小高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)心得

淺談小高層住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

劉廣民

山東同圓設(shè)計(jì)集團(tuán)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速的增長(zhǎng)，人民生活水平不斷提高，居民的居住面積和舒適度也不斷提高。小高層住宅在我國(guó)大量涌現(xiàn)，如何在小高層住宅設(shè)計(jì)過(guò)程中使結(jié)構(gòu)方案經(jīng)濟(jì)合理已成為我們結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者的當(dāng)務(wù)之急。結(jié)合某小高層住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，淺談幾點(diǎn)體會(huì)。

1工程概況

工程位于濟(jì)南市長(zhǎng)清區(qū)北部的濟(jì)南市經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)內(nèi)，經(jīng)十西路西側(cè)、重汽黃河路北的地塊內(nèi)。本工程主體為地上11層，地下兩層。地下二層層高為3.3m，與地下車(chē)庫(kù)相連，地下一層層高為2.9m，地上部分層高均為2.9m。

主樓上部結(jié)構(gòu)采用剪力墻結(jié)構(gòu)。建筑抗震設(shè)防分類(lèi)為丙類(lèi)（標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類(lèi)）。抗震設(shè)防烈度為6度，設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.05g，設(shè)計(jì)地震分組為第3組，設(shè)計(jì)特征周期為0.45秒。剪力墻抗震等級(jí)為四級(jí)，框架抗震等級(jí)為四級(jí)。建筑場(chǎng)地類(lèi)別為Ⅱ類(lèi)。建筑物安全等級(jí)為二級(jí)，地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為乙級(jí)。

2地基與基礎(chǔ)

本工程地基采用水泥粉煤灰碎石樁（CFG樁）處理，成樁工藝采用長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注成樁，以第3層粉質(zhì)粘土為樁間天然地基土，樁徑400，有效樁長(zhǎng)不小于8.0m，樁端持力層為第5層中粗砂，樁端進(jìn)入該層不小于1m。單樁承載力特征值為435KN，置換率m=0.043。處理后的復(fù)合地基承載力特征值240KPa。

基礎(chǔ)采用梁板式筏形基礎(chǔ)。梁板式筏基的筏板厚度按抗沖切承載力確定，當(dāng)筏板跨度不等時(shí)應(yīng)按多數(shù)相等跨度確定，少數(shù)較大跨度的板可比一般板跨的稍厚，沒(méi)有必要均按大跨度決定板厚度。筏板可按塑性雙向板或單向板計(jì)算。筏形基礎(chǔ)地梁沒(méi)有延性要求，可按非抗震構(gòu)件的箍筋形式進(jìn)行構(gòu)造，不加密，截面可按剪壓比要求確定，支座彎矩應(yīng)取用柱邊的數(shù)值。

3與車(chē)庫(kù)交接處理及上部結(jié)構(gòu)嵌固端的設(shè)置

地下室外墻與車(chē)庫(kù)頂板框架梁連接時(shí)，對(duì)于跨度較大的梁，在梁與外墻相交處設(shè)置壁柱來(lái)承擔(dān)框架梁傳遞給墻肢的平面外彎矩；對(duì)跨度較小的梁或建筑條件不允許設(shè)置壁柱時(shí)，在梁下設(shè)置暗柱給予加強(qiáng)。

由于小高層住宅一般都帶有一層或一層以上的地下室，嵌固端有可能設(shè)置在地下室頂板，也有可能設(shè)置在與車(chē)庫(kù)頂板相連接的地下室樓板等位置，因此，我們?cè)谇豆潭藰前宓脑O(shè)計(jì)、嵌固端上下層剛度比的限制、嵌固端上下層抗震等級(jí)的一致性等問(wèn)題上都要認(rèn)真考慮。

4剪力墻邊緣構(gòu)件配筋及樓層暗梁設(shè)置

剪力墻邊緣構(gòu)件箍筋配筋應(yīng)與剪力墻墻體的水平分布筋一并考慮，可以整體考慮配筋（如附圖一所示）。這樣既方便了施工，又節(jié)省了鋼筋。

對(duì)于剪力墻結(jié)構(gòu)不需在樓層處設(shè)通長(zhǎng)加強(qiáng)鋼筋，更沒(méi)有必要將鋼筋用箍筋箍起形成樓層圈梁，只有框架-剪力墻結(jié)構(gòu)中的剪力墻才需要設(shè)置，其目的為使剪力墻與其周邊的邊框梁和邊框柱一起成為帶邊框的剪力墻，提高剪力墻的抗震性能。高規(guī)要求是帶邊框的剪力墻結(jié)構(gòu)宜設(shè)暗梁，對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)沒(méi)有規(guī)定必須設(shè)暗梁。

5框架梁與剪力墻垂直單面相交處理

當(dāng)較大跨樓面梁與剪力墻垂直單面相交時(shí)，應(yīng)依據(jù)混凝土高規(guī)7.1.7條采取措施，減少梁端部彎矩對(duì)墻的不利影響，如梁下剪力墻設(shè)置扶壁住、邊緣構(gòu)件或減小梁端截面等；梁下剪力墻不能設(shè)置扶壁柱，墻厚又很難滿足框架梁縱向鋼筋的水平錨固長(zhǎng)度時(shí)，與剪力墻垂直單面相交的樓面梁宜盡量采用較小直徑的縱向鋼筋。

6樓板配筋及墻下加筋住宅建筑的現(xiàn)澆雙向板，可采用塑性計(jì)算方法，沒(méi)有必要驗(yàn)算裂縫，實(shí)際驗(yàn)算裂縫也沒(méi)有計(jì)算的依據(jù)。就目前，還沒(méi)有正常使用情況下樓板破壞的情況發(fā)生�，F(xiàn)澆板上輕質(zhì)隔墻，可以考慮附加1KN/m2恒載計(jì)算，沒(méi)有必要墻下板底加筋，即使墻下加筋，施工時(shí)也不一定能剛好放置于墻下。另外，樓板的配筋應(yīng)以三級(jí)鋼為主。

7轉(zhuǎn)角窗、凹凸部位的抗震措施

對(duì)于剪力墻角部開(kāi)設(shè)轉(zhuǎn)角窗可采取以下措施：角窗洞口頂部框架梁按水平折梁采取構(gòu)造措施；洞邊剪力墻暗柱鋼筋適當(dāng)加強(qiáng)；轉(zhuǎn)角窗部位的樓板適當(dāng)加厚，并雙向雙層配筋；轉(zhuǎn)角處樓板內(nèi)設(shè)置連接兩側(cè)洞邊暗柱的暗梁。

平面凹凸較大部位，考慮雙向地震扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，應(yīng)采取加強(qiáng)措施。如在凹凸部位設(shè)置較多的剪力墻，設(shè)置拉梁、拉板，增加凹凸部位附近板厚并雙向雙層配筋，加強(qiáng)相關(guān)連梁、邊緣構(gòu)件配筋等。

8結(jié)束語(yǔ)

總之，小高層住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)如何把握好合理性，經(jīng)濟(jì)性是至關(guān)重要的。在規(guī)范允許范圍內(nèi)，合理把握關(guān)鍵部位及次要構(gòu)件，既要保證整個(gè)建筑物安全又要經(jīng)濟(jì)合理，這是我們?cè)诮窈蟮脑O(shè)計(jì)中需要不斷提高和改進(jìn)的。

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略論小高層住的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

摘要:高層結(jié)構(gòu)一般采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)或框架剪力墻結(jié)構(gòu)，但框架矩形柱用于住宅時(shí)，帶來(lái)很多不便。筆者通過(guò)多年從事結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)以某小高層住宅工程實(shí)例進(jìn)行了論述，介紹了鋼筋混凝土異形柱框架剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)、構(gòu)造情況及設(shè)計(jì)方法。關(guān)鍵詞：小高層住宅；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；探討前言

高層結(jié)構(gòu)一般采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)或框架剪力墻結(jié)構(gòu)，但框架矩形柱用于住宅時(shí)，帶來(lái)很多不便。為避免框架柱在室內(nèi)凸出，少占建筑空間，改善建筑觀瞻，近年來(lái)設(shè)計(jì)建造了不少鋼筋混凝土異形柱框架結(jié)構(gòu)或框架剪力墻結(jié)構(gòu)的小高層住宅(主要是指層數(shù)15層及以下并適用于混凝土異形柱結(jié)構(gòu)的高層住宅)�？蚣墚愋沃�結(jié)構(gòu)是以l形(一般用于角柱)、t形(一般用于邊柱)、十字形(一般用于內(nèi)柱)的異形截面柱代替一般框架柱作為豎向支承構(gòu)件而構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。由于框架異形柱的截面較小，即使加強(qiáng)了配筋也難免混凝土早期壓碎，縱向鋼筋壓曲的脆性破壞形態(tài)，而且節(jié)點(diǎn)配筋困難，因此異形柱結(jié)構(gòu)的房屋高度受到嚴(yán)格的控制，適用的房屋最大高度見(jiàn)表1。筆者以某四個(gè)單元的住宅工程中的一個(gè)單元結(jié)構(gòu)為例，做進(jìn)一步探討。1工程概況

該工程為一棟四個(gè)相同結(jié)構(gòu)單元，長(zhǎng)52.24m，寬17.84m，高35.40m，地上共12層，住宅層高3.00m，其中地面1層為2.4m地下0層，

建筑面積8922m2。上部為鋼筋混凝土異形柱框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，下部為獨(dú)立基礎(chǔ)及局部筏板基礎(chǔ)，基礎(chǔ)置于天然地基上，天然地基為強(qiáng)風(fēng)化灰?guī)r，地基承載力特征值為400kpa。本工程抗震設(shè)防烈度為6度，抗震等級(jí)為三級(jí)�；炷�土強(qiáng)度等級(jí):基礎(chǔ)c30，一~五層c35，五層以上c30�？v向受力鋼筋采用hrb335級(jí)鋼筋，箍筋采用hpb235級(jí)鋼筋。標(biāo)準(zhǔn)層單元平面如圖1所示。結(jié)構(gòu)布置

剪力墻的設(shè)置除了滿足結(jié)構(gòu)本身的要求外還要配合建筑及設(shè)備專業(yè)。為了使建筑質(zhì)心與剛度中心盡量接近，提高建筑物在地震作用下的抗扭能力，在每個(gè)單元范圍內(nèi)縱橫兩個(gè)方向設(shè)置了3道剪力墻。經(jīng)過(guò)調(diào)整后，結(jié)構(gòu)的形心與質(zhì)心接近重合，x方向形心與質(zhì)心重合，y方向差ey=260mm�？蚣墚愋沃�設(shè)置在房屋周邊。由于框架異形柱的塑性較差，其斷面的確定原則如下。

(1)滿足軸壓比要求(t形為0.70，l形為0.65)。

(2)避免短柱，框架異形柱要求柱的凈高與柱截面長(zhǎng)邊尺寸之比宜大于4。

(3)滿足建筑平面的要求。為了避免短柱，在確定框架異形柱斷面之前應(yīng)先確定框架梁的高度，本住宅大部分房間(臥室，門(mén)廳)的進(jìn)深為4.8m，梁高定為400mm，梁寬:內(nèi)梁為200mm，外邊梁為250mm。根據(jù)梁的高度，框架異形柱的邊長(zhǎng)確定為600mm。標(biāo)準(zhǔn)層單元結(jié)構(gòu)平面見(jiàn)圖2。3結(jié)構(gòu)計(jì)算

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