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研究方法:車站基坑圍護(hù)樁根據(jù)各開挖工況按豎向彈性地基梁計算,并計入圍護(hù)結(jié)構(gòu)的先期位移值以及支撐的變形,上部結(jié)構(gòu)由車站地下一層結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)底板下樁基聯(lián)合組成復(fù)合深基礎(chǔ),車站結(jié)構(gòu)分別按橫向、縱向彈性地基上的框架進(jìn)行計算。
研究結(jié)果:松江新城站基坑開挖過程中圍護(hù)樁變形較小,各項監(jiān)測數(shù)值均在允許范圍內(nèi),車站整體剛度較好,結(jié)構(gòu)整體沉降量較小,沒有出現(xiàn)不均勻沉降。
研究結(jié)論:地鐵車站作為上部物業(yè)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的一部分與樁基礎(chǔ)共同承擔(dān)上部荷載的設(shè)計方法是可行的,對于地鐵車站與樁基組成的復(fù)合基礎(chǔ),設(shè)計中還有許多問題值得探討,這是今后工作的研究方向。
關(guān)鍵詞:預(yù)留物業(yè)開發(fā);結(jié)構(gòu)設(shè)計;結(jié)論
近些年來隨著城市地鐵工程的大量興建,地鐵車站的形式也多種多樣。許多車站由于位于地塊內(nèi),為了合理高效地利用土地資源,通常需要考慮地塊的規(guī)劃,結(jié)合物業(yè)開發(fā)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計。本文將詳細(xì)介紹上海軌道交通9號線松江新城站的結(jié)構(gòu)設(shè)計。
1 工程概況
上海軌道交通9號線一期工程松江新城站位于規(guī)劃的松江新城中部,滬杭高速公路以北的嘉松南路東側(cè)綠化帶下,車站西側(cè)為“行政中心”和“市民廣場”,東側(cè)綠地規(guī)劃為低密度住宅,北端有規(guī)劃的公交樞紐,是9號線一期工程的起點(diǎn)站。
關(guān)鍵詞:建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計;設(shè)計質(zhì)量;概念設(shè)計;
建筑工程質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響到建筑工程投入使用后的安全性、可靠性,與人們的生命財產(chǎn)安全息息相關(guān)。常常會出現(xiàn)由于結(jié)構(gòu)設(shè)計出錯而帶來的各種建筑問題,所以必須重視對結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量控制,為提高建筑工程的整體質(zhì)量打下堅實(shí)基礎(chǔ)。
1建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計概述
1.1建筑結(jié)構(gòu)的類型
目前,對建筑結(jié)構(gòu)類型的劃分主要是根據(jù)建筑的用途、層數(shù)、結(jié)構(gòu)材料和結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行區(qū)別和分類的;按結(jié)構(gòu)形式可分為剪力墻結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、簡體結(jié)構(gòu)等。
1.2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的具體內(nèi)容
1.2.1結(jié)構(gòu)設(shè)計程序
建筑物的整體設(shè)計包含了許多方面的設(shè)計內(nèi)容,如結(jié)構(gòu)設(shè)計、暖通設(shè)計、給排水設(shè)計和電氣設(shè)計等等。雖然需要設(shè)計的方面有很多,但是不管進(jìn)行何種設(shè)計都應(yīng)遵循建筑設(shè)計的基本要求,即經(jīng)濟(jì)、美觀、環(huán)保、實(shí)用。建筑結(jié)構(gòu)是建筑物發(fā)揮自身使用功能的前提,結(jié)構(gòu)設(shè)計是建筑設(shè)計的重要組成部分。
1.2.2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要求
為了確保建筑結(jié)構(gòu)的安全性和可靠性,設(shè)計時應(yīng)盡量滿足以下要求:其一,抗震設(shè)計。建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)自身所處地域的烈度、建筑高度和具體結(jié)構(gòu)類型采用不同的抗震等級;其二,相關(guān)計算。結(jié)構(gòu)構(gòu)件需要進(jìn)行承載極限狀態(tài)計算和正常使用驗算,例如,直接承受動力荷載的結(jié)構(gòu)構(gòu)件必須進(jìn)行疲勞強(qiáng)度驗算。
1.2.3結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)遵循的基本原則
可靠性、經(jīng)濟(jì)性、美觀性、適用性、安全性。
2提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量的有效途徑
2.1做好資料收集工作,認(rèn)真確定計算參數(shù)
對于建筑工程來講,由于其所處的地理位置,決定了在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時所涉及的具體參數(shù)會存在一定的特殊性。在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計前,要盡量收集與設(shè)計相關(guān)的信息,如工程資料、具體規(guī)范等,資料收集的越多,參數(shù)的確定也就越準(zhǔn)確,同時,還可以避免因為參數(shù)不合理而導(dǎo)致返工情況的發(fā)生。
2.2合理運(yùn)用結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件
隨著各種計算機(jī)結(jié)構(gòu)計算分析軟件的普及,人們已經(jīng)擺脫了過去復(fù)雜繁重的手工計算方法,但是,對于計算機(jī)結(jié)構(gòu)計算結(jié)果的判斷應(yīng)從以下幾個方面著手:其一,要充分了解所使用軟件的適用范圍和技術(shù)條件;其二,要確保計算程序與結(jié)構(gòu)設(shè)計圖相符;其三,選用的計算數(shù)據(jù)須有準(zhǔn)確的依據(jù),并且要保證計算參數(shù)準(zhǔn)確;其四,計算結(jié)果中與結(jié)構(gòu)相關(guān)的內(nèi)容必須符合相關(guān)規(guī)定,如,自振周期、剛度比、構(gòu)建的抗裂性能、兩
盒半的配筋等。
2.3重視結(jié)構(gòu)計算與地基基礎(chǔ)設(shè)計
建筑結(jié)構(gòu)計算結(jié)果是施工圖設(shè)計的重要依據(jù),并且計算結(jié)果是否正確直接關(guān)系到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的可靠性和安全性,所以必須引起設(shè)計人員的高度重視。例如在樓板計算中應(yīng)選用正確的計算方法進(jìn)行樓板計算,對于連續(xù)板不能選用單向板的計算方法,對于雙向板計算應(yīng)考慮材料泊松比對其的影響,以避免由于未調(diào)整跨中彎矩而造成計算值不準(zhǔn)確;為使地基基礎(chǔ)設(shè)計更符合建筑所在地的地基基礎(chǔ)類型特點(diǎn),設(shè)計人員應(yīng)在熟知國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的前提下,對地方性的《地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》加以深入學(xué)習(xí),明確地基基礎(chǔ)特點(diǎn),豐富地基基礎(chǔ)設(shè)計經(jīng)驗,掌握設(shè)計處理的方法,使地基基礎(chǔ)設(shè)計更符合建筑工程的實(shí)際地理情況。
2.4重視抗震設(shè)計
通常情況下,設(shè)計師在進(jìn)行框架結(jié)構(gòu)設(shè)計時,多數(shù)都只重視橫向框架的設(shè)計,往往容易忽略縱向框架的設(shè)計,然而抗震設(shè)計規(guī)范中明確規(guī)定了水平地震作用必須按照兩個主軸的方向進(jìn)行分別計算,各方面的地震作用需由該方向的抗側(cè)力構(gòu)件自行承擔(dān),因此,在進(jìn)行框架設(shè)計時,橫向框架和縱向框架的作用應(yīng)該是等同的,也就是說兩者有著同等的重要性,缺一不可。在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時,應(yīng)遵循小震不壞、中震可修、大震不倒的抗震設(shè)計原則,這就要求結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)設(shè)計成延性結(jié)構(gòu)。延性結(jié)構(gòu)的變形能力能夠有效地承載一定的地震作用,能夠降低地震對建筑結(jié)構(gòu)的破壞,因此,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)盡量以延性結(jié)構(gòu)為主。
2.5重視概念設(shè)計
所謂概念設(shè)計是指運(yùn)用人的思維能力和判斷力解決結(jié)構(gòu)設(shè)計宏觀層面上存在的問題,它以精確的結(jié)構(gòu)概念為依據(jù),對計算結(jié)果和設(shè)計結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)分析,充分考慮計算假設(shè)與實(shí)際結(jié)構(gòu)受力存在的差異,進(jìn)而對結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。在概念設(shè)計過程中,應(yīng)根據(jù)實(shí)際建筑所處的空間和地理條件,結(jié)合考慮建筑所要求必備的功能以及建筑結(jié)構(gòu)的適用性、安全性、美觀性、經(jīng)濟(jì)性等多方面因素,最終確定建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的總體方案,并且能夠利用整體結(jié)構(gòu)與基本桿件間的力學(xué)關(guān)系、結(jié)構(gòu)設(shè)計準(zhǔn)則以及施工現(xiàn)場賦予的資源條件,科學(xué)、合理地解決結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題。同時,在概念設(shè)計中應(yīng)處理好總體布局與關(guān)鍵細(xì)節(jié)之間的關(guān)系,使兩者
兼顧,從而全面提高建筑結(jié)構(gòu)的可靠性。
2.6互相配合,充分溝通
為了能夠確保建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量,在獲得提資圖時,要避免盲目的建模計算和上機(jī)繪制圖紙。應(yīng)該先進(jìn)行詳細(xì)認(rèn)真的分析,同時還要多和建筑設(shè)計師進(jìn)行相互溝通,詳細(xì)了解整個工程的概況以及相關(guān)情況,盡可能的對建筑圖紙的意圖和平立剖的關(guān)系理解透徹,如有必要可適當(dāng)組織各個專業(yè)一起開展協(xié)調(diào)會,對各專業(yè)之間需要注意和配合的地方進(jìn)行明確,盡量統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和做法,使個專業(yè)之間的工作能夠充分協(xié)調(diào),相互配合,避免出現(xiàn)由于設(shè)計圖紙和設(shè)計方案不一致而出現(xiàn)反復(fù)調(diào)整的局面,有效地提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量。
關(guān)鍵詞:高層預(yù)制鋼筋混凝土;剪力墻;住宅結(jié)構(gòu);設(shè)計
中圖分類號:TU208文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A
剪力墻結(jié)構(gòu)是建筑結(jié)構(gòu)中常見的形式,對于高層預(yù)制鋼筋混凝土疊合剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計具有多種形式。目前,較為常見的設(shè)計形式包括兩種,通過對這兩種形式的簡化,應(yīng)用計算機(jī)軟件對其進(jìn)行有效的分析、計算,實(shí)現(xiàn)了對高層預(yù)制鋼筋混凝土疊合剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計的優(yōu)化。下面就通過具體的工程對其進(jìn)行詳細(xì)的分析。
1.工程概況
鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)在我國高層住宅建筑工程中應(yīng)用較為廣泛。通過PC技術(shù)實(shí)施的鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)被稱為預(yù)制鋼筋混凝土疊合剪力墻結(jié)構(gòu),現(xiàn)階段由于沒有完善的設(shè)計規(guī)范以及配套的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),所以PC結(jié)構(gòu)設(shè)計在建筑住宅規(guī)范化、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的過程中具有重要的作用。
某工程為兩棟18層的住宅樓,建筑面積為2.36萬平方米。其中第一層為架空綠化空間;2~15層為標(biāo)準(zhǔn)層;16~18層具有局部退層。該項工程中,PC技術(shù)主要應(yīng)用范圍是3~15層。兩棟樓房中一共有26層標(biāo)準(zhǔn)層。應(yīng)用PCF構(gòu)件,即在建筑外山墻中利用預(yù)制鋼筋混凝土剪力墻模板;采用PC+PCF混合構(gòu)件,即在建筑前后外墻結(jié)構(gòu)中采用預(yù)制鋼筋混凝土模板。
該工程中,PCF模板在工廠中事先制作好,形成模板與外飾面,并在施工現(xiàn)場進(jìn)行安裝,將其當(dāng)做現(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻外墻模板結(jié)構(gòu),然后在結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)設(shè)置相應(yīng)數(shù)量的鋼筋。然后支設(shè)內(nèi)膜結(jié)構(gòu),并安裝預(yù)制鋼筋混凝土模板,形成疊合剪力墻結(jié)構(gòu)。具體情況如下圖所示:
預(yù)制外墻PC是通過將剪力墻結(jié)構(gòu)外墻的填充墻部分,通過預(yù)制形成外模,在內(nèi)側(cè)可填充輕質(zhì)材料:外模使用鋼筋與現(xiàn)澆筑的墻以及梁連接起來。
2.高層預(yù)制鋼筋混凝土疊合剪力墻住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計
該工程建筑抗裂度為Ⅵ度,剪力墻的抗震等級為4級。根據(jù)兩棟樓房建筑結(jié)構(gòu),建筑平面較為規(guī)則,建筑豎向結(jié)構(gòu)較為連續(xù)。因此本工程能夠使用鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)。在該工程建筑中設(shè)置地下結(jié)構(gòu)一層,其基礎(chǔ)為預(yù)應(yīng)力管樁結(jié)構(gòu),并以筏板作為輔助結(jié)構(gòu)。PC結(jié)構(gòu)設(shè)計與傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計存在較大的去唄,在內(nèi)容上得到了更新與完善。實(shí)際設(shè)計中,主要采用以下兩種設(shè)計方式:
方式一:建筑項目中豎向抗側(cè)力構(gòu)建全部采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)或柱結(jié)構(gòu)。這種設(shè)計忽略了PC構(gòu)建以及PCF構(gòu)件剛度要求以及其對建筑相關(guān)結(jié)構(gòu)的影響,將PC構(gòu)件以及PCF構(gòu)件當(dāng)做建筑荷載設(shè)計在建筑整體結(jié)構(gòu)體系中。設(shè)計過程中使用現(xiàn)行的軟件與設(shè)計規(guī)范對該結(jié)構(gòu)設(shè)計方式進(jìn)行計算與分析。
方式二:建筑結(jié)構(gòu)中添加了PC與PCF構(gòu)件結(jié)構(gòu),會增加剪力墻結(jié)構(gòu)的剛度。根據(jù)可靠實(shí)踐證明,預(yù)制鋼筋混凝土疊合剪力墻彈性變形范圍內(nèi),現(xiàn)澆墻體結(jié)構(gòu)能夠與預(yù)制模板結(jié)構(gòu)協(xié)同作業(yè)。該設(shè)計形式就是根據(jù)實(shí)際的情況,合理設(shè)計預(yù)制鋼筋混凝土疊合剪力墻的厚度,控制建筑結(jié)構(gòu)的剛度以及位移。疊合剪力墻墻體的厚度等于現(xiàn)澆剪力墻墻體厚度與預(yù)制鋼筋混凝土模板厚度之和。通過相應(yīng)的建筑結(jié)構(gòu)計算與分析,以建筑周期、結(jié)構(gòu)位移、剛度等計算結(jié)果作為設(shè)計的主要依據(jù)。
3.建筑主體結(jié)構(gòu)設(shè)計
通過相應(yīng)的計算與分析,該工程所采用的設(shè)計方式,能夠通過PC結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡化,并通過現(xiàn)行的設(shè)計規(guī)范與軟件形成相應(yīng)的設(shè)計模型。在實(shí)際設(shè)計過程中,需要考慮到PC、PCF構(gòu)件結(jié)構(gòu)對建筑其他結(jié)構(gòu)的影響,包括剛度的影響,并根據(jù)相關(guān)的計算對計算模型相關(guān)參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。有關(guān)的設(shè)計參數(shù)必須符合設(shè)計規(guī)范要求,同時也應(yīng)該與高工程設(shè)計方案相適應(yīng)。
通過相應(yīng)的計算,并對上述兩種設(shè)計形式計算結(jié)果比較中可知,PC與PCF構(gòu)件對建筑結(jié)構(gòu)剛度的影響程度。PC、PCF結(jié)構(gòu)對結(jié)構(gòu)周期、位移等都具有微小的影響,但是不會對建筑整體結(jié)構(gòu)計算造成影響。在預(yù)制鋼筋混凝土疊合剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中,不僅需要考慮PC、PCF結(jié)構(gòu)剛度,還需要綜合考慮其對建筑結(jié)構(gòu)剛度的影響,對建筑結(jié)構(gòu)位移、周期進(jìn)行有效的控制。
4.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中常見的問題
在高層預(yù)制鋼筋混凝土疊合剪力墻住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中,不僅需要對PC結(jié)構(gòu)主體進(jìn)行合理設(shè)計,還需要對相關(guān)構(gòu)件結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理設(shè)計,形成完整的設(shè)計模型、體系。在具體的設(shè)計過程中,常見的設(shè)計問題體現(xiàn)在以下幾個方面:(1)應(yīng)該重視現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)域疊合剪力墻結(jié)構(gòu)的協(xié)同工作,重視PCF構(gòu)件對建筑結(jié)構(gòu)中的優(yōu)化作用;(2)在PC、PCF構(gòu)件的脫模、運(yùn)輸存放以及安裝就位和現(xiàn)場澆筑混凝土等施工狀況下的剛度以及強(qiáng)度計算應(yīng)根據(jù)實(shí)際工程項目的設(shè)計以及施工開展;(3)Pc構(gòu)件與主體建筑具有多種連接方案,柔性方案與剛性方案的特點(diǎn)不同,各有優(yōu)勢以及缺陷,本工程所使用的是柔性方案;(4)在建筑結(jié)構(gòu)體系當(dāng)中,有其他部位預(yù)制構(gòu)件的使用例如陽臺、樓梯和疊合樓板的預(yù)制件,能在一定程度上對建筑結(jié)構(gòu)的導(dǎo)荷方式以及建筑模型的假定存在一定的影響,在實(shí)際的計算過程中應(yīng)考慮全面;(5)在設(shè)計的設(shè)計過程中,應(yīng)該加強(qiáng)對各個結(jié)構(gòu)連接部位的設(shè)計,設(shè)置合理的連接構(gòu)件,確保整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
5.總結(jié)
本文通過實(shí)際建筑工程,并以工程預(yù)制鋼筋混凝土疊合剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的計算分析為基礎(chǔ),對高層預(yù)制鋼筋混凝土疊合剪力墻住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計方式進(jìn)行分析探討,為相關(guān)人員在這一方面的工作提供能參考。我國建筑行業(yè)發(fā)展具有悠久的歷史,但是PC技術(shù)起步較晚,應(yīng)用到實(shí)際工程中也相對較少,同時也沒有形成完善的設(shè)計規(guī)范以及施工標(biāo)準(zhǔn)與驗收標(biāo)準(zhǔn)。這就需要相關(guān)的工作者加強(qiáng)對該領(lǐng)域的研究,對PC結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行不斷的完善,形成完善的設(shè)計模型與體系,為我國高層建筑發(fā)展提供技術(shù)支持,促進(jìn)我國建筑行業(yè)的發(fā)展,為城市化建設(shè)作出更大的貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn):
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鋼筋混凝土多層、多跨框架軟件開發(fā)
2.項目研究背景:
所要編寫的結(jié)構(gòu)程序是混凝土的框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計,建筑指各種房屋及其附屬的構(gòu)筑物。建筑結(jié)構(gòu)是在建筑中,由若干構(gòu)件,即組成結(jié)構(gòu)的單元如梁、板、柱等,連接而構(gòu)成的能承受作用(或稱荷載)的平面或空間體系。
編寫算例使用建設(shè)部最新出臺的《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》gb50010-xx,該規(guī)范與原混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范gbj10-89相比,新增內(nèi)容約占15%,有重大修訂的內(nèi)容約占35%,保持和基本保持原規(guī)范內(nèi)容的部分約占50%,規(guī)范全面總結(jié)了原規(guī)范實(shí)施以來的實(shí)踐經(jīng)驗,借鑒了國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)。
3. 項目研究意義:
建筑中,結(jié)構(gòu)是為建筑物提供安全可靠、經(jīng)久耐用、節(jié)能節(jié)材、滿足建筑功能的一個重要組成部分,它與建筑材料、制品、施工的工業(yè)化水平密切相關(guān),對發(fā)展新技術(shù)。新材料,提高機(jī)械化、自動化水平有著重要的促進(jìn)作用。
由于結(jié)構(gòu)計算牽扯的數(shù)學(xué)公式較多,并且所涉及的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)很零碎。并且計算量非常之大,近年來,隨著經(jīng)濟(jì)進(jìn)一步發(fā)展,城市人口集中、用地緊張以及商業(yè)競爭的激烈化,更加劇了房屋設(shè)計的復(fù)雜性,許多多高層建筑不斷的被建造。這些建筑無論從時間上還是從勞動量上,都客觀的需要計算機(jī)程序的輔助設(shè)計。這樣,結(jié)構(gòu)軟件開發(fā)就顯得尤為重要。
一棟建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計是否合理,主要取決于結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)布置、構(gòu)件的截面尺寸、材料強(qiáng)度等級以及主要機(jī)構(gòu)構(gòu)造是否合理。這些問題已經(jīng)正確解決,結(jié)構(gòu)計算、施工圖的繪制、則是另令人辛苦的具體程序設(shè)計工作了,因此原來在學(xué)校使用的手算方法,將被運(yùn)用到具體的程序代碼中去,精力就不僅集中在怎樣利用所學(xué)的結(jié)構(gòu)知識來設(shè)計出做法,還要想到如何把這些做法用代碼來實(shí)現(xiàn),
4.文獻(xiàn)研究概況
在不同類型的結(jié)構(gòu)設(shè)計中有些內(nèi)容是一樣的,做框架結(jié)構(gòu)設(shè)計時關(guān)鍵是要減少漏項、減少差錯,計算機(jī)也是如此的。
關(guān)鍵詞: 多層建筑;混凝土砌塊;結(jié)構(gòu)設(shè)計
中圖分類號:TU37文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:
近年來隨著工程項目的數(shù)量的不斷增加,對于工程項目的結(jié)構(gòu)設(shè)計、材料選用、工程質(zhì)量等方面提出了更高的要求。基于混凝土小型空心砌塊所具有的眾多優(yōu)點(diǎn), 如自重輕、造價低、 砌筑速度快、強(qiáng)度高等, 被廣泛的應(yīng)用于多層建筑中。此外,多層砌塊在使用過程中能夠降低對環(huán)境的污染、節(jié)能環(huán)保、降低工程造價、縮短工程周期, 被眾多的工程作為墻體施工材料的首選。雖然砌塊建筑結(jié)構(gòu)有很多優(yōu)點(diǎn),但是在實(shí)際工程應(yīng)用中也存在著一些問題,這些問題在一定程度上影響了整體工程質(zhì)量。以下就多層砌塊建筑結(jié)構(gòu)的應(yīng)用進(jìn)行深入分析。
一、工程的基本概況
本文主要結(jié)合某住宅建筑小區(qū)工程的具體設(shè)計概況進(jìn)行研究,借以分析混凝土小型空心砌塊砌體結(jié)構(gòu)在工程中的具體應(yīng)用,該住宅小區(qū)采用了配筋砌塊砌體剪力墻結(jié)構(gòu),進(jìn)行小區(qū)工程項目共有13棟,下面選取其中較為有代表性7層建筑住宅進(jìn)行分析和研究:該建筑物整體平面為長,36.77m*10.37m 的矩形,建筑的總體高度為 20.295 米,建筑面積為 2783.1 平方米。建筑物的底層設(shè)為庫房,層高為2.4 米, 2到5層為層高2.8米的標(biāo)準(zhǔn)層,頂層設(shè)置為閣樓,主開間分別為4.4 m和3.4m。此建筑物的結(jié)構(gòu)墻體采用的是配筋砌塊,這種建構(gòu)的格局和構(gòu)造屬于相對合理的建筑結(jié)構(gòu)
1、設(shè)計計算
對于多層砌體建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計,我們應(yīng)當(dāng)堅持概念設(shè)計的原則 , 主要涉及到以下幾點(diǎn):
(1)對多層砌體建筑墻體的高寬比進(jìn)行有效控制,確保較弱連梁和墻肢長度設(shè)計的科學(xué)性,因為連梁是抗震設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié),在很大程度上決定了墻肢破壞受損的抵抗程度;(2)墻肢的設(shè)計要以彎曲變形為主,并兼顧到其在屈服后的塑性以及發(fā)展性能,(3)在多層砌塊建筑結(jié)構(gòu)的墻肢內(nèi),平鋼筋的配置要嚴(yán)格遵守相關(guān)設(shè)計規(guī)范和原則,以降低墻肢發(fā)生剪切破壞的可能性;(4)為避免墻肢根部的受損程度,在轉(zhuǎn)角處和墻肢端部要設(shè)計塑性發(fā)展區(qū)和約束邊緣構(gòu)件。以7層的配筋砌塊砌體剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計為例,在多層配筋砌塊砌體結(jié)構(gòu)的具體設(shè)計中,要綜合考慮了配筋混凝土砌塊剪力墻結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),在設(shè)計中注意以下幾點(diǎn):(1)結(jié)構(gòu)布置: 根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計方案和具體要求,二道防震縫經(jīng)過計算確定為每段45m,保證建筑結(jié)構(gòu)平面的勻稱、規(guī)則,類似于現(xiàn)澆剪力墻的結(jié)構(gòu)。開間為4.2、3.9、3.6和3.3 m,雙向剪力墻的分布保持連續(xù)和均勻,豎向與立面的布置非常規(guī)則,層高統(tǒng)一采用2.8 m,建筑結(jié)構(gòu)的剛度沿建筑高度的改變而均勻分布。(2)結(jié)構(gòu)計算: 配筋砌塊砌體剪力墻結(jié)構(gòu)由于目前還沒有專門的結(jié)構(gòu)計算軟件可供使用,本工程使用的廣廈軟件和 SATWE軟件的相互校核,經(jīng)實(shí)踐證明,計算結(jié)果非常類似,具有可操作性。同時,經(jīng)過計算與分析, 取灌孔混凝土砌塊的彈性模量 E=1700fg=1.9×104MPa,混凝土的彈性模量 E=3.0×104MPa。此外,按照砌體建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計要求,配筋砌塊砌體剪力墻結(jié)構(gòu)的位移和內(nèi)力可以按彈性方法計算,結(jié)構(gòu)阻尼比為0.05,混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)力調(diào)整系數(shù)和地震內(nèi)力調(diào)整系數(shù)相同。
2、建筑及節(jié)能設(shè)計
按照多層砌體建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計的相關(guān)要求,尺寸設(shè)定為標(biāo)準(zhǔn)的390 mm(長)×190 mm(寬)×190 mm(高),加上10 mm的標(biāo)準(zhǔn)灰縫后,實(shí)際的尺寸為400 mm×200 mm×200 mm。所以這種砌塊的合理模數(shù)應(yīng)該是2 M( M=100 mm),即墻段的豎向與平面尺寸需要是200 mm的倍數(shù),配筋砌塊砌體剪力墻結(jié)構(gòu)也不例外。這樣設(shè)計的好處是,不僅能夠減少現(xiàn)場切割的高質(zhì)量和異型砌塊的使用數(shù)量,對簡化建筑材料的生產(chǎn)和施工也是非常有幫助的,進(jìn)而提高了生產(chǎn)工效,有效控制了施工成本,砌塊的高度當(dāng)按90 mm進(jìn)行設(shè)計時,應(yīng)當(dāng)拆除相應(yīng)位置上的砌體強(qiáng)度,或者采用混凝土將灌孔填實(shí),此外,對于多層砌塊砌體建筑的樓梯和門廳,需要對電管線用的管道井、表盒的位置以及豎向水進(jìn)行科學(xué)設(shè)計,并保證表盒安裝后的樓梯及通道的尺寸符合有關(guān)規(guī)范要求。
二、混凝土空心砌塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計
1、構(gòu)造柱加強(qiáng)的設(shè)計 。從構(gòu)造結(jié)構(gòu)來看,配筋砌塊砌體剪力墻結(jié)構(gòu)和現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)存在眾多相似的地方, 特別是在高抗震強(qiáng)度地區(qū),剪力墻結(jié)構(gòu)的邊緣構(gòu)件則應(yīng)具有更高的強(qiáng)度。然而配筋砌塊砌體剪力墻結(jié)構(gòu)在受力地方缺乏加強(qiáng)措施,因為砌塊和灌孔芯柱組成剪力墻體沒有達(dá)到應(yīng)有的抗受強(qiáng)度,所以在安徽省某小區(qū)的試點(diǎn)工程設(shè)計中選用了構(gòu)造柱加強(qiáng)做法。這種做法就是在剪力墻的拐角位置和墻體連接部位布設(shè)構(gòu)造柱來加強(qiáng)邊緣構(gòu)件的強(qiáng)度,這種加強(qiáng)的方式取代了一般的芯柱做法。
2、過梁和圈梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計 應(yīng)依據(jù)模數(shù)具體高度的要求 , 將門窗的過梁和外墻圈梁進(jìn)行合并設(shè)計 。 在進(jìn)行抗震墻砌體的結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)采用連梁設(shè)計的方法。在設(shè)計時應(yīng)確保內(nèi)墻圈梁不小于150 mm的高度范圍,當(dāng)內(nèi)墻門、窗洞口小于1800 mm的寬度時,過梁可采用砌塊體進(jìn)行砌筑,內(nèi)部合理設(shè)置等量的鋼筋。在此工程中 , 地基具備基礎(chǔ)條件不是太強(qiáng),應(yīng)適當(dāng)加強(qiáng)圈梁結(jié)構(gòu)的剛度,并合理計算適當(dāng)增加圈梁高度和配筋數(shù)量 。
3、抗裂、防震結(jié)構(gòu)設(shè)計 在此建筑中,砌塊墻體門窗位置的過梁,應(yīng)采用預(yù)制和支座處局部現(xiàn)澆混凝土的形式, 一定程度上提高了施工速度和保證了工程整體質(zhì)量,過梁混凝土預(yù)制部分的寬度應(yīng)大于80 mm,兩端預(yù)留鋼筋的長度不應(yīng)大于150 mm。為增強(qiáng)整體建筑結(jié)構(gòu)和砌體交接處的抗震、抗裂能力,應(yīng)采用箍筋將甩筋的端部進(jìn)行焊接,并確保甩筋錨固長度應(yīng)大于300 mm。 并嚴(yán)格保證使用的混凝土高于 C20 的強(qiáng)度 。依據(jù)結(jié)構(gòu)受力學(xué)分析,對構(gòu)造柱和芯柱墻等結(jié)構(gòu)體進(jìn)行了綜合對比試驗證明加強(qiáng)構(gòu)造柱和芯柱的結(jié)構(gòu)受力強(qiáng)度得到較大的改善,尤其對于橫墻較少的結(jié)構(gòu)建筑,應(yīng)將外墻四根支撐柱、大房間四角支撐柱統(tǒng)一設(shè)置鋼筋混凝土構(gòu)造柱進(jìn)行加強(qiáng),墻體構(gòu)造柱位置統(tǒng)一砌成馬牙槎的形式,構(gòu)造柱旁邊的砌筑孔洞利用混凝土填充灌實(shí),在其它位置采用芯柱進(jìn)行加強(qiáng),嚴(yán)格確保芯柱之間以及芯柱和構(gòu)造柱之間的距離,必須符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,不應(yīng)超過2 m的距離,進(jìn)行抗裂防震設(shè)計,可采用采用橫墻承重的結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行加強(qiáng),在采用橫墻承重的方法時,坡屋面使用現(xiàn)澆鋼筋混凝土?xí)r,在依據(jù)合適的距離在適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置分隔縫。
4、采用配筋砌體的結(jié)構(gòu)設(shè)計。將某一墻段結(jié)構(gòu)由無筋墻體設(shè)置為配筋砌體的形式,能極大提高墻段在多層砌體結(jié)構(gòu)抗震檢驗時的不足, 對于烈度高和大開間砌塊的房屋砌塊結(jié)構(gòu),采用配筋砌塊砌體剪力墻結(jié)構(gòu),已解決承載力不足和抗震承載力驗算欠缺的問題,并根據(jù)需要將墻體結(jié)構(gòu)的大部分或全部采用配筋砌體,應(yīng)按《砌體規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行設(shè)計,將抗震等級設(shè)置為四級。
三、結(jié)語
本文通過對實(shí)際的多層砌塊建筑設(shè)計的詳細(xì)的分析,客觀地證明了諸多科學(xué)合理的設(shè)計理念的應(yīng)用的適用性。 伴隨著國家對新型墻體材料的大力推廣,該類型的建筑結(jié)構(gòu)形式也會初步常態(tài)化,并且該建筑結(jié)構(gòu)形式具有很好的市場推廣前景,對多層建筑以后的結(jié)構(gòu)形式有改良意義,值得我們進(jìn)行大力推廣與使用。
參考文獻(xiàn):
1、林艾思多層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計處理方法?中國建筑設(shè)計論壇?2011(11)
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