房屋建筑混凝土框架結構設計研究

徐東雨

【摘要】隨著我國社會經(jīng)濟水平的快速發(fā)展，城市化進程在不斷加快，而城市范圍不斷擴張，導致城市人口越來越多，為了緩解城市用地壓力，建筑的數(shù)量也越來越多。為了保證建筑結構的安全性以及穩(wěn)固性，必須重視對混凝土結構設計相關問題的研究和分析，遵循建筑結構設計原則與要求，保證結構設計方案的合理性以及科學性，才能夠促進我國建筑行業(yè)的穩(wěn)定健康發(fā)展。

【關鍵詞】混凝土結構;設計;房屋建筑

1、房屋建筑混凝土框架結構設計

1.1地基設計優(yōu)化措施

在一般情況下，影響地基最終沉降量的因素很多，地基的最終沉降量難以通過公式精確的計算得到，應結合工程經(jīng)驗綜合考慮。為了減少地基的變形在結構體系上可以選擇剛度較大的體系，比如框架-剪力墻鋼筋混凝土結構及鋼筋混凝土剪力墻結構，并在平面布置時與建筑專業(yè)協(xié)商盡量做到平面簡單、對稱、規(guī)則的結構布置，此時上部結構剛度的存在，與基礎共同作用起到了起拱的作用，可以有效的減小基礎的內(nèi)力和變形。此外，通過減少上部荷載，如采用輕質(zhì)高強材料可以有效的提高剛度并減少荷載，也可以有效的減少地基沉降。也可通過加強基礎的整體性和剛度，如采用雙向條形基礎、筏板基礎可有效的減少地基沉降量。如不能采用整體形基礎時，在可以采用圓形或方形基礎，因這種基礎形式的沉降相對較小，盡量避免采用長寬比較大的基礎，一般應將基礎的長寬比控制在3以內(nèi)，這樣能在滿足設計要求的前提下并能獲得比較滿意的經(jīng)濟效果。

1.2建筑結構豎向布置

建筑物豎向設計過程當中，要保障建筑整體的規(guī)則、均勻，沒有特殊的要求，像內(nèi)大的收縮與外挑的設計這種情況盡可能不出現(xiàn)。在布置建筑的豎向結構時要依照下大上小的規(guī)則，且均勻、緩慢的進行側向變化，這是因為建筑物結構的穩(wěn)定與重心問題。然而，不規(guī)則結構指的是建筑整體不是豎直、呈現(xiàn)的是上大下小和頭重腳輕、表面有特殊的突出。所以要著重考慮的是結構的設計，這樣可以避免影響到穩(wěn)定性;次要，假使建筑物的豎向結構是內(nèi)收的，要有足夠的建筑抗震性能，須調(diào)和側向剛度值，能夠保障剛度值不低于所在樓剛度值的80%，高于側向剛度值的70%;并且當建筑物的結構位處于樓層上半部分時，建筑物整體高度和樓層的縮進位置到室外地面的高度的比例超過了0.2，就要保障樓層上半部分縮進后長度是在下半部分的75%以上。

1.3框架—剪力墻結構

框架剪力墻結構能夠充分發(fā)揮框架結構以及剪力墻結構的充各自特點，在應用過程中框架以及剪力墻能夠共同承受水平和豎向荷載。因為對框架結構的充分應用，可以體現(xiàn)出其布置比較靈活，延性相對較強的優(yōu)點，同時能夠彌補框架結構側向剛度較小的問題，能夠充分發(fā)揮剪力墻結構承載力相對較大的優(yōu)點，是一種較為優(yōu)良的抗側力體系，適用于130米以下的高層建筑中。

1.4筒體結構

筒體結構主要包括框筒結構、筒中筒結構以及框架—核心筒結構。其中框筒結構是在建筑物的周圍進行布置，利用小柱距、高截面梁的密柱深梁可以組成框架，一般情況下框筒結構為四榀框架，能夠形成具有較強抗側力、抗扭剛度以及承載力的外筒。這樣能夠充分發(fā)揮建筑材料的應用性能。筒中筒結構在應用過程中將框筒作為外筒，然后將建筑內(nèi)的電梯間、管道豎井等服務設施集中布置在建筑的中心部位能夠形成內(nèi)筒。這樣可以構成筒中筒結構。筒中筒結構具有雙重抗側向力體系，內(nèi)外筒可以協(xié)同工作。外筒可以有效抵抗水平作用力產(chǎn)生的傾覆力度以及扭矩。內(nèi)筒能具有能夠抵抗比較大的水平剪力。筒中筒結構適用在高度為180米以下的高層建筑中?？蚣堋诵耐步Y構主要包括外圍的框架以及中心筒體，外筒以及內(nèi)筒之間的距離為10米-12米，且相對靈活。在寫字樓以及多功能綜合樓中的應用比較廣泛，一般的應用高度為150米。

1.5建筑混凝土結構豎向布置

一般而言，高層建筑物混凝土的結構中，豎向結構對建筑物整體質(zhì)量的影響是至關重要的，所以設計師在設計結構時要注意并重視豎向結構。高層建筑物豎向設計過程當中，要保障建筑整體的規(guī)則、均勻，沒有特殊的要求，像內(nèi)大的收縮與外挑的設計這種情況盡可能不出現(xiàn)。在布置建筑的豎向結構時要依照下大上小的規(guī)則，且均勻、緩慢的進行側向變化，這是因為建筑物結構的穩(wěn)定與重心問題。然而，不規(guī)則結構指的是建筑整體不是豎直、呈現(xiàn)的是上大下小和頭重腳輕、表面有特殊的突出。所以要著重考慮的是結構的設計，這樣可以避免影響到穩(wěn)定性;次要，假使建筑物的豎向結構是內(nèi)收的，要有足夠的高層建筑抗震性能，須調(diào)和側向剛度值，能夠保障剛度值不低于所在樓剛度值的80%，高于側向剛度值的70%;并且當高層建筑物的結構位處于樓層上半部分時，建筑物整體高度和樓層的縮進位置到室外地面的高度的比例超過了0.2，就要保障樓層上半部分縮進后長度是在下半部分的75%以上。

2、房屋建筑混凝土結構設計措施

2.1選用高強度施工材料

選用施工材料，理論上強度越高越好，可是材料強度是有分類的，例如抗剪、抗壓、抗拉、抗彎等強度類型。其次，材料直接關系到建筑物的成本和質(zhì)量，其質(zhì)量是能直接影響到建筑工程的質(zhì)量和成本，所以在選用材料或使用材料時要考慮材料的可加工性、耐溫性和腐蝕性。還有要合理化使用材料，從而節(jié)約成本，保護環(huán)境，可合理化使用的材料有鋼筋、木材、混凝土等，例如鋼筋、混凝土、木材等。次第，高強度混凝土與鋼筋材料等材料需要使用在地震高發(fā)區(qū)的建筑上，因為這樣可以提升建筑的抗震性。

2.2做好產(chǎn)生裂縫的溫差防控

在設計建筑物的高度時，盡量將屋面控制在相同的高度。如果在建筑的結構中出現(xiàn)錯層的房屋，在錯層的位置要設置墻構造柱，最好設置在縱墻以及橫墻交匯的位置。設置梁圈可以對混凝土結構的溫度裂縫產(chǎn)生較好的控制作用。墻構造柱以及項圈構成的網(wǎng)格，可以對墻體產(chǎn)生一定的約束作用，對砌體的抗裂性也有一定的改善作用，可以顯著提高砌體的受力性。利用微膨脹混凝土也能對溫度裂縫起到一定的抵抗作用，但是需要準確地把控膨脹混凝土的配合比以及做好后期的養(yǎng)護工作，以達到減輕屋面板裂縫的目的。對于超長建筑，在使用微膨脹劑時要謹慎，因為微膨脹劑會導致混凝土的內(nèi)部產(chǎn)生極大的離散性，對于微膨脹劑的用量與伸縮縫的間距都很難把控，會給設計人員帶來一定的困難。在實際施工中，使用微膨脹劑需要根據(jù)相關的措施來計算使用量，只有在超出規(guī)定值的情況下才能增加伸縮縫的距離。

結語：

總而言之，在混凝土結構設計過程中，要根據(jù)混凝土結構設計的原則以及混凝土結構設計的特點，開展建筑結構設計工作，確保建筑結構設計方案的可靠性以及合理性。同時要對建筑混凝土結構設計過程中存在的問題進行分析和研究，并及時解決這些問題，確保結構設計方案能夠?qū)ㄖ┕みM行有效指導，提高建筑的穩(wěn)定性以及安全性，保證建筑的使用壽命。

參考文獻：

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