導語：如何才能寫好一篇住宅樓結構設計，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞:住宅樓;樓蓋設計;柱的設計

中圖分類號:F287.8 文獻標識碼:B 文章編號:1009-9166(2009)020(c)-0121-01

一、工程概況

某工程,是一幢沿街的帶底層商業網點的單元式住宅樓,建筑面積8994M2,建筑層數為9層,首層商業層高4.5m,住宅層高3m,總高度為28.5m,建筑總長度為93m,建筑占地3260m2。工程自然條件:基本風壓0.85KN/M2,地基承載力特征值300Kpa,抗震七度設防。

二、結構選型

建筑物的結構設計,不僅要求具有足夠的承載力,而且必須使結構具有足夠抵抗側力的剛度,使結構在水平力作用下所產生的側向位移限制在規定的范圍內。基于上述基本原理,工程綜合分析了結構的適用,安全,抗震,經濟,施工方便等因素,選取了結構方案.結構為鋼筋混凝土框架體系,由鋼筋混凝土框架承擔豎向力和側力。鋼筋混凝土框架剛度布置相對比較均勻,在滿足建筑功能情況下,盡量減少平面扭轉對結構的影響。由于工程體型相對簡單,滿載較均勻,且樁端下不在軟弱下臥層,樁型為端承摩擦樁,所以工程只在±0.000以上設兩處100mm寬的抗震縫,同時兼作伸縮縫。

三、樓蓋設計

工程選用的是主次梁樓蓋,主次梁樓蓋雖然存在著結構高度較大和模板安裝制作比較復雜的問題,但卻具有下列優勢:①樓蓋混凝土折算厚度最小,自重最輕;②開間大,房間布局靈活;③承載力大;④對結構整體剛度的貢獻比平板和雙向密肋樓蓋要大得多。

板的設計:1、板厚取值。現澆樓蓋中,板的混凝土用量約占整個樓蓋的50%-60%,板厚的取值對樓蓋的經濟性和自重的影響較大,在滿足板的剛度和構造要求的前提下,應盡量采用較薄的板,雙向板的最小板厚度為80mm,板的厚度與跨度的最小比值:四邊簡支板為1/40,連續板為1/50。工程最大板跨為5m,其余板跨均小于4m,考慮到工程為住宅樓,板內有暗埋設備管,因此小于4m的板跨板厚也取100mm,5m板跨板厚取140mm。2、支座負筋直徑的取值。對于工程的設計,一般板厚都≥100mm。根據簡支板現行混凝土結構設計規范給出的最小構造支座負筋為φ8@200,這與舊規范所給的φ6@200合適,因為φ6@200的筋太軟,鋼筋架易被踩蹋,致使負筋的有效高度很低而發揮不了構造負筋的作用,現行所規定使用的φ8鋼筋雖比φ6鋼筋要好些,但如不采取其它措施,也同樣易產生構造負筋變位。

四、柱的設計

工程框架柱設計的一個突出問題就是鋼筋混凝土柱的軸壓比問題,在設計中經常出現,框架柱的斷面由軸壓比限值確定,這往往使柱子斷面很大,一方面,這樣大的柱子,很容易使柱的剪跨比大于2而形成短柱;另一方面,由于柱斷面很大,占去了許多建筑空間,工程師們不易接受;同時,由于自重增大,引起地震反應增大,造成惡性循環。

(一)工程軸壓比限值的實質。規范通過限制軸壓比,主要是希望柱發生延性好的大偏心受壓破壞,從而保證框架柱有足夠的變形能力在高軸壓比情況下V-滯回環骨架曲線的下降段比較陡,滯回環的豐滿程度差,在循環次數不多的情況下,框架柱喪失的承載力較大,耗能的能力較差,在低軸壓比情況下V-滯回環骨架曲線下降段比較平緩,框架柱承受變形能力較大,而承載力降低不明顯,對軸壓比加以限制,即要求在滿足一定層間變形時,在反復荷載作用下滯回曲線在第三個循環抗力下降量不超過前一個循環抗力下降量,保證在大變形下,仍有穩定的承載能力,從而保證框架柱“大震不倒”。

(二)影響工程的因素:(1)選用矩形截面柱的原因。框架柱的斷面形狀將直接影響著柱截面界限破壞時鋼筋和混凝土內應變,應力的分布和混凝土受壓邊緣的極限應變,從而影響到不同的截面形式的框架柱,反映出的強度變形特性是不一樣的,在相同條件下,圓形柱的軸壓比限值可提高10%左右。但本工程為住宅建筑,考慮房間布局的因素,只選用矩形截面的柱而不考慮選擇圓柱。(2)剪跨比的確定。建立在截面界限破壞基礎上的軸壓比公式中,未考慮剪應力的影響,沒有體現出剪跨比的影響,事實上,剪跨比能夠大體反映截面上彎曲正應力與剪切應力的比例關系,因而是框架柱破壞形式的主導因素。通常認為框架柱的剪跨比越大,延性越好。在一般配筋條件下,當入>2時,框架柱在橫向水平剪力作用下,一般都會發生延性好的彎曲破壞;當入≤2時,框架柱就變成了短柱,在橫向水平剪力作用下,一般發生延性差的剪切破壞.這種情況在工程中出現在與樓梯休息平臺相連的框架柱和墻有大開窗處的框架柱。對與短柱工程采取全長加密,取ф8@100。(3)箍筋約束的影響。在利用界限破壞條件推導框架柱的軸壓比限值時,并沒有考慮箍筋約束的有利影響,箍筋能改善混凝土的受力性能,特別是能提高混凝土受壓邊緣的最大壓應變。(4)混凝土的強度等級的影響。工程不考慮采用高強混凝土,因為高強混凝土雖可以減小軸壓比,但是混凝土的強度等級不一樣,一般情況下,隨著混凝土強度等級的提高,變形能力變差。

總之,柱子設計關鍵是控制軸壓比,根據規范軸壓比限值取0.9。另外一個關鍵問題就是短柱現象,千萬不要忽略了。

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關鍵詞：結構體系，框架剪力墻，結構計算

Abstract: This paper briefly introduces the design and calculation process of 28 # building project of No.13 land in Lvshun navy camp by Dalian Ruixin real estate Co. Ltd., and explains the foundation design, structure system, calculation analysis of this project.Keywords: structure system; the frame shear wall; structure calculation

中圖分類號:TU973+.19文獻標識碼：A 文章編號：

一、工程概述

大連瑞鑫房地產旅順水師營十三號地塊28#樓位于大連市旅順口區水師營街道，建筑面積4640.06 m2,，地下車庫和半地下車庫各一層，地上八層，該住宅樓總高度26.90m，地下車庫層高3.0m，半地下車庫2.6m，地上各層層高均為3.0m。標準層建筑平面圖見圖一：圖一

二、結構體系及截面設計

根據建筑功能要求和平面布置特點，本工程結構采用框架-剪力墻結構，建筑結構安全等級二級，設計使用年限50年。抗震等級:框架:三級;剪力墻：二級。 抗震設防烈度為7度,設計基本加速度值為0.1g，所屬地震分組為第二組。電梯井道，水暖井為剪力墻，建筑物東西兩側在A~C軸之間布置剪力墻。本工程計算軟件為PKPM CAD結構計算軟件2010版。

1.荷載的取值：基本雪壓： 0.4KN/ m2；

基本風壓：0.65KN/ m2；

屋面均布活荷載標準值: 機房：7.0 KN/ m2；樓面：2.0 KN/ m2；樓梯：3.5 KN/ m2；懸挑陽臺：2.5KN/ m2；屋面：0.5 KN/ m2。

2.材料選用：

（1）混凝土：C30;基礎墊層: C15。:圈梁、過梁及構造柱采用C25混凝土。

（2）鋼筋：熱軋鋼筋HPB300（）,HRB400()。

（3）填充墻：非承重填充墻采用輕集料混凝土空心砌塊；其強度等級不低于MU3.5(外墻不

低于MU5.0)，砂漿強度等級不低于Mb5。

3.主要受力構件截面尺寸:

(1) 擋土墻墻厚250mm，剪力墻墻厚200mm。通過PKPM軟件中SATWE的計算，底層墻肢底截面的軸壓比滿足《建筑抗震設計規范》GB 50011-2010中6.4.5條的規定，軸壓比不大于0.3，墻肢兩端設置構造邊緣構件。根據6.1.10規定，抗震墻底部加強部位為地下一層至地上一層的范圍。

（2）柱截面尺寸：初步按400X400mm設計。

（3）標準層梁布置見圖二：

圖二

（4）板：根據《高層建筑混凝土結構技術規程》JGJ 3-2010第3.6.3條，地下室頂板厚度為160mm。半地下室板厚120mm，地下及半地下室采用雙層雙向配筋。一~七層板厚100mm，其中圖三中標注的樓板①板厚為110mm。八層及機房層板厚均為120mm，雙層雙向配筋。

三、結構計算

1建立模型：根據建筑圖及初步設計的主要構件截面尺寸在PKPM結構軟件的PMCAD中建立模型。注意：填充墻上荷載加到梁上時，計算墻荷載應是層高減去梁高。在設計參數的地震信息中，根據《高層建筑混凝土結構技術規程》4.3.17規定，框架-剪力墻結構周期折減系數取0.7~0.8。.

2模型計算

在PKPM結構軟件板施工圖中，計算參數的選取：樓板負彎矩調幅系數取0.8，裂縫按0.3mm控制，地下室頂板按0.20mm控制。（混凝土結構設計規范GB 50010-2010中表3.4.5結構構件的裂縫控制等級及最大裂縫寬度的限制）。在樓板計算中，裂縫和撓度均滿足規范要求。

在SATWE分析與設計參數補充定義中：

在計算結構的位移比時，要選“對所有樓層采用剛性板假定”，在計算結構的內力和配筋時，則宜不選。

恒活荷載計算信息：選模擬施工加載3。

地震信息中：考慮偶然偏心，結構位移比大于1.2時，需要考慮雙向地震作用。如果偶然偏心和雙向地震作用同時選取時，PKPM軟件程序兩者取大值。

活荷信息：柱 墻設計時活荷載折減。

調整信息：連梁剛度折減系數取0.7。根據《高層建筑混凝土結構技術規程》8.1.4規定，經軟件計算，Vf

在分析結果圖形和文本顯示中：在邊緣構件信息修改中，將邊緣構件設置成構造邊緣構件。

3.對計算結果的分析及調整

(1)軸壓比：柱(墻)軸壓比N/(fcA)指柱(墻)軸壓力設計值與柱(墻)的全截面面積和混凝土軸心抗壓強度設計值乘積之比。它是影響墻柱抗震性能的主要因素之一，為了使柱墻具有很好的延性和耗能能力，規范采取的措施之一就是限制軸壓比。 查看: 混凝土構件配筋，《建筑抗震設計規范》6.3.6和6.4.2，《高層建筑混凝土結構技術規程》6.4.2和7.2.13對墻肢和柱均有相應限值要求。軸壓比不滿足時需增大該墻、柱截面或提高該樓層墻、柱混凝土強度。

經SATWE計算，地下室及半地下室部分框架柱軸壓比大于0.85，不滿足《建筑抗震設計規范》6.3.6的規定，需要加大柱的截面尺寸。

當墻肢的軸壓比雖未超過上表中限值，但又數值較大時，可在墻肢邊緣應力較大的部位設置邊緣構件，以提高墻肢端部混凝土極限壓應變，改善剪力墻的延性，見《建筑抗震設計規范》6.4.5和《高層建筑混凝土結構技術規程》7.2.14的規定。PKPM程序對底部加強部位及其上一層所有墻肢端部均按約束邊緣構件考慮。

(2)周期比：周期比即結構扭轉為主的第一自振周期（也稱第一扭振周期）Tt與平動為主的第一自振周期（也稱第一側振周期）T1的比值。周期比主要控制結構扭轉效應，減小扭轉對結構產生的不利影響，使結構的抗扭剛度不能太弱。

查看:WZQ.OUT 。

周期、地震力與振型輸出文件

(VSS求解器)

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考慮扭轉耦聯時的振動周期(秒)、X,Y 方向的平動系數、扭轉系數

振型號周 期轉 角平動系數 (X+Y) 扭轉系數

1 0.9482179.920.99 ( 0.99+0.00 )0.01

2 0.7631 90.041.00 ( 0.00+1.00 )0.00

3 0.5888 26.210.01 ( 0.01+0.01 )0.99

4 0.26220.100.99 ( 0.99+0.00 )0.01

5 0.1935 90.210.96 ( 0.00+0.96 )0.04

調整標準：《高層建筑混凝土結構技術規程》3.4.5。周期比不滿足要求時，說明結構的扭轉剛度相對于側移剛度較小，結構扭轉效應過大。調整原則是加強結構墻、柱或梁的剛度，適當削弱結構中間墻、柱的剛度。 本工程在建筑物東西兩側A~C軸之間布置剪力墻，經計算周期比為0.62，小于0.9，滿足規范要求。

結構的第一、第二振型宜為平動，扭轉周期宜出現在第三振型及以后。見《建筑抗震設計規范》3.5.3條3款及條文說明“結構在兩個主軸方向的動力特性(周期和振型)宜相近”。

剪重比：剪重比即最小地震剪力系數λ，主要是控制各樓層最小地震剪力。《建筑抗震設計規范》5.2.5和《高層建筑混凝土結構技術規程》4.3.12規定，抗震驗算時，結構任一樓層的水平地震剪力不應小于最小地震剪力系數λ。查看:WZQ.OUT，滿足規范要求。

剛度比：剛度比指結構豎向不同樓層的側向剛度的比值（也稱層剛度比），該值主要為了控制高層結構的豎向規則性，以免豎向剛度突變，形成薄弱層。

查看:WMASS.OUT，剛度比滿足《建筑抗震設計規范》3.4.3-2和《高層建筑混凝土結構技術規程》3.5.2的要求。

剛重比：結構的側向剛度與重力荷載設計值之比稱為剛重比。查看:WMASS.OUT：結構整體穩定驗算結果

X向剛重比 EJd/GH**2=8.67

Y向剛重比 EJd/GH**2= 12.68

該結構剛重比EJd/GH**2大于1.4,能夠通過高規(5.4.4)的整體穩定驗算

該結構剛重比EJd/GH**2大于2.7,可以不考慮重力二階效應

（6）位移比：即樓層豎向構件的最大水平位移與平均水平位移的比值。查看:WDISP.OUT調整標準:抗規3.4.4，5.5.1，高規 3.4.5,，3.7.3.

對于計算結果的判讀，應注意以下幾點：a.若位移比（層間位移比）超過1.2，則需要在總信息參數設置中考慮雙向地震作用;b.驗算位移比需要考慮偶然偏心作用，驗算層間位移角則不需要考慮偶然偏心c.驗算位移比應選擇強制剛性樓板假定，但當凸凹不規則或樓板局部不連續時，應采用符合樓板平面內實際剛度變化的計算模型，當平面不對稱時尚應計及扭轉影響d.最大層間位移、位移比是在剛性樓板假設下的控制參數。構件設計與位移信息不是在同一條件下的結果（即構件設計可以采用彈性樓板計算，而位移計算必須在剛性樓板假設下獲得），故可先采用剛性樓板算出位移，而后采用彈性樓板進行構件分析。

四、基礎設計

根據地質部門提供的地質報告，工程場地土層依次為耕土，含碎石粉質粘土，全風化板巖，強風化板巖，中風化板巖，本工程基礎采用人工挖孔灌注樁，樁端持力層為強風化板巖，樁端極限端阻力標準值為6000Kpa(不考慮樁側摩阻)。根據《建筑地基基礎設計規范》GB50007-2002中8.5.5計算，采用樁徑為0.8m，擴大頭為1.2m，樁長為6~7米，樁端嵌入巖層均不少于0.5m，樁身混凝土強度等級C30。

以上主要介紹了大連瑞鑫房地產旅順水師營十三號地塊28#樓工程的設計與計算過程，本文不足之處還望批評指正。

參考文獻

1.《建筑結構荷載規范》 GB50009-2001(2006年版) 中國建筑工業出版社，2006

2.《混凝土結構設計規范》GB50010-2010中國建筑工業出版社，2011

3.《建筑抗震設計規范》GB50011-2010中國建筑工業出版社，2010

4.《建筑地基基礎設計規范》GB50007-2002中國建筑工業出版社，2002

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關鍵詞:短肢剪力墻；結構設計; 抗震性能；判定；配筋方式

1短肢剪力墻結構的布置原則

①短肢剪力墻主要布置在房間間隔墻的交接處，墻肢的數量要根據具體的抗側力要求進行確定，不能過多或過少，以免結構過剛或者過柔。

②短肢剪力墻應該盡量均勻布置，以保證建筑物的剛心和質心相一致，避免在地震中發生扭轉。

③在結構布置上，短肢剪力墻盡量對齊拉直，使其形成成片的聯肢抗側力結構。

④當水平荷載較大時或者建筑物造型不規則時，應該在平面外各角點及邊緣處布置短肢剪力墻來滿足結構平面剛度的要求和加強結構的整體性。

⑤為了避免墻肢凸出各間隔墻表面。墻肢一般不宜過厚。

2短肢剪力墻與普通剪力墻和異型柱的界定

短肢剪力墻是指墻肢的高度與厚度的比值(高厚比)為5～8倍的剪力墻;一般剪力墻是指墻肢高厚比大于8的剪力墻。當墻肢高厚比≤4時則是異型柱。

3短肢剪力墻結構與剪力墻結構的界定

短肢剪力墻結構的判別標準是結構工程師比較關心的問題。目前從一些地方規定和各種資料看,采用的判別方法主要有三種:

3.1按抗傾覆力矩來判別

當結構中的短肢剪力墻第一振型底部地震傾覆力矩占底部地震總傾覆力矩的40%～50%時,則可以認為該結構屬于短肢剪力墻結構。當占底部地震總傾覆力矩小于40%是可認為是一般剪力墻結構。

3.2按所承受荷載面積來判別

當短肢剪力墻所承擔樓面負荷的面積占全部樓面面積的比值,對于多層建筑占60%以上,對于高層建筑占50%以上,則可以確認該結構為短肢剪力墻結構。

3.3按短肢剪力墻截面面積與全部剪力墻截面面積的比值來判別

當短肢剪力墻截面面積占全部剪力墻截面面積的比值大于50%時可確定為短肢剪力墻結構。

4短肢剪力墻的性能特點

目前關于短肢剪力墻研究的文獻很多,總體認為在中、小高層建筑結構中,聯肢墻的單肢高厚比在5～8之間是一個剛度急劇變化的臨界點,當單肢高厚比超過這個限值時,剛度和承載力會緩慢增長；當高厚比小于這個限值時,其承載力會急劇減小。從這一點來看,高規將短肢剪力墻的高厚比定義在5～8之間是合理的。

墻肢的高厚比小于5的小墻肢,難以形成聯肢剪力墻,如果連梁剛度大就形成剪切變形為主的壁式框架,連梁剛度小容易形成抗側剛度差的獨立墻,甚至異形柱框架,抗震性能都不好。另一方面,對雙肢短肢剪力墻在低周期反復水平荷載作用下,其破壞屬彎剪形破壞,具有一定的耗能能力。

另外通過研究也發現作為聯肢的短肢剪力墻,其左右墻肢的應力分布近似滿足平面假定；有翼墻的墻肢受力明顯優于無疑翼墻的墻肢；短肢剪力墻結構承擔的總彎矩中局部彎矩所占的比例可以遠遠大于整體彎矩所占的比例,且隨著肢厚比的增加這種趨勢更加明顯；在均部水平荷載或三角形水平荷載下,短肢剪力墻的側移曲線是彎剪形的。

總之,短肢剪力墻是介于異型柱及一般剪力墻之間的一種構件形式,在墻肢高度與厚度之比較小時(如接近4),其受力性能更接近于異型柱,反之則更接近于普通剪力墻。由于短肢剪力墻的截面特點,在一般情況下其在地震作用下的破壞形態是彎剪破壞。

5規范對短肢剪力墻的要求:

由于短肢剪力墻抗震性能相對普通剪力墻結構較差,所以《高規》對短肢剪力墻的要求比一般剪力墻要嚴格,總結歸納詳見表1。

表1 規范對短肢剪力墻的要求

項目 規定

結構最大適用高度 比剪力墻結構的使用高度適當降低,7度和8度時分別不應大于100m和60m

筒體或一般剪力墻承受的第一振型底部地震傾覆力矩 不宜小于結構總底部地震傾覆力矩的50%

抗震等級 應比一般剪力墻結構提高一級

軸壓比 抗震等級1、2、3級分別不大于0.5、0.6、0.7,無翼緣或端柱的一字形短肢剪力墻還應減小0.1

上部樓層剪力Q增大系數 除按照一般剪力墻結構的要求調整底部加強區剪力墻的剪力設計值外,其他各層短肢剪力墻的剪力設計值,一級、二級分別乘以增大系數1.4和1.2

全部縱向鋼筋最小配筋率 底部加強區不宜小于1.2%,其他部位不宜小于1.0%

最小截面厚度 不應小于200mm

7、8度抗震設計時的布置要求 宜設置翼緣。一字墻平面外不宜布置與之單側垂直相交的樓面梁

6短肢剪力墻配筋方式分析

短肢剪力墻高厚比位于柱與一般剪力墻之間,在實際工程中,其配筋方式也由于工程設計者的個人習慣不同而有所差別。一般有兩種配筋方式:第一種按柱配筋方式,縱筋基本均勻布置在剪力墻周邊；第二種按剪力墻配筋方式,在墻端部設置暗柱,縱筋主要配置在暗柱內(見圖1、圖2)。

圖1第一種按柱配筋方式

1- 暗柱；2-剪力墻

圖2第二種按剪力墻配筋方式

以上兩種配筋方式,無論是第一種還是第二種都有一定的不合理性,分析如下:

5.1按柱配筋方式

與柱配筋相同,縱筋基本均勻配置在周邊。而剪力墻的特點是平面內剛度大,承載力大,平面外剛度和承載力均相對較小。短肢剪力墻受力性能與一般剪力墻接近,變形后符合平面假定,受力時平面內兩端受力大,因此,縱筋配置應集中在端部才能發揮鋼筋強度。

按照柱配筋方式墻肢中部配筋因距中和軸較近,不能充分發揮其強度。同時參照異形柱配筋特點,異形柱配筋要求配置在端部邊緣及折角處,腹部考慮受力翹曲影響,僅配置構造鋼筋。由此可見按照柱配筋的方式與短肢剪力墻受力特點不符,配筋不合理。

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關鍵詞:小高層住宅樓；結構特點；優化設計；探討

Abstract: the engineering for a high-rise residential houses, of which the ground and layer, the standard 1 layer structure unit (see figure 1, 3 m tall; 9 layer has a jump layer for 10 layer, local outstanding roofing part is the elevator computer room. The paper, in combination with the characteristics of residential building structure, the optimization design for structure, for peer designers.

Keywords: small high-rise residential houses; Structure characteristics; Optimization design; explore

中圖分類號：TU241.8文獻標識碼：A文章編號：

1 工程概況

該工程建筑總面積為4337.18m2 ,建筑總高27.600m，工程建筑結構的安全等級為二級,抗震設防類別為丙類,抗震設防烈度為8 度,設計基本地震加速度為0.2g ,設計地震分組為第一組,地面粗糙度為C 類,基本風壓值取值0.35kN/ m2 ,場地土類別為Ⅱ類。

圖1 標準1層結構單元圖

2 結構方案布置

原結構方案采用一般的剪力墻結構,這種結構形式對于房屋高度不太大的小高層建筑來說,這種結構會造成剛度過大,重量增加,導致地震反應過強,使得上部結構和基礎造價提高。所以,為了有效提高經濟指標,經多方案論證,決定采用短肢剪力墻結構體系。在本住宅結構平面布置中,盡量使結構平面形狀和剛度均勻對稱。短肢剪力墻雙向布置,盡量拉通、對直。豎向布置中,力求規劃均勻,避免有過大的外挑、內收,以及樓層剛度沿豎向突變,使整個房屋的抗側剛度中心靠近水平荷載合力的作用線,以免房屋發生扭轉。根據建筑的平面布置,在房間、樓梯間、電梯間的四角,采用Z 形、L 形、T 形或異形的墻肢。在設計過程中還應注意同周期的關系,使結構的第一自振周期避開場地土的卓越周期,以免地基與結構形成共振或類共振,既保證結構在風和地震荷載作用下的變形控制在規范允許的范圍內,又要保證建筑物有相對合理的自振周期,做到結構設計經濟、合理且實用。

本方案根據上述建議經過多次調試,得到了幾種結構方案,結構平面布置見圖2。剪力墻截面厚度同相鄰砌體填充墻厚度均為100mm。剪力墻、梁混凝土強度等級為C30。板的混凝土強度等級均為C25。主要連梁的尺寸大都為200mm×400mm。標準層樓板厚度為120mm ,頂層樓板厚度為150mm。有別于肢長肢厚比不大于4.0的異形柱,短肢剪力墻的肢長肢厚比按規范要a-方案1；b-方案2；c-方案3；d-方案4

圖2 結構平面布置

求控制在5～8范圍內,一般剪力墻的肢長肢厚比均大于8。值得注意的是,對肢長肢厚比為4～5范圍內的墻肢,目前規范尚無明確條文規定其構件類型,故設計時建議不要采用。由于原方案的剪力墻過多,使底部剪力過大,使結構很不經濟,同時布置了少量鋼筋混凝土柱子,使結構不是很合理。故方案1在原方案的基礎上去掉了構造柱并減少了少量的剪力墻(見圖2a)。在方案1 基礎上適當的減少一些剪力墻,從而使方案更經濟,在調試過程中由于F 軸剪力墻較少,從而使電梯間X 方向的剪力墻承受過大的剪力造成超筋, 故把電梯間X 方向的剪力墻開洞口, 使結構X 向的剛度減少。(見圖2b)方案3是在方案2的基礎上改善了Y方向的剛度,使兩個方向的剛度相接近,使結構更合理且均勻對稱(見圖2c)。

在方案3的基礎上把Y方向的一些T型剪力墻變成一字型,雖然在多高層住宅設計中剪力墻結構應盡量避免一字型,但由于該結構的實際情況,所以采用了部分一字型(見圖2d) 。

3 上部結構抗震計算結果分析

3.1 計算結果分析

從構件力學特性上來說,短肢剪力墻的肢長與肢厚比≥5.0,更接近于剪力墻,故計算時將短肢剪力墻作為剪力墻而不是柱考慮應更合理。因此,結構整體計算采用的是在每個節點有六個自由度的殼元基礎上凝聚而成的墻元模擬剪力墻墻元不僅具有平面內剛度也具有平面外剛度,可以較好地模擬工程中剪力墻的真實受力狀態,計算結果較精確;同時,對樓板SATWE 可以考慮其彈性變形。雖然主樓結構平面較規則,立面也無剛度突變現象,但由于剛度較大的電梯井處筒體有點偏置,會產生扭轉的影響,為了計算準確,地震作用計算考慮了結構的扭轉耦聯和5 %偶然偏心的影響,取了27 個振型計算。

1) 自振周期的控制

考慮扭轉耦聯時的自振周期(計算時自振周期折減系數取0.8) 如表1(只列了前6個) 所示。從表1 可得,方案4 結構扭轉為主的第一自振周期T3=0.9959s,平動為主的第一自振周期T1 =1.1656s,T3/T1=0.854

2) 結構位移的控制

最大層間位移角(應≤1/ 1 000) 、最大水平位移與層平均位移的比值( 不宜大于1.2 , 不應大于1.5)及最大層間位移與平均層間位移的比值(不宜大于1.2 ,不應大于1.5)見表2 。從中可以看出,結構在風荷載和地震作用下的位移均能很好地滿足規范限值。

3) 剪重比控制

剪重比是反映結構承受地震作用大小的指標之一,地震力計算不能偏大,但也不能太小。因為短肢剪力墻本身抵抗地震的能力較差,如果短肢剪力墻分配的地震力太大,則很有可能不滿足要求。本工程X方向的最小剪重比為4.50% , Y方向的最小剪重比為4.62 % ,根據“抗震規范”(5.2.5)條要求的X、Y向樓層最小剪重比均為3.20%,所以各層均滿足要求。

4) 軸壓比是體現墻肢抵抗重力荷載代表值作用下的能力“規范”對短肢剪力墻(尤其一字墻肢)要求更高一些。上述工程出現的短肢剪力墻軸壓比在0.20～0.45之間,軸壓比小于規范規定值。

表1結構自振周期

表2結構位移

表3結構軸壓比

3.2 結構經濟分析

為了與工程實際情況相符,假設混凝土的成本與混凝土的體積成正比,鋼筋的成本與鋼筋的體積成正比。在總造價上,暫不考慮模板及樓板等工程的造價影響。暫定單位材料綜合價：混凝土單價為460元/m3 ,鋼筋5500 元/T，由表4 可知, 方案4 比原方案在造價上要節約19 %，節約了成本，使材料得到了充分的發揮。

4結束語

篇5

關鍵詞：住宅；結構設計；問題

中圖分類號：TB482文獻標識碼： A

1住宅結構設計存在的問題及其原因分析

1.1防火設計問題比較突出

一些設計人員對防火規范、規定不熟悉,對建筑物分類有錯誤,導致在設計中對防火標準執行有誤,消防處理不當,存在許多安全隱患;一些重要場所的安全疏散出口、疏散門開啟方向不正確,影響安全疏散;有些設計中的防火分區面積過大,防火間距過長,設計存在隨意性;有些消防設施設計不合理、不配套,建筑物一旦失火,消防設施將不能有效發揮作用。

1.2部分結構設計的不合理,安全隱患比較多

如《建筑抗震設計規范》第7.1.8條(強制性條文)規定“底部框架-抗震墻結構,上部的砌體抗震墻與底部的框架梁或抗震墻應對齊或基本對齊”。有些設計把底層設計成大空間,抗震墻很少,上部砌體抗震墻大部分與底部的框架梁或抗震墻不對齊,造成結構體系不合理,傳力不明確;有些設計中抗震分類、場地類別選用錯誤，導致整個結構設計錯誤。一些混凝土構件,特別是懸挑構件的最小配筋率達不到要求，有的相差一半，有的甚至一半都達不到;有些設計中荷載取值沒有按規范要求來確定,存在漏算錯算現象;有些結構設計與提供的計算書不一致,結構強度遠遠低于計算結果,設計存在嚴重安全隱患。

1.3設計深度沒有達到規定要求

一些設計人員制作圖紙“偷工減料”，設計粗糙,過于簡單,施工圖中應有的系統圖、大樣圖、相關剖視圖漏缺；一些重要的、應該用圖紙反映的內容只標注“見圖集”、“由設備廠家確定”等，施工圖設計表述不全，細部大樣不詳,不能反映工程的全貌;一些重要的設計依據、設計參數、工程類別、安全等級、耐火等級、防火消防處理等在設計總說明中沒有標明或交待不全。這些問題的產生,有的是由于設計人員沒有對一般住宅尤其是多層住宅設計引起高度重視，盲目參照或套用其他的設計的結果;有的則是由于設計過程中對設計規范和設計方法缺乏理解；還有的是由于設計者的力學概念模糊,不能建立正確的計算模式,對結構電算結果也缺乏判斷對與否的經驗。

2加強住宅結構設計的措施

2.1依靠結構設計來合理選用建筑的結構形式。

在實際生活中，建筑物的類別和功能上的不同決定了其內部戶型的選擇，對建筑的整體砌體結構和底部剪力墻等結構都有不同的要求。

首先，要依靠結構設計來對砌體結構進行優化設計。

砌體結構在建筑中作為承重構件和抗側移構件，不同的建筑物對于砌體結構的平面布置具有不同的要求，例如：對于一般住宅，采用磚砌體結構，雖然平面布置非常靈活，但是不宜作為躍層結構，縱向墻體數量不宜少于三道。

其次，要依靠結構設計來加強建筑物的剪力墻設計。

建筑結構的底部框架剪力墻往往會由于豎向抗側力構件不連續而出現受力平衡等問題，因此剪力墻對于建筑平面的要求比較嚴格，并且應當盡量將其承重墻放在框架梁上，這樣可以獲得相對穩固的受力狀態。如果承重墻設計在次梁上，則應該采取相應的措施來進行整體加固，常用方法有：加大該次梁、主梁、框架梁的配筋強度，同時加厚該處的樓板厚度。在剪力墻設計中，連梁的設計也是一項關鍵內容。連梁主要用來連接各墻體，使其聯結而成強度更大的聯肢墻體，增加墻肢約束條件，同時也增大了連梁和墻肢所承載的內力，因此必須通過增大構件配筋量來進行優化和改善，在一定程度上造成了施工材料的浪費。為了避免上述現象的產生，有經驗的設計師在進行住宅建筑的結構設計時，往往會將連梁設計成為截面、剛度較小的弱連梁，而不會采用大剛度的窗下墻作為連梁。同時，在滿足建筑結構的剛度與變形要求的前提下，盡量結合經濟角度來綜合分析其變形、抗力等因素，從而優化抗側力構件的布置方案。

2.2注重細部優化，加強建筑結構的各個細節部位的優化設計。

結構設計時，在達到整體設計要求的前提下，應該加強和完善住宅建筑的各個局部構件的精細設計。例如，在混凝土現澆板設計中，應該遵循建筑學和力學原理，把異形板劃分為矩形板，這樣可以獲得比較理想的受力狀態，同時避免出現拐角裂縫的現象。再如，住宅建筑底部框架的抗震墻的底框梁一般需要設計較大的箍筋配箍量，如果在設計過程中恰當地選用冷軋帶肋鋼筋作為箍筋材料，則能夠有效縮小箍筋直徑并減少箍筋的肢數，降低工程造價，降低施工難度。

2.3計算機仿真設計

隨著計算機技術的發展，以及計算機技術與建筑結構優化設計理論的結合，基于計算機仿真技術的結構優化設計思路已經在工程結構設計中得到推廣與應用。結構工程師們利用計算機仿真模擬分析軟件，根據設計方案建立起相應的優化設計分析模型，采用高效的科學計算方法進行數據處理，設置結構設計預期達到的目標要求，實現結構設計的優化。實際上，利用計算機仿真技術進行結構優化設計的過程，是將工程問題轉變為相應的數學問題進行求解，再將結果轉化為工程結論進行論證。在大型的復雜結構的優化設計中，基于計算機仿真技術的結構設計方法處于無可替代的位置，因此許多企業對結構設計人員的計算機應用能力提出了嚴格的要求。

2.4加強住宅地基結構設計

為防止或減少由于地基沉降或不均勻沉降引起的構件開裂或破壞，可以從建筑措施、結構措施、地基和基礎措施方面加以控制。諸如：避免采用建筑平面形狀復雜、陰角多的平面布置；避免立面體形變化過大；將體形復雜、荷載和高低差異大的建筑物分成若干個單元；加強上部結構和基礎的剛度；同一建筑物盡量采用同一類型基礎并埋置于同一土層中等一系列措施。地基的結構設計應分別就高層建筑與多層建筑考慮不同的設計。

（1）對高層建筑來說，由于需要一定的埋置深度，從經濟的角度考慮，基礎一般采用樁箱或樁筏結合的形式。此時應保證箱體的整體剛度，群樁布置的形心應與上部結構重心相吻合；當土層有較大起伏時，應使用同一建筑結構下的樁端位于同一土層中，并應考慮可能產生的液化影響。

（2）對多層建筑而言，從經濟的角度考慮，一般不愿意采用長樁的方案。但對軟土層覆蓋層厚度較大的地區，一般都需要經過地基處理的方式來達到控制建筑物沉降的目的。

結束語

隨著我國經濟的發展城市化規模的加快，住宅建設也得到了巨大發展。隨著人們生活水平的提高，其對住宅質量也提出了更高要求。因為住宅質量的好壞直接關系到居民的生命財產安全，而設計質量和施工質量兩個方面則又決定了住宅建筑質量的好壞。因此，這就要求設計人員積極學習，提高自身專業技能，掌握更多的實際操作經驗，只有這樣才可以盡量避免設計中出現的問題，從而為我國住宅建筑設計做出貢獻。

參考文獻

[1]丘創寶.淺談住宅結構設計問題及措施[J].科技資訊.2013.(07)

篇6

關鍵詞：鋼筋混凝土現澆板 裂縫 預防

中圖分類號： TV543 文獻標識碼： A

引言

近幾年來，在多數大中型城市里，我國人民群眾生活水平的日益提高，人們對住宅質量的要求也越來越高。住宅建筑從裝配式結構體系轉化為現澆鋼筋混凝土結構體系，這種新的體系不僅提高了多層房屋的平面剛度和抗震性能，也提高了樓屋面的抗滲漏性能。然而美中不足的是房屋樓屋面的整體現澆仍然杜絕不了裂縫的出現，大多數消費者對樓板裂縫缺乏必要的常識，擔心裂縫會引起結構上的破壞甚至倒塌，從而成為近年來社會關注的熱點問題。混凝土樓板裂縫的存在，也常引起諸多用戶的不滿，特別是住宅工程樓面出現裂縫，往往會引起投訴、糾紛以及索賠要求等。混凝土有裂縫是絕對的，無裂縫才是相對的，一般來說，寬度小于0.05mm的裂縫對使用均無危險性，而且是肉眼不可見的。我們這里說的裂縫是指寬度大于0.05mm的裂縫。這里結合本人實踐中的經驗和教訓，僅從設計角度，闡述一下現澆鋼筋混凝土樓板裂縫的成因及其防治措施。

一、現澆鋼筋混凝土樓板裂縫的成因

1、一般鋼筋混凝土現澆樓板裂縫的特點：

裂縫出現時間一般為該樓板澆筑混凝土后六個月至一年；樓板所用混凝土都是商品混凝土；裂縫形式各種各樣；裂縫寬度較小，一般為1毫米以內；裂縫一旦存在就不會閉合消失；現澆樓板中的鋼筋與混凝土均符合設計要求。裂縫的成因是多種多樣的，有溫度、收縮、結構、構造以及施工等因素引起的裂縫，其中常見的是溫度裂縫和收縮裂縫，其表現形式主要有：

（1）縱橫向裂縫：主要表現為縱橫向裂縫。常出現在跨中，負彎矩筋端部及電線暗管敷埋處。

（2）斜裂縫：多分布在房屋外墻轉角所在房間的樓板上，裂縫一般成45o斜向，有時一只角同時出現兩條裂縫，裂縫基本上為上下貫通。

（3）表面龜裂:此類裂縫主要表現在施工過程中產生的裂縫，容易控制與處理。此裂縫出現部位形狀無規則，一般在兩端單元的頂層容易出現。

2、造成樓板出現溫度和收縮裂縫的原因主要有：

（1）地基的不均勻沉降。如在軟土地基下采用擴展基礎，對于相對較長的條式樓來說，要保證沉降均勻相當困難。由于基礎不均勻沉降，引起樓房的拉裂或鋼筋混凝土現澆板的開裂。

（2）荷載的作用。設計人員在進行現澆板的配筋計算過程中，通常只是根據其承載能力確定配筋量，往往忽略了對板在正常使用階段由其承受的荷載而引起的撓度及裂縫寬度的驗算，由此而引起裂縫的產生，這些裂縫有時也會超過規范的最大允許值。

（3）房屋長度過長，而又未考慮設置伸縮縫，當房屋的自由伸縮達到應設置伸縮縫要求的間距時，就要引起裂縫的產生。

（4）平面布局凹凸較多，即轉角也越多，這些轉角處由于應力集中形成薄弱部位，一受到混凝土收縮及溫差變化易于產生裂縫。如樓板凸角，樓板在相臨板跨連接處厚度相差過于懸殊，局部開洞、錯層等情況下，都會產生應力集中現象。

（5）端開間及轉角單元在山墻與縱墻交角處，因溫度變形會導致板角產生較大的主拉應力而產生裂縫。

（6）混凝土收縮和溫度變化在現澆板內引起約束拉應力，導致裂縫，此類裂縫較嚴重。

（7）照明、有線電視、通訊等所需的管線直接敷設于現澆板中，有時過于集中，使該處的現澆板厚度大大削弱，從而引起現澆板在該處開裂。

（8）混凝土強度等級高，水泥用量和用水量增加，導致現澆板后期收縮加大，使板產生裂縫。

二、結構設計中對住宅樓板裂縫的控制措施

混凝土結構本身是允許帶裂縫工作的結構，其安全工作性是可以保證的。國家的《混凝土結構設計規范》中對結構裂縫作了計算規定，對不同結構的裂縫寬度也作了限制。但對于住宅而言，微小的裂縫也會引起業主的強烈不滿，所以房地產開發企業對住宅樓板的裂縫必須杜絕。針對上述裂縫產生的原因，結合各地區住宅質量通病防治導則，在結構設計方面提出控制措施如下：

（1）應在樓板上每隔20m左右處設置一后澆帶，但同時對板應采用雙層雙向配筋及在混凝土中摻微膨脹劑、特別加強養護等措施，避免混凝土的收縮裂縫。并在樓板中間墻體支座處設一條伸縮縫，使其釋放內應力。建筑物的長度應適當控制，多層住宅長度不宜過長，應控制在不大于50m內。

（2）住宅的建筑平面應規則，避免平面形狀突變。當平面有凹口時，凹口周邊樓板配筋應適當加強。當樓板平面形狀不規則時，宜設置梁，使之形成較規則的平面。另外，房屋的寬高比、寬長比、長高比，要滿足現行設計規范。

（3）宜采用較小直徑密度分布的方式進行布筋，為防止溫度及收縮引起的應力影響，應適當提高配筋率,這樣可提高混凝土體的極限拉伸應變及混凝土抵抗干縮變形的能力，防止因混凝土自身收縮出現大量的應力集中點，使局部出現塑性變形產生裂縫。變形縫兩側的現澆板應配置雙層雙向鋼筋，直徑不應小于8mm，間距不應大于100mm，其余部位未配筋表面應設溫度收縮鋼筋。在外墻陽角處應設置放射形鋼筋，鋼筋數不小于7Φ10，長度應大于板跨的1/3，且不應小于2m；屋面現澆板宜雙層雙向配筋。現澆板配筋宜采用熱扎帶肋鋼筋以增加其握裹力，不宜采用光圓鋼筋，鋼筋間距不宜大于150mm，且配筋率須滿足規范最小配筋率要求。現澆板中的線管必須布置在鋼筋網片之上，沿線管方向增設 Φ6@150，寬度不小于450mm的鋼筋網片。

（4）樓板因四周嵌固于墻體內，應在四角部位按要求配置雙向鋼筋，伸出長度應小于1/ 3 L（L 為短向邊長），且不小于 1.2 m 為宜。

（5）在現澆板板寬急劇變化及大開洞等削弱處的鋼筋直徑不應小于8mm，間距不應大于100mm，并應在板的上表面增設縱橫兩個方向的溫度收縮鋼筋。

（6）現澆板結構設計中除考慮強度要求外，還應進行撓度及裂縫驗算，考慮施工不均勻性及混凝土本身的收縮因素，適當增加板厚，增強板的剛度。現澆板厚度不小于跨度的1/35，且設計厚度不宜小于120mm，尤其是板內有管線交叉時，廚房、衛生間、陽臺板厚不應小于90mm，加大樓板的厚度能保證混凝土的有效截面高度。嚴格控制找平層及貼面磚時粘結層厚度超厚，最適宜的做法是澆搗樓板混凝土時，隨澆隨抹平整。

（7）在抗震非設防地區，也應適當增設混凝土構造柱，提高房屋整體抗震強度。

（8）另外混凝土標號設計強度不宜太高。強度等級不宜大于C30。采用高強度等級混凝土或高強度等級水泥時最好考慮采用低水化熱的水泥和加強澆水養護，便于混凝土凝固時水化熱的釋放。

結束語

綜上所述，現澆鋼筋混凝土樓板裂縫是住宅建筑工程常見的質量通病，在設計過程中我們應當針對各種影響因素考慮全面、細致，嚴格遵守現行設計規范及地方關于防治質量通病的標準，弄清裂縫出現的原因，再加以正確的處理措施，裂縫是可以有效地得到控制和預防的。

參考資料：

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關鍵詞：高層建筑，剪力墻 ， 轉換層，構件設計

Abstract: in recent years, with the high speed development of high-rise building, building complex, functional diversity in shape of comprehensive development direction, and the corresponding structure form also are diverse and complex. This article mainly through a project example, analyzed the conversion of the high-rise residential structure design, structure calculation and structural components in several main points of design, aims to effectively improve the residential building structural design level and make structure more reasonable.

Keywords: high buildings, shear wall, conversion layers, component design

中圖分類號：TU318文獻標識碼：A文章編號：

1 工程概況

某高層住宅工程，采用框支剪力墻結構，總建筑面積為215300.18㎡，住宅首層架空，轉換層以上為25層、27層、28層住宅。有兩層人防地下室，總建筑面積：1210.9㎡，建筑類別為一類，抗震設防烈度為7度。

2住宅轉換層結構設計

2.1確定抗震等級

本工程轉換層以下為框架—剪力墻結構，轉換層以上為純剪力墻結構，是多層結構高層建筑，從而不能以單純的框架結構或者剪力墻結構形式來確定抗震等級，而應該嚴格按照現行規范的不同章節，分別針對性地確定結構體系各部位不同結構構件的抗震等級。該工程屬“框支剪力墻”結構，地上高度79.8m，轉換層設在三層樓面(屬高位轉換)，其框支框架抗震等級為一級，加強部位剪力墻抗震等級為一級，非底部加強部位剪力墻抗震等級為二級。

2.2調整上部與下部結構

建筑的側向剛度宜下大上小，且應避免剛度突變，然而帶轉換層的結構顯然有悖于此,因此《高規》對轉換層結構的側向剛度作了專門規定。對該工程而言，屬于高位轉換，轉換層上下等效側向剛度比宜接近于1，不應大于1.3。在設計過程中，應把握的原則歸納起來就是要強化下部，弱化上部，盡量避免出現薄弱層。可采用以下幾點方法進行調整：

（1）應與建筑工程師協商，使盡可能多的剪力墻落地，必要時甚至可以在底部增設部分剪力墻(不伸上去)。這是增大底部剛度最有效的方法。除核心筒部分剪力墻在底部必須設置外，還通過與建筑專業協商，讓兩側各有一片剪力墻落地，并且北部還有一大片L型剪力墻也落地。這些措施大大增強了底部剛度。

（2）底部剪力墻厚度應加大，而減小上部剪力墻厚度，轉換層以下剪力墻厚度取為300~500mm,上部厚度取為200mm。

（3）底部剪力墻應不開洞，以造成剛度削弱太多。

（4）采用C55混凝土，以提高墻混凝土強度等級。

2.3合理布置平面結構

本工程轉換層下部為框架-剪力墻結構，體形復雜，不規則；轉換層上部為純剪力墻結構，由于建筑布置的不對稱，剪力墻的布置經過多次試算，最后結果是質量中心與剛度中心偏差不超過1m，結構偏心率較小。除核心筒外，其余部位剪力墻布置分散、均勻，且盡量沿周邊布置，以增強整體抗扭效果。通過有關的計算結果，扭轉為主的第一自振周期與平動為主的第一自振周期之比為0.81，各樓層豎向構件的最大水平位移和層間位移與樓層平均值的比值不大于1.4，均滿足平面布置及控制扭轉的要求。可見工程平面布局規則合理，抗扭效果良好。

3 住宅結構計算與分析

本工程主要運用中國建筑科學研究院PKPMCAD工程部編制的《高層建筑結構空間有限元分析與設計軟件》SATWE進行分析計算。計算結果如表1所示。

表1：住宅樓(24層)前五個結構計算周期

X方向的地震作用最小剪力系數為1.77%，Y方向的地震作用最小剪力系數為1.91%。最大層間位移見2表：

表2：住宅樓(24層)最大層間位移

轉換層位于三層，轉換層上下剛度比為：X方向:0.9839，Y方向:1.1982

結論：2棟1座樓周期、位移均正常。

4住宅結構構件設計

4.1框支柱設計

框支柱截面尺寸主要由軸壓比控制并滿足剪壓比要求。為保證框支柱具有足夠延性，對其軸壓比應嚴格控制。

（1）該工程框支柱抗震等級為一級，軸壓比不得大于0.6，對于部分因截面尺寸較大而形成的短柱，不得大于0.5。柱截面延性還與配箍率有密切關系，因而框支柱的配箍率也比一般框架柱大得多。箍筋不得小于φ10@100，全長加密，且配箍率不得小于1.5%。

（2）在工程中，個別框支柱還兼作剪力墻端柱，所以還應滿足約束邊緣構件配箍特征值不小于0.2的要求，折算成配箍率(C55混凝土)即為1.82%。框支柱為非常重要的構件，為增大安全性，對柱端剪力及柱端彎矩均要乘以相應的增大系數，每層框支柱承受剪力之和應取基底剪力的30%。因為程序計算時，一般假定樓板剛度無限大，水平剪力按豎向構件的剛度分配，底部剪力墻剛度遠大于框支柱，使得框支柱分配的剪力非常小。然而考慮到實際工程中樓板的變形以及剪力墻出現裂縫后剛度的下降，框支柱剪力會增加，因而對框支柱的剪力增大作了單獨規定。

（3）為了加強轉換層上下連接，框支柱其上部有墻體范圍內的縱筋應伸入上部墻體內一層；其余在墻體范圍外的縱筋則水平錨入轉換層梁板內，滿足錨固要求。抗震設計時，規范規定了剪力墻底部加強部位包括底部塑性鉸范圍及其上部的一定范圍，其目的是在此范圍內采取增加邊緣構件箍筋和墻體縱橫向鋼筋等抗震加強措施，避免脆性的剪切破壞，改善整個結構的抗震性能。

4.2框支梁設計

框支梁截面尺寸一般由剪壓比控制，寬度不小于其墻上厚度的2倍，且不小于400mm；高度不小于計算跨度的1/6。

（1）本工程框支梁寬度為500~1000mm。框支梁受力巨大且受力情況復雜，它不但是上下層荷載的傳輸樞紐，也是保證框支剪力墻抗震性能的關鍵部位，是一個復雜而重要的受力構件，因而在設計時應留有較多的安全儲備。

（2）一級抗震等級的框支梁縱筋配筋率不得小于0.5%。框支梁一般為偏心受拉構件，梁中有軸力存在，因此應配置足夠數量的腰筋，腰筋采用φ18，沿梁高間距不大于200mm，并且應可靠錨入支座內。框支梁受剪力很大，而且對于這樣的抗震重要部位，更應強調“強剪弱彎”原則，在縱筋已有一定富余的情況下，箍筋更應加強，譬如某根700寬框支梁箍筋采用φ16@100六肢箍全長加密，配箍率達到1.18%。

4.3樓板設計

框支剪力墻結構以轉換層為分界，上下兩部分的內力分布規律是不同的。

（1）在上部樓層，外荷載產生的水平力大體上按各片剪力墻的等效剛度比例分配；

（2）在下部樓層，由于框支柱與落地剪力墻間的剛度差異，水平剪力主要集中在落地剪力墻上，即在轉換層處荷載分配產生突變。

（3）由于轉換層樓板承擔著完成上下部分剪力重分配的任務，且轉換層樓板自身必須有足夠的剛度保證，故轉換層樓板采用C40混凝土，厚度200MM，￠12@150鋼筋雙層雙向整板拉通，配筋率達到0.41%。

（4）為了協助轉換層樓板完成剪力重分配，將該層以上及以下各一層樓板也適當加強，均取厚度150MM。

5結束語

綜上所述，在高層建筑轉換層的結構設計時，不僅要盡可能地滿足建筑的使用功能的要求，而且要使結構體系更加合理，應從建筑功能、結構受力、設備使用、經濟合理等多方面入手進行結構的選型和柱網布置，不斷地提升住宅建筑結構的設計水平，從而滿足建筑結構合理的使用要求。

參考文獻

[1]覃文勝.高層建筑梁式轉換層結構設計探討[J].中國高新技術企業，2010.

篇8

關鍵詞：房屋建筑，樓板強度，樓板剛度，鑒定

中圖分類號：G267 文獻標識碼：A 文章編號：

一、案例工程概況

某住宅樓落成于2006年7月，房屋結構屬于磚混類型，總共3層，總建筑面積253.44m3，其中一開間為五進深，而且前后挑出部門長度結尾1.4m，外墻用紅色的機磚砌筑，房屋前方為小區路，后方為小巷子，左右均為3層住宅樓，總共投入使用的年限為7年。目前發現該住宅樓的二樓樓板和三樓樓板均出現不同程度的開裂現象，為貫穿型的裂縫。

二、現場勘察和檢測

為了鑒定房屋建筑樓板的強度和剛度，進行了現場勘測和檢測，具體方法為：

（一）現場勘測

首先是案例房屋周圍的勘測，經勘測，發現周圍的場地平整正常，而且沒有出現地坪沉降、開裂、上翹等問題，初步判定房屋的基礎沒有存在沉降的情況。其次是房屋的現場測量，經測量，發現房屋墻壁厚度為110mm，屬于單磚墻，由于相關規定不允許承重墻為單磚墻，因此在原來結構施工的時候，適當增加了適量的承重構件，譬如梁、柱等，但由于磚混結構在施工的時候，以墻體砌筑為首位工序，因此房屋的承重任務主要由墻體、梁、柱子等共同完成。再次是承重構件在抹灰的時候，附有一定密集程度的鋼絲網，其中柱頭鋼筋6根，規格為16mm；柱子和梁表面都完好，截面規格分別為300mm×300mm、240mm×240mm；屋面板、樓梯平臺的走廊板，均存在寬度至少1.5mm的貫穿型裂縫，而且裂縫有明顯滲水痕跡。根據《危險房屋鑒定標準》的基本要求，房屋樓板裂縫的最大值為0.4mm，因此初步判斷該房屋樓板的強度和剛度不達標。最后是施工情況勘測，發現樓板平面尺寸與原施工圖紙存在出入，譬如施工圖紙樓梯要求是兩跑，實際施工時改成三跑。

（二）現場檢測

筆者參照《建筑結構荷載規范》和《混合土結構設計規范》要求，對案例房屋樓板強度和剛度進行檢測，檢測結果顯示：

（1）硂強度C20以上，砌墻混合砂漿強度M5以上，紅機磚強度為MU10，混凝土強度等級為C20，鋼筋等級為Q235，基本滿足施工要求。

（2）荷載方面：現澆鋼筋硂板的厚度為100mm，荷載為2.5KN/M2；天棚抹灰厚度為20mm，荷載為0.34KN/M2；水泥砂漿找平厚度為25mm，荷載為0.5KN/M2；瓷磚面層厚度為20mm，荷載為0.5KN/M2。另外整個天花板的靜載設計值和活載設計值分別為4.6KN/M2和2.8KN/M2。

（3）幾何參數：寬度、長度、板厚分別為4500mm、5000,mm、100mm；荷載為均布荷載，設計值為7.500knm。

（4）計算結果：彎矩值分別為3.774kn·m、3.065kn·m、-8.930kn·m、-8.216kn·m；板底鋼筋計算面積為235.71mm2，實配面積為335.10mm2；支座鋼筋計算面積為577.10mm2，實配面積為392.70mm2，誤差值為31%，配筋數量不足，需要改為面積604.15mm2的鋼筋。

（5）通過計算，可以初步判定樓板負筋的配筋數量、配筋面積、板厚度等均不足，滿足不了樓板基本的撓度和抗裂度要求，而且樓板局部已經出現明顯裂縫，需要采取必要方法進行補強，控制安全隱患的擴展。

（三）危險系數評定

在勘察和檢測的基礎上，對案例住宅樓的危險系數進行評定

（1）地基基礎部分的構件數量為10，不存在危險構件，危險構件百分數為0%。

（2）承重結構柱子數量為36根，危險柱數量為0根；承重結構墻段數量為64面，危險墻段數量為0面；承重結構主梁數量為72根，危險主梁數量為6根；屋架榀、次梁的數量均為0；板數為30面，全部都是危險板。經計算，以上承重結構的危險構件百分數為16%。

（3）維護結構總構件數量為61根，危險構件數量為0，危險構件百分數為%。

三、鑒定結論與處理建議

案例工程住宅樓樓板強度和剛度經過鑒定，以及結合《危險房屋鑒定標準》對樓板剛度和強度的基本要求，將以上的危險系數評定結果進行測算，可以確定房屋樓板的危險級別達到B級，雖然整體性能夠滿足結構承載需求，但個別結構構件處于危險的狀態，需要對其進行修復處理。鑒于住宅樓屬于磚混結構，混凝土樓板屬于承重的主要部分之一，已經達到50%的危險狀態，導致部分承重功能失效，局部存在險情的可能性，可將其視為危房。

樓板裂縫的處理，可以借鑒以下方案：

（1）目前樓板荷載限值可視為150kg/m2，在現有荷載的基礎上，不能夠再施加其他荷載，即不能夠再加層，而且需要結合鑒定得出的相關數值，重新設計樓板修復方案，以恢復樓板的預期使用功能。

（2）在房屋維修的過程中，需要對裂縫位置的修補效果進行定期觀察，如果發現裂縫未能恢復到正常狀態，或者出現開裂加劇的問題，需要將相關異常情況通知相關部門，以便進行二次檢查。

（3）裂縫在修補的過程中，需要針對不同開裂程度的裂縫，采用針對性的補強方法，案例工程的樓板裂縫，其上下補強，都需要采用碳纖維布，并委托專業的施工單位完成。

（4）重新澆筑的混凝土，需要與原樓板使用的混凝土匹配，做好混凝土的配合比工作，以及掌握好澆筑的時機，防止混凝土出現過早凝結或者離析現象的出現。

（5）在澆筑混凝土之前，需要拆除規格為4.5m×5m的大跨度板，然后再重新澆搗，而跨徑較小的板僅需補強，材料為雙面型的鋼絲網，以及利用環氧樹脂進行補縫處理。補強后，再進行全面鑒定，檢查樓板的強度和剛度是否符合《危險房屋鑒定標準》的基本要求。另外在拆除板的時候，要嚴格按照相關規范要求，做好安全控制措施，尤其是承重結構構件的穩定性，要防止相互之間干擾，以便將危險系數降到最低。

四、結束語

綜上所述，為了鑒定房屋建筑樓板的強度和剛度，本文以某房屋建筑為例，在對該房屋基本情況了解的基礎上，通過現場的勘測和檢測，了解樓板強度和剛度的影響因素，初步確定樓板開裂的基本原因，以及參照《建筑結構荷載規范》和《混合土結構設計規范》等的基本要求，判斷樓板負筋的配筋數量、配筋面積、板厚度等是否符合規范要求。案例工程的樓板強度和剛度，可以確定房屋樓板的危險級別達到B級，雖然整體性能夠滿足結構承載需求，但個別結構構件處于危險的狀態，需要對其進行修復處理。筆者認為需要采用科學的補強和補縫方法，控制樓板的荷載受力，并定期檢查裂縫補強和補縫結果，最后再進行二次鑒定，檢查樓板剛度和強度是否恢復到預期基本要求狀態。

參考文獻

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[3]王治理.住宅工程樓板及陽臺懸挑板裂縫鑒定與處理[J].山西建筑，2011，（26）：110-111.

篇9

【關鍵詞】高層結構；抗震性能目標；搭接柱轉換；結構設計

一、工程簡介

某工程為位于城市中心的一棟高層商住樓，地下2層，地上23層，其中地上層1～4為商場，樓層5為公寓會所，樓層6～23為住宅樓，總高約為80.2m。建筑結構安全等級為二級，結構設計使用年限為50年，本工程結構抗震設防烈度為6度（第一組），設計基本地震加速度為0.05g；建筑抗震設防分類：建筑為標準設防類建筑；建筑場地類別為Ⅲ類。

二、大樓結構設計分析

1　結構選型設計

建筑塔樓平面接近方形，長寬均為61.2m，每邊相接寬度均為10m左右，中部開洞面積接近20%。結構設計時，利用垂直交通系統，在塔樓四角均適當設置剛度較大的鋼筋混凝土抗震墻體，并在方字形的每邊均設置少量墻體，作為主要抗側力構件，結構平面豎向構件布置基本規則、對稱。圖1為塔樓結構平面及剖面布置，其中主框架梁為510×620，主要柱斷面為600×1000，主要抗震墻厚度為30～45cm，柱、墻混凝土強度等級為C50～C30，其余為C30。

住宅部分的結構有躍層，且躍層上層開洞較多，具有較多樓板不連續的建筑特點，塔樓層6～23每兩層設一層主框架，在每層主框架間設置躍層次結構，即在主框架上設梁上小柱，支承夾層次結構梁板，形成層間主次結構。根據建筑使用凈高的要求，

本工程的次結構層采用無梁樓蓋的結構布置形式。為滿足裙房商業的柱網規整的需要，部分柱在裙房頂層采用搭接柱轉換。

2　結構抗震設計的預期性能目標

本工程由于存在部分搭接柱轉換，塔樓采用主次樓層的結構形式，部分樓層還存在樓板不連續的情況，屬復雜高層建筑。設計時采取了基于性能的抗震設計和比現行規范要求更為嚴格的抗震措施。經與建設方及相關抗震審查部門商定，本工程抗震設計的預期性能目標如下：1）在小震下，結構滿足彈性設計要求，結構構件的抗震承載力和結構層間位移及位移比、周期比均滿足規范要求；2）在中震下，結構的主要豎向構件（主要的抗震墻、柱）處于彈性工作狀態；3）在大震下，結構重要部位的豎向構件（搭接柱）不屈服，對結構進行非線性分析，允許有些選定部位的構件（次樓層水平構件）達到屈服階段，但滿足變形限制要求，不發生剪切等脆性破壞，各節點滿足延性要求。

3　采取的主要抗震措施

采取的主要抗震措施如下：1）提高重要部位結構構件的抗震等級，局部有轉換的框架抗震等級提高為一級；2）對搭接柱轉換的節點進行應力分析校核，加強構造措施；3）各層主框架的柱、墻構件均按中震彈性進行設計；4）提高底部加強區抗震墻的分布筋配筋率，提高約束邊緣構件的體積配箍率；5）加大轉換層（層5）的樓板厚度及配筋率，以確保樓蓋的整體性。

4　搭接柱轉換的設計

工程在層4樓面有9根柱采用搭接柱轉換，水平轉換距離約為1.5m。若采用轉換大梁來完成如圖2所示的柱網變化，樓板受力較少，轉換梁承受很大的彎矩和剪力，將造成轉換梁斷面過大，材料浪費，同時轉換層的凈高降低；另一方面，由于轉換梁剛度大，造成結構豎向剛度突變，對抗震不利；而采用搭接柱轉換的鋼筋混凝土材料用量少、轉換層建筑空間可充分利用，上下層沿豎向剛度變化小。

經內力分析，由于搭接柱層錯位對豎向力的影響，搭接柱樓面梁內產生拉力，此拉力通過梁、板傳到抗側力構件上，使抗側力構件產生附加水平力。考慮搭接柱上下樓層相應位置樓板及梁中均承受較復雜的拉壓應力，對搭接柱上下層樓面樓板厚度均取15cm，相應跨和相鄰跨的上下層的配筋率均不小于0.6%。搭接柱轉換節點除采用SATWE，PMSAP進行整體分析外，還采用SATWE的框支剪力墻有限元分析程序FEQ軟件進行應力補充分析計算。

5躍層上層的次結構層無梁樓蓋設計

本工程上部為躍層疊加式公寓樓，由于建筑使用凈高的要求，層8～22間的偶數層設置為次結構層，采用無梁樓蓋，僅在方形的內外周布置框架梁，形成了主結構的框架-剪力墻體系，及相間

次結構層的板柱結構，無梁樓蓋的樓板厚度均取16cm。

公寓樓的次結構無梁樓蓋柱網尺寸變化大、不規則，不能采用直接法及一般等代框架法計算，因此在框架-剪力墻用SATWE及PMSAP整體分析的基礎上，對無梁板采用SATWE中的“復雜樓板有限元計算”SLABCAD模塊進行樓板的應力計算分析。

三、結論

（1）本工程部分柱采用搭接柱轉換，材料用量少、轉換層建筑空間可充分應用，上下層沿豎向剛度變化小。

篇10

關鍵詞：高層建筑；梁式轉換層；受力分析；結構設計

前言

隨著我國經濟和科學技術的飛速發展，高層建筑空間使用也趨向多層次、多功能發展。建筑物的這種多元化發展，使得結構在豎向必須具有不同的柱網及墻體布置，以滿足其對建筑空間的大型、靈活、自由的需求，而在大小空間銜接處需要設置結構轉換層。于是，帶轉換高層建筑結構體系就此應運而生，并在工程實踐中得到了長足的發展。以下筆者就結合自身工作經驗，對某高層建筑梁式轉換層結構設計做出探討。

一、工程概況

某綜合大樓，總建筑面積為28650，地下室2層，地上28層。其中裙房1～4層為商業樓層，1層層高是5.1m，2～4層層高均是4.2m，5～28層為住宅，層高均為3m。由于該工程為綜合性質較的高層建筑，上下建筑功能不同，需要豎向空間具有不同形式的空間組合。由于5層以上為住宅，所需的空間分隔較多，故采用框架-剪力墻結構。關于該工程的結構選型，由于梁式轉換相對箱型、厚板更為簡單、經濟。因此，本工程選擇了梁式轉換的結構轉換方式。最后，該工程結構形式確定為帶梁式轉換層的部分框支剪力墻結構。4層設置結構轉換層兼設備層，轉換層以上為住宅樓（純剪力墻結構），以下為框架―剪力墻結構。

二、結構分析及計算參數

本工程屬丙類建筑，結構體系為部分框支剪力墻結構，建筑物高度為89.7m

表1 采用SATWE計算的結構自振周期

自振周期 周期（s） 振型特征 T /T

T

2.59 Y向平動 0.81

T

2.44 X向平動 0.80

T

2.10 扭轉 0.80

表2 采用SATWE分析風荷載作用結構主要計算結果

受力方向 X向 Y向

頂點位移 （mm） 16.89 63.32

/H 1/6295 1/1338

層間最大位移 所在樓層 15 20

（mm）

0.71 2.47

/h

1/3818 1/1197

基底剪力 （kN）

2799 7355

傾覆彎矩（kN m） 163 715 458 388

表3 采用SATWE分析地震作用結構主要計算結果

受力方向 X向 Y向

頂點位移 （mm） 35.2 48.94

/H 1/2990 1/1527

層間最大位移 所在樓層 15 20

（mm）

1.43 1.87

/h

1/1810 1/1574

基底剪力 （kN）

6353 7922

傾覆彎矩（kN m） 314 289 339 878

剪重比（%） 1.6 1.83

計算結果分析：①從計算結果可知，部分框支梁的抗剪沒有滿足規范的要求，我們取其內力，人工復核，通過加腋的方式來滿足抗剪要求。②換層結構上下層剛度比達到比較理想的效果。③轉換層與其相鄰上層的側向剛度比（X方向0.84；Y方向0.68）大于0.6，計算結果滿足規范 的要求。

三、梁式轉換層結構的設計要點

3.1結構平面布局。對于有抗震設防要求的建筑，為了改善結構的受力性能，提高其抗震能力，在對有抗震設防要求的建筑進行結構平面布置時，可以將一部分剪力墻落地，并貫通至基礎，做成框支墻與落地剪力墻協同工作的受力體系。該工程上部為純剪力墻結構，底部為體型規則、簡單的框架―剪力墻結構。南北向剛度中心與質量中心偏差不超過2米，東西向完全對稱，為了增強抗扭效果，除核心筒外的其余剪力墻應盡量沿周邊均勻、分散布置。

3.2 結構豎向布置。高層建筑的豎向體型宜規則、均勻，避免有過大的外挑和內收，可根據其建筑功能和結構傳力的需要，沿高層建筑高度方向一處或多處靈活布置；也可以按照建筑功能需要，在樓層局部布置轉換層。該工程的豎向布置設計遵循“強化下部，弱化上部”的原則。盡量減少轉換層上部剪力墻數目，控制剪力墻厚度。轉換層以下剪力墻中，核心筒部分的厚度取為400mm，其余部分的厚度取為350mm。

3.3 抗震等級的確定。當剪力墻轉換層結構設置在三層以上時，為了保證設計的安全性，框支柱、剪力墻底部加強部位的抗震等級應提高一級。另外，在8度抗震設計時，還應考慮豎向地震作用的影響。

按照現行規范，結合該工程的結構特點，該工程各部位的抗震等級設計見表1：

表1 抗震等級的設計