升工程項目設(shè)計控制的質(zhì)量效果。為此，工業(yè)與民用建筑的混合結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)與所處工程項目的建設(shè)要求與市場環(huán)境設(shè)計技術(shù)情況進(jìn)行結(jié)合，以使混合結(jié)構(gòu)設(shè)計的效果價值充分發(fā)揮出來。如此，工業(yè)與民用建筑所處行業(yè)的發(fā)展水平就能得到提升，進(jìn)而促進(jìn)所處地區(qū)現(xiàn)代化經(jīng)濟建設(shè)的質(zhì)量水平。

1 研究工業(yè)與民用建筑混合結(jié)構(gòu)設(shè)計的現(xiàn)實意義

為實現(xiàn)工業(yè)與民用建筑工程項目建設(shè)使用的可持續(xù)性目標(biāo)，相關(guān)建設(shè)者通過混合結(jié)構(gòu)設(shè)計，來延伸建筑物的使用壽命。這不僅滿足了用戶使用的舒適度需求，還不會對人們的日常公共交通出行帶來影響。然而，在設(shè)計實現(xiàn)過程中，工業(yè)與民用建筑的混合結(jié)構(gòu)并未發(fā)揮出應(yīng)有的效果價值，這就在一定程度上阻礙了建筑行業(yè)的快速穩(wěn)定發(fā)展。為此，工程設(shè)計建設(shè)人員應(yīng)對組成工業(yè)民用建筑混合結(jié)構(gòu)形式的常見結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行分析，即在明確其特性與作用效果的情況下，使建筑混合結(jié)構(gòu)的設(shè)計效果充分發(fā)揮出來。如此，工業(yè)與民用建筑的建設(shè)使用，就能以可持續(xù)性狀態(tài)作用于現(xiàn)代化建設(shè)的實踐進(jìn)程，進(jìn)而服務(wù)于全面發(fā)展的經(jīng)濟建設(shè)背景[1]。

2 工業(yè)與民用建筑混合結(jié)構(gòu)設(shè)計的常見結(jié)構(gòu)設(shè)計

2.1 砌體結(jié)構(gòu)

當(dāng)工業(yè)與民用建筑混合結(jié)構(gòu)設(shè)計采用砌體結(jié)構(gòu)時，其對技術(shù)與材料的要求較低，且具有施工作業(yè)效率高與速度快的特點，因此，其運用于混合結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢在于簡潔。具體來說，由于砌體結(jié)構(gòu)在墻體、圍護(hù)與承重的作用效果較好，因此，砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)建的建筑物立面將起到結(jié)實的作用。但在設(shè)計實踐過程，該結(jié)構(gòu)的抗震性能不高，不適用于七層以上的建筑物[2]。

2.2 簡體結(jié)構(gòu)

作為超高層建筑物中常用的結(jié)構(gòu)設(shè)計形式，其具有較高的靈活性，能夠在建筑空間結(jié)構(gòu)的抗扭能力與側(cè)力剛度中發(fā)揮出不可替代的優(yōu)勢。具體的平面設(shè)計形狀可使用圓形、方塊以及三角形等。對于工業(yè)與民用建筑實際情況的復(fù)雜問題，混合結(jié)構(gòu)設(shè)計可在簡體結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)上選用長寬比例小于2的矩形。換句話說，就是將其作為艦體結(jié)構(gòu)的模板進(jìn)行設(shè)計控制。

2.3 框架結(jié)構(gòu)

該結(jié)構(gòu)形式作用于混合結(jié)構(gòu)的設(shè)計實現(xiàn)，主要將鋼筋混凝土作為材料，以使其抗彎、抗壓以及抗震效果充分發(fā)揮出來?；诟邔咏ㄖ飳Υ斯δ苄Ч男枨筝^大，因此，在市場環(huán)境中主要運用于高樓層的建筑物。其結(jié)構(gòu)作用優(yōu)勢在于：框架結(jié)構(gòu)的獨立性較強，且承重與圍護(hù)構(gòu)建獨立作用，因而，相互之間的影響非常小。加上結(jié)構(gòu)平面設(shè)置的靈活效果與平面剛勁程度的均勻性，充分滿足了工業(yè)與民用建筑工程生產(chǎn)工藝的標(biāo)準(zhǔn)需求。

2.4 剪力墻結(jié)構(gòu)

工業(yè)與民用建筑混合結(jié)構(gòu)設(shè)計運用剪力墻結(jié)構(gòu)后，將提升整個建筑工程的空間性、整體性以及承載能力。在設(shè)計實現(xiàn)過程，剪力墻結(jié)構(gòu)主要運用于高層建筑中的抗側(cè)力構(gòu)件，能夠保證公寓住宅類建筑的靈活性建設(shè)[3]。

3 工業(yè)與民用建筑混合結(jié)構(gòu)的設(shè)計要點

3.1 調(diào)整鋼筋框架的防震剪力

對于地震災(zāi)害頻發(fā)的地區(qū)，工業(yè)與民用建筑混合結(jié)構(gòu)的設(shè)計應(yīng)將防震減災(zāi)作為設(shè)計控制的重點。具體來說，就是根據(jù)抗震級別與系數(shù)的差異，參考不同的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)。對于與工程項目建設(shè)抗震要求不符的情況，設(shè)計人員應(yīng)按照相關(guān)管理部門制定的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)整，繼而實現(xiàn)建筑物的防震剪力控制目標(biāo)。

3.2 加強層設(shè)計控制要點

對于向外延伸的加強層，設(shè)計人員可通過構(gòu)建一部分較為彎曲的變形形狀，然后，再向外延伸。如此，不僅能夠避免錯位問題出現(xiàn)，還能減少水平方向的受力程度。此混合結(jié)構(gòu)設(shè)計情況下，向外延伸的筒體剪力墻與支架，只需通過相互之間的連接，就能起到抗側(cè)的作用效果。與此同時，還能保證墻體周邊環(huán)境受力的均勻性，進(jìn)而避免因裂縫而造成的破壞影響。

3.3 強化混凝土筒體的承載能力

（1）對于工業(yè)與民用建筑為高層建筑，其混合結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計，應(yīng)根據(jù)抗震設(shè)防的級別進(jìn)行設(shè)計控制。如對于抗震設(shè)防為7Ⅶ且房屋高度小于130m的建筑，應(yīng)在樓面鋼梁或是型鋼梁混凝土梁與鋼筋混凝土筒體相連接的地方，進(jìn)行四角型鋼柱的設(shè)置，以達(dá)到工程項目的設(shè)計使用要求[4]。

（2）為提升鋼筋混凝土筒體的延伸性，設(shè)計人員應(yīng)在保證筒體角部完整性的情況下，強化角部的配筋。此外，還應(yīng)增加剪應(yīng)力墻的端部，來進(jìn)行型鋼柱的設(shè)置。對于筒體剪力墻來說，應(yīng)通過配置多層鋼筋。如必要的情況，還應(yīng)對樓層標(biāo)高部位進(jìn)行鋼筋混凝土暗梁的設(shè)置。

4 工業(yè)與民用建筑混合結(jié)構(gòu)的設(shè)計實例分析

4.1 框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的混合設(shè)計

以廣西地區(qū)某工業(yè)建筑采用該結(jié)構(gòu)設(shè)計過程為例，設(shè)計人員應(yīng)通過構(gòu)建具備雙向抗側(cè)能力的體系，來提高混合結(jié)構(gòu)設(shè)計的科學(xué)合理性。具體來說，在進(jìn)行抗震設(shè)計時，應(yīng)將主軸結(jié)構(gòu)的兩條主軸方向布置在剪力墻結(jié)構(gòu)上。特別是一項相對完整的空間內(nèi)部，其結(jié)構(gòu)設(shè)計具有簡單特點，能夠在拐角部位或是受力系統(tǒng)較高部位進(jìn)行電梯室的設(shè)置。如此，不僅保證了用戶使用的安全性，還降低了各個部位間相互錯位的問題影響。此外，設(shè)計人員還在設(shè)計過程中避免了向外延伸的設(shè)計情況，有效保證其作用于實踐的對稱性效果。值得注意的是，由于該建筑工程為高層建筑，因此，抗震設(shè)計設(shè)置了多道防線，并在構(gòu)造設(shè)計中采用了防破壞措施，提升了框架結(jié)構(gòu)作用的延伸性效果[5]。如圖1所示，為框架剪力墻的結(jié)構(gòu)示意圖。

4.2 樓面構(gòu)成的混合結(jié)構(gòu)設(shè)計

由于該高層建筑具有多層特點，因此，樓板設(shè)計應(yīng)在保證其剛度與強度的適應(yīng)性情況下，來減少樓板的重力效果?；趯φw性的混合結(jié)構(gòu)設(shè)計考慮，將高層建筑形式確定為鋼筋混凝土疊合板，這不僅節(jié)約了建筑材料，還降低工程項目的造價成本。如圖2所示，為鋼筋混凝土疊合板的現(xiàn)場施工示意圖。

此過程，由于多層框架建筑的房屋偏向高度較差，因此，為避免樓層出現(xiàn)錯位問題應(yīng)采用具有適應(yīng)性的材料來提高建筑物建設(shè)實施的便捷性。此外，對于應(yīng)用鋼板構(gòu)成的剪力墻，設(shè)計人員應(yīng)將其與鋼框架進(jìn)行結(jié)合，并將兩者的優(yōu)勢充分利用起來以發(fā)揮出最佳的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性優(yōu)勢[6]。

5 結(jié)束語

綜上所述，工業(yè)與民用建筑的混合結(jié)構(gòu)設(shè)計，應(yīng)與工程項目的實際情況進(jìn)行結(jié)合，即在明確設(shè)計要求與結(jié)構(gòu)特點的情況下進(jìn)行工程項目建設(shè)，進(jìn)而提高工程建設(shè)使用的安全可靠性。在地震災(zāi)害頻發(fā)的地區(qū)，工業(yè)與民用建筑混合結(jié)構(gòu)的設(shè)計應(yīng)將防震減災(zāi)作為設(shè)計控制的重點。對于與工程項目建設(shè)抗震要求不符的情況，設(shè)計人員應(yīng)按照相關(guān)管理部門制定的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)整，繼而實現(xiàn)建筑物的防震剪力控制目標(biāo)。事實證明，只有這樣，才能將工業(yè)與民用建筑的混合結(jié)構(gòu)設(shè)計效果充分發(fā)揮出來，進(jìn)而推動所處行業(yè)的健康穩(wěn)定發(fā)展。

[1]馬云海.淺談工業(yè)與民用建筑物防雷電措施與接地技術(shù)的設(shè)計[J].中國高新區(qū)，2018（09）：151.

[2]張秀平.工業(yè)與民用建筑中的混合結(jié)構(gòu)設(shè)計施工方法淺探[J].智能城市，2017，3（05）：159.

[3]黃裕江.淺談工業(yè)與民用建筑中的混合結(jié)構(gòu)設(shè)計施工方法[J].低碳世界，2016（18）：138～139.

[4]張璐，尹曉嬌.小議工業(yè)與民用建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計[J].信息化建設(shè)，2015（12）：278.

[5]李思佳.工業(yè)與民用建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計芻議[J].江西建材，2015（10）：44+48.

[6]趙宇.關(guān)于多層大跨超長混合建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計探究[J].山西建筑，2016，42（04）：36～37.