高層民用建筑結(jié)構設計探討

1、<p>　　高層民用建筑結(jié)構設計探討</p><p>　　摘要：本文以民用建筑結(jié)構設計為主題，根據(jù)筆者多年的工作經(jīng)驗，針對民用建筑結(jié)構設計原則、民用建筑結(jié)構新技術的發(fā)展等方面進行了淺要的探討。 </p><p>　　關鍵詞：民用建筑；結(jié)構設計；分析 </p><p>　　Abstract: this article with the civil build

2、ing structural design for the theme, according to writer's many years work experience, according to civil building structure design principles, civil construction structure to the development of new technologies in a

3、 shallow discussed. </p><p>　　Keywords: civil building construction; Structure design; analysis </p><p>　　中圖分類號：S611文獻標識碼：A 文章編號： </p><p>　　民用建筑工程質(zhì)景的優(yōu)劣直接關系到人們的生命安全。建筑質(zhì)量的好壞主要由設計質(zhì)量和施工

4、質(zhì)量兩個方面來衡量。相對而言，建筑設計是一項繁重而又責任重大的工作，直接影響到建筑物的安全、適用、經(jīng)濟和合理性。因此，在進行民用建筑結(jié)構設計時，一定要嚴格控制設計質(zhì)量。 </p><p>　　1建筑結(jié)構設計的概念及內(nèi)容 </p><p>　　結(jié)構設計簡而言之就是用結(jié)構語言來表達建筑師及其它專業(yè)工程師所要表達的東西。結(jié) </p><p>　　構語言就是結(jié)構師從建筑及其

5、它專業(yè)圖紙中所提煉簡化出來的結(jié)構元素。包括基礎，墻。柱，粱，板。樓梯，大樣細部等等。然后用這些結(jié)構元素來構成建筑物或構筑物的結(jié)構體系，包括豎向和水平的承重及抗力體系。把各種情況產(chǎn)生的荷載以最簡潔的方式傳遞至基礎。在我國現(xiàn)階段的民用建筑，大多部分都是使用鋼筋混凝土結(jié)構，民用建筑的結(jié)構體系有剪力墻結(jié)構、框架結(jié)構、框架剪力墻結(jié)構等，這里的剪力墻結(jié)構和框架剪力墻結(jié)構在民用住宅建筑中使用較多。下面我將介紹這兩種結(jié)構。 </p>&l

6、t;p><b>　　(1)剪力墻結(jié)構 </b></p><p>　　剪力墻結(jié)構使用的是鋼筋混凝土墻板，用它來代替框架結(jié)構中的梁柱，剪力墻結(jié)構是豎向承重以及抵抗側(cè)力的，并且用這種鋼筋混凝土墻板來承擔豎向以及水平力的結(jié)構。這種結(jié)構一般情況下采用的是平面布置形式，因為有剪力墻受豎向荷載以及水平荷載的共同作用，剪力墻應該呈現(xiàn)雙向或多向的布置。由于此結(jié)構所有的都是由剪力墻組成，所以說此結(jié)構的剛度

7、比框架剪力墻結(jié)構的剛度更結(jié)實，大部分用于40層以下的比較高的商業(yè)、住宅建筑等。還有一點就是結(jié)構的高寬比不應大于6，并且它的高度應該考慮到抗震的要求。 </p><p>　　(2)框架剪力墻結(jié)構 </p><p>　　框架剪力墻結(jié)構是由剪力墻和框架組合而成的結(jié)構體系。其中大部分的水平方向的荷載是由剪力墻來承擔的，豎向的荷載是由框架來承擔的，二者都受到力的作用，分工合理。剪力墻應該均勻的布置在

8、建筑物的周邊、電梯間的附近、平面形狀變化較大以及豎向的荷載較重的部位。因為該結(jié)構是以框架結(jié)構為主的，剪力墻結(jié)構為輔助，所以說，此結(jié)構體系適合用于25層以下的建筑物，并且最高的也應該小于30層。 </p><p>　　2結(jié)構概念設計的原則 </p><p><b>　　2.1經(jīng)濟性原則 </b></p><p>　　因土地、能源和材料價格的持續(xù)上

9、漲，開發(fā)商要求設計單位必須注意材料和資金的節(jié)約，這一點符合結(jié)構設計的經(jīng)濟性原則。要從根本上做到經(jīng)濟，結(jié)構設計人員必須把握好民用建筑結(jié)構的概念設計。概念設計是依據(jù)理論知識與工作經(jīng)驗，結(jié)合建筑功能要求與建筑工程條件，在特定的建筑空間中用整體的概念來完成結(jié)構總體方案的設計，并能有意識地處理構件與結(jié)構、結(jié)構與結(jié)構的關系的定性設計方法。一幢民用建筑的設計沒有經(jīng)過正確的概念設計，是難以實現(xiàn)效果最好、造價最低的結(jié)構方案的。 </p>&

10、lt;p>　　2.2用戶空間個性化原則 </p><p>　　業(yè)主具有個性化的思維方法和審美意識，不同時期住戶對建筑空間有不同的要求。在結(jié)構設計上應考慮讓住戶擁有建筑內(nèi)部的空間劃分與樓梯和樓梯間、建筑分戶墻、外墻或固定的廚房。豎向受力構件的布置時，應使其與電生間隔墻結(jié)合設置，避免在戶型內(nèi)部其他部位出現(xiàn)。這樣既在開間和進深兩個方向保留了較大的靈活性，也充分利用了承重墻隔聲好的性能。同時外墻部位的梁、柱、墻的設

11、置，要為窗戶的靈活布置創(chuàng)造條件；樓板的設計，也必須考慮隔墻位置的調(diào)整。 </p><p><b>　　2.3綜合性原則 </b></p><p>　　在進行結(jié)構設計時，應該遵循的第一個原則就是綜合考慮的原則，要巨無細遺的考慮到建筑設計中的方方面面，包括建筑結(jié)構和施工方面的考慮，從整體到局部都要進行很好的把握，更不能忽視他們之間的關系，還有建筑完成后帶給使用者在視覺感受

12、、功能使用方面、成本預算方面等的考慮。從實際出發(fā)，結(jié)合當?shù)氐牡赜蛐蕴攸c，根據(jù)建筑即將坐落地區(qū)的自然條件、人文條件、歷史文化、資源和材料限制等方面從現(xiàn)實的角度考慮建筑的結(jié)構概念。 </p><p>　　民用建筑擁有自己的自重特點，要從減輕自重的原則出發(fā)，建筑結(jié)構所承受的荷載大部分都是來自建筑物本身的自重，減輕自重也就減輕了結(jié)構的負荷。要讓建筑結(jié)構合理受力，荷載均勻分布，多跨連續(xù)、空間作用、剛性連接、超靜定的受力系統(tǒng)

13、都可以使結(jié)構的受力狀況均勻分布，分析結(jié)構的受力狀況時，還要從各部分結(jié)構構件的直接受力狀況和整體結(jié)構的宏觀受力狀況分析。材料盡可能的選用以軸向應力為主的受力狀態(tài)，合理的組織構件的截面。 </p><p>　　優(yōu)先選型，就是要優(yōu)化結(jié)構體系，根據(jù)實際條件優(yōu)化選擇合適的基本構件，并確定他們的聯(lián)系，確定構件的基本支撐做法。 </p><p>　　2.4高層民用建筑結(jié)構的抗震設計原則 </p&g

14、t;<p>　　現(xiàn)代化的民用建筑都已開始向高層化趨勢發(fā)展。所謂高層民用建筑，我們完全看以把它想成是一個從地面拋向空中的懸臂掛件，它的高度就決定了這種建筑承受的水平的和豎向的荷載都要強于一般建筑物，對他的抗彎矩和抗剪力的能力在概念設計階段就要考慮細致，民用建筑特殊的受力特點不同于低層建筑，高度越高，水平荷載越強，例如地震和風力產(chǎn)生的作用就會越強，因此在地震強區(qū)若想建造民用建筑，就必須要保證所有的結(jié)構，包括結(jié)構細部都具有足夠的

15、剛度和強度，還必須具有很強的抗震能力。在框架結(jié)構體系中，梁柱的節(jié)點是這種結(jié)構體系的組合點，因此在增強抗震能力的環(huán)節(jié)中，節(jié)點也就成了關鍵部件，如果梁柱節(jié)點遭到破壞，那么框架結(jié)構的剪切脆性就會破壞，在節(jié)點處相交的梁和柱就會失效，“強柱弱梁”、“強節(jié)點弱構件”、“強剪弱彎”的設計原則，可以保證框架結(jié)構體系在地震的壓力下還能保證足夠強的延性和承載力，構造配筋、柱的軸壓比，還有截面尺寸的選擇，都可以影響到框架結(jié)構的抗震能力，尤其是對于節(jié)點的構造措

16、施。建筑的平面形狀也在很大程度上影響著建筑結(jié)構的抗震能力，平面形狀越規(guī)正，抗震能力就會越強，所以在進行民用建筑設計時，盡可能的避免過大的外延或者是內(nèi)收</p><p>　　3民用建筑中結(jié)構的新技術發(fā)展 </p><p>　　3.1鋼結(jié)構民用建筑的推廣 </p><p>　　隨著鋼鐵工業(yè)的迅猛發(fā)展，為建筑鋼結(jié)構建設事業(yè)創(chuàng)造了極好的時機。鋼結(jié)構與磚混結(jié)構和混凝士結(jié)構相比

17、，在民用建筑建筑中應用主要有三個優(yōu)點：①由于鋼材強度高的特點，民用建筑設計可采用大開間布置。而磚混結(jié)構和鋼筋混凝土結(jié)構由于材料的性質(zhì)，限制了空間布置的自由。如果結(jié)構跨度過大，就會造成構件尺寸加大，不但影響美觀，而且造成結(jié)構自重增大，增加了造價。②民用建筑采用鋼結(jié)構體系產(chǎn)生的綜合經(jīng)濟效益較好。由于鋼結(jié)構民用建筑自重輕，約為磚混結(jié)構的65％，因此減少了土、沙、石的用量。不僅適用于軟弱地基，在其他地基條件下，也同樣可以大大減少基礎造價。鋼結(jié)構

18、民用建筑施工周期短，可以大大提高投資效益，加快資金周轉(zhuǎn)。③鋼結(jié)構建筑具有較高的性價比，有利于環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展、適宜產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，極具發(fā)展前途，可帶動鋼鐵產(chǎn)業(yè)和新型材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。 </p><p>　　3.2短肢剪力墻的廣泛應用 </p><p>　　短肢剪力墻結(jié)構是指墻肢的長度為厚度5～8倍的剪力墻結(jié)構。其吸收了框架結(jié)構的優(yōu)點，發(fā)展形成的民用建筑結(jié)構型式。常用的短肢剪力墻有“T”字型、“L

19、”字型、“十”字型“一”字形等。在這種結(jié)構里剪力墻能結(jié)合建筑平面，利用間隔墻位置靈活布置，可選擇的方案較多，能避免與建筑使用功能發(fā)生矛盾。而連接各墻的梁隨墻肢位置也可隱蔽設于間隔墻豎向平面內(nèi)。短肢剪力墻結(jié)構里剪力墻數(shù)量的多少，墻肢的長短主要由結(jié)構抗側(cè)力的需要而決定。這種新的結(jié)構克服了普通框架和普通剪力墻結(jié)構的一些缺點，得到了建筑師、開發(fā)商和廣大住戶的肯定與歡迎。 </p><p>　　3.3預應力混凝土大板結(jié)構技

20、術的應用 </p><p>　　預應力大板結(jié)構是在柱與柱之間布置明梁，樓板采用預應力大板，并在預應力大板上直接布置隔墻的結(jié)構體系。若這種大板配合預應力寬扁梁使用，則能更大限度的提升樓層凈高，隨著預應力技術的逐漸成熟，預應力材料及施工費不斷下降，我國民用建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構中采用預應力技術的情況越來越多。預應力大板結(jié)構在建筑上避免了室內(nèi)難看的次梁景觀，使住宅的建筑平面布置更加靈活，有利于二次裝修時室內(nèi)布局的改造，滿足了住

21、戶個性化要求。 </p><p><b>　　結(jié)語 </b></p><p>　　通過本文對于民用建筑結(jié)構設計的探討，對于民用建筑結(jié)構設計又有了新的認識。但在實際的設計施工操作時，又面臨著諸多不定性因素的影響。這就要求設計師在遵循設計規(guī)范的條件下，對結(jié)構設計方案進行有效地創(chuàng)新和完善，從而設計出滿足客戶要求的高質(zhì)量民用建筑。 </p><p>&