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1、浅谈小高层住宅结构设计的几点体会 建筑结构设计 摘要:本文依据现代建筑结构设计发展趋势，并结合工程实例，提出了小高层住宅的几种结构形式，具体阐述了工程实例中结构基础设计与上部结构设计，最终探讨了结构超限问题，对以后的结构设计工作，具有肯定的参考意义。 关键词:结构设计；概念设计；基础设计；结构形式；超限问题； Abstract: in this paper, according to the modern architectural structure design development tendency, and combined with engineering examples, th
2、e paper brings forward the residential building of some of the structure, expounds the structure of engineering examples based design and the upper structure design, and finally discusses the off-gauge problems structure, the design of the structure of after work, have certain reference significance
3、. Keywords: structure design; The conceptual design; The foundation design; Structure form; Off-gauge problems; 中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号： 1小高层住宅的几种结构形式 近几年来,随着房地产行业的火爆,人们对住宅平面与空间的要求也越来越高,小高层建筑形式不断涌现。由于目前的高层住宅结构设计大多数是依据已经确定好的平面和竖向布置,先假定好构件尺寸,通过电算对个别超限的指标进行调整。许多时候都会产生不必要的奢侈。另外,建筑的住宅布置有时候考虑立面造型和内部运用空间,会使
4、结构产生一些不合理之处。例如结构的刚度偏心和扭转及平面不规则等,这些状况对结构受力及抗震均不利。因此我们在设计时必需强调概念设计,在平面布置和构造设计上使结构更趋合理,同时做到经济合理。小高层住宅结构形式也多种多样,主要有以下几种。 (1)框架结构 框架结构优点主要是结构布置敏捷,具有较大的室内空间,尤其底层可以较大空间,运用较为便利。缺点是框架柱截面很大且突出墙体,干脆影响到户型的实际运用面积及家具布置。且建筑平面布置须要非常规则。 (2)异形柱框架结构 异形柱框架结构特点类似于框架结构,且柱宽与墙厚相同。解决了室内空间运用的问题。缺点是此种结构形式太柔对抗震不利,房屋适用高度很低。 (3)
5、 框架剪力墙结构 框架剪力墙结构较多的用在高层结构中。外部框架结构主要承受竖向力,框架布置敏捷。电梯井为剪力墙承受大部分水平荷载。此种结构形式比较适合于商业和商住等有大空间需求的建筑。缺点也是外露的框架柱会影响运用。 (4) 剪力墙结构 剪力墙结构是依据建筑平面布置设置钢筋混凝土剪力墙,无外露柱子很好满意了建筑平面的运用要求。缺点是结构刚度大、自重大、地震反应大。建筑和结构布置不合理的话也会增加钢筋用量。 (5) 短肢剪力墙结构 短肢剪力墙结构是一种剪力墙墙肢较短的特别剪力墙结构,短肢剪力墙结构布置非常敏捷,结构特点也和剪力墙结构类似。在非地震区和地震烈度较低的地方短肢剪力墙结构要更为经济。
6、2工程实例 21工程概况 本工程为一幢11+1 层小高层住宅,长66.94 m,宽15.14 m（包括前后各悬挑1.20m、1.80m）。设计运用年限50年,建筑结构平安等级为二级,抗震设防类别为丙类,抗震设防烈度小于6度,地震分组为第一组,设计基本地震加速度值小于0.05g,建筑场地类别为类,场地特征周期为0.35 s,基本风压0.45 kN /,地面粗糙度为B类。底层层高为4.50米为商铺，标准层层高2.90米。 22基础设计 一般高层、小高层建筑考虑基础埋深的要求1/18建筑物高度,通常设置地下室采纳桩筏基础。本工程房屋高度35.50 m,基础埋深(按相邻半地下车库室内地坪算) 2.20
7、 m。综合考虑各方面缘由未设置地下室,基础采纳桩基础,承台为相互联通的基础梁。桩基础依据本工程的地质报告，以圆砾层为桩端持力层。采纳人工挖孔桩，桩身直径为800mm，扩大头分别为1000mm、1200mm、1400mm、1600mm，桩长为6.0米，一柱一桩，总桩数60 根，从而大大节约了造价成本。 考虑基础顶至二层楼板的高度有6.70米，故在底层地坪以下0.5米处增设一层地梁，以降低层高太高带来的不利影响。 23上部结构设计 231结构选型 本工程为一般的小高层住宅建筑,底层为商业。依据混凝土结构设计规范8.1.1条规定,现浇框架结构伸缩缝最大间距55 m。以及高规3.4.3条A级高度高层建
8、筑规定6、7度时长宽比不大于6的要求。 考虑到建筑平面的好用性,以及建筑商业部位并无大空间要求,上部结构采纳框架结构形式，抗震等级为非抗震。考虑结构长度超过了55m，在中间单元两侧各加设一道膨胀加强带，以削减温度收缩对主体结构的影响。 232结构设计 柱依据建筑平面布置,平面布置尽量匀称、对称,削减结构扭转;竖向布置要连续,避开结构刚度突变。不过由于建筑平面的限制也有一些对结构不利的地方: (1)平面布置中形成了凹口,且凹进尺寸超过了结构宽度的30%形成了平面不规则,不利于抗震。 (2)长度比较长，扭转比较大。 依据本工程实际状况,结构设计按以下几个方面考虑: (1)在凹口处设置拉梁、拉板消退
9、大的凹口。 (2)靠近端部的两道梁截面加大，削减扭转。 3结构超限问题 结构设计非常强调概念设计。适合的结构选型、抗震构件的合理布置,把握住关键部位和次要部位,并驾驭构造要求。对结构的平安性、经济性、合理性至关重要。本工程也有部分涉及到超限问题,对结构的经济性也有肯定的影响。 依据抗震规范以及吕西林主编的超限高层建筑工程抗震设计指南。超限高层主要分为建筑物高度超限和建筑物规则性超限。详细认定标准可查阅超限高层建筑工程抗震指南一书。本工程涉及内容为: (1)结构平面凹进或凸出的一侧尺寸(从抗侧力构件截面中心线算起)大于相应投影方向总尺寸的30%; (2)结构体系属于高规第6章定义的框架高层建筑结
10、构。两侧结构中投影宽度为1.8+3.7+2.2+4.2=12.14m,凹进尺寸为1.8+3.7= 4.5 m,凹进尺寸大于投影宽度的30%而小于投影宽度的40%。由于本工程只占有两项小超限状况,整体可以判定为建筑物规则不超限。只需对这两项实行相应的加强措施即可。 图1结构平面尺寸（单位：mm） 不过对于平面凹凸不规则的判定我个人有一些想法。在现在的住宅建筑中,楼梯间局部平面凸出和两个单元连接处的凹进是特别普遍的状况。而在凹凸不规则推断中有以下两种典型状况,详细见图2。 图2不规则判定图例 假定有一住宅平面结构如下图所示。如按凹进不规则考虑则为(2+2)12=33.3% ,就属于一项小超限,其它
11、状况还有可能凹进量大于40%干脆造成建筑物规则性超限。我个人认为凸出的楼梯间范围很小,只占结构长度很小的一部分(2+2)30 =13.3%。假如根据凸出不规则和凹进不规则分别计算的话则为凸出212=16.7%凹进210=20%则不超限。规范的计算方法偏于平安。 图3 假定住宅结构平面（单位：mm） 假如本工程按此方法计算,考虑下部凸出部分为凸出不规则,那么凹进量就为4.5(3.7+2.2+4.2)=44.55%。规范的计算方法又偏于危急了。因此我认为不规则推断方面还应当考虑凹凸面在建筑物长度方向的尺寸。当然这些只是在方案阶段的初步考虑,最终设计时还是要以详细的计算数据为主。 4结束语 以上为我
12、在小高层住宅结构设计的一些思路和想法,欢迎大家指责指正。现在的住宅基本为商品房,如何在设计过程中使结构经济合理已经成为当务之急。因此我们在结构方案设计中必需强调概念设计,在平面布置上使结构更趋合理;在初步设计中进一步完善细化方案;在施工图设计中做到精确细致,构造精确。力求整个结构设计平安、经济、合理。 参考文献: 1 吕西林. 超限高层建筑工程抗震设计指南M . 上海:同济高校出版社, 2005. 2 中国建筑科学探讨院. JGJ 3-2010高层建筑混凝土结构技术规程 S. 北京:中国建筑工业出版社, 2010. 3 中国建筑科学探讨院. GB 50011-2010建筑抗震设计规范 S. 北京:中国建筑工业出版社, 2010. 注：文章内全部公式及图表请用PDF形式查看。