下载文档原格式
高层框架设计中若干问题【摘要】随着现代社会建筑的快速发展，做好高层建筑的结构设计是现代建筑行业探讨的热门话题。
因此解决在建筑过程中常见的问题十分重要，本文结合高层建筑框架设计中的若干问题进行阐述。
【关键词】高层建筑；结构设计；分析社会经济迅速发展带动建筑功能的多样化日益发展，随着建设用地日趋紧张和城市规划的需要，使得城市建筑物日益走向高层发展，与此同时高层建筑结构体系也越来越复杂化，因此设计人员要依靠自己掌握的知识对高层建筑进行设计合理的结构。
1.框架柱截面大小的选择就框架柱而言，轴压比越小在往复水平上荷载下的滞回曲线也会越丰满，耗能能力的越大其延性就愈好。
而对于柱净高与截面高度的比值小于4的短柱，在往复水平荷载作用下其滞回曲线呈较瘦的反s形，耗能能力降低、延性较差，呈剪切破坏。
高层建筑的底部柱，由于对轴压比值有要求，因此往往会将柱截面取得很大，但是由于受到层高的限制就使得框架柱成为了短柱。
在实际的结构设计时，要确定截柱面的大小要注意以下几点：（1）框架柱的截面首先必须满足规范轴压比的需要，从而为结构的竖向承载力和底板的抗冲切承载力提供保障。
而对于形成的短柱，则可以通过增加体积配箍率或是沿着柱身增加箍筋达到提高延性的效果；（2）柱的轴压比必须满足规范限制，轴压比过大则结构的延性无法得到保证，过小又会造成结构的经济技术指标较差。
在同一楼层内的各个柱的截面差异要尽可能小，保证每个柱的刚度相等。
在实际的高层建筑中，有些是根据柱负荷面积来选择柱截面大小的，中柱截面较大角柱截面较小，导致在同一楼层特别是建筑底部会长短柱都存在的现象。
一旦遭遇地震，很容易因构建刚度和受力大小的不同而遭到破坏。
因而在高层建筑中，应该尽量的三排柱结构设计方案。
2.高层建筑框架结构静力分析方法2.1框架结构具有较好的抗震设计、开间尺度大、室内空间设计灵活、投入费用低是框架结构的最大特点，但是框架结构柱截面的厚度比隔墙的厚度要大，如果设计与分隔不当会影响设计效果。
小高层建筑结构设计探讨【摘要】小高层住宅建筑的结构选型对于建筑的抗震性、使用功能、美观性以及经济性等有着重要的影响，根据不同的建筑类型和功能要求，选择合适的建筑结构选型有重要的意义。
本文阐明了小高层住宅建筑的概念，介绍了小高层住宅建筑结构的类型以及利弊。
【关键词】小高层建筑结构设计选型中图分类号：[tu208.3] 文献标识码：a 文章编号：前言对于同一座建筑，可以有许多不同的结构布置方案；确定了结构布置的建筑物，即使在同种荷载情况下，也存在着不同的分析方法；分析过程中设计参数、材料、荷载的取值并不是惟一的；建筑物细部的处理不尽相同等，这些问题都需要设计人员自己作出判断。
而判断只能在结构设计一般规律的指导下，根据工程实践经验进行。
一、小高层住宅建筑的概念一般而言，小高层住宅主要指7 层至12层高的集合住宅。
从高度上说具有多层住宅的氛围，但又是较低的高层住宅，故称为小高层。
小高层较之多层住宅有它自己的特点：建筑容积率高于多层住宅，节约土地，投资成本较多层住宅有所降低；小高层住宅的结构大多采用钢筋混凝土结构，从建筑的平面布置来看，则大多采用板式结构，在户型设计方面有较大灵活性；小高层住宅由于配备了电梯，增加了居住的舒适感。
对小高层建筑结构设计的重点进行论述。
二、小高层住宅建筑结构选型1、框架结构框架结构一般适用于多层结构和小高层结构,适用高度范围在60．0m以下(6度设防)。
框架结构具有布置灵活、可以有较大的室内空间等特点。
填充墙采用轻质隔墙可以减轻结构自重,但是框架柱内凸会影响户型的实际使用面积,并影响家具的布置,有时由于住宅中房间分隔的不规则性又造成柱网的难以布置。
《高规》在第4．8．2条中规定,对高度大于30．0m的框架结构建筑,在抗震为6度设防的地区,抗震等级为三级,satwe程序计算结果为:在水平荷载(风荷载及地震荷载)作用下,水平位移与层间位移比为最大(1／1200);由于框架柱作为唯一的抗水平力构件,轴压比限值为0．90,故框架柱截面尺寸较大。
高层住宅建筑结构设计的问题及解决办法1. 建筑设计不合理：可能存在结构分布不均匀、楼板大小不一致等问题，导致整体结构不稳定。
解决办法是通过合理的结构设计，确保结构的均匀性和稳定性，比如采用对称结构和等跨结构等。
2. 抗震设计不完善：高层住宅建筑在地震等自然灾害面前容易受到严重破坏。
解决办法是加强抗震设计，采用抗震墙、剪力墙等结构措施，增加结构的抗震能力。
3. 竖向承载能力不足：高层住宅建筑存在较大的自重荷载和使用荷载，需要具备足够的承载能力。
解决办法是合理设置柱网和采用高强度的材料，确保结构的承载能力，并进行承载能力计算和验证。
4. 梁柱布局不合理：梁柱布局对结构的稳定性和承载能力有重要影响。
解决办法是根据实际情况设计合理的梁柱布局，避免悬挑、短柱等设计缺陷。
5. 高层结构的温度变化影响：高层住宅建筑由于高度较大，会受到温度变化的影响，导致结构产生应力、变形等问题。
解决办法是通过合理的温度控制措施，如设置伸缩缝、使用隔热材料等，减小温度变化对结构的影响。
6. 施工技术问题：高层住宅建筑的施工存在一定的困难性，施工技术要求较高。
解决办法是采用先进的施工技术和设备，进行施工质量的控制和监督，确保结构的稳定和安全。
7. 管道布置和预留不合理：高层住宅建筑的水、电、气等管道布置不合理或者预留不当，会影响结构的稳定性和实用性。
解决办法是在设计阶段充分考虑管道布置和预留要求，合理安排管道的走向和通道的位置，确保结构和管道的协调。
在解决这些问题时，需要工程师和设计师充分考虑建筑的结构特点、使用功能和环境条件，并依据相关的建筑设计规范和技术标准确定解决方案，以确保高层住宅建筑的结构安全和稳定性。
小高层设计若干问题探讨近期，小高层住宅大量涌现，如何在设计过程中使结构方案经济合理已成当务之急。
由于目前的高层住宅结构设计大多数是根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，电算一般是个别指标超限，则对这部分进行调整，至于整个方案是否完善，构件尺寸假定是否太大，则心中无底。
很多时候都会产生不必要的浪费。
另外，住宅布置有时候建筑考虑立面和内部空间，使结构产生很多不合理之处。
例如：某些剪力墙布置不均匀，产生刚度偏心和扭转；多处形成一字型短墙；顶部布置共享空间，产生平面不规则等，这些形式对结构受力及抗震均不利。
因此我们在设计时必须强调概念设计，在平面布置和构造设计上使结构更趋合理，做到经济合理。
1、总体指标控制：计算判断结构抗震是否可行的主要依据是在风荷载和地震作用下水平位移的限值；地震作用下，结构的振型曲线，自振周期以及风荷载和地震作用下建筑物底部剪力和总弯矩是否在合理范围中。
总体指标对建筑物的总体判别十分有用。
譬如说若刚度太大，周期太短，导致地震效应增大，造成不必要的材料浪费；但刚度太小，结构变形太大，影响建筑物的使用。
合理的刚度是多少，笔者建议对于小高层住宅μ/h取1/2500～1/3500，刚重比在10～15之间是比较合理的。
周期约为层数的0.06～0.08倍之间。
另外，对结构布置扭转的控制：在考虑偶然偏心影响的地震作用下，楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移不宜大于该楼层平均值的1.2倍，不应大于该楼层平均值的1.5倍。
当然，笔者建议对于顶层构件可不考虑在内，否则很难满足上述指标。
2、基础设计：目前的短肢剪力墙体系小高层由于考虑埋置深度的要求，一般均设置地下室。
基础则采用桩筏基础。
如何对桩进行合理选型，将对整个地下室设计的经济性产生重要影响。
例如某一工程，上部十八层带一地下室，根据勘察报告，采用φ400预应力管桩，可选桩长有桩长25m，单桩承载力特征值ra=900kn，桩长34m，单桩承载力特征值ra=1300kn。
结构设计常见问题解析一．结构计算问题1．结构设计中出现计算控制性结果不满足规范要求的情况，应该在符合规范规定的限制条件后进行下道工序。
2．结构电算不可能一次成功。
周期，角度，性能设计，调整等。
一般计算应该分两步走：第一步考虑刚性楼板计算位移和位移比；第二步根据楼板实际情况考虑是否采用弹性楼板计算配筋。
3．扭转周期与平动周期比值应符合规范要求。
不应该出现第一周期为扭转周期的情况。
一般应在第三周期及以后出现扭转周期。
(实际要求与理论分析有一定的出入)4．结构两个方向刚度相差不宜过大，需注意控制两个主轴方向第一振动周期的比值，一般可按周期比不小于0.8控制。
位移比超限未计算双向地震。
不规则，特别不规则，严重不规则：位移比大于１.２为扭转为不规则，应计算双向地震。
考虑扭转藕联、按照双向地震计算时位移比不应超过１.５。
如超过１.５，应重新调整结构布置。
5.扭转位移比是在刚性楼板的假设下计算。
配筋计算应考虑实际刚度情况。
6.长宽比控制：进行结构计算时，各系数应合理取值。
⑴周期折减系数应根据不同的结构体系、填充墙品种（考虑到有可能变化）和填充墙数量综合确定，不应为了配筋方便不顾实际情况少折减或不折减。
高规第3.3.17条：填充墙为砖墙时，框架结构可取0.6~0.7，框剪结构0.7~0.8，剪力墙结构0.9~1.0（应注意短肢剪力墙结构）⑵剪力墙连梁刚度折减系数应保证在正常使用条件下连梁不致开裂。
必要时应进行二次计算，以避免正常使用情况下连梁开裂。
7.某些构件不宜进行折减计算机计算时，软件对所有构件的扭矩都按照输入的扭矩折减系数进行了折减。
这会使得存在扭矩的折梁或曲梁扭矩也进行了折减，结构存在安全隐患。
这些构件扭矩不应进行折减。
角窗的连梁（折梁）应充分考虑到结构软件无法完全按照荷载规范第4.1.2条的要求进行折减。
对软件折减幅度大的构件，应手算复核。
此外应注意以下几方面（可参考《建筑结构》2006年第7期随刊赠阅本第11页。
小高层住宅结构设计的几个问题
摘要:随着小高层建筑数量的不断增加,在住宅设计中如何体现出更加经济合理的结构方案是设计师们面临的重要问题。
本文从结构选型、基础设计和剪力墙设计几个方面简单谈谈小高屋住宅结构设计的几个问题。
关键词:小高屋住宅结构设计剪力墙
近年来,随着国民经济的增长和人民生活水平的提高,我国的建筑工程得到了迅速发展。
居民居住面积和舒适度不断提高的同时,不断增加了小高层建筑的数量。
面对雨后春笋班涌现的小高层建筑,如何在住宅设计中体现出更加经济合理的结构方案是结构设计中的关键问题。
本文结合实际经验,谈谈小高层住宅结构设计的几个问题。
1 结构选型
1.1 结构的简单性和规则性。
《建筑设计抗震规定》和《建筑结构高层规定》对于结构的简单性和规则性提出了很多限制条件。
结构的简单性指在地震作用下应具有明确直接的传递途径,规则性质建筑应采用规则的平面布置。
简单的结构能对结构的计算模型、位移和内力进行分析,能够可靠地估计结构的抗震性能。
平面布置的规则、均匀可以使建筑物以直接和较短的途径传递分布质量产生的地震惯性力,分布协调质量分布与结构刚
度,限制质量与刚度之间的偏心;有利于防止较为薄弱的子结构过早出现坍塌和破坏现象。
整个结构设计中结构的简单性和规则性问题非常重要。
1.2 短肢剪力墙的设置
受高层住在内部空间限制以及对美观、建筑造价经济合理的要求,对结构体系的要求较高。
剪力墙结构即为适应这些建筑要求形成的,短肢剪力墙是一种剪力墙肢较短的结构,它的布置十分灵活,在非地震区和地震烈度较低的地方使用比较经济实用。
1.3 上部结构嵌固端设置
一般来说,小高层住宅都带有一层以上的人防或者地下室,有可能在地下室或人防顶板等位置设置嵌固端。
在设计时,需要充分重视并考虑对嵌固端楼板的设计、嵌固端上下层抗震等级的一致性和刚度比的限制等问题。
2 基础设计
高层住宅建筑的基础设计的质量直接影响后期设计工作的运行,也决定着工程的造价,因此受到工程设计师的重视。
基础类型的选择受多种因素的影响,应综合地基性质、荷载特点、施工特点、结构类型等因素进行考虑。
目前由于考虑到深埋深度的要求,短肢剪力墙体系的小高层一般都设置地下室,多采用桩、筏等基础形式。
在进行基
础选型时应做好具体的方案比较分析,选定经济合理的基础选型。
如应考虑角桩冲切、桩冲切、墙冲切及板配筋等多方面的因素确定筏板厚度的取值,桩的选型对整个地下室的经济性产生不容忽视的影响。
因此,设计人员在进行基础设计时,应综合比较分析确定经济合理的最佳基础形式。
3 剪力墙的设计
3.1 剪力墙的布置
在进行剪力墙的结构布置时应做到均匀合理,使整个建筑物的质心和刚心趋于重合,且保证X、Y两个方向的刚重比接近。
避免布置一字型剪力墙结构,若出现一字型则应布置成
h/w>8的长墙;避免露面主梁平面外搁置在剪力墙上,若出现则应在剪力墙的相应部位设置暗柱,当梁高超过墙厚的2.5倍时,应计算暗柱的配筋,转角处应力容易集中,因此转角处的强肢应尽可能长。
3.2 剪力墙配筋及构造
小高层住宅的剪力墙面大量广,应合理控制剪力墙配筋使结构处于安全状态,并保证工程的经济性。
以200厚墙体为例,剪力墙一般要求外侧放水平钢筋,内侧放竖向钢筋。
配筋应满足计算机规范建议的最小比率,地下部分的墙体不在此范围内,应当别论。
地下部分墙体配
筋受控于水压力和土压力产生的侧压力,简化计算经常由竖向筋控制,在这种情形下,可在地下墙体的内侧放水平筋、外侧放竖向筋以增大计算墙体的有效高度。
按《地下工程防水技术规范》规定地下部分墙体的钢筋保护层应大于50mm,且在设计时应在保护层内增设双向钢筋网片。
3.3 剪力墙的边缘构件设置
按照规范,剪力墙应设置边缘构件。
一、二级抗震设计的剪力墙应在剪力墙底部加强部位及其上一层的墙肢端部设置约束边缘构件,其余的按《建筑结构高层规定》设置构造边缘构件。
在进行边缘构造的配筋时应区分剪力墙的类别,普通剪力墙的暗柱配筋应满足最小配筋率的规范要求,短肢剪力墙按《高规》规定并适当加强1.0%～1.2%。
3.4 剪力墙楼层处的暗梁设置
规范中没有对剪力墙结构楼层处的暗梁设置要求,但是楼层墙板交接处设置暗梁有助于加强结构的整体性,设计时不必使用设置太大的断面和配筋。
4 结语
在进行小高层住宅的结构设计时,应在满足安全性、实用性、舒适性及耐久性等要求的前提下,根据房屋的层数、构造特点和平立面
体形等设计出合理的结构体系。
设计人员需要严格按照规范执行构造要求进行构件的设计,保证结构的安全并降低造价。
参考文献
[1]高益军.浅析使用高层剪力墙结构应注意的几个问题[J].山西建筑,2008,34(1):65～66.
[2]赵健玲.探究小高层住宅结构设计[J].城市建设与商业网点,2009(26):267～268.
[3]戴达兴.浅谈我国小高层住宅结构概念设计[J].知识经济,2011(10):87.。
