房屋住宅建筑结构设计

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摘 要:在目前的建筑结构施工中,房屋住宅建筑结构设计是长期、复杂的过程,影响它的因素也很多,稍有不慎就会影响整个房屋工程的质量.文章根据笔者所从事的工作,结合某工程实际,就房屋住宅建筑结构设计中的原则、特点做一介绍,阐述了设计技术具体措施,最后介绍了在设计中的注意事项.

关 键 词:房屋住宅;结构设计;建筑施工

中图分类号:TU31文献标识码:A

随着我国城市化进程不断发展和加快,及国民经济的高速发展,我国房屋住宅建筑的需求也日益增多,这也给房屋住宅建筑设计带来了诸多挑战.在这样的情况下,如何设计出较为舒适、安全经济的房屋,现在已经成为施工人员要面对的问题.

1.某工程案例概况

某小区工程占地面积20987平方米,总建筑面积是62340平方米.这些面积里含有南北两排高级住宅综合楼和东西两侧的公建.地上8层是南侧的住宅综合楼,地上8~10层是北侧住宅综合楼.这些住宅综合楼均为剪力墙结构,南楼局部设有框支梁.东侧公建是高配套商业用房,框架结构,地上为2层,西侧公建是文化娱乐、健身中心,框架结构,地上4层.

1.1工程案例设计原则及特点

(1)设计原则.在这个房屋工程案例中,我们要本着钢筋混凝土建筑结构设计与建筑、设备和施工密切配合,施工人员做到安全适用、技术先进、经济合理的这个大原则,如果条件允许还要采用新技术、新工艺和新材料来加以保证施工的质量.

该结构的设计还要重视结构选型和构造,施工人员一定要选择抗震及抗风性能好而经济合理的结构设计方案.在这一抗震设计中,应保证结构整体抗震性能,使整个结构有足够的承载力、刚度和延性.

(2)设计特点.这个设计还要考虑轴向变形问题.施工人员在考虑轴向变形时,要考虑施工过程中分层施加竖向荷载这一因素,不能简单的按一次加载考虑,否则会出现一些不合理的计算结果,打比方说邻近剪力墙和筒体的上层框架柱,在竖向荷载作用下出现拉力;上层框架梁出现过大弯矩和剪力等.另外,随着楼层的不断增加,水平荷载作用下结构的侧向变形迅速增大.


除此之外,还有框架结构体系的应用.众所周知,框架结构体系一般用于钢结构和钢筋混凝土结构中,由梁和柱通过节点构成承载结构,框架形成可灵活布置的建筑空间,具有较大的室内空间,使用较方便.由于框架梁柱截面较小,抗震性能较差,刚度较低,建筑高度受到限制;剪切型变形,即房间侧移随着层数的增加而减小;框架结构主要用于不考虑抗震设防、层数较少的高层建筑中.在考虑抗震设防要求的建筑中,应用不多;高度一般控制在70m以下.

1.2工程案例设计技术措施

该工程是房屋住宅整体结构,采用的是剪力墙体系,针对该工程结构的特点,我们采取的具体技术措施如下:

(1)高差悬殊问题.我们设置两道沉降缝将南北住宅综合楼与中间地下汽车库完全脱开,沉降缝宽度为100mm,缝内用粗砂填实.

(2)大跨度楼板解决办法.该工程结构最大板块跨度为12.8m×14.7m,根据笔者的实际施工工程经验确定板厚为320mm.首先采用普通混凝土结构经过详细计算,在较大配筋率(0.65%)情况下承载力极限状态可以满足,混凝土相对受压区高度(0.14)不超限.

(3)楼板错层的解决.经分析,该工程两个地方都出现错层集中现象,剪力墙两侧层高分别为2.8m、3.0m,这样就使得楼板层层交错,而且错层部位楼板高差不一致.

我们可以采用加强错层部位剪力墙厚度的办法来解决,将该部位剪力墙厚度调整为400mm,以提高剪力墙平面外刚度;剪力墙抗震等级提高一级,剪力墙分布钢筋配筋率提高到0.5%,并适当增加暗柱数量和配筋等.在结构计算上就采用弹性楼板假定.

1.3需要注意的问题

在当前房屋建筑住宅结构设计中,构造柱经常被作为承重柱使用,这种方法将引起以下几个问题.

构造柱作为承重柱使用后,使得构造柱提前受力,而且结构一旦遭遇地震作用时,在构造柱位置必然形成应力集中,首先会被破坏.这样构造柱不但起不到其应有的作用,反而会成为房屋结构中的一个薄弱部位.

构造柱一般生根于地圈梁中,没有单独的设基础,构造柱兼作承重柱使用后,柱底基础的抗冲切、抗弯部及局部承压强度必然不能满足这个要求.柱底基础一旦发生冲切或局部承压将出现裂缝.

在实际建筑施工设计中,在无地下室的钢筋混凝土多层框架房屋,独立基础埋置较深.在一0.05m左右设有基础拉粱时,应将基础拉粱按层1输入.其架结构应尽量避免设置钢筋混凝土楼电梯小井筒,因为井筒的存在会吸收较大的地震剪力,相应地减少框架结构承担的地震剪力,而且井筒下基础设计也比较困难,故这些井筒多采用砌体材料做填充墙形成隔墙.当必须设计钢筋混凝土井筒时,井筒墙壁厚度应当减薄,并通过开竖缝、开结构洞等办法进行刚度弱化;配筋也只宜配置少量单排钢筋,以减小井筒的作用.设计计算时,还应按带井筒的框架复核,并加强与井墙体相连的柱子的配筋;此外还要特别指出,对框架结构出屋顶的楼电梯间和水箱间等,应采用框架承重,不得采用砌体墙承重,而且应当考虑鞭梢效应乘以增大系数,雨篷等构件应从承重粱上挑出,不得从填充墙上挑出,楼梯粱和夹层梁等应承重柱上,不得支承在填充墙上.

在框架结构设计中,施工设计人员如果只注意了横向框架的设计,而忽视了纵向框架现行建筑抗震设计规范要求水平地震作用应按两个主轴方向分别计算,各方向的地震作用应由该方向的抗侧力构件来承担.即在框架结构设计中,纵向框架与横向框架有同等的重要性.非抗震设计时,一些结构设计者把纵向框梁按普通连续梁进行设计,梁柱的节点和框架中的纵筋、箍筋的配置均无法满足框架梁、柱的构造要求.由于没有考虑地震的纵向作用,在实际设计中经常出现梁的支座负筋,跨中纵筋及箍筋的配置均不满足要求的现象.

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