導(dǎo)語：如何才能寫好一篇房屋鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計論文，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場施工

1．前言

《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》公布以來已經(jīng)快三年。這幾年，這類工程發(fā)展，《規(guī)程》起了很大推動作用，但也陸續(xù)聽到一些令人不安的情況。今冬雨水較大，降雪較多，有些地方雪特別大，結(jié)構(gòu)壓壞恐怕很難避免，但有的地方雪不大房子也有垮的，漏水的更多。最近某廠屋頂漏水解決不了，找到鋼結(jié)構(gòu)委員會來了，不是雨水，是冷凝水，以前還沒有碰到過。另外，也看到一些工程，有的框架梁太細，令人擔(dān)心，遇到大雪很可能出問題。有的骨架立起來搖搖幌幌，沒有支撐，說裝上墻板就好了，好象有了墻板就可以不要支撐?，F(xiàn)在排架多起來。用鋼筋砼柱、輕鋼梁，造價較低，但有的嚴重不合規(guī)定?，F(xiàn)在是市場驅(qū)動，有些企業(yè)搞承包能省就省，盡量壓低造價，管它是否符合規(guī)定。有的連規(guī)定也不清楚。利用開年會的機會，結(jié)合了解到的一些情況，就門式剛架房屋設(shè)計施工中的問題，作一個發(fā)言，拋磚引玉，希望和與會代表交流，取得一致看法。

2．設(shè)計方面

1）屋面活荷載取值

框架荷載取0.3kN/m2已經(jīng)沿用多年，不打算修改。但屋面結(jié)構(gòu)，包括屋面板和檁條，其活荷載要提高到0.5kN/m2。《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》征求意見稿規(guī)定不上人屋面的活荷載為0.5kN/m2，但構(gòu)件的荷載面積大于60m2的可乘折減系數(shù)0.6。門式剛架一般符合此條件，所以可用0.3kN/m2，與鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范保持一致。國外這類，要考慮0.15-0.5N/m2的附加荷載，而我們無此規(guī)定，遇到超載情況，就要出安全問題?，F(xiàn)在有的框架梁太細，檁條太小，明顯有克扣荷載情況，今后應(yīng)特別注意，決不允許在有限的活荷載中“挖潛”。

2）屋脊垂度要控制

框架斜梁的豎向撓度限值一般情況規(guī)定為1/180，除驗算坡面斜梁撓度外，是否要驗算跨中下垂度？過去不明確，它可能講課時說過不包括屋脊點垂度?，F(xiàn)在了解到，美國是計算的。他們作框架分析，一般是將構(gòu)件分段，用等截面程序計算，每段都要計算水平和豎向位移，不能大于允許值，等于要驗算跨中垂度?？缰写苟确从澄菝尕Q向剛度，剛度太小豎向變形就大。要的度本來就小，脊點下垂后引起屋面漏水，是漏水的原因之一。有的工程由于屋面豎向剛度過小，第一榀剛架與山墻間的屋面出現(xiàn)斜坡，使屋面變形?，F(xiàn)在打算做個規(guī)定，剛架側(cè)移后，當(dāng)山尖下垂對坡度影響較大時（例如使坡度小于1/20），要驗算山尖垂度，以便對屋面剛度進行控制。

3）鋼柱換砼柱

少數(shù)單位設(shè)計的門式剛架，采用鋼筋混凝土柱和輕鋼斜梁組成，斜梁用豎放式端板與砼柱中的預(yù)埋螺栓相連，形成剛接，目的是想節(jié)省鋼材和降低造價。在廠房中，的確是有用砼柱和鋼桁架組成的框架，但此時梁柱只能鉸接，不能剛接。多高層建筑中，鋼梁與墻的連接也是如此。因為混凝土是一種脆性材料，雖然構(gòu)件可以通過配筋承受彎矩和剪力，但在連接部位，它的抗拉、抗沖切的性能很并，在外力作用下很容易松動和破壞。還有的單位，在門式剛架設(shè)計好之后，又根據(jù)業(yè)主要求將鋼柱換成砼柱，而梁截面不變。應(yīng)當(dāng)指出，砼柱加鋼梁作成排架是可以的，但將剛架的鋼柱換成砼柱，而鋼梁不變，是不行的。由于連接不同，構(gòu)件內(nèi)力也不同，要的工程斜梁很細，可能與此有關(guān)。建筑結(jié)構(gòu)是一門科學(xué)，如果不按科學(xué)辦事，是要吃苦頭的。今后國家要執(zhí)行建筑法，實行強制性條款，違反其中一項，出了工程事故，是要受罰的。

4）檁條計算不安全

檁條計算問題較大。檁要是冷彎薄壁構(gòu)件，受壓板件或壓彎板件的寬厚比大，在受力時要屈曲，強度計算應(yīng)采用有效寬度，對原有截面要減弱，不能象熱軋型鋼那樣全截面有效。有效寬度理論是在《冷彎薄壁型鋼構(gòu)件技術(shù)規(guī)程》中講的，有的設(shè)計人員恐怕還不了解，甚至有些設(shè)計軟件也未考慮。但是，設(shè)計光靠軟件不行，還要能判斷。軟件未考慮的，自己要考慮，否則就不需要高級工程師了。再有，設(shè)計人員往往忽略強度計算要用凈斷面，忽略釘孔減弱。這種減弱，一般達到6-15%，對小截面窄翼緣的梁影響較大。剛架整體分析采用的是全截面，如果強度計算不用凈截面，實際應(yīng)力將高于計算值。《規(guī)程》3.1.7條規(guī)定：“結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受拉強度應(yīng)按凈截面計算，受壓強度應(yīng)按有效截面計算，穩(wěn)定性應(yīng)按有效截面計算，變形和各種穩(wěn)定系數(shù)均可按毛截面計算”。曾有人問，這條規(guī)定是什么意思？如果有人再提這樣的問題，我想問他，鋼結(jié)構(gòu)學(xué)過沒有？因為這是鋼結(jié)構(gòu)的基本概念問題。如果這樣的問題都簽不出，說明他還不具備鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計資格的。有的單位看到國外資料中檁條很薄，也想用薄的。國外檁條普遍采用高強度低合金鋼，但我國低合金鋼Q345的沖壓性能不行，只有用Q235的。人家是按有效截面計算承載力的。如果用Q235的，又想用得薄，計算時還不考慮有效截面，荷載稍大時檁條就要垮。

3．施工方面

1）柱子拔出

有的剛架在大風(fēng)時柱子被拔起，這是實際中常出現(xiàn)的事故。主要原因不是剛架計算失誤，而且設(shè)計柱間支撐時，未考慮支撐傳給柱腳的拉力。尤其是房屋縱向尺度較小時，只設(shè)置少量柱間支撐來抵抗縱向風(fēng)荷載，支撐傳給柱腳的拉力很大，而柱腳又沒有采取可靠的抗拔措施，很可能將柱子拔起。，因此，在風(fēng)荷載較大的地區(qū)剛架柱受拉時，在柱腳應(yīng)考慮抗拔構(gòu)造，例如錨栓端部設(shè)錨板等。

2）沒有柱間支撐

這種情況最近較多，需要大聲疾呼，這樣不行。蒙皮作用雖然各國都在研究，但沒有任何一本規(guī)范允許不設(shè)支撐。蒙皮作用的影響因素太多，并非在任何情況多能發(fā)揮作用。特別是柱間支撐，受力較大，絕不能省略。蒙皮作用最多只能視為一種剛度儲備。

3）端板合不上

端板連接是結(jié)構(gòu)的重要部位。由于加工要求不嚴，而腹板與端板間夾角又，有的工程兩塊端板完全對不上，合不起來。強行用螺栓拉在一起，仍留下很寬縫隙，嚴懲影響工程質(zhì)量。

4）錨栓不鉛直

框架柱柱腳底板水平度差，錨栓不鉛直，柱子安裝后不在一條直線上，東倒西歪，使房屋外觀很難著，這種情況不少。錨栓安裝應(yīng)堅持先將底板用下部調(diào)整螺栓調(diào)平，再用用無收縮砂漿二次灌漿填實，國外此法施工。最近在上海討論輕鋼施工驗收規(guī)程，不少專家強調(diào)了這種方法。

5）保溫材吸水超重

有些房屋雪不大就垮了，究其原因，是屋面防水施工太差，雪融化后水逐漸滲入，為保溫村所吸收。今年冬季落雪多次，遷延時間較長。屋面的設(shè)計荷載很小時，當(dāng)吸水量達至一定程序，超過了結(jié)構(gòu)的承載能力，就要倒塌。

6）保溫材料胡亂安裝

保溫材料一般采用玻璃棉，其厚度根據(jù)熱功計算確定。正規(guī)做法是采用背面帶鋁箔隔汽層的玻璃棉，有的不用鋁箔，用牛皮紙，我不清楚牛皮紙是否可作隔汽層，如果可以，也比不用任何隔汽層好。防止冷凝水向室內(nèi)滴水，是房屋的使用要求之一。有人以為鋁箔只是為了美觀，或承受拉力，實際上它的主要作用是作隔汽層。承受懸掛時的拉力還可以用玻璃纖維布或鋼絲網(wǎng)?，F(xiàn)在看到有些工程，玻璃棉不用任何隔汽層。另外，當(dāng)采用內(nèi)層鋼板吊頂時，不是將保溫卷材壓在檁條上，而是為了施工方便，將保溫材剪斷，放在檁條之間的吊頂上，形成冷橋。某工程在這樣處理的同時，又將吊頂鋼板搭接方向弄反。加之，冬季混凝土地坪施工作業(yè)時，將周邊門窗關(guān)閉，由于室內(nèi)外溫差大，大量水汽在屋頂凝集，由吊頂鋼板搭接處流下，形成了“外面不下里面下”的狀況，使工程不能交工。經(jīng)驗告訴我們，當(dāng)保溫卷材有隔汽層并保持接縫處密封時，卷材是干燥的，無隔汽層時卷材是濕的。在水份的長期浸泡下，隨著時間的推移，保溫棉將被逐漸壓實，最終失去應(yīng)有的保溫作用，因此安裝方法是否對頭，關(guān)系很大。

4．其它

篇2

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu) 廠房設(shè)計 技術(shù)要求

中圖分類號：TU391文獻標(biāo)識碼： A 文章編號：

隨著市場經(jīng)濟的不斷發(fā)展以及我國綜合國力的提升，國內(nèi)的大型鋼結(jié)構(gòu)廠房的需求量不斷增加，鋼結(jié)構(gòu)廠房在企業(yè)擴大生產(chǎn)經(jīng)營規(guī)模中得到廣泛的應(yīng)用，當(dāng)前需要加強對鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計的經(jīng)驗進行總結(jié)，不斷創(chuàng)新技術(shù)。

一、工程簡介

某大型有色礦山生產(chǎn)用房主要從事銅鉬礦石選礦生產(chǎn)使用，為擴大生產(chǎn)規(guī)模決定興建面積35000平方米的鋼結(jié)構(gòu)廠房，該工程于2012年4月完工，主要的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計平面圖如下。該鋼結(jié)構(gòu)體系采用彩鋼夾芯板等新型的墻體材料進行維護，突出了時代感。

二、廠房設(shè)計技術(shù)要點研究

該廠房工程的負荷量大，能否達到廠房使用的要求就必須重視鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計，主要設(shè)計要點如下：

（一）廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計

一是加強處理了廠房的縱向伸縮縫問題，其縱向270m的設(shè)計于廠房的規(guī)范要求符合，設(shè)計時因為考慮了鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)鋼的荷載較大以及跨度交款，根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50017-2003）對廠房的多項參數(shù)進行控制和取用，在這一范圍內(nèi)，又必須以《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50017-2003）為依據(jù)減少鋼材的用量，即在廠房的98.4m處位置設(shè)縫，注意將縫分開，如此能降低工程造價，減少工程設(shè)計難度。

二是在進行結(jié)構(gòu)布置時，無論是哪種類型鋼結(jié)構(gòu)廠房，一定要重視縱向支撐體系以及鋼架體系的設(shè)計，構(gòu)建穩(wěn)定的鋼結(jié)構(gòu)，一定要選取合理科學(xué)的布置信形勢以及廠房支撐形式，在可靠安全的基礎(chǔ)上設(shè)計使用功能，延長廠房使用壽命。

三是在對鋼結(jié)構(gòu)的加工質(zhì)量進行設(shè)計控制時，須重視鋼結(jié)構(gòu)原材料從采購開始一直到成品出廠的把關(guān)，尤其重視廠房結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換梁的構(gòu)件以及“十字形”截面柱的尺寸精度。

（二）廠房支撐體系設(shè)計

作為鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計的關(guān)鍵部分，鋼結(jié)構(gòu)廠房支撐體系主要是支撐廠房的各個平面框架，構(gòu)成較為穩(wěn)定的廠房鋼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，兼有承擔(dān)傳遞地震力、風(fēng)荷載以及溫度應(yīng)力等，支撐體系還要提供一個穩(wěn)定安全的支撐力，確保鋼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的穩(wěn)定。該廠房支撐體系還要在承擔(dān)100噸的縱向荷載力。在廠房的柱頂、屋梁以及各個梁祝的外側(cè)設(shè)計剛性系桿，在屋面以及有支撐的柱間設(shè)計系桿，另外設(shè)計支撐體系時，利用均衡布置法，沿鋼結(jié)構(gòu)廠房縱向屋檐處，從水平位置設(shè)計三道支撐，橫面上的柱間以及屋面設(shè)計支撐，這樣建立起“三橫四縱”支撐系統(tǒng)，再通過系桿、支撐以及鋼架形成穩(wěn)定體系。

（三）廠房屋面設(shè)計以及屋面支撐系統(tǒng)的設(shè)計

該工業(yè)廠房的支撐系統(tǒng)主要是以廠房的高度、跨度、屋面的結(jié)構(gòu)、所在區(qū)域的地震設(shè)防度以及柱間布置為依據(jù)。該廠房在內(nèi)無檁、有檁屋蓋體系都會設(shè)置垂直方向的支撐，無檁廠房含屋架焊接，有上弦支撐功能，鋼結(jié)構(gòu)廠房的屋面須在天窗架以及屋架設(shè)計橫向支撐，一般屋架間距高于13m的廠房或者含有較大的振動設(shè)備的廠房則必須設(shè)置縱向的水平支撐。

大型鋼架結(jié)構(gòu)的屋面防水、排水設(shè)計也是廠房屋面設(shè)計的重點。從《屋面工程技術(shù)規(guī)范》規(guī)定來看，廠房的屋面坡度最低為5%，該廠房處于冬天積雪較多區(qū)域，坡度設(shè)計適當(dāng)進行了增加。通常單坡廠房屋面長度由該廠房所在地的降雨水頭高度情況以及最大溫差決定，從廠房設(shè)計的經(jīng)驗來看，一般屋面的坡度長度應(yīng)保持在70m范圍內(nèi)。市場上的鋼結(jié)構(gòu)廠房屋面存在2中做法，一是設(shè)計為剛性屋面，即該工業(yè)廠房使用的壓型鋼板內(nèi)含保溫綿，另外一個是柔性屋面，即保溫層、鋼板內(nèi)板以及防水層組成的屋面。

（四）構(gòu)件吊裝工藝設(shè)計

大型鋼結(jié)構(gòu)廠房的結(jié)構(gòu)構(gòu)件含屋架、支撐、檁條、梁柱、墻架以及天窗架等等，不同構(gòu)件尺寸、形式安裝標(biāo)高各有不同，為保證經(jīng)濟合理，須應(yīng)用不同的吊裝方法以及起重機械。

該廠房在吊裝廠房鋼柱時，由于占地面積大，設(shè)計時使用的是塔式以及自行式起重機安裝鋼柱，吊裝方法為滑行吊裝法以及旋轉(zhuǎn)式吊裝法。一般吊裝重型鋼柱則采用雙機抬吊法。在起吊鋼柱時雙機共同吊起鋼柱，達到一定的離地高度之后停止，接著主吊機單獨吊起鋼柱，當(dāng)豎直吊起鋼柱時，拆掉另一臺機器的鋼絲繩，主機繼續(xù)吊起鋼柱達到指定位置，對鋼柱的垂直度進行校正，保證偏差在20mm范圍內(nèi)。校正鋼柱、固定鋼柱過程中，須對鋼柱的垂直偏差程度進行檢查，一旦超出指定范圍，用千斤頂校正。

在設(shè)計大型鋼結(jié)構(gòu)廠房時，如果有起重較重的吊車要求，在進行廠房設(shè)計時必須重視吊車荷載對廠房結(jié)構(gòu)的影響，保證鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定安全，海牙控制鋼梁降低造價，如該廠房吊車荷載中的柱頂位移必須符合規(guī)范內(nèi)容，在這一條件下，靈活控制綴條等構(gòu)件的細長比。

三、結(jié)語

我國應(yīng)用大型鋼結(jié)構(gòu)廠房時間較短，還須加強設(shè)計經(jīng)驗和技巧。鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計在廠房總體設(shè)計中非常關(guān)鍵，需要堅持實用性、經(jīng)濟型原則下，根據(jù)廠房所在地的氣候以及客觀條件下，因地制宜完成建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計。

參考文獻：

[1] 谷民. 冶金工業(yè)鋼結(jié)構(gòu)重防腐涂料的施工質(zhì)量控制[J].山東冶金，2009：124-126；

篇3

關(guān)鍵詞： 冷彎薄壁輕型鋼結(jié)構(gòu)； CAD/CAM； 軟件架構(gòu)； 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)； 軟件開發(fā)

中圖分類號： TU392；TP317.4文獻標(biāo)志碼： B

CAD/CAM software of cold-formed thin-wall lightweight

steel structure for residence buildings

YANG Huizhu1,2, CHANG Zhiguo1, WANG Xiaofeng1, ZHANG Qilin1

(1. College of Civil Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China;

2. Shanghai Tonglei Civil Engineering Technology Co., Ltd., Shanghai 200433, China)

Abstract： To develop a special CAD/CAM software for residence building structure system of cold-formed thin-wall lightweight steel structure, the constitution and construction characteristics of this kind of structure system and its typical connection joints are introduced and analyzed, and the function design and logical division of working flow are implemented according to the practical design work; the software framework and operation procedures are designed as starting from design model to calculation model then to detailing model. The structural design, calculation and installation of the structure system is based on assemblies, hereby basic software objects are determined as wall sheet, floor region, single sheet of planar roof truss. A hierarchy data structure of assembly-member object is designed to meet the different requirements of structural design and detailing design. The CAD/CAM software is developed based on AutoCAD graphics platform, and the kernel functions are realized for modeling, calculation, drawing, and so on.

Key words： cold-formed thin-wall lightweight steel structure; CAD/CAM; software framework; data structure; software development

0引言

冷彎薄壁輕型鋼結(jié)構(gòu)住宅是一種以冷彎薄壁型鋼構(gòu)件和輕型板材共同作為承重和維護結(jié)構(gòu)的新型綠色住宅，見圖1.

冷彎薄壁輕型鋼結(jié)構(gòu)住宅具有節(jié)能環(huán)保、質(zhì)量輕、強度高、抗震性能好以及易于規(guī)?；c標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)等諸多優(yōu)點，在國外已被大量使用，近年來國內(nèi)也開始逐步推廣應(yīng)用.

國外已經(jīng)具備比較完善的輕型鋼結(jié)構(gòu)住宅CAD/CAM軟件，已實現(xiàn)設(shè)計加工一體化、無紙化的自動數(shù)控加工；而在國內(nèi)，由于這種軟件的復(fù)雜性以及國外對此類軟件的技術(shù)與商業(yè)壟斷，輕型鋼結(jié)構(gòu)住宅CAD/CAM軟件成為國內(nèi)各生產(chǎn)廠家普遍的技術(shù)瓶頸.

龍骨結(jié)構(gòu)體系是冷彎薄壁輕型鋼結(jié)構(gòu)住宅的主要結(jié)構(gòu)形式.針對該結(jié)構(gòu)體系，本文開發(fā)出三維可視化的CAD/CAM集成化軟件.

1結(jié)構(gòu)體系與構(gòu)造

龍骨式低層冷彎薄壁輕型鋼結(jié)構(gòu)住宅由屋面系統(tǒng)、樓面系統(tǒng)和墻面系統(tǒng)等3部分組成，見圖2.

墻面系統(tǒng)由冷彎薄壁輕型鋼柱和內(nèi)、外層結(jié)構(gòu)覆面板組成，見圖3.墻體是主要的豎向和水平承重系統(tǒng)，起維護和承重的雙重作用.墻柱體系由C形鋼柱和導(dǎo)軌組成鋼骨架，并設(shè)置鋼拉帶支撐，墻體外側(cè)OSB板和內(nèi)側(cè)石膏板通過自鉆螺釘與鋼骨架相連.樓面系統(tǒng)由冷彎薄壁輕型格柵鋼梁，上、下結(jié)構(gòu)面板以及樓面細石混凝土等材料構(gòu)成，柵格鋼梁間亦設(shè)置鋼拉帶等支撐構(gòu)件，見圖4.屋面系統(tǒng)由冷彎薄壁輕型鋼桁架、屋面水平支撐及屋面板材料構(gòu)成，見圖5.

豎向載荷由樓蓋和屋蓋分別傳遞到墻體，再傳遞到基礎(chǔ)；風(fēng)和地震等水平向載荷全部由載荷方向的墻體承擔(dān).

龍骨式低層冷彎薄壁輕型鋼結(jié)構(gòu)住宅的所有部件均由薄壁的C形鋼、U形鋼及鋼帶拼裝而成，再用自攻螺釘連接.從功能和構(gòu)造上看，連接節(jié)點可分為2類：一類是墻面、樓面及屋面各子系統(tǒng)中構(gòu)件的連接節(jié)點；另一類是子系統(tǒng)之間的連接節(jié)點.典型的連接節(jié)點見圖6.

(a)墻體與基礎(chǔ)的連接(b)墻體構(gòu)件的連接(c)上下層墻體的連接(d)樓蓋梁與基礎(chǔ)的連接(e)樓蓋梁與墻體的連接(f)屋蓋桁架的屋脊節(jié)點

2系統(tǒng)功能與架構(gòu)組織設(shè)計

軟件功能［1］在總體上可分為2部分：建模以及圖紙繪制與數(shù)控加工CNC數(shù)據(jù)的輸出.由于軟件本身的專業(yè)性質(zhì)是結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件，根據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計流程，可劃分為結(jié)構(gòu)布置設(shè)計、結(jié)構(gòu)力學(xué)計算、結(jié)構(gòu)深化設(shè)計以及圖紙與數(shù)據(jù)輸出等4個功能階段.

在結(jié)構(gòu)布置設(shè)計階段，根據(jù)建筑設(shè)計圖布置與搭建墻體、樓蓋與屋蓋結(jié)構(gòu)部件，形成住宅的主結(jié)構(gòu)模型.在該階段中，忽略次構(gòu)件以及構(gòu)件的連接節(jié)點等細部構(gòu)造，重點是形成整個主結(jié)構(gòu)，為下一步的結(jié)構(gòu)計算和規(guī)范驗算作準(zhǔn)備.在此階段的模型上還要施加和編輯所有的外部載荷，包括恒載、活載、雪載、風(fēng)載和地震作用等.

龍骨式低層冷彎薄壁輕型鋼結(jié)構(gòu)住宅結(jié)構(gòu)的力學(xué)計算方式不同于一般的房屋結(jié)構(gòu)計算.通常的房屋結(jié)構(gòu)計算，如多層鋼框架結(jié)構(gòu)或磚混砌體結(jié)構(gòu)進行包含墻、柱、梁和樓板在內(nèi)的整體結(jié)構(gòu)計算，而冷彎薄壁輕型鋼結(jié)構(gòu)住宅是基于屋蓋、樓蓋及墻體等結(jié)構(gòu)部件的計算.外載荷按受載荷面積進行分配，如屋面載荷分配到各榀屋面的桁架；然后按連接關(guān)系進行載荷傳遞計算，即屋蓋桁架與樓蓋的載荷傳遞到墻體，上層墻體載荷傳遞到下層墻體.各部件單獨形成計算模型，進行結(jié)構(gòu)內(nèi)力與位移計算，并按相關(guān)規(guī)范進行部件及其中各構(gòu)件的驗算.一般情況下會將結(jié)構(gòu)的計算結(jié)果返回結(jié)構(gòu)布置設(shè)計階段，進行結(jié)構(gòu)部件和構(gòu)件的調(diào)整，然后再進行結(jié)構(gòu)的力學(xué)計算.如此往復(fù)，直到各個結(jié)構(gòu)指標(biāo)均滿足要求.

深化設(shè)計階段是連接節(jié)點與構(gòu)件細部的設(shè)計，并進行節(jié)點和構(gòu)件的歸并與編號，為鋼結(jié)構(gòu)施工圖、加工圖和CNC加工數(shù)控輸出進行模型和數(shù)據(jù)準(zhǔn)備.繪圖及CNC數(shù)據(jù)的編制完全依據(jù)深化模型，并形成一一對應(yīng)關(guān)系.

由上述可知，整個設(shè)計過程是模型由部件到構(gòu)件、由構(gòu)件到節(jié)點的逐步深入和細化過程，見圖7.其中，計算模型由結(jié)構(gòu)模型映射而來，結(jié)構(gòu)的構(gòu)件將被映射為有限元計算模型的單元和節(jié)點，并根據(jù)結(jié)構(gòu)模型的支撐情況在計算模型上設(shè)置正確的支座約束；結(jié)構(gòu)模型上的載荷也被轉(zhuǎn)換為有限元計算模型上的單元或節(jié)點載荷.

3模型對象的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計

3.1模型對象的范圍劃分和界定

可獨立操作模型對象的范圍界定直接影響軟件內(nèi)部的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)組織，同時也在很大程度上決定軟件在使用界面上的基本模式.［2］

龍骨式低層冷彎薄壁輕型鋼結(jié)構(gòu)住宅全部由C形或U形構(gòu)件搭建而成，如果以單根構(gòu)件為基本操作對象，則各對象自身的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡單統(tǒng)一，對深化設(shè)計階段的節(jié)點和細部操作非常有利.但是，對于建立和維護對象間的邏輯關(guān)聯(lián)信息，基于構(gòu)件的對象界定方法顯得非常復(fù)雜和繁瑣，而且這種結(jié)構(gòu)體系是基于墻、樓板及榀架等部件的結(jié)構(gòu)計算，單根構(gòu)件的對象界定方式非常不利于部件計算模型和載荷的組織與信息關(guān)聯(lián).

根據(jù)龍骨式低層冷彎薄壁輕型鋼結(jié)構(gòu)住宅的建模和結(jié)構(gòu)計算的特點看，結(jié)構(gòu)的物理對象可分為2個層次：（1）部件層次，包括墻體、樓蓋區(qū)塊（由墻體圍成的平面封閉區(qū)域）和屋蓋的各榀平面桁架.其中，屋蓋桁架的上弦沿坡屋面的形狀轉(zhuǎn)折起伏，需通過一個“坡屋面”的虛擬對象用于桁架的建模，此外，還用于屋面載荷向各榀桁架的導(dǎo)算分配.（2）構(gòu)件層次，即組成結(jié)構(gòu)部件的C形、U形冷彎薄壁構(gòu)件以及鋼拉帶和外覆面板等支撐構(gòu)件.因此，建立以部件為基本操作對象的層次化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是更好的組織方案.

3.2模型的層次化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計

構(gòu)件對象內(nèi)嵌在部件對象中.部件是多個構(gòu)件的有機集成體，在部件對象中存儲并維護部件本身的總體信息和部件內(nèi)各根構(gòu)件對象之間的關(guān)聯(lián)信息，各根構(gòu)件自身的信息存儲在構(gòu)件對象內(nèi).該層次化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)［2］的統(tǒng)一描述見圖8.

將上述層次化的參數(shù)描述關(guān)系具體到墻體、樓蓋和屋架等3個子系統(tǒng)，則有如圖9所示的邏輯組織關(guān)系.構(gòu)件集成體（子系統(tǒng)）內(nèi)部各構(gòu)件之間連接節(jié)點內(nèi)置為子系統(tǒng)內(nèi)部的連接功能，構(gòu)件集成體之間的連接節(jié)點（如連接板與抗拔錨栓等）則由外部的連接零件對象和連接功能予以表示和實現(xiàn).

(a)墻體對象的層次化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

(b)樓蓋對象的層次化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

(c)屋架對象的層次化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

(d)單根構(gòu)件對象的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

4程序設(shè)計

在AutoCAD三維圖形平臺［3］上，以二次開發(fā)接口ObjectARX［4］和VC++為工具，用普通PC機開發(fā)該CAD/CAM軟件系統(tǒng).軟件的開發(fā)和運行環(huán)境的層次結(jié)構(gòu)［1］見圖10.

墻體、樓蓋和屋架的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)拓樸具有很大的相似性，應(yīng)用C++的“繼承”和“多態(tài)”特性，建立基類和繼承類的派生關(guān)系，見圖11.多構(gòu)件集成體類從ObjectARX的AcDbEntity類派生，構(gòu)件類從AcDb3dSolid類派生.AcDb3dSolid是三維實體類，具有C形和U形截面構(gòu)件的三維造型與編輯操作.

軟件的主要功能模塊組織［5-6］見圖12，結(jié)構(gòu)三維實體模型是系統(tǒng)核心數(shù)據(jù)庫.

5軟件核心功能

墻體和樓蓋的建模示例見圖13，軟件根據(jù)門窗和樓蓋洞口的位置進行構(gòu)件的布置調(diào)整以及周邊構(gòu)件的加強處理.結(jié)構(gòu)外周墻體形成一個封閉的平面邊界，軟件根據(jù)此邊界以及指定的坡度自動生成坡屋面，然后再依據(jù)坡屋面的形狀自動排列生成各榀屋蓋桁架，見圖14.平面桁架腹桿的劃分布置按對稱與不對稱區(qū)域，三角區(qū)域、梯形區(qū)域及任意形狀區(qū)域進行優(yōu)化.

屋蓋上的載荷按受載荷面積經(jīng)導(dǎo)算后分配到各榀桁架.作用在結(jié)構(gòu)設(shè)計模型上的恒載、活載、雪載及風(fēng)載等經(jīng)導(dǎo)算后有不同的方向和分布模式，見圖15.但是，當(dāng)設(shè)計模型映射為有限元計算模型后，所有載荷都歸為統(tǒng)一形式的有限元載荷.

樓蓋對象以每個單連通的平面區(qū)域（即房間）為單位，樓蓋上的均布載荷也需經(jīng)過分配和傳遞后導(dǎo)算到每根構(gòu)件上，見圖16.

通過對話框的交互方式進行模型的深化設(shè)計，見圖17.軟件根據(jù)深化設(shè)計三維實體模型進行圖紙繪制和數(shù)控加工CNC數(shù)據(jù)的輸出，圖18為樓蓋施工圖示例.

6結(jié)論

（1）根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計流程進行軟件功能階段和模型深化過程的劃分和組織，一方面符合實際設(shè)計工作的要求，另一方面也實現(xiàn)從結(jié)構(gòu)設(shè)計到深化設(shè)計，從建模到結(jié)構(gòu)計算以及繪圖的功能集成一體化.

（2）基本模型對象的范圍界定直接決定軟件的內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計，也在很大程度上影響軟件在界面上的使用模式.

（3）與常規(guī)的框架和剪力墻結(jié)構(gòu)體系相比，龍骨式低層冷彎薄壁輕型鋼結(jié)構(gòu)住宅的構(gòu)造和設(shè)計模式有較大不同.多集合體的層次化模型設(shè)計方法同時兼顧結(jié)構(gòu)部件設(shè)計的宏觀性和構(gòu)件深化設(shè)計的細節(jié)性.

（4）龍骨式低層冷彎薄壁輕型鋼結(jié)構(gòu)住宅不是整體結(jié)構(gòu)計算，而是基于部件的結(jié)構(gòu)分析，各部件的外載荷需經(jīng)多次傳遞和分配導(dǎo)算后確定.由于實際工程結(jié)構(gòu)布置的復(fù)雜性，載荷導(dǎo)算的正確性顯得尤為重要.

（5）基于三維深化模型進行圖紙繪制和CNC數(shù)據(jù)的編制，是該軟件與常規(guī)參數(shù)化直接二維繪圖的重要區(qū)別.該方式的最大優(yōu)點是結(jié)果表達的正確性和精確性，需要進一步改善的是二維圖紙的可讀性和美觀性.

(本文獲計算機輔助工程及其理論研討會2011(CAETS 2011)優(yōu)秀論文獎.)參考文獻：

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關(guān)鍵詞：高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計；存在問題；解決方式

一、高層建筑設(shè)計結(jié)構(gòu)類型時存在的問題及解決方法

1、 在選擇建筑的結(jié)構(gòu)構(gòu)型時要科學(xué)合理

存在的問題：

建筑的結(jié)構(gòu)構(gòu)型決定著建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的整體走向，現(xiàn)在很多設(shè)計師在設(shè)計結(jié)構(gòu)構(gòu)型時，沒有考慮到各方面的問題，導(dǎo)致最終的建筑設(shè)計在整體上不能滿足用戶需求。

解決方法：

在布置高層建筑的結(jié)構(gòu)平面時應(yīng)該遵循對稱、規(guī)則、簡單的原則，防止出現(xiàn)狹長的縮頸位置和應(yīng)急過于集中的凹角部位，此外，還應(yīng)該防止樓梯的電梯部位出現(xiàn)偏置而產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)的后果。在設(shè)計豎向體型時，應(yīng)防止過于外挑，并且內(nèi)收也要適度，剛度也要均勻的變化，切忌出現(xiàn)應(yīng)力過于集中。在《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》中有了專門的內(nèi)容在敘述建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)型的規(guī)則性，比如：豎向結(jié)構(gòu)的規(guī)則性、平面結(jié)構(gòu)的規(guī)則性等等，在審定建筑設(shè)計方案中，堅決摒棄不符合規(guī)則的設(shè)計圖。因此，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工程師在設(shè)計建筑構(gòu)型時必須要遵循這些規(guī)則，如果在設(shè)計過程中發(fā)現(xiàn)了一些問題或者碰到了難題，就應(yīng)該及時向建筑專業(yè)交流溝通，盡最大的努力選擇最優(yōu)的結(jié)構(gòu)構(gòu)型，以免給工程的后續(xù)工作帶了不必要的麻煩。

2、 房屋最適高度和高寬比

存在的問題：

房屋的最適高度和高寬比直接影響著人們在使用過程中的心理感受，最適的高度和高寬比能給人一種舒適的感覺，并且還能增強建筑結(jié)構(gòu)的安全性。而目前，很多設(shè)計師在設(shè)計房屋的最適高度和高寬比時，過于片面地追求單一方面的因素，而使房屋的高度和高寬比不能達到最佳。

解決方法：

在高層建筑設(shè)計規(guī)范和抗震規(guī)范中明確指出，應(yīng)該嚴格限制高層建筑的總高度，以前是將高層建筑的總高度限制值設(shè)定成A級，但是現(xiàn)在將建筑的限制高度設(shè)定成B級，所以必須嚴格控制高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計高度，從多方面綜合考慮，如果高層建筑的高度超出了限定值B級，那么就要改變結(jié)構(gòu)設(shè)計方案和處理手段。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計實踐中，經(jīng)常會發(fā)生因設(shè)計高度超過B級高度導(dǎo)致在審查設(shè)計圖時，沒有通過直接作廢，就又需要重新設(shè)計，這就嚴重影響到建筑的整體規(guī)劃和建設(shè)周期。高層建筑的高寬比直接控制著建筑結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性、剛度、載重能力以及經(jīng)濟合理性，不同高度的高層建筑有著各不相同的高寬比限制值。然而，在設(shè)計一些結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的高層建筑過程中，怎樣準(zhǔn)確地確定一個科學(xué)合理的高寬比是一個比較困難的工作。通常在計算時，能夠根據(jù)需要考慮的方向的的最小投影寬度，針對建筑物中有一些的小的突出部位，例如樓電梯間，這就不在計算的寬度范圍之內(nèi)。針對有些高層建筑物附帶了裙房，如果裙房的剛度和面積相對于上部的塔樓的剛度和面積過于大時，此時在寬度比的計算過程中就可以直接考慮裙房上面的部位。

3、重視短肢剪力墻的設(shè)置

存在的問題：

短肢剪力墻在建筑結(jié)構(gòu)受力方面起到了十分重大的作用，現(xiàn)在的很多建筑的意外倒塌事故，都是由短肢剪力墻的受力不均勻引起的。

解決方法：

短肢剪力墻所指的是墻肢截面高度和厚度的比值是5～8的剪力墻。短肢剪力墻結(jié)構(gòu)是在最近幾年出現(xiàn)的，它既對住宅建筑的合理布置有利，還能使建筑結(jié)構(gòu)的自重得到一定程度的減輕，然而，在高層建筑結(jié)構(gòu)中，剪力墻的肢不能過于短小，這是由于短肢剪力墻有著比較差的抗地震能力，在地震多發(fā)區(qū)的實際應(yīng)用很少，鑒于安全方面，高層建筑結(jié)構(gòu)的剪力墻不能全部采用短肢剪力墻。如果斷肢剪力墻設(shè)置太多，就應(yīng)該增加設(shè)置一些筒體或者常規(guī)性的剪力墻，這二者之間共同受力，形成堅固的剪力墻結(jié)構(gòu)，此外，高層建筑規(guī)范中還對短肢剪力墻的使用有了一些特別的限制，比如：抗震等級、縱向鋼筋的總配筋率、最大高度等，所以，短肢剪力墻在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)該少使用或者不適用為宜，不能因為了方便于施工而設(shè)計錯誤。

二、高層建筑結(jié)構(gòu)的分析與計算方法

1、 在整體計算建筑結(jié)構(gòu)時要選擇正確的軟件

現(xiàn)在大家普遍采用的計算軟件包括：TBSA、TAT、SATWE或SAP、ETABS等。然而，因為不同的軟件所使用的計算模型都是各不相同的，所以要根據(jù)建筑高度、結(jié)構(gòu)選型、結(jié)構(gòu)體系等來正確選擇合適的軟件版本進行設(shè)計。所以計算得出的結(jié)果有一些不同。因此，在計算和分析高層建筑的整體結(jié)構(gòu)時，必須要綜合考慮到建筑結(jié)構(gòu)的高度和構(gòu)型來正確選擇計算軟件，以便能夠保證計算結(jié)果的精準(zhǔn)性，有時可以使用多個不同的軟件來計算，然后工程設(shè)計師再仔細分析這些不同的結(jié)果，找出適合參考且合理的結(jié)果。否則，一旦選擇了不恰當(dāng)?shù)挠嬎丬浖?，不僅會消耗設(shè)計者大量的精力和時間，影響到建設(shè)周期，還將有可能使建筑結(jié)構(gòu)存在一系列的安全隱患。

2、應(yīng)該具有充足的振性數(shù)目

在新的高層建筑規(guī)范中，提出了振型參與系數(shù)的概念，還清楚地指出了這個參數(shù)的額定值。又因為在之前的高層建筑規(guī)范中，沒有明確指出振型參與系數(shù)該方面的內(nèi)容，即使有的指出了此概念，沒有清楚的指出這個參數(shù)的額定值，所以，在分析和計算時期，就應(yīng)該正確判斷確立出這個參數(shù)，再進行有效地調(diào)整振型參與系數(shù)的最終取值。

3、非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的計算和設(shè)計

在高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，通常會有一些因為建筑的功能和美觀方面的要求而非主體承重骨架體系以內(nèi)的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件。特別是在設(shè)計高層建筑屋頂處的裝飾構(gòu)件過程中，因為高層建筑有著比較大的風(fēng)荷載和地震作用，所以，就一定要根據(jù)新的高層建筑規(guī)范中的要求老計算和處理非結(jié)構(gòu)構(gòu)件，以免造成惡劣的影響。

三、總結(jié)

高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計是一項比較復(fù)雜且耗時長的工作，在設(shè)計過程中，稍不留意就會出現(xiàn)一些或大或小的錯誤，從而會給建筑結(jié)構(gòu)的后期施工帶了一系列的安全隱患，一旦發(fā)生安全事故，將會給建設(shè)單位帶了嚴重的損失。因此，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員應(yīng)該嚴格按照新的高層建筑規(guī)范進行設(shè)計方案，并且還要認真考慮高層建筑的結(jié)構(gòu)構(gòu)型，在通過仔細的分析計算來得出最終比較完美的設(shè)計圖，這樣既能保證建筑物的安全性能，還能給建設(shè)單位帶來豐厚的利潤。在設(shè)計過程中，若遇到了一些阻礙，就應(yīng)該及時和建筑師商討，實現(xiàn)資源共享、技術(shù)共享。

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【關(guān)鍵詞】 帶轉(zhuǎn)換層高樓 建筑設(shè)計 功能 分類 設(shè)計方法 技術(shù)要點

中圖分類號：TU2文獻標(biāo)識碼：A文章編號：

一．引言

當(dāng)今社會是經(jīng)濟高速發(fā)展的時代，經(jīng)濟的高速發(fā)展也帶動了我國建筑行業(yè)的迅猛發(fā)展，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，我國建筑水平也有了較大的提高，高層建筑逐步向著綜合性、多樣化以及全面化的方向發(fā)展。就目前我國的建筑發(fā)展情況而言，當(dāng)前在我國出現(xiàn)的比較多的形式是上部多半都是民用住宅樓層，下部就是大規(guī)模的商場以及娛樂場所。我們換個角度來看，從建筑的功能來看，上部由于是居民居住樓房，所以多半是用墻體隔開的小間房，其房間的形式多樣，利用比較自由，而下部則是為了滿足應(yīng)用的需求，其空間比較大，主要是用大柱網(wǎng)結(jié)構(gòu)，很少出現(xiàn)隔墻。這樣的很顯然我們可以發(fā)現(xiàn)，建筑上層的墻體比較多，而下部的墻體相對較小，這與以往常規(guī)的建筑結(jié)構(gòu)是不同。正是因為這樣所以產(chǎn)生了帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑，帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑可以使這種應(yīng)用多元化的建筑在結(jié)構(gòu)上更加的合理，其產(chǎn)生可以說是必然的，也受到了建筑行業(yè)的關(guān)注，其發(fā)展應(yīng)用范圍不斷的擴大，已經(jīng)成為了以后發(fā)展的趨勢。

二．建筑轉(zhuǎn)換層的定義以及功能

因為建筑工程功能的改變，目前高層建筑的應(yīng)用更加的多元化，上部主要呈軸線布置，其間數(shù)多但是每間的面積比較小。下部則與上部恰恰相反，下部主要是要求空間大，所以就要求柱網(wǎng)比較大，隔墻比較少，中間存在一個過渡的樓層。這就是我們所說的帶裝換層的建筑。其轉(zhuǎn)換層的功能主要有以下幾點：

1.上、下層結(jié)構(gòu)類型轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換層將上部剪力墻轉(zhuǎn)換為下部的框架。以獲得較大的內(nèi)部自由空間。

2.上、下層結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)和軸線的改變轉(zhuǎn)換層上、下的結(jié)構(gòu)形式未改變，通過轉(zhuǎn)換層能使下部結(jié)構(gòu)的柱距擴大，形成大柱網(wǎng)。在下層可以有較大的出入口。

3.同時轉(zhuǎn)換上、下層結(jié)構(gòu)類型和柱網(wǎng)上部剪力墻結(jié)構(gòu)通過轉(zhuǎn)換層改變?yōu)榭蛑Ъ袅Y(jié)構(gòu)的同時，下部柱網(wǎng)與上部剪力墻的軸線錯開，形成上、下柱網(wǎng)不對齊的布置。

三．轉(zhuǎn)換層型式的類型

從設(shè)計結(jié)構(gòu)型式上看, 轉(zhuǎn)換層可分為以下幾種類型:

1.梁式轉(zhuǎn)換層

一般運用于底部大空間的框支剪力墻結(jié)構(gòu)體系。它是將上部剪力墻落在框支梁上, 再由框支柱支撐框支梁的結(jié)構(gòu)體系。當(dāng)需要縱橫向同時轉(zhuǎn)換時, 則采用雙向梁布置。

2.箱式轉(zhuǎn)換層

當(dāng)轉(zhuǎn)換梁截面過大時, 設(shè)一層樓板已不能滿足平面內(nèi)樓板剛度無限大的假定。為了使理論假定與實際相符, 可在轉(zhuǎn)換梁梁頂與梁底同時設(shè)一層樓板, 形成一個箱形梁。

3.厚板式轉(zhuǎn)換層

當(dāng)上下柱網(wǎng)錯位較多, 難以用梁直接承托時, 則需做成厚板, 即板式轉(zhuǎn)換層。厚板的厚度可根據(jù)柱網(wǎng)尺寸、上部結(jié)構(gòu)荷載綜合而定。

4.桁架式轉(zhuǎn)換層

當(dāng)高層建筑下部為大空間商場, 上部為小空間客房或?qū)懽謽? 且需設(shè)置管道設(shè)備層時, 也可采用桁架式轉(zhuǎn)換層。上部柱墻可通過桁架傳至下部柱墻, 而管道則可利用桁架間的空間穿行。

四．不同類型轉(zhuǎn)換層的設(shè)計的概述

高層建筑轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)一般可分為以上介紹的4種基本結(jié)構(gòu)形式，其具體樣式如下圖：

1.梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)

該結(jié)構(gòu)形式是目前高層建筑中實現(xiàn)垂直轉(zhuǎn)換最常用的結(jié)構(gòu)形式，由于其傳力途徑采用墻(柱)轉(zhuǎn)換梁柱(墻)的形式，具有傳力直接、明確和清楚的優(yōu)點，實際工程中轉(zhuǎn)換梁的結(jié)構(gòu)形式有多種多樣，從轉(zhuǎn)換梁功能上，可分為托墻和托柱；從轉(zhuǎn)換梁形式上，可分為加腋和不加腋；從轉(zhuǎn)換梁結(jié)構(gòu)采用材料上，又可分為鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土、鋼骨混凝土和鋼結(jié)構(gòu)等。

2.桁架式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)

桁架分為空腹桁架和實腹桁架2 種，它可以是鋼桁架，也可以是鋼筋混凝土桁架，在鋼筋混凝土高層結(jié)構(gòu)中常用鋼筋混凝土桁架?！皬娦备箺U，強節(jié)點”是桁架轉(zhuǎn)換層的基本設(shè)計原則，而節(jié)點的受力復(fù)雜，容易發(fā)生剪切破壞，造成配筋過多。桁架轉(zhuǎn)換式通常要求高度在3m 以上，否則斜壓桿件易形成超短柱，地震作用下容易產(chǎn)生脆性破壞。

3.箱型轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)

該結(jié)構(gòu)形式即單向托梁、雙向托梁如果連同上下層較厚的樓板共同工作，可以形成剛度很大的箱形轉(zhuǎn)換層。它的優(yōu)點是轉(zhuǎn)換層本身的整體性很好，當(dāng)轉(zhuǎn)換層上部結(jié)構(gòu)布置較復(fù)雜時，仍能夠保證上下豎向構(gòu)件的有效傳力。

4.厚板厚梁式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)

帶厚板轉(zhuǎn)換層的高層建筑可采用三維空間分析程序進行整體結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析。厚板的內(nèi)力分析：轉(zhuǎn)換板邊界形狀不規(guī)則，荷載分布和支撐條件較為復(fù)雜，一般需采用有限單元法進行詳細應(yīng)力分析?？刹捎肞KPM 系列軟件中復(fù)雜樓板有限元分析軟件計算。

五.轉(zhuǎn)換層高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計時注意事項

我們知道在我國，建筑行業(yè)的起步比較晚，尤其是帶轉(zhuǎn)換層的建筑是在最近的幾年才發(fā)展起來的，所一與一些發(fā)達國家相比我國的帶轉(zhuǎn)換層的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計理論以及設(shè)計方法相對不完善，在設(shè)計的工程中往往會遇到不同的難題。所以針對在設(shè)計的過程中常常遇到的問題，我們總結(jié)必須注意一下的幾點：

1.在對帶有轉(zhuǎn)換層的建筑進行設(shè)計時其轉(zhuǎn)換層下部的結(jié)構(gòu)不能設(shè)計為柔軟層，如果設(shè)計成了柔軟層，則轉(zhuǎn)換層不能夠承受上部巨大的質(zhì)量與壓力，極容易導(dǎo)致房屋倒塌。

2.在設(shè)計時應(yīng)該注意要把轉(zhuǎn)換層的上部結(jié)構(gòu)設(shè)計成為抗側(cè)剛度接近于下部的抗側(cè)剛度，轉(zhuǎn)換層的上下部其剛度不能有突變情況，而是一個漸變的過程。

3.我們知道底部轉(zhuǎn)換層的高度和其剛度是有關(guān)聯(lián)的，其位置越高則轉(zhuǎn)換層的上下剛度變化會越大，這樣的話就會極易的導(dǎo)致轉(zhuǎn)換層上下剛度出現(xiàn)突變的情況，會很容易導(dǎo)致剪力墻出現(xiàn)受壓裂縫，導(dǎo)致對墻體的破壞，嚴重的則可能導(dǎo)致坍塌事故，所以在設(shè)計時必須要注意轉(zhuǎn)換層高度的適宜。

4.我們在設(shè)計時必須按照相關(guān)的規(guī)定設(shè)計，其設(shè)計的結(jié)構(gòu)體系必須符合規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，不得違反規(guī)定做事，否則會出現(xiàn)嚴重的后果。

六．結(jié)束語

隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，經(jīng)濟的發(fā)展帶動了我國建筑行業(yè)的發(fā)展，當(dāng)前隨著城市規(guī)模的擴大，城市人口越來越多，城市擁擠已經(jīng)成為了城市目前普片存在的問題，正是因為這個問題的存在，我國建筑工程逐步加強了對空間的利用，建筑工程向著多層的方向發(fā)展。其功能也是發(fā)生了相應(yīng)的改變，當(dāng)前的建筑樓，上部是居民住宅樓層，下部則為大型的商場或者娛樂場所。為了解決建筑物上部和下部隔墻的分布不均勻的問題，帶轉(zhuǎn)換層的建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)用而生。帶轉(zhuǎn)換層的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計使建筑的結(jié)構(gòu)更加的科學(xué)合理。就目前我國的建筑水平而言，已經(jīng)取得相當(dāng)不錯的成果，但是我國的建筑行業(yè)起步比較晚，基礎(chǔ)比較差，所以和發(fā)達國家相比還是有很大的差距的，尤其是我國帶轉(zhuǎn)換層的建筑設(shè)計水平還相對的比較不成熟，所以我們在具體的工作中要事實其實，具體問題具體分析，結(jié)合我國建筑物的自身特點，不斷的創(chuàng)新，不斷的總結(jié)，不斷學(xué)習(xí)，只有這樣才能使我國建筑水平提高到一個新的層次。

參考文獻：

[1]白建平 額爾 敦吐 論帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計 [期刊論文] 《城市建設(shè)理論研究（電子版）》 -2012年15期

[2]李從春 帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計 帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計[期刊論文] 《四川建筑》 -2010年6期

[3]李樂 帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計 [期刊論文] 《城市建設(shè)理論研究（電子版）》 -2012年2期

[4]陳明 朱旭飛 何濤 潘春宇 帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計 [期刊論文] 《沿海企業(yè)與科技》 -2008年11期

[5]周廣鵬 淺談帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計 [期刊論文] 《城市建設(shè)理論研究（電子版）》 -2012年10期

篇6

1. 設(shè)計(或研究)的依據(jù)與意義：

本工程為某城區(qū)辦公樓采用多層框架結(jié)構(gòu)，為永久性建筑。該樓總建筑面積為8000㎡，擬建位置另行給定,抗震設(shè)防烈度為8度。

根據(jù)城市城市規(guī)劃.建筑規(guī)模和要求以及現(xiàn)有的氣象條件(氣溫.相對濕度.主導(dǎo)風(fēng)向.基本雪壓).工程場地地質(zhì)條件.及材料供應(yīng)和施工條件進行設(shè)計。西城區(qū)辦公樓由主樓和會議中心兩部分組成，主體結(jié)構(gòu)為7層，內(nèi)外裝修均為一般裝修。

相關(guān)設(shè)計依據(jù)：

(1).《建筑地基設(shè)計規(guī)范》 gb50007-XX

(2).《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》 gb500010-XX

(3).《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》 gb50009-XX

(4)、《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》 gb500011-XX

(5).《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》 gb50003-XX

(6).《房屋建筑制圖統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》 cb/t50001-XX

(7).《建筑結(jié)構(gòu)制圖標(biāo)準(zhǔn)》、 gb/t50105-XX

(8).《建筑設(shè)計防火規(guī)范》 gb50045-1995

(9).有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)圖集、相關(guān)教科書和及相關(guān)規(guī)定。

意義：

近年來框架結(jié)構(gòu)在世界各地又有了很大的發(fā)展，許多城市普遍興建了包括商場、住宅、旅館、辦公樓和多功能建筑等各種類型的框架建筑。土木工程專業(yè)學(xué)生畢業(yè)后參加或從事框架結(jié)構(gòu)設(shè)計已成為必須面對的現(xiàn)實之一。

通過畢業(yè)設(shè)計對大學(xué)期間所學(xué)的知識做一個系統(tǒng)的總結(jié)和應(yīng)用，通過自己對在熟悉任務(wù)書的基礎(chǔ)上參觀、比較同類建筑，查閱、搜集有關(guān)設(shè)計資料使我的所學(xué)的知識得以綜合的應(yīng)用，提高綜合知識的應(yīng)用能力，對所學(xué)過的知識得以系統(tǒng)的深化。并培養(yǎng)我獨立解決建筑設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計的內(nèi)容和步驟，及掌握建筑施工圖結(jié)構(gòu)施工圖繪制的方法，為今后工作打下良好的基礎(chǔ)。

同時畢業(yè)設(shè)計是學(xué)生在畢業(yè)前半年的最后學(xué)習(xí)和綜合訓(xùn)練的實踐性學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，是學(xué)習(xí)深化、拓寬、綜合教學(xué)的重要過程;是學(xué)生學(xué)習(xí)、研究與實踐成果的全面總結(jié);是學(xué)生綜合素質(zhì)與實踐能力培養(yǎng)效果的全面檢驗;是學(xué)生畢業(yè)及學(xué)位資格認定的重要依據(jù);也是衡量高等教育質(zhì)量和辦學(xué)效益的重要評價內(nèi)容 。所以我們每一個畢業(yè)生都應(yīng)該認真的努力完成自己的畢業(yè)設(shè)計，使自己成為社會需要的人才。

2. 國內(nèi)外同類設(shè)計(或同類研究)的概況綜述

框架結(jié)構(gòu)是由梁柱桿系構(gòu)成，能夠承受豎向和水平荷載作用的承重結(jié)構(gòu)體系。一般設(shè)計成雙向梁柱抗側(cè)力體系，主體結(jié)構(gòu)均宜采用剛接模式?？拐鹪O(shè)計時，為協(xié)調(diào)變形和合理分配內(nèi)力，框架結(jié)構(gòu)不宜設(shè)計成單跨結(jié)構(gòu)。

豎向荷載作用下，框架結(jié)構(gòu)以梁受彎為主要受力特點，梁端彎矩和跨中彎矩成為梁結(jié)構(gòu)的控制內(nèi)力。水平荷載作用下，框架柱承擔(dān)水平剪力和柱端彎矩，并由此產(chǎn)生水平側(cè)移，在梁柱節(jié)點處，由于協(xié)調(diào)變形使梁端產(chǎn)生彎矩和剪力，因此產(chǎn)生于柱上下端截面的軸力、彎矩和剪力是柱的控制內(nèi)力。

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，生活水平的提高，人們對建筑產(chǎn)品也提出了更高的要求，不僅要安全、經(jīng)濟，還要實用、美觀。政府辦公樓作為公共建筑，在適應(yīng)時代需求的同時，不僅有與其他公共建筑的共性，也有自己獨特的特點。其總體特征有以下幾個方面：

(1). 現(xiàn)代政府辦公樓(特別是城市辦公樓)一般為高層超高層建筑，少數(shù)低級行政單位為多層。這主要是因為隨著經(jīng)濟的發(fā)展和城市化進程的加快，大量人口持續(xù)不斷的擁向城市，致使城市規(guī)模不斷擴大，需要更多的政府機關(guān)、單位和工作人員來管理和協(xié)調(diào)轄區(qū)內(nèi)的各種關(guān)系，因此，政府辦公樓必須為各級行政工作人員提供足夠的辦公空間，而現(xiàn)在高層建筑的大量涌現(xiàn)，建筑技術(shù)的日臻成熟，因其能提供大量的建筑空間，因而成為多數(shù)政府辦公建筑的首選。

(2). 主體大都采用框架結(jié)構(gòu)，或框架剪力墻結(jié)構(gòu)，以滿足現(xiàn)代辦公建筑的布置靈活、大開間、大進深要求。材料上多用鋼筋混凝土，局部采用鋼結(jié)構(gòu)，以滿足承受自重、活荷載以及辦公用具荷載，并保證具有足夠的強度和穩(wěn)定性要求。

(3). 為減輕結(jié)構(gòu)自重，現(xiàn)代框架結(jié)構(gòu)內(nèi)部填充墻多采用加氣砼砌塊，外墻多采用非承重黏土空心磚。

(4). 政府辦公建筑面積較大，使用人員眾多，流動性大，一般布置為內(nèi)廊式，豎向上則布置多部電梯、樓梯。

(5). 政府辦公建筑作為特殊的公共建筑，作用也因使用單位的不同而各異，因此在設(shè)計時還應(yīng)充分考慮便于各部門施政的要求。

(6). 政府辦公樓中有一些特殊用途的房間，如會議室，新聞廳等，由于其建筑面積很大，且內(nèi)部要求空曠，不能布置柱，因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計中是難點，需要特別重視，重點考慮。

(7). 辦公環(huán)境的好壞會影響辦公效率的高低，因此現(xiàn)代政府辦公建筑應(yīng)充分考慮保溫隔熱消音通風(fēng)等要求，采用新型無毒裝飾材料，減少對辦公人員的影響。會議室、新聞廳等特殊用途房間還應(yīng)專門設(shè)計，滿足其特殊要求。

(8). 隨著現(xiàn)在能源的日益緊缺，建筑作為能源消耗大戶，也應(yīng)充分考慮環(huán)保要求?，F(xiàn)代政府辦公建筑中多采用新型、環(huán)保技術(shù)和材料，以減少對能源的消耗，最大限度的節(jié)約能源。

(9). 政府辦公樓作為公共建筑，必須考慮對交通運輸?shù)囊?，保證周邊道路的通暢。

(10). 在保安監(jiān)控、清潔衛(wèi)生方面，應(yīng)設(shè)置專人專管，以利于工作的開展和責(zé)任的落實。

3. 課題設(shè)計(或研究)的內(nèi)容

本工程根據(jù)設(shè)計任務(wù)書設(shè)計一辦公樓，根據(jù)地質(zhì)情況及各種荷載情況設(shè)計建筑物的基礎(chǔ)，根據(jù)荷載和建筑布局設(shè)計建筑物主體各層結(jié)構(gòu)，設(shè)計梁柱的尺寸及配筋、板厚及配筋，根據(jù)氣象條件設(shè)計建筑物的地下防水防潮、屋面的防水、保溫與隔熱，使其達到實用、安全、經(jīng)濟、美觀的要求。

(1).建筑方案設(shè)計

繪出主要平面，立面，剖面圖，標(biāo)明尺寸(一張1號圖紙)，比例1：200。

(2).建筑施工圖設(shè)計

1).平面圖：底層平面，標(biāo)準(zhǔn)層平面，頂層平面，比例1：100;

2).立面圖：主立面，背立面，側(cè)立面，比例1：100;

3).剖面圖：主要剖面(1：100)，樓梯剖面(1：50);

4).詳圖：需要詳細說明的節(jié)點，比例1：10或1：20;

5).總平面圖(1：500)，門窗表，建筑設(shè)計說明。

(3).結(jié)構(gòu)施工圖

1).基礎(chǔ)平面圖和基礎(chǔ)詳圖，比例1：100;

2).樓面，屋面結(jié)構(gòu)平面圖及節(jié)點詳圖，比例1：100;

3).框架梁柱配筋圖節(jié)點詳圖，比例1：50;

4).部分結(jié)構(gòu)構(gòu)件詳圖，比例1：20或1：10;

4. 設(shè)計(或研究)方法

采用框架結(jié)構(gòu)近似計算法，求豎向荷載作用下的內(nèi)力用彎矩分配法;求水平荷載作用下的內(nèi)力時，有d值法等。求水平地震作用的時候采用底部剪力法;

結(jié)合所學(xué)過的知識、通過查閱參考資料初步設(shè)計，再交指導(dǎo)老師審查，審查通過后，利用autocad 、和手工完成繪圖，利用excel、word等完成設(shè)計說明書及其他內(nèi)容的編寫。

結(jié)構(gòu)部分計算的大概步驟：

1).初估梁柱截面尺寸 2). 荷載計算

3). 水平地震作用的側(cè)移驗算 4). 風(fēng)荷載作用下的側(cè)移驗算

5). 水平地震作用下橫向框架的內(nèi)力計算 6). 豎向荷載作用下框架的內(nèi)力計算

7). 框架梁柱配筋 8). 板的配筋計算

9). 樓梯配筋 10).基礎(chǔ)的設(shè)計及配筋計算

5. 實施計劃

設(shè)計內(nèi)容 所用時間

1.英文資料翻譯 1周

2.開題報告、建筑方案 2周

3.各種結(jié)構(gòu)的確定、繪圖、編制設(shè)計說明書 7周

篇7

關(guān)鍵詞：高層建筑，建筑結(jié)構(gòu)，抗震設(shè)計

 

地震是一種隨機振動,所以建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員為防止、減少地震給建筑造成的危害, 就需要分析研究建筑抗震問題不斷總結(jié)工程經(jīng)驗,妥善處理這一工程問題。

一、實行建筑抗震設(shè)計規(guī)范，總結(jié)工程經(jīng)驗妥善處理工程問題：

（一）選擇有利的抗震場地

地震造成建筑物的破壞, 除地震動直接引起的結(jié)構(gòu)破壞外,場地條件也是一個重要的原因。地震引起的地表錯動與地裂,地基土的小均勻沉陷, 滑坡和粉、砂土液化等?？萍颊撐摹Ｒ虼?應(yīng)選擇對建筑抗震有利的地段, 應(yīng)避開對抗震不利地段。當(dāng)無法避開時, 應(yīng)采取適當(dāng)?shù)目拐鸺訌姶胧?應(yīng)根據(jù)抗震設(shè)防類別、地基液化等級,分別采取加強地基和上部結(jié)構(gòu)整體性和剛度、部分消除或全部消除地基液化沉陷的措施; 當(dāng)?shù)鼗饕芰臃秶鷥?nèi)存在軟弱粘性土層、新近填土和嚴重不均勻土層時,應(yīng)估計地震時地基不均勻沉降或其他不利影響, 采用樁基、地基加固和加強基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)的處理措施; 對于地震時可能導(dǎo)致滑移或地裂的場地,應(yīng)采取相應(yīng)的地基穩(wěn)定措施。

（二）優(yōu)化的平面和立面布置

關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的平面與立體結(jié)構(gòu), 我們根據(jù)認為有以下幾個方面可以參考:

1、結(jié)構(gòu)的簡單性。結(jié)構(gòu)簡單是指結(jié)構(gòu)在地震作用下具有直接和明確的傳力途徑。只有結(jié)構(gòu)簡單,才能夠?qū)Y(jié)構(gòu)的計算模型、內(nèi)力與位移分析, 限制薄弱部位的出現(xiàn)易于把握,因而對結(jié)構(gòu)抗震性能的估計也比較可靠。

2、結(jié)構(gòu)的剛度和抗震能力。水平地震作用是雙向的,結(jié)構(gòu)布置應(yīng)使結(jié)構(gòu)能抵抗任意方向的地震作用。通常, 可使結(jié)構(gòu)沿平面上兩個主軸方向具有足夠的剛度和抗震能力, 結(jié)構(gòu)的抗震能力則是結(jié)構(gòu)強度及延性的綜合反映。結(jié)構(gòu)剛度的選擇既要減少地震作用效應(yīng)又要注意控制結(jié)構(gòu)變形的增大, 過大的變形會產(chǎn)生重力二階效應(yīng), 導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞、失穩(wěn)。論文參考網(wǎng)。

3、結(jié)構(gòu)的整體性。在高層建筑結(jié)構(gòu)中,樓蓋對于結(jié)構(gòu)的整體性起到非常重要的作用,樓蓋相當(dāng)于水平隔板,它不僅聚集和傳遞慣性力到各個豎向抗側(cè)力子結(jié)構(gòu), 而且要求這些子結(jié)構(gòu)能協(xié)同承受地震作用, 特別是當(dāng)豎向抗側(cè)力子結(jié)構(gòu)布置不均勻或布置復(fù)雜或抗側(cè)力子結(jié)構(gòu)水平變形特征不同時, 整個結(jié)構(gòu)就要依靠樓蓋使抗側(cè)力子結(jié)構(gòu)能協(xié)同工作。

（三）設(shè)置多道設(shè)防的抗震結(jié)構(gòu)體系

多道抗震防線, 是指在一個抗震結(jié)構(gòu)體系中, 一部分延性好的構(gòu)件在地震作用下, 首先達到屈服, 充分發(fā)揮其吸收和耗散地震能量的作用, 即擔(dān)負起第一道抗震防線的作用, 其他構(gòu)件則在第一道抗震防線屈服后才依次屈服,從而形成第二、第三或更多道抗震防線, 這樣的結(jié)構(gòu)體系對保證結(jié)構(gòu)的抗震安全性是非常有效的。同時底框建筑底層高度不宜太高, 應(yīng)控制在4.5m 以下。高度加大, 底層剛度減小, 重心提高, 使框架柱的長細比增大, 更容易產(chǎn)生失穩(wěn)現(xiàn)象。論文參考網(wǎng)。而且由于高度較大,很多建筑房間被業(yè)主一層改成了兩層, 造成了較大的安全隱患?？萍颊撐摹Ｒ司哂泻侠淼膭偠群蛷姸确植? 避免因局部削弱或突變形成薄弱部位.產(chǎn)生過大的應(yīng)力集中或塑性變形集中;可能出現(xiàn)的薄弱部位, 應(yīng)采取措施提高抗震能力。

（四）保證結(jié)構(gòu)的延性抗震能力

合理選擇了建筑結(jié)構(gòu)后, 就需要通過抗震措施來保證結(jié)構(gòu)確實具有所需的延性抗震能力,從而保證結(jié)構(gòu)在中震、大震下實現(xiàn)抗震設(shè)防目標(biāo), 系統(tǒng)的抗震措施包括以下幾個方面內(nèi)容。強柱弱梁: 人為增大柱相對于梁的抗彎能力,使鋼筋混凝土框架在大震下,梁端塑性鉸出現(xiàn)較早,在達到最大非線性位移時塑性轉(zhuǎn)動較大; 而柱端塑性鉸出現(xiàn)較晚, 在達到最大非線性位移時塑性轉(zhuǎn)動較小,甚至根本不出現(xiàn)塑性鉸。從而保證框架具有一個較為穩(wěn)定的塑性耗能機構(gòu)和較大的塑性耗能能力。強剪弱彎: 剪切破壞基本上沒有延性, 一旦某部位發(fā)生剪切破壞, 該部位就將徹底退出結(jié)構(gòu)抗震能力, 對于柱端的剪切破壞還可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的局部或整體倒塌。因此可以人為增大柱端、梁端、節(jié)點的組合剪力值, 使結(jié)構(gòu)能在大震下的交替非彈性變形中其任何構(gòu)件都不會先發(fā)生剪切破壞。

（五）合理的建筑結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計計算分析

對于復(fù)雜結(jié)構(gòu)進行多遇地震作用下的內(nèi)力和變形分析時, 應(yīng)采用不少于兩個不同的力學(xué)模型,目前主要有兩種計算理論: 剪摩理論和主拉應(yīng)力理論, 它們有各自的適用范圍:磚砌體一般采用主拉應(yīng)力理論,而砌塊結(jié)構(gòu)可采用剪摩理論。對計算機的計算結(jié)果, 應(yīng)經(jīng)分析判斷確認其合理、有效后方可用于工程設(shè)計。結(jié)構(gòu)計算控制的主要計算結(jié)果有結(jié)構(gòu)的自振周期、位移、平動及扭轉(zhuǎn)系數(shù)、層間剛度比、剪重比、有效質(zhì)量系數(shù)等。另外, 地下室水平位移嵌固位置,轉(zhuǎn)換層剛度是否滿足要求等, 都要求有層剛度作為依據(jù)。復(fù)雜高層建筑抗震計算時,宜考慮平扭耦聯(lián)計算結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng), 振型數(shù)不應(yīng)小于15,對多塔結(jié)構(gòu)的振型數(shù)不應(yīng)小手塔樓數(shù)的9 倍, 且計算振型數(shù)應(yīng)使振型參與質(zhì)量不小于總質(zhì)量的90%?？傊? 高層結(jié)構(gòu)計算很難一次完成,應(yīng)根據(jù)試算結(jié)果, 按上述要求多次調(diào)整,才能得到較為合理的計算結(jié)果,以保證建筑物的安全。

二、高層建筑抗震設(shè)計中經(jīng)常出現(xiàn)的問題

（一）部分建筑物高度過高

按我國現(xiàn)行高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程規(guī)定，在一定設(shè)防烈度和一定結(jié)構(gòu)型式下，鋼筋混凝土高層建筑都有一個適宜的高度。在這個高度，抗震能力還是比較穩(wěn)妥的，但是目前不少高層建筑超過了高度限制。在震力作用下，超高限建筑物的變形破壞性會發(fā)生很大的變化，建筑物的抗震能力下降，很多影響因素也發(fā)生變化，結(jié)構(gòu)設(shè)計和工程預(yù)算的相應(yīng)參數(shù)需要重新選取。

（二）地基的選取不合理

由于城市人口的增多和相對空間的縮小，不少建筑商忽略了這一問題，哪里商業(yè)空間大就在哪里建。高層建筑應(yīng)選擇位于開闊平坦地帶的堅硬土場地或密實均勻中硬土場地，遠離河岸，不應(yīng)垮在兩類土壤上，避開不利地形、不采用震陷土作天然地基，避免在斷層、山崖、滑坡、地陷等抗震危險地段建造房屋。高層建筑的地基選取不恰當(dāng)可能導(dǎo)致抗震能力差。

（三）材料的選用不科學(xué),結(jié)構(gòu)體系不合理

在地震多發(fā)區(qū)，采用何種建筑材料或結(jié)構(gòu)體系較為合理應(yīng)該得到人們的重視。由于我國建筑結(jié)構(gòu)主要以鋼筋混凝土核心筒為主，變形控制要以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的位移限值為基準(zhǔn)。但因其彎曲變形的側(cè)移較大，靠剛度很小的鋼框架協(xié)同工作減小側(cè)移，不僅增大了鋼結(jié)構(gòu)的負擔(dān)，而且效果不大，有時不得不加大混凝土的剛度或設(shè)置伸臂結(jié)構(gòu)，形成加強層才能滿足規(guī)范側(cè)移限值。

（四）較低的抗震設(shè)防烈度

許多專家提出，現(xiàn)行的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計安全度已不能適應(yīng)國情的需要，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全度水平應(yīng)該大幅度提高。我國現(xiàn)行抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)是比較低的，中震相當(dāng)于在規(guī)定的設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)超越概率為lO％的地震烈度，較低的抗震設(shè)防烈度放松了高層建筑的抗震要求。論文參考網(wǎng)?？萍颊撐摹?/p>

三、結(jié)語

地震是一種目前難以準(zhǔn)確預(yù)測的自然災(zāi)害,為避免它給人類帶來大的災(zāi)難。作為工程技術(shù)設(shè)計人員在建筑結(jié)構(gòu)的研究和工程設(shè)計中,應(yīng)從整體宏觀的觀點出發(fā),綜合處理好建筑功能、技術(shù)、藝術(shù)、安全可靠性和經(jīng)濟合理等幾方面內(nèi)容,從而創(chuàng)造出更加安全、適用、經(jīng)濟美觀的高層建筑;新型結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)，高性能材料的發(fā)展，計算機技術(shù)水平的提高，促使人類建筑精品再上新的臺階。

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【關(guān)鍵詞】高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計；選型結(jié)構(gòu)

引言

結(jié)構(gòu)選型工作受諸多條件與因素的影響，具有很強的綜合性。近年來，不僅建筑面積、層數(shù)、高度有了明顯增加，而且外形也越來越復(fù)雜，呈現(xiàn)多樣化的趨勢。結(jié)構(gòu)選型除了要考慮工程造價與投資能力，還要考慮所選結(jié)構(gòu)型式對建筑功能的適應(yīng)性，施工條件與技術(shù)能力，施工工期與材料和能源供應(yīng)等諸多因素。

1 高層建筑結(jié)構(gòu)選型的相關(guān)概述

高層建筑的結(jié)構(gòu)體系主要有剪力墻結(jié)構(gòu)， 框架一剪力墻結(jié)構(gòu)，部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)，筒中筒結(jié)構(gòu)，筒體—框架結(jié)構(gòu)，以及混合結(jié)構(gòu)，即由多種材料構(gòu)件如鋼筋混凝土構(gòu)件、鋼構(gòu)件、組合結(jié)構(gòu)構(gòu)件（鋼管混凝土構(gòu)件、型鋼混凝土構(gòu)件及組合梁等）構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。主要分為：（1）一般高層建筑結(jié)構(gòu)體系；其中包括框架體系、剪力墻體系、框架-剪力墻體系、框筒體系、筒中筒體系等結(jié)構(gòu)體系。（2）復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)體系；一般是指帶轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)體系、帶加強層結(jié)構(gòu)體系、連體結(jié)構(gòu)體系、平面不規(guī)則結(jié)構(gòu)體系、懸挑結(jié)構(gòu)體系等。（3）新穎高層建筑結(jié)構(gòu)體系；近年來，出現(xiàn)了一些新穎的高層建筑結(jié)構(gòu)體系。其中具有代表性的有束筒體系、巨型框架體系、脊骨體系等結(jié)構(gòu)體系。

2 高層建筑結(jié)構(gòu)選型的重要性

結(jié)構(gòu)選型對于從事建筑設(shè)計的人員來說是非常重要的，結(jié)構(gòu)選型的好壞關(guān)系到建筑物是否適用、經(jīng)濟、美觀。結(jié)構(gòu)選型不單純是結(jié)構(gòu)問題，而是一個綜合性的科學(xué)問題。一個好的結(jié)構(gòu)型式，不僅要考慮到建筑的使用功能，結(jié)構(gòu)的安全合理，施工上的可能條件，也要考慮造價上的經(jīng)濟價值和藝術(shù)上的造型美觀。如果能夠利用和發(fā)揮結(jié)構(gòu)本身所具有的造型特點，去塑造出新穎而富有個性的建筑藝術(shù)造型，這才是一個非常成功的建筑作品。由于結(jié)構(gòu)選型是個綜合性問題，一個結(jié)構(gòu)型式的最佳選擇，往往需要進行調(diào)查研究，綜合分析，結(jié)合具體建設(shè)條件考慮，才能做出最終的選定。

根據(jù)使用與建筑要求，高層建筑形式的多樣化、復(fù)雜化，可說是近年發(fā)展的一個特點，從而對結(jié)構(gòu)設(shè)計提出了更高的要求。近幾年的高層建筑，在高度、規(guī)模、投資上日益增大，要求性能也更多樣，也只有更優(yōu)化的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)形式才能與之相適應(yīng)。

3 高層建筑結(jié)構(gòu)選型的若干思考

在高層建筑設(shè)計中，由于水平荷載起主要控制作用，因而控制建筑物的側(cè)移成為必要的手段。采用各種剪力墻結(jié)構(gòu)體系，以增加剛度是控制建筑物側(cè)移的有效方法。除此以外還有一種控制側(cè)移的途徑是選擇有效地房屋形式，這才是一種行之有效地先進方法。倘若采用對側(cè)向力不敏感的房屋形式，利用它的幾何形狀所具有的力學(xué)有點，使結(jié)構(gòu)較為有效而房屋又能建的很高，這才是現(xiàn)代建筑創(chuàng)新的一種途徑。

將建筑物的外柱傾斜設(shè)置，使建筑物成為截錐形，這樣能使建筑物的側(cè)向剛度大大增加，側(cè)移將可減少10%—50%，特別對于高度較高而寬度較窄的建筑物結(jié)構(gòu)影響最大。圓形或橢圓形建筑物形成管狀結(jié)構(gòu)，對側(cè)向力形成三維反應(yīng)，圓形和橢圓形建筑真正垂直于風(fēng)向的表面積較少，因此風(fēng)壓值比棱柱體的建筑物要大大減少。從幾何觀點看，三角形式穩(wěn)定不變的體型，因此，三角形棱柱體也是有效地房屋形式。風(fēng)荷載不僅在建筑高度上顯示著它的作用，而且因建筑形狀不同，其作用也大有差別。

在對豎向承重結(jié)構(gòu)進行選型時，首先考慮的是建筑物的高度。不同結(jié)構(gòu)體系的強度和剛度是不一樣的，因而它們適應(yīng)的高度也不同。一般說來，框架結(jié)構(gòu)適用于高度低、層數(shù)少、設(shè)防烈度低的情況；框架—剪力墻結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)可以滿足大多數(shù)建筑物的高度要求；層數(shù)多或設(shè)防烈度較高時，可用筒體結(jié)構(gòu)。其次要考慮的另一個因素是建筑物的用途。住宅建筑一般采用剪力墻結(jié)構(gòu)。公共性建筑（辦公、商業(yè)、賓館、教學(xué)、醫(yī)院等）一般采用框架結(jié)構(gòu)或混合結(jié)構(gòu)。

水平承重結(jié)構(gòu)選型通常有以下幾種：平板體系、無梁樓蓋、密肋樓蓋和肋形樓蓋。平板體系：平板體系采用單向板或雙向板，常用于剪力墻結(jié)構(gòu)或筒體結(jié)構(gòu)。其優(yōu)點是板底平整，可以不加吊頂，結(jié)構(gòu)高度低，可以降低層高。但當(dāng)跨度大時，采用平板較困難，一般非預(yù)應(yīng)力平板不宜超過6m，預(yù)應(yīng)力平板不宜超過9m，否則平板厚度過大，樓面重量太大。采用現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力無粘結(jié)平板樓面可以減少板厚。無梁樓蓋：在層高受限制情況下，公用建筑常采用無梁樓蓋。無梁樓蓋最好帶現(xiàn)澆柱帽，以加強板柱連接的可靠性。無梁樓蓋的合適跨度是：普通鋼筋混凝土樓面6m以內(nèi)；預(yù)應(yīng)力混凝土樓面可達9m。密肋樓蓋：密肋樓蓋多用在跨度較大而梁高受限制的情況下。筒體結(jié)構(gòu)角區(qū)樓面也常用密肋樓蓋。

高層建筑的基礎(chǔ)是高層建筑的重要組成部分。它將上部結(jié)構(gòu)傳來的巨大荷載傳遞給地基。高層建筑基礎(chǔ)形式選擇的好壞，不但關(guān)系到結(jié)構(gòu)的安全，而且對房屋的造價、施工工期等有重大的影響。高層建筑基礎(chǔ)形式通常有以下幾種：（1）柱下獨立基礎(chǔ)：適用于多層及土質(zhì)較好的框架結(jié)構(gòu)。 （2）交叉梁基礎(chǔ)：即雙向為條形基礎(chǔ)。適用于多層及土質(zhì)一般的框架、剪力墻、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)。（3）片筏基礎(chǔ)：適用于多層及土質(zhì)較弱或高層但土質(zhì)較好時用。 （4）復(fù)合基礎(chǔ)：適用于高層或土質(zhì)較弱時采用。CFG樁復(fù)合地基是高粘結(jié)強度復(fù)合地基的代表，目前它已大量應(yīng)用于高層建筑地基。它既可適用于條形基礎(chǔ)、獨立基礎(chǔ)，也可用于筏基和箱形基礎(chǔ)。可用于填土、飽和土及非飽和土粘性土。

4 結(jié)語

在高層建筑設(shè)計中，不能認為是結(jié)構(gòu)束縛了建筑，相反，這正好有力的說明建筑體型與結(jié)構(gòu)選型相配合的重要性，也說明了建筑師與結(jié)構(gòu)工程師充分合作的必要性。高層建筑結(jié)構(gòu)的選型直接影響著建筑物的安全性與經(jīng)濟性。高層建筑結(jié)構(gòu)選型要做到密切配合建筑專業(yè)，進一步提高建筑的使用功能和造型的多樣化。結(jié)構(gòu)選型還要做到給施工創(chuàng)造有利條件，以保證結(jié)構(gòu)的工程質(zhì)量?？偟恼f來，要做好結(jié)構(gòu)的選型需要具備的知識和經(jīng)驗是多方面的，想要具備這方面的技能，就得不斷總結(jié)設(shè)計經(jīng)驗，工作中勤于思考，工作外廣泛閱讀科技成果。要多深入施工現(xiàn)場，才能了解真實的工作情況。作為一名結(jié)構(gòu)工程師，必須努力提高自己的結(jié)構(gòu)素養(yǎng)和結(jié)構(gòu)技能。

參考文獻：

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關(guān)鍵詞:高層建筑;抗震;結(jié)構(gòu)設(shè)計;探討

中圖分類號：[TU208.3]文獻標(biāo)識碼：A文章編號：

1 高層建筑發(fā)展概況與存在問題

80年代,是我國高層建筑在設(shè)計計算及施工技術(shù)各方面迅速發(fā)展的階段。各大中城市普遍興建高度在100m左右或100m以上的以鋼筋為主的建筑,建筑層數(shù)和高度不斷增加,功能和類型越來越復(fù)雜,結(jié)構(gòu)體系日趨多樣化。比較有代表性的高層建筑有上海錦江飯店,它是一座現(xiàn)代化的高級賓館,總高153.52m,全部采用框架一芯墻全鋼結(jié)構(gòu)體系,深圳發(fā)展中心大廈43層高165.3m,加上天線的高度共185.3m,這是我國第一幢大型高層鋼結(jié)構(gòu)建筑。進入90年代我國高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計與施工技術(shù)進入了新的階段。不僅結(jié)構(gòu)體系及建筑材料出現(xiàn)多樣化而且在高度上長幅很大有一個飛躍。深圳于1995年6月封頂?shù)牡赝醮髲B,81層高,385.95m為鋼結(jié)構(gòu),它居目前世界建筑的第四位。

我國高層建筑的結(jié)構(gòu)材料一直以鋼筋混凝土為主。隨著設(shè)計思想的不斷更新,結(jié)構(gòu)體系日趨多樣化,建筑平面布置與豎向體型也越來越復(fù)雜,出現(xiàn)了許多超高超限鋼筋混凝土建筑,這就給高層建筑的結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計提出了更高的要求。尤其是在抗震設(shè)防地區(qū),如何準(zhǔn)確地對這些復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系進行抗震分析以及抗震設(shè)計,已成為高層建筑研究領(lǐng)域的主要課題之一。

2 建筑抗震的理論分析

2.1 建筑結(jié)構(gòu)抗震規(guī)范

建筑結(jié)構(gòu)抗震規(guī)范實際上是各國建筑抗震經(jīng)驗帶有權(quán)威性的總結(jié),是指導(dǎo)建筑抗震設(shè)計(包括結(jié)構(gòu)動力計算,結(jié)構(gòu)抗震措施以及地基抗震分析等主要內(nèi)容)的法定性文件它既反映了各個國家經(jīng)濟與建設(shè)的時代水平,又反映了各個國家的具體抗震實踐經(jīng)驗。它雖然受抗震有關(guān)科學(xué)理論的引導(dǎo),向技術(shù)經(jīng)濟合理性的方向發(fā)展,但它更要有堅定的工程實踐基礎(chǔ),把建筑工程的安全性放在首位,容不得半點冒險和不實。正是基于這種認識,現(xiàn)代規(guī)范中的條文有的被列為強制性條文,有的條文中用了“嚴禁,不得,不許,不宜”等體現(xiàn)不同程度限制性和“必須,應(yīng)該,宜于,可以”等體現(xiàn)不同程度靈活性的用詞。

2.2高層建筑結(jié)構(gòu)抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計分析

設(shè)計階段的結(jié)構(gòu)動力特性分析。高層建筑進入初步設(shè)計階段后,首先按方案階段確定的結(jié)構(gòu)布置進行計算分析。計算模型取自±0. 000至塔頂,假定樓板為平面內(nèi)剛度無限大,其地震反應(yīng)分析基本參數(shù)列于,以及可以看出,隨著樓層高度的增加,結(jié)構(gòu)X方向(縱向)自振周期及地震力基本正常,而結(jié)構(gòu)Y方向(橫向)自振周期偏長、結(jié)構(gòu)剛度偏低,對應(yīng)于水平地震作用的剪力較小,結(jié)構(gòu)的抗震能力偏弱,結(jié)構(gòu)偏于不安全。為增加Y方向(橫向)的抗側(cè)移剛度,提高其抗震能力,在現(xiàn)代高層建筑的設(shè)計中,可以在建筑核心筒的兩側(cè)增設(shè)四道剪力墻。根據(jù)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ3-2002)和《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB50011-2001),抗震設(shè)計時,框架-剪力墻結(jié)構(gòu)中剪力墻的數(shù)量必須滿足一定要求,在地震作用時剪力墻作為第一道抗震防線必須承擔(dān)大部分的水平力。但這并不意味著框架部分可以設(shè)計得很弱,而是框架部分作為第二道防線必須具備一定的抗側(cè)力能力,在大震作用下第一道抗震防線剪力墻遭受破壞時,整個結(jié)構(gòu)仍具備一定的抵抗能力,不至于立即破壞倒塌,這就需要在結(jié)構(gòu)計算時,對框架部分所承擔(dān)的剪力進行適當(dāng)調(diào)整。

3結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計方法探討。

3.1結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的基本步驟。

對建筑抗震的三個水準(zhǔn)設(shè)防要求,是通過“兩階段”設(shè)計來實現(xiàn)的,其方法步驟如下:第一階段設(shè)計:第一步采用與第一水準(zhǔn)烈度相應(yīng)的地震動參數(shù),先計算出結(jié)構(gòu)在彈性狀態(tài)下的地震作用效應(yīng),與風(fēng)、重力荷載效應(yīng)組合,并引入承載力抗震調(diào)整系數(shù),進行構(gòu)件截面設(shè)計,從而滿足第一水準(zhǔn)的強度要求;第二步是采用同一地震動參數(shù)計算出結(jié)構(gòu)的層間位移角,使其不超過抗震規(guī)范所規(guī)定的限值;同時采用相應(yīng)的抗震構(gòu)造措施,保證結(jié)構(gòu)具有足夠的延性、變形能力和塑性耗能,從而自動滿足第二水準(zhǔn)的變形要求。第二階段設(shè)計:采用與第三水準(zhǔn)相對應(yīng)的地震動參數(shù),計算出結(jié)構(gòu)(特別是柔弱樓層和抗震薄弱環(huán)節(jié))的彈塑性層間位移角,使之小于抗震規(guī)范的限值,并采用必要的抗震構(gòu)造措施,從而滿足第三水準(zhǔn)的防倒塌要求。

3.2結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計方法

3.2.1基礎(chǔ)的抗震設(shè)計

基礎(chǔ)是實現(xiàn)高層建筑安全性的重要條件。我國高層建筑通常采用鋼筋混凝土連續(xù)地基梁形式,在基礎(chǔ)梁的設(shè)計中,為充分發(fā)揮鋼筋的抗拉性和混凝土的抗壓性的復(fù)合效應(yīng),把設(shè)計重點放在梁的高度和鋼筋的用量上,在鋼筋的布置上采用主筋、腹筋、肋筋、基礎(chǔ)筋、基礎(chǔ)輔筋5種鋼筋的結(jié)合。為防止基礎(chǔ)鋼筋的生銹,一方面采用耐酸化的混凝土,另一方面是增加鋼筋表面的保護層厚度,以抑止鋼筋的腐蝕。高層建筑基礎(chǔ)處理的另一個特色是鋼制基礎(chǔ)結(jié)合墊塊的應(yīng)用,它是高層建筑上部結(jié)構(gòu)柱與基礎(chǔ)相連的重要結(jié)構(gòu)部件。它的功能之一是使具有吸濕性的混凝土基礎(chǔ)和鋼制結(jié)構(gòu)柱及上部建筑相分離,有效防止結(jié)構(gòu)體的銹蝕,確保部件的耐久性。

3.2.2鋼結(jié)構(gòu)骨架的抗震設(shè)計

采用鋼框架結(jié)合點柱壁局部加厚技術(shù)來提高結(jié)構(gòu)抗震性能。一般鋼框架結(jié)構(gòu),梁和柱結(jié)合點通常是柱上加焊鋼制隅撐與梁端用螺栓緊固連接。在這種方式下,鋼柱必須在結(jié)合部被切斷,加焊隅撐后再結(jié)合,這樣做技術(shù)上的不穩(wěn)定性和材料品質(zhì)不齊全的可能性很大,而且遇到大地震,鋼柱結(jié)合部折斷的危險性很大。鑒于此,可以首先該結(jié)構(gòu)的梁柱采用高密度鋼材,以發(fā)揮其高強抗震、抗拉和耐久性。柱壁增厚法避免斷柱形式,對二、三層的獨立住宅而言,結(jié)構(gòu)柱可以一貫到底,從而解決易折問題。與梁結(jié)合部柱壁達到兩倍厚,所采用的是高頻加熱引導(dǎo)增厚技術(shù)。在制造過程中品質(zhì)易下降的鋼管經(jīng)過加熱處理反而使材料本來所具有的拉伸強度得以恢復(fù)。對于地震時易產(chǎn)生的應(yīng)力集中,柱的增厚部位能發(fā)揮很大的阻抗能力,從而提高和強化了結(jié)構(gòu)的抗震性。

3.2.3墻體的抗震設(shè)計

“三合一”外墻結(jié)構(gòu)體系,首先是由日本專家設(shè)計應(yīng)用的,采用外墻結(jié)構(gòu)柱與兩側(cè)外墻板鋼框架組合形成的“三合一”整體承重的結(jié)構(gòu)體系。該體系不僅僅用柱和梁來支撐高層建筑,而是利用墻體鋼框架與結(jié)構(gòu)柱結(jié)合,有效地承受來自垂直方向與水平方向的荷載。由于外墻板鋼框架的補強作用,該做法可以較好地發(fā)揮結(jié)構(gòu)柱設(shè)計值以外的補強承載力。加強了對豎向地震力及雪荷載的抵抗能力,最大限度地發(fā)揮其抗震優(yōu)勢;另一方面,由于外墻板鋼框架與內(nèi)部斜拉桿所構(gòu)成“面”承載與結(jié)構(gòu)柱的結(jié)合并用,也提高了整體抗側(cè)推力和抗變形能力。它的抗水平風(fēng)載和地震力的能力比單純墻體承重體系提高30%左右。

4增大結(jié)構(gòu)抗震能力的加固與改造技術(shù)

建國幾十年來，我國的抗震加固與改造技術(shù)得到了飛速發(fā)展。1976年唐山地震后，砌體結(jié)構(gòu)抗震加固的問題日益突出，砌體結(jié)構(gòu)抗震性能不好：砌體墻體抗震能力、變形性能的不足、房屋整體性不好。因此，增大墻體抗震性能的外包鋼筋混凝土面層、鋼筋網(wǎng)水泥砂漿面層加固技術(shù)及增大結(jié)構(gòu)整體性的壓力灌漿加固技術(shù)、增設(shè)圈梁(構(gòu)造柱)加固技術(shù)、拉結(jié)鋼筋加固技術(shù)；通過增設(shè)抗震墻來降低抗震能力薄弱構(gòu)件所承受地震作用的增設(shè)墻體技術(shù)等應(yīng)運而生。目前該技術(shù)廣泛用于砌筑墻體的加固。

常見的混凝土柱加固技術(shù)有加大截面加固技術(shù)、外包鋼加固技術(shù)、預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)、改變傳力途徑加固技術(shù)、加強整體剛度加固技術(shù)、粘鋼加固技術(shù)以及碳纖維加固技術(shù)等。這些絕大部分都是經(jīng)過長期實踐檢驗可靠性比較高的技術(shù)，已收入國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)》(cecs25—90)。此類技術(shù)不僅有比較充分的理論依據(jù)，規(guī)范還提供了詳細的計算公式。如混凝土柱的外包鋼法加固技術(shù)，開始階段的計算方法是分別計算混凝土柱和外包鋼，外包鋼按鋼結(jié)構(gòu)計算：當(dāng)外包裝的綴板加密并出現(xiàn)濕式的施工方法時，其計算按整體構(gòu)件考慮；當(dāng)綴板施加。

5結(jié)語

高層建筑已經(jīng)逐漸成為當(dāng)前時代建筑發(fā)展的主流建筑形態(tài)之一,對于高層建筑,其抗震效能的分析一直是國內(nèi)外建筑抗震設(shè)計分析的研究熱點,而最直接最有效的抗震措施就是在建筑設(shè)計階段進行結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計,只有從高層建筑物內(nèi)部實施結(jié)構(gòu)抗震,才能夠從根本上提高高層建筑的抗震效能。本論文從高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的角度進行了抗震分析,對于具體的高層建筑抗震設(shè)計具有一定指導(dǎo)和借鑒意義。

參考文獻:

[1]李忠獻.高層建筑結(jié)構(gòu)及其設(shè)計理論[M].北京:科學(xué)出版社,2006.

篇10

【關(guān)鍵詞】鋼結(jié)構(gòu)；裝配式； 住宅；優(yōu)化

裝配式住宅誕生于20世紀初期，這種建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)定型，構(gòu)件在自動化生產(chǎn)線上加工，現(xiàn)場采用螺栓、自攻螺釘?shù)冗B接件和密封材料干式組裝，無濕作業(yè)，施工安裝便捷。近30年來在歐美等國家逐步發(fā)展起來。裝配式住宅不僅改變了傳統(tǒng)住宅的結(jié)構(gòu)模式，而且完全替代了磚、混凝土、石材、木材，真正實現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計、工廠化生產(chǎn)、機械化施工，從而大大降低了施工現(xiàn)場的勞動強度，縮短了施工工期，這種方式已在國外得到了推廣。為提高鋼結(jié)構(gòu)裝配式住宅在我國的利用，本文對鋼結(jié)構(gòu)裝配式住宅的發(fā)展現(xiàn)狀進行總結(jié)，并從我國鋼結(jié)構(gòu)裝配式住宅的設(shè)計思路及其優(yōu)化方案等方面進行了探討。

1 我國鋼結(jié)構(gòu)裝配式住宅的現(xiàn)狀

1.1設(shè)計方法落后

傳統(tǒng)式住宅設(shè)計和裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅的設(shè)計從結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計、基本模數(shù)的確定、平面的定位方式、設(shè)計的指導(dǎo)思想等方面都存在著很大的區(qū)別。在設(shè)計方案階段，通用結(jié)構(gòu)體系和專用結(jié)構(gòu)體系沒有區(qū)分，數(shù)?；?、標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計思想沒有得到足夠重視；在施工圖階段，缺少對于構(gòu)件及裝配節(jié)點的深化探討，沒有解決構(gòu)配件的標(biāo)準(zhǔn)化定型和裝配節(jié)點的構(gòu)造詳圖設(shè)計，這些問題或多或少阻礙了裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅的發(fā)展。

1.2設(shè)計規(guī)范缺失

鋼結(jié)構(gòu)裝配式住宅在我國發(fā)展的時間較短，在相關(guān)設(shè)計、施工標(biāo)準(zhǔn)等方面的規(guī)范文件缺失較多，與之相關(guān)的施工工藝、工法和安全規(guī)程還未建立，相對于國外發(fā)達國家的裝配式住宅發(fā)展，我國還比較落后，甚至在某些方面和國內(nèi)現(xiàn)行的建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范在很多地方還不兼容，使得裝配式住宅在設(shè)計、審批、驗收等方面無標(biāo)準(zhǔn)可依。這對于鋼結(jié)構(gòu)裝配式住宅的大規(guī)模推廣是一個障礙。

1.3部件發(fā)展滯后

鋼結(jié)構(gòu)體系住宅成套技術(shù)，由于缺乏技術(shù)引導(dǎo)及自主創(chuàng)新，市場需求并沒有達到產(chǎn)業(yè)化的程度。我國的相關(guān)產(chǎn)品功能性單一，工廠化程度不高，產(chǎn)品質(zhì)量還不能滿足住宅產(chǎn)業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)的要求。目前，該技術(shù)零散而不系統(tǒng)，技術(shù)水平及標(biāo)準(zhǔn)參差不齊，不配套，需進一步研究創(chuàng)新并進行整合。

1.4環(huán)保節(jié)能意識落后

一項調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，我國每年新建建筑中 95%屬于高能耗建筑，產(chǎn)生的建筑垃圾每年高達數(shù)億噸，其中產(chǎn)生的污染物是引起霧霾的主要因素。鋼結(jié)構(gòu)裝配式住宅相對于傳統(tǒng)的磚瓦建設(shè)材質(zhì)具有節(jié)能環(huán)保方面的優(yōu)勢，但是在另外一方面，環(huán)保節(jié)能的鋼材在整個鋼結(jié)構(gòu)住宅中的使用率很低，根據(jù)2012年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，環(huán)保節(jié)能的鋼材利用率在10%左右，絕大部分的鋼結(jié)構(gòu)裝配式住宅中使用的鋼材僅僅是一般材質(zhì)的鋼材，在節(jié)能、環(huán)保、安全性能方面滿足不了當(dāng)前的需要。

2 我國鋼結(jié)構(gòu)裝配式住宅的設(shè)計思路

2.1以建筑結(jié)構(gòu)為主導(dǎo)，結(jié)構(gòu)專業(yè)為輔助

鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計首先要遵循住宅建筑設(shè)計中的一般原則，以建筑結(jié)構(gòu)為主導(dǎo)，結(jié)構(gòu)專業(yè)為輔助。這是建筑設(shè)計的最重要原則，在滿足這個要求的前提下，才能更多地關(guān)注其現(xiàn)場板材裁截量、使用功能、節(jié)能環(huán)保以及建筑效果等。單純突出鋼結(jié)構(gòu)而不考慮生活的舒適性，不能滿足人文要求的鋼結(jié)構(gòu)住宅項目是沒有市場的，必將影響鋼結(jié)構(gòu)住宅在我國的大量推廣應(yīng)用。

2.2戶型設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化、定型化

目前在鋼結(jié)構(gòu)裝配式住宅方面缺乏戶型設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)化、定型化標(biāo)準(zhǔn)，大多住戶住宅戶型設(shè)計隨意，規(guī)格多種多樣，這樣會導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)裝配式住宅現(xiàn)場施工的不確定性，嚴重拖延整個工程的現(xiàn)場施工周期，對整個工程造成嚴重的不利影響。因此，針對標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)的板材尺寸統(tǒng)一的特點，房間的深入設(shè)計要遵循一定的原則要求，房間開間的尺寸滿足模數(shù)制的要求，盡可能減少異形板的使用量和現(xiàn)場版材裁截量，以提高生產(chǎn)效率，提高生產(chǎn)周期。

2.3 廚衛(wèi)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化、定型化

住房的心臟是廚房和洗手間，由于內(nèi)部管道多，功能復(fù)雜，在設(shè)計施工的時候往往是最耗時耗力的部分。在鋼結(jié)構(gòu)裝配式住宅設(shè)計過程中，一定要遵循復(fù)雜問題簡單化的原則，對于廚房、衛(wèi)生間的設(shè)計執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)化，定型化。盡可能減少異形板的使用量和現(xiàn)場板材裁剪，住宅設(shè)計一套標(biāo)準(zhǔn)化、定型化的程序，減少施工過程中不確定因素影響，以提高整個工程的施工周期。

2.4 平面布置系列化、模塊化和靈活化

在鋼結(jié)構(gòu)裝配式住宅設(shè)計過程中，以住宅間、套型或單元為單位模塊，以木塊的多種拼接形式來適應(yīng)總平面的布置變化。實現(xiàn)住宅平面功能的開放設(shè)計，充分發(fā)揮構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計、工廠化生產(chǎn)、通用化應(yīng)用、多樣化組合的特點。

3我國鋼結(jié)構(gòu)裝配式住宅的優(yōu)化方案

3.1 建立功能需求明確、結(jié)構(gòu)合理的住宅戶型

一套功能需求明確的戶型必須遵守，合理布局、動靜分區(qū)、充分利用的原則，合理布局就是將特性相近的行為單元組合在一起，動靜分區(qū)則是在行為單元組合中盡量避免相互干擾，充分利用則是充分利用房間空間面積。鋼結(jié)構(gòu)裝配式住宅，在房屋的柱梁方面數(shù)量要盡量少，節(jié)約鋼材用量，設(shè)計并成功裝配一套宜居舒適、布局合理、動靜分區(qū)、潔污分區(qū)的優(yōu)秀戶型，

3.2 環(huán)保節(jié)能

“鋼結(jié)構(gòu)在建筑全壽命周期內(nèi)貫穿減量化、再利用、資源化，減量化優(yōu)先的循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展原則，是當(dāng)前城鎮(zhèn)化建設(shè)對自然環(huán)境影響最小的一種建筑結(jié)構(gòu)體系。鋼結(jié)構(gòu)是典型的環(huán)保綠色建筑，僅垃圾排放量就比傳統(tǒng)混凝土建筑減少約六成。因此在鋼結(jié)構(gòu)裝配式住宅中廣泛應(yīng)用環(huán)保節(jié)能的鋼材，可以滿足環(huán)保、節(jié)能的要求。在具體戶型中控制建筑體形系數(shù)、床墻比、減少外形的凹凸、大坡頂、入口設(shè)門斗等技術(shù)，可以很好達到環(huán)保節(jié)能的目的。

3.3 追求戶型造型的美觀

戶型的美觀是現(xiàn)代人對生活的追求，鋼結(jié)構(gòu)裝配式住宅作為一種先進的建筑方式，必須重視戶型的美觀。在具體過程中要遵循以下四個技巧，動靜分開、公私分開、主次分開、干濕分開，重點對屋頂、檐口、入口雨棚頂、窗線條、腰線處理等方面的設(shè)計，有利于家具擺放，提高使用面積，也符合中國人的消費心理。

3.4 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計安全性高

裝配式住宅鋼結(jié)構(gòu)在安全性能方面，要保證結(jié)構(gòu)的鋼材、螺栓與螺釘、圍護材料、粘接密封材料符合要求。樓蓋、墻體和屋蓋的結(jié)構(gòu)構(gòu)造與連接形式、緊固件的選用符合規(guī)定。防火性能方面，注意建筑構(gòu)件燃燒性能和耐火極限、房屋長度、面積、間距、裝修材料、管道及其包覆材料、構(gòu)件內(nèi)填充材料等方面。耐久性方面，要求鋼結(jié)構(gòu)件采用鍍鋅進行防護。住宅舒適性方面，樓面、外墻和屋面所采取的填充保溫棉、噴射液體發(fā)泡材料或外貼泡沫隔熱板材等保溫與隔熱措施，以及墻體、樓板和屋頂所采取吸音、隔聲（消聲）措施，住宅圍護結(jié)構(gòu)采取的防結(jié)露措施均要滿足技術(shù)要求指標(biāo)。

參考文獻：

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