【摘要】民用建筑是常見的一類建筑,其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理與否,直接關(guān)系著民用建筑結(jié)構(gòu)的安全性。為保證民用建筑使用安全,必須科學(xué)合理的設(shè)計(jì)民用建筑結(jié)構(gòu)。本文結(jié)合大量文獻(xiàn)材料,以民用建筑常用類型為切入點(diǎn),對(duì)民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了分析,僅供參考借鑒。
【關(guān)鍵詞】建筑結(jié)構(gòu);常用類型;特點(diǎn);剪力墻結(jié)構(gòu);框架結(jié)構(gòu)
近些年,我國(guó)民用建筑數(shù)量越來越多,結(jié)構(gòu)類型多樣、空間結(jié)構(gòu)復(fù)雜,對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出了更高要求。對(duì)于民用建筑而言,結(jié)構(gòu)是一個(gè)主體框架,應(yīng)具備足夠的可靠性,才能保證建筑結(jié)構(gòu)安全。經(jīng)過幾十年發(fā)展,我國(guó)民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)技術(shù)水平已經(jīng)有了大幅度提升,但是依然不能滿足復(fù)雜建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本需求,急需在現(xiàn)有的技術(shù)條件上有新的發(fā)展。為此,下面基于當(dāng)前我國(guó)民用常用的結(jié)構(gòu)類型及特點(diǎn),對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展進(jìn)行了探討分析。
1、民用建筑結(jié)構(gòu)常用的類型及特點(diǎn)
1.1砌體結(jié)構(gòu)
砌體結(jié)構(gòu)主體采用圍墻形式,圍墻是主要的承重構(gòu)件,同時(shí)也具備護(hù)圍作用。砌體結(jié)構(gòu)主要特點(diǎn):第一,成本低,經(jīng)濟(jì)性高;第二,設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,對(duì)設(shè)計(jì)人員的專業(yè)性、工作經(jīng)驗(yàn)等方面要求相對(duì)較低;第三,承重強(qiáng)度低,抗震力低,不適用于高層建筑結(jié)構(gòu)。如果是低層的民用建筑可以使用砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
1.2框架結(jié)構(gòu)
框架結(jié)構(gòu)具備砌體結(jié)構(gòu)的功能,但是與砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相比,框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的平面布置更靈活,基本替代了砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)??蚣芙Y(jié)構(gòu)特點(diǎn):第一,采用鋼筋混凝土和型鋼構(gòu)件來稱重,結(jié)構(gòu)的承重力、抗震力高于砌體結(jié)構(gòu);第二,采用梁柱剛接,有較好的延伸性。設(shè)計(jì)中,對(duì)結(jié)構(gòu)平面、立面進(jìn)行合理規(guī)劃設(shè)計(jì),使結(jié)構(gòu)各部位受力均勻。
1.3剪力墻結(jié)構(gòu)
剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),要充分考慮民用建筑結(jié)構(gòu)布置、平面布置方面的要求,一般只應(yīng)用于公寓建筑等。剪力墻結(jié)構(gòu)由于自身特殊的結(jié)構(gòu)和承重特性,剪力墻有承重、分隔空間、護(hù)圍等作用。但是,也正是因?yàn)榧袅τ虚g距限制,造成剪力墻平面布置靈活性差。
1.4筒體結(jié)構(gòu)
筒體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的平面布置靈活,具有較強(qiáng)的抗側(cè)剛度、抗扭剛度,對(duì)結(jié)構(gòu)中的剪力墻可以采用集中布置方式。一般情況下,在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中比較常見。
2、民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展
2.1預(yù)應(yīng)力混凝土大板結(jié)構(gòu)技術(shù)
預(yù)應(yīng)力混凝土大板結(jié)構(gòu)的民用建筑,樓板一般采用預(yù)應(yīng)力混凝土大板,在大板上直接布置隔墻,梁柱中的梁設(shè)置成明梁。這一種技術(shù)解決了傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不美觀問題,為建筑室內(nèi)布局提供了更多空間,便于優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)空間設(shè)計(jì)。此項(xiàng)技術(shù)在我國(guó)民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中已有多年的應(yīng)用,技術(shù)相對(duì)成熟,加之預(yù)應(yīng)力大板的材料費(fèi)、制作費(fèi)等成本不高,故受到很多民用建筑用戶歡迎,是當(dāng)前民用建筑設(shè)計(jì)中使用的一項(xiàng)重要技術(shù)。
2.2短肢剪力墻設(shè)計(jì)技術(shù)
短肢剪力墻有T型、L型、十字型和一字型等幾種形式,是剪力墻結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)等民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常用的一種技術(shù)。根據(jù)我國(guó)建筑行業(yè)相關(guān)規(guī)定,剪力墻長(zhǎng)度是厚度的5-8倍為短肢剪力墻。它在民用建筑結(jié)構(gòu)中設(shè)計(jì)中的應(yīng)用,可以將連接隔墻的梁隱藏在間隔墻的豎向平面內(nèi),提高平面布置的靈活性,增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)使用的功能性。
2.3異形柱框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)
在傳統(tǒng)的民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,框架結(jié)構(gòu)一般采用矩形柱,它雖然具備較高的承重力、清晰的導(dǎo)力途徑,但是實(shí)用性、可實(shí)施性不高,所以提出采用矩形柱對(duì)框架結(jié)構(gòu),促進(jìn)了異形柱框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)發(fā)展。由于高層建筑日益增多,空間復(fù)雜性也較高,異形柱框架結(jié)構(gòu)應(yīng)用越來越多,常見的異形柱形式有L型、T型、Z型等,優(yōu)化了建筑結(jié)構(gòu)的矩形柱設(shè)計(jì),使室內(nèi)空間布置更為靈活。
2.4框架—剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)
由于建筑高度和空間結(jié)構(gòu)、功能的復(fù)雜性,建筑承重方面發(fā)生了一定變化,過去主要依靠樹木等材料,而現(xiàn)在主要采用框架—剪力墻結(jié)構(gòu),既提高了建筑結(jié)構(gòu)平面布置的靈活性,也提高了建筑的承重力和抗震力??蚣堋袅Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì):第一,材料質(zhì)量好。材料具有很強(qiáng)的剛性,提高了建筑承重力。而且,材料的長(zhǎng)度、距離都打破了原有材料的局限性,可以滿足現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求,使空間布置更為靈活;第二,施工方便、簡(jiǎn)捷??蚣堋袅Y(jié)構(gòu)可以分段的安裝施工,施工比較方便,沒有復(fù)雜的工序;第三,降低成本投入。由于施工方便、設(shè)計(jì)靈活,框架—剪力墻一旦投入使用就可以降低成本支出,縮短工期;第四,性價(jià)比高。根據(jù)調(diào)查顯示,用戶對(duì)框架—剪力墻結(jié)構(gòu)的民用建筑物的滿意度較高,促進(jìn)了框架—剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用。
2.5鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)
鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)是民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常用的一種技術(shù),與混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)、磚混結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)相比,鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的優(yōu)越性相當(dāng)明顯。第一,強(qiáng)度高,增加建筑室內(nèi)開間面積;第二,工期短,節(jié)省人力、物力等各項(xiàng)工程資源,降低成本支出;第三,自重相對(duì)較輕。由于鋼結(jié)構(gòu)中的少、土、混凝土等材料使用較少,一定程度上減輕了自重,比混凝土結(jié)構(gòu)、磚混結(jié)構(gòu)的自重輕;第四,環(huán)保性能高,減少空氣污染、土地污染等;第五,可以促進(jìn)鋼材生產(chǎn),提高鋼材性能與質(zhì)量。
結(jié)論:
綜上所述,民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是關(guān)乎民用建筑結(jié)構(gòu)安全與否的關(guān)鍵因素,必須高度重視建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。從當(dāng)前我國(guó)民用建設(shè)發(fā)展來看,常用的民用建筑結(jié)構(gòu)有砌體結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu),其中的關(guān)鍵技術(shù)涉及預(yù)應(yīng)力混凝土大板結(jié)構(gòu)技術(shù)、短肢剪力墻設(shè)計(jì)技術(shù)、異形柱框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)、框架—剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)等,是提高建筑結(jié)構(gòu)可靠性的基礎(chǔ)。未來工作中,需要不斷加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)研究,促進(jìn)民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平的不斷提升,使用我國(guó)民用建筑結(jié)構(gòu)安全設(shè)計(jì)要求。
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