張桂霞

（中油遼河工程有限公司，遼寧 盤(pán)錦 124010）

1 小高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的住宅基本結(jié)構(gòu)形式

1.1 框架結(jié)構(gòu)

框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)主要有空間比較大、靈活性強(qiáng)、具有抗震能力、工程造價(jià)低，但是，如果柱截面的厚度大于墻厚就會(huì)造成墻柱腳向外凸出，這樣不僅影響購(gòu)房者家具布置還影響室內(nèi)美觀，有時(shí)，住宅中間的房間分隔處呈現(xiàn)不規(guī)則現(xiàn)象，使住宅難以進(jìn)行布置。

1.2 框架整體結(jié)構(gòu)中的剪力墻

框架整體結(jié)構(gòu)中的剪力墻是在整體框架結(jié)構(gòu)中布置一定數(shù)量的剪力墻目前為止，它是我國(guó)在小高層住宅中應(yīng)用最為廣泛的一種主要結(jié)構(gòu)形式。剪力墻主要特點(diǎn)是平面中靈活性較強(qiáng)，實(shí)用性、合理的結(jié)構(gòu)，這樣能有效地將框架、剪力墻的不同性能中抗側(cè)力很好的展示出來(lái)，使它們發(fā)揮不同的作用。

1.3 大開(kāi)間剪力墻結(jié)構(gòu)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的物質(zhì)水平不斷提高，最先建造的小開(kāi)間剪力墻體系住宅在整體建筑中的功能性和局限性變得越來(lái)越突出。從建筑強(qiáng)度方面來(lái)講，小開(kāi)間結(jié)構(gòu)中墻體的應(yīng)有作用不能得到更好的發(fā)揮，如果添加較多的剪力墻還會(huì)增加更大的地震力，而且工程費(fèi)用也會(huì)隨之增加，另外，小開(kāi)間剪力墻的結(jié)構(gòu)自我承重能力較大，相對(duì)應(yīng)也增加了基礎(chǔ)資金，所以，就誕生了大開(kāi)間剪力墻結(jié)構(gòu)，剪力墻的間距應(yīng)該在大于4.5m且小于7.5m，進(jìn)深在大于7.5m且小于11m，室內(nèi)一般不會(huì)布置縱橫的剪力墻，根據(jù)具體情況可按照住戶(hù)的需求進(jìn)行靈活分隔，如需室內(nèi)有新變化還可以進(jìn)行重新布置。

1.4 短肢剪力墻結(jié)構(gòu)

墻肢截面的高度與厚度比在5至8的剪力墻就稱(chēng)之為短肢剪力墻，它是介于異性框架柱與普通剪力墻之間的一種剪力墻，這種剪力墻結(jié)構(gòu)體系無(wú)論是在建筑功能與結(jié)構(gòu)形式上還是在投資效益與節(jié)能指標(biāo)都具有著良好的效果，目前，這已經(jīng)成為小高層住宅的主要剪力墻結(jié)構(gòu)形式。

2 小高層住宅鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)

2.1 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的控制因素

在小高層住宅鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中水平荷載逐漸成為其主要控制因素，處在低層的住宅中，一般都是以重力為依據(jù)進(jìn)行豎向的荷載，利用它來(lái)對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行控制，而且在小高層住宅中，雖然豎向荷載能對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)產(chǎn)生較大影響，但也會(huì)成為主要控制因素。對(duì)于某項(xiàng)特定的建筑來(lái)說(shuō)，豎向荷載大體上是定值，水平荷載中的風(fēng)荷載與抗震作用中的數(shù)值都是伴隨著不同的動(dòng)力特性而產(chǎn)生較大幅度變化。

2.2 軸向變形

對(duì)于采用框架體系的小高層住宅或者是采用剪刀墻體系的小高層住宅，框架中柱的軸距與壓力基本上都是大于邊柱的軸距與壓力，這樣就會(huì)使中柱的軸向因?yàn)閴嚎s導(dǎo)致變形大于邊柱的軸向壓縮導(dǎo)致的變形。屋內(nèi)舉架較高時(shí)，因?yàn)椴町愝S向的變形能達(dá)到較大的數(shù)值，產(chǎn)生的后果不亞于連續(xù)梁中間的支座發(fā)生沉陷。

2.3 側(cè)移成為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的控制指標(biāo)

小高層與多層住宅不同，小高層住宅鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵因素逐漸變成結(jié)構(gòu)側(cè)移，多層住宅已經(jīng)不能滿足人民日益增長(zhǎng)的需要，房屋建筑的高度正在逐漸增加，水平荷載的結(jié)構(gòu)體系因?yàn)閭?cè)移發(fā)生的變形不斷增大，結(jié)構(gòu)的頂點(diǎn)側(cè)移應(yīng)與棚頂成正比。因此，在最初設(shè)計(jì)小高層住宅時(shí)，對(duì)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度要求很高，還要具備足夠的抗側(cè)移剛度，使水平荷載結(jié)構(gòu)控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。其中有三方面的原因，包括：因?yàn)閭?cè)移會(huì)使居住者不舒服，從而影響正常的居??；因?yàn)閭?cè)移室內(nèi)的隔墻、圍護(hù)墻包括室內(nèi)的材料都會(huì)出現(xiàn)裂痕或是不同程度的損壞，甚至電梯也有可能因此不能正常工作。

2.4 結(jié)構(gòu)延性是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要指標(biāo)

相較于多層住宅，小高層住宅的結(jié)構(gòu)會(huì)更加“柔”，其抗震作用下的變形就會(huì)無(wú)形加大。為了使結(jié)構(gòu)能具有較強(qiáng)的變形能力，避免建筑物坍塌，應(yīng)對(duì)建筑構(gòu)造方面采取更加恰當(dāng)?shù)南鄳?yīng)措施，以確保結(jié)構(gòu)延性。

3 小高層住宅鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)策略

3.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法

現(xiàn)階段，設(shè)計(jì)分析軟件在優(yōu)化過(guò)程中并沒(méi)有完全成熟，主要是對(duì)小高層住宅結(jié)構(gòu)的分析軟件應(yīng)用，利用人工分析進(jìn)行調(diào)整，通過(guò)概念設(shè)計(jì)方法，針對(duì)不同的結(jié)構(gòu)選型以及布置，對(duì)正在進(jìn)行的方案不斷的做比較分析，比較之后選擇最為理想的結(jié)構(gòu)方案，這是在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用最為廣泛同時(shí)也是最簡(jiǎn)單的優(yōu)化方法。利用概念設(shè)計(jì)的方法選擇的方案是為合理經(jīng)濟(jì)的，雖然耗費(fèi)人力、物力、財(cái)力以及時(shí)間，但是對(duì)設(shè)計(jì)人員的素質(zhì)要求就相對(duì)較高，利用設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行人工優(yōu)化方法依舊是建筑單位所普遍采用的主要方法之一。即便是同一小高層住宅的方案，所選擇的結(jié)構(gòu)也是不盡相同的，也可以有不同的布置方案，在確定小高層住宅的結(jié)構(gòu)布置時(shí)，同一種荷載情況也會(huì)有不同的分析方法，在整個(gè)分析的過(guò)程中設(shè)計(jì)參數(shù)、設(shè)計(jì)材料、荷載的取值范圍也是多選擇的，就連對(duì)小高層住宅內(nèi)的細(xì)微部分處理也是不同的，上述問(wèn)題，即便是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)也是無(wú)法全部解決的，這就需要設(shè)計(jì)人員通過(guò)自己的努力做出判斷。然而判斷的內(nèi)容只能在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中采用普遍的規(guī)律下進(jìn)行指導(dǎo)，這是通過(guò)具體實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)得出的結(jié)論。因此，概念設(shè)計(jì)是由設(shè)計(jì)人員通過(guò)諸多備選方案進(jìn)行選擇。

3.2 性能分析

3.2.1 抗震性能分析

對(duì)于整體結(jié)構(gòu)來(lái)講，足夠的承載能力以及變形能力是能同時(shí)滿足條件的兩方面需求。結(jié)合概念設(shè)計(jì)的最新理念，分別對(duì)兩種不同的結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行細(xì)致的研究分析。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，對(duì)于結(jié)構(gòu)的要求必須具有一定的承載能力以及適當(dāng)?shù)膭偠?。小高層的結(jié)構(gòu)及其使用功能和安全性與側(cè)移大小有著密切的關(guān)系，側(cè)移過(guò)大會(huì)使隔墻和保護(hù)墻以及材料出現(xiàn)裂痕以及損害。其結(jié)構(gòu)必須按照規(guī)定內(nèi)的百分點(diǎn)對(duì)于不利情況計(jì)算出結(jié)構(gòu)體系的層間位移角，框剪結(jié)構(gòu)要大于剪力墻的結(jié)構(gòu)，這兩種姐都都要小于規(guī)范要求，且有較大的充裕量，這說(shuō)明兩種結(jié)構(gòu)都要滿足剛度的要求。只是針對(duì)使用性能來(lái)講，剪力墻的墻體過(guò)多，結(jié)構(gòu)自我承重力大，導(dǎo)致較大地震作用，混凝土和鋼材的使用量也高，與此同時(shí)還增加了基礎(chǔ)工程的投資建設(shè)，限制了建筑方面的靈活運(yùn)用。因?yàn)榭蚣芙Y(jié)構(gòu)能夠形成自由且靈活性強(qiáng)的利用空間，更容易滿足不同建筑的功能性，剪力墻具有比較大的抗側(cè)移剛度，這樣就會(huì)增加抗震力，從而減少了結(jié)構(gòu)側(cè)移。

結(jié)論

綜上所述，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人民生活水平在不斷提高，相對(duì)地對(duì)小高層住宅產(chǎn)生極大的興趣和購(gòu)買(mǎi)意愿，對(duì)于住宅的功能提出較高的標(biāo)準(zhǔn)要求，購(gòu)房者希望住房在居住過(guò)程中能滿足較大的靈活性、實(shí)用性、變換性、多功能性的需求，所以，住房設(shè)計(jì)人員應(yīng)在拿到開(kāi)發(fā)商的設(shè)計(jì)圖紙后，為消費(fèi)者著想，力圖經(jīng)濟(jì)、適用、美觀的原則為社會(huì)做出更大的貢獻(xiàn)。

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