小高層住宅砼框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、<p>　　小高層住宅砼框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　摘要：隨著社會(huì)的發(fā)展與進(jìn)步，重視住宅砼框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對于現(xiàn)實(shí)生活中具有重要的意義。本文主要介紹小高層住宅砼框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的有關(guān)內(nèi)容。 </p><p>　　關(guān)鍵詞小高層；鋼筋；混凝土；框架；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； </p><p>　　中圖分類號(hào)：TU318文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： </p>&l

2、t;p><b>　　引言 </b></p><p>　　隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的繁榮，我國小高層建筑發(fā)展迅速。設(shè)計(jì)思想也在不斷更新。結(jié)構(gòu)體系日趨多樣化?，F(xiàn)在越來越多的建筑物使用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，所以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在整個(gè)建筑市場起到越來越重要的地位。 </p><p>　　一、框架結(jié)構(gòu)的耗能機(jī)理框架結(jié)構(gòu)主要是以壓彎構(gòu)件——豎向框架柱和以彎剪構(gòu)件——水平框架梁組成的。實(shí)際工程計(jì)

3、算的例子表明，框架結(jié)構(gòu)的延性很大程度上取決于框架梁和框架柱構(gòu)件本身的延性和屈服彎矩。在地震作用下，框架結(jié)構(gòu)每經(jīng)過一個(gè)循環(huán)，加載時(shí)先是結(jié)構(gòu)吸收或儲(chǔ)存能量，卸載時(shí)釋放能量，但兩者不相等。兩者之差為結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在一個(gè)循環(huán)中的“耗失能量”(耗能) ，也即一個(gè)滯回環(huán)內(nèi)所含的面積。結(jié)構(gòu)吸收的地震能量可以由力——位移曲線所包圍的面積來表示。 </p><p>　　二、結(jié)構(gòu)方案概述某小區(qū)的某幢住宅，十二層，一梯兩戶兩單元，對稱結(jié)構(gòu)

4、，層高均為2.90m，建筑物總高34.80m，長34.20m，寬14.70m，每層面積490m2，總面積5880m2，抗震烈度為6度，場地土類別為三類，基本風(fēng)壓：0.60kn/m，采用“多層及高層建筑結(jié)構(gòu)三維分析與設(shè)計(jì)軟件”（SATWE）程序及有關(guān)規(guī)范對不同的結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行計(jì)算并分析比較。 </p><p>　　2.1 框架結(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以下（6度設(shè)防）

5、?？蚣芙Y(jié)構(gòu)布置靈活，具有較大的室內(nèi)空間，使用較為方便。填充墻可采用輕質(zhì)隔墻，減輕結(jié)構(gòu)自重。但內(nèi)凸的框架柱直接影響到戶型的實(shí)際使用面積及家具布置。 </p><p>　　2.2 異型柱框架結(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，與墻同寬的異型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)《砼異型柱結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJl49-2006第3.1.2條抗震設(shè)計(jì)為6度時(shí)，異型柱結(jié)構(gòu)適用的房屋

6、最大高度為24m，本工程建筑總高為34.80m.故不宜采用異型柱框架結(jié)構(gòu)。 </p><p>　　2.3 框架剪力墻結(jié)構(gòu)這種結(jié)構(gòu)體系一般用于高層結(jié)構(gòu)，在近幾年的高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用廣泛，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，框架柱主要承受豎向荷載。這種結(jié)構(gòu)既具有框架結(jié)構(gòu)布置靈活，使用方便的特點(diǎn)，又具有較大的剛度和較強(qiáng)的抗震能力。但內(nèi)凸的框架柱同樣影響到戶型的實(shí)際使用面積及家具布置。 </

7、p><p>　　2.4 異型柱框架剪力墻結(jié)構(gòu)這種結(jié)構(gòu)體系是框架剪力墻的一個(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，異型柱主要承受豎向荷載，水平位移及層間位移大大減小。同時(shí)，與墻同寬的異型柱又能更好地解決建筑平面使用問題。 </p><p>　　2.5 普通剪力墻結(jié)構(gòu)這種結(jié)構(gòu)體系一般用于高層結(jié)構(gòu)住宅，尤其在30層左右的高層住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用廣泛。此方案的特點(diǎn)是根

8、據(jù)建筑平面布局而設(shè)置鋼筋砼墻，與墻同寬的剪力墻很好地解決了建筑平面使用問題。 </p><p>　　三、結(jié)構(gòu)抗震性能的比較 </p><p>　　3.1 框架結(jié)構(gòu)一般用于多層及小高層結(jié)構(gòu)，即10層以下或建筑物高度H小于28.0m，對H大于30.0m的框架結(jié)構(gòu)，在抗震設(shè)防烈度為6度地區(qū)，《高規(guī)》第4.8.2條規(guī)定，抗震等級(jí)為三級(jí)，SATWE程序計(jì)算結(jié)果顯示，此結(jié)構(gòu)在水平荷載（風(fēng)荷載及地震荷載

9、）的作用下，水平位移及層間位移為最大（1/1200）；由于框架柱作為唯一的抗水平力構(gòu)件，軸壓比限值為0.90，故框架柱截面尺寸較大，內(nèi)凸的框架柱直接影響到戶型的實(shí)際使用面積及家具布置。而且，最為嚴(yán)重的是，由于建筑的平面使用或立面造形的要求，經(jīng)常出現(xiàn)框架兩一端擱置在柱上，另一端擱置在梁上；或幾根框架柱并不在一條軸線上，往往出現(xiàn)單跨框架的現(xiàn)象，成為抗震薄弱環(huán)節(jié)。所以，在考慮抗震設(shè)防要求的結(jié)構(gòu)中，由于框架梁柱截面較小，抗震性能較差，剛度較低，

10、特別是采用砌體填充墻時(shí)，地震中填充墻損壞嚴(yán)重，修復(fù)費(fèi)用很高。故對高層結(jié)構(gòu)不宜采用。 </p><p>　　3.2 異型柱框架結(jié)構(gòu)異型柱在受剪承載力、節(jié)點(diǎn)承載力和延性等受力性能方面比普通矩形柱差，在水平地震作用下，柱內(nèi)鋼筋的粘結(jié)錨易遭受破壞，對抗震性能有不利影響。因此，鋼筋砼異型柱框架及框架抗震墻結(jié)構(gòu)的房屋應(yīng)在一定的高度及適用范圍內(nèi)應(yīng)用，而不能等同于一般的鋼筋砼結(jié)構(gòu)。根據(jù)《砼異型柱結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》適用于總高度小于24

11、m的房屋。當(dāng)建筑的高度較高時(shí)，異形柱無法滿足軸力和抗側(cè)力的要求。所以，異型柱框架結(jié)構(gòu)相比較而言，抗震性能為最差。 </p><p>　　3.3 框架剪力墻結(jié)構(gòu)一般用于高層結(jié)構(gòu)，在近幾年的高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用廣泛，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，框架柱主要承受豎向荷載，水平位移及層間位移大大減小，軸壓比限值較框架結(jié)構(gòu)放寬，但考慮框架柱的構(gòu)造要求，及實(shí)際計(jì)算中若軸壓比大于0.90，則柱配筋較

12、大，所以在小柱網(wǎng)的住宅中，與框架結(jié)構(gòu)相比，柱截面尺寸與不可能小很多，同樣存在上述建筑使用問題。 </p><p>　　3.4 異型柱框架剪力墻結(jié)構(gòu)這種結(jié)構(gòu)體系是框架剪力墻的一個(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，異型柱主要承受豎向荷載，水平位移及層間位移大大減小。同時(shí)，與墻同寬的異型柱又能更好地解決建筑平面使用問題。6度地區(qū)，框架剪力墻結(jié)構(gòu)總高度不得超過45.0m，柱中距不大

13、于7.20m.抗震等級(jí)之所以異形柱有上述的限制條件，主要是異形柱的肢長較短，當(dāng)建筑的高度較高時(shí)，異形柱無法滿足軸力和抗側(cè)力的要求。在6度設(shè)防地區(qū)，建筑物高度大于18.0m抗震等級(jí)即為三級(jí)，這點(diǎn)較框架結(jié)構(gòu)（60.0m）嚴(yán)格。 </p><p>　　3.5 普通剪力墻結(jié)構(gòu)一般用于高層結(jié)構(gòu)住宅，尤其在30層左右的高層住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用廣泛。此方案的特點(diǎn)是根據(jù)建筑平面布局而設(shè)置鋼筋砼墻，適當(dāng)部位開結(jié)構(gòu)洞，以輕質(zhì)填充墻代替

14、，以減輕結(jié)構(gòu)自重及工程造價(jià)，可使各墻段剛度均勻，抗震性能好，水平位移及層間位移大大減小，尤其在戶型的實(shí)際使用面積及家具布置中。四、計(jì)算結(jié)果的比較根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果： 地震周期?？蚣芙Y(jié)構(gòu)最大(T 1=1.6463S)，短肢剪力墻結(jié)構(gòu)最小，異型柱剪力墻結(jié)構(gòu)次之，其余結(jié)構(gòu)相差不大。顯然，這是與結(jié)構(gòu)的剛度有直接關(guān)系。 水平地震剪力。框架結(jié)構(gòu)最小(1347.7 7f)，短肢剪力墻結(jié)構(gòu)最大，異型柱剪力墻結(jié)構(gòu)次之，其余結(jié)構(gòu)相差不大。顯然，這是與結(jié)構(gòu)的地

15、震周期是一致的。 最大層間位移?？蚣芙Y(jié)構(gòu)最大(D x／h=1／455)，短肢剪力墻結(jié)構(gòu)次之(1／3591)，其余結(jié)構(gòu)相差不大。顯然，這是與結(jié)構(gòu)的剛度是一致的。 結(jié)構(gòu)自重?？蚣芙Y(jié)構(gòu)最大，其余結(jié)構(gòu)相差不大(約8300t)?；钶d相差不大(約600t)。恒載占總重量的百分比為9 3％以上，故在高層計(jì)算中，一般可不考慮恒活最不利組合，這對計(jì)算結(jié)果幾乎無影響。 砼用量。短肢剪力墻結(jié)構(gòu)與異型柱剪力墻結(jié)</p><p>　　鋼筋

16、混凝土高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一個(gè)長期、復(fù)雜甚至循環(huán)往復(fù)的過程，它的設(shè)計(jì)質(zhì)量,密切決定到人民生命財(cái)產(chǎn)的安全,所以在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中應(yīng)充分注意各個(gè)方面可能產(chǎn)生的問題，以一個(gè)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度對待，這樣才能保證整個(gè)建筑工程的順利實(shí)施。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　【1】程全豐.鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的幾個(gè)問題分析[J].今日科苑. 2008.(08)