淺談建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的工程應(yīng)用

1、淺談建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的工程應(yīng)用 摘 要：隨著我國城市化進(jìn)程不斷發(fā)展和加快，及國 民經(jīng)濟的高速發(fā)展，我國建筑的需求也日益增多，這也給建 筑結(jié)構(gòu)設(shè)計帶來了諸多挑戰(zhàn)。在這樣的情況下，如何設(shè)計出 較為舒適、安全經(jīng)濟的建筑，現(xiàn)在已經(jīng)成為設(shè)計人員要面對 的問題。 關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)設(shè)計；工程應(yīng)用 1. 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要點 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計主要是指在滿足安全、適用、耐久、經(jīng)濟 和施工可行的要求下，按有關(guān)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，對建筑結(jié)構(gòu) 進(jìn)行總體布置、技術(shù)經(jīng)濟分析、計算、構(gòu)造和制圖工作，并 尋求優(yōu)化的過程。建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計特點主要可以分為以下幾 個方面： （1）水平荷載是決定因素。水平荷載對高層建筑結(jié)構(gòu) 具有重要的作用，也是高層建筑

2、結(jié)構(gòu)設(shè)計中所主要考慮的因 素。在高層建筑中，由于豎向荷載所引起的軸力與建筑高度 的一次方成正比，而水平荷載所引起的傾覆力矩及豎向構(gòu)件 的軸力與建筑高度的二次方成正比。由此可見，隨著高層建 筑高度的不斷增加，這個值也會隨之逐漸增大，對建筑結(jié)構(gòu) 的影響也必然會越來越大。 （2）結(jié)構(gòu)延性成為重要設(shè)計指標(biāo)。延性主要是在高層 結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中采用的，結(jié)構(gòu)延性主要是指材料的結(jié)構(gòu)、構(gòu) 件或構(gòu)件的某個截面從屈服開始至達(dá)到最大承載能力或達(dá) 到以后而承載力還沒有顯著下降期間的變形能力。隨著荷載 的不斷增加，受彎構(gòu)件受拉位置的混凝土就會出現(xiàn)裂縫的情 況，嚴(yán)重的還有可能導(dǎo)致構(gòu)件被破壞。 （3）軸向變形也同樣很重要。軸向

3、變形在結(jié)構(gòu)設(shè)計中 也是不容忽視的。高層建筑中所涉及到的豎向荷載值往往都 比較大，很容易引起柱中的軸向變形，從而對連續(xù)梁彎矩產(chǎn) 生一定程度的影響，同時還會影響到預(yù)制構(gòu)件的下料長度。 因此，建筑設(shè)計師一定要對此給予高度的重視。 2. 工程概況 大旺金鑫祥不銹鋼有限公司綜合樓和飯?zhí)糜玫孛娣e為 8970平方米，實際用地面積為 11200平方米。 依照項目的規(guī) 劃設(shè)計，將兩棟樓建成后形成一個整體性的結(jié)構(gòu)體，將采用 框架式現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)，其中辦公樓高 6 層，飯?zhí)酶?4 層。 3. 屋蓋及樓蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計 本項目結(jié)構(gòu)類型采用現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)，抗震等級框架三 級。為了有效地保證結(jié)構(gòu)的整體受力性能，控制樓板裂縫， 除

4、特殊部位采用輕鋼結(jié)構(gòu)外，其余樓（屋）蓋均采用現(xiàn)澆鋼 筋混凝土樓（屋）蓋。結(jié)構(gòu)布置合理，整體抗震性能良好， 又能很好的滿足建筑造型和使用功能的需要。同時為了滿足 房間內(nèi)不露梁以及單元內(nèi)房間可靈活分隔的建筑設(shè)計意圖， 部分樓板采用了跨度較大的異形樓板；地下車庫和鍋爐房的 屋蓋及樓蓋結(jié)構(gòu)均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁板結(jié)構(gòu)。地下車庫 的頂板為人防頂板，上覆 3.0m 厚的回填土，荷載很大，采 用加設(shè)次梁的梁板結(jié)構(gòu)，以減小樓板的跨度和厚度；梁采用 反梁形式，以滿足建筑空間凈高的要求；人防地下室的頂板 厚度為 250mm ，以承受核爆動荷載的作用， 并對早期核輻射 進(jìn)行防護。 4. 鋼筋混凝土構(gòu)造要求 構(gòu)造要求

5、在結(jié)構(gòu)設(shè)計中起著重要的作用，其實保障結(jié)構(gòu) 設(shè)計的基礎(chǔ)。在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中，其構(gòu)造要求包括混 凝土保護層，鋼筋錨固長度等，現(xiàn)將分別深入展開探討。 （1）混凝土保護層?？v向受力的普通鋼筋及預(yù)應(yīng)力鋼 筋，其混凝土保護層厚度 （鋼筋外邊緣到混凝土表面的距離） 不應(yīng)小于鋼筋的公稱直徑，且應(yīng)符合混凝土設(shè)計規(guī)定要求。 但值得注意的是，對于以下基層情況，其保護層的取值應(yīng)特 別留意。 1）基礎(chǔ)中縱向受力鋼筋的混凝土保護層厚度不應(yīng)小于 40mm ；當(dāng)無墊層時不應(yīng)小于 70mm。 2）板、墻中分布筋的保護層厚度不應(yīng)小于10mm ；梁、 柱中箍筋和構(gòu)造鋼筋的保護層厚度不應(yīng)小于15mm。 2）鋼筋的錨固及搭接長度。

6、鋼筋的錨固長度除注明 者外，對于鋼筋直徑大于 25mm 時，其錨固長度及搭接長度 應(yīng)乘以系數(shù) 1.1。當(dāng)鋼筋在混凝土施工過程中易受擾動時， 其錨固長度應(yīng)乘以系數(shù) 1.1。在任何情況下，鋼筋錨固長度 不得小于 250mm 。而對于施工中由于鋼筋長度不足而需要搭 接時，對于鋼筋直徑大于 25mm 時，搭接長度應(yīng)乘以系數(shù) 1.1 搭接長度按相互搭接鋼筋的較小直徑計算。在任何情況下， 鋼筋錨固長度不得小于 300mm 。 （3）鋼筋接頭宜優(yōu)先采用機械連接，也可采用綁扎搭 接及焊接。框支梁、框支柱及抗震等級二級以上的柱（含暗 柱）的縱筋，抗震等級為一級的框架梁縱筋，抗震等級三級 的框架底層柱，均應(yīng)采用機

7、械連接。其余接頭，也可采用綁 扎搭接和等強對焊連接。對普通樓層梁，如未注明，當(dāng)鋼筋 直徑w 28mm時，可采用綁扎搭接。另外對于受拉鋼筋的直 徑28mm及受壓鋼筋的直徑32mm時，不應(yīng)采用綁扎搭接。 鋼筋接頭位置的定取主要是考慮避免在構(gòu)件受力部位進(jìn)行 搭接，結(jié)合設(shè)計實踐，鋼筋接頭位置宜設(shè)在受力較小處，在 同一根鋼筋上應(yīng)盡量少設(shè)接頭；尤其是受力鋼筋接頭位置應(yīng) 相互錯開，當(dāng)采用綁扎的搭接接頭時，搭接接頭連接區(qū)段的 長度為 1.3 倍搭接長度。當(dāng)采用焊接接頭和機械接頭時其連 接區(qū)段的長度為 35d（d 為縱向受力鋼筋的較大直徑）且不 小于 500mm 。 梁的底部縱向鋼筋的接長， 可選擇在支座或支座

8、兩側(cè) 1/3 跨度范圍內(nèi)，不應(yīng)在跨中接長。梁的上部縱向鋼筋可選擇在 跨中 1/3 跨度范圍接長， 不應(yīng)在支座處接長。 對于框架梁端、 柱端及剪力墻底部應(yīng)避免在節(jié)點核心區(qū)和加密區(qū)接頭。當(dāng)確 不能避免時，須采用機械連接接頭，且鋼筋接頭面積百分率 不應(yīng)超過 50%。 （4）鋼筋混凝土現(xiàn)澆板。板的底部鋼筋伸入梁支座 5d且不小于1/2梁寬，板式樓梯底板受力鋼筋伸入梁支座 15d，且不小于150。板的中間支座上部鋼筋（負(fù)筋）兩端設(shè) 直鉤，直鉤長度應(yīng)比板厚小15mm。板的邊支座負(fù)筋一般應(yīng) 伸至梁外皮留保護層厚度，錨固長度如已滿足受拉鋼筋的最 小錨固長度，直鉤長度同另一端。如不滿足時，此端加垂直 段至滿足錨固長度。當(dāng) HPB235 級鋼筋時，端部另設(shè)彎鉤。 當(dāng)邊梁較寬