淺談房屋住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

祖浩昌

（泗洪縣天成建筑安裝工程有限公司，江蘇 宿遷 223900）

隨著我國(guó)城市化進(jìn)程不斷發(fā)展和加快，及國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我國(guó)房屋住宅建筑的需求也日益增多，這也給房屋住宅建筑設(shè)計(jì)帶來(lái)了諸多挑戰(zhàn)。在這樣的情況下，如何設(shè)計(jì)出較為舒適、安全經(jīng)濟(jì)的房屋，現(xiàn)在已經(jīng)成為施工人員要面對(duì)的問(wèn)題。

1.某工程案例概況

某小區(qū)工程占地面積20987平方米，總建筑面積是62340平方米。這些面積里含有南北兩排高級(jí)住宅綜合樓和東西兩側(cè)的公建。地上8層是南側(cè)的住宅綜合樓,地上8～10層是北側(cè)住宅綜合樓。這些住宅綜合樓均為剪力墻結(jié)構(gòu),南樓局部設(shè)有框支梁。東側(cè)公建是高配套商業(yè)用房,框架結(jié)構(gòu)，地上為2層，西側(cè)公建是文化娛樂(lè)、健身中心，框架結(jié)構(gòu)，地上4層。

1.1 工程案例設(shè)計(jì)原則及特點(diǎn)

（1）設(shè)計(jì)原則。在這個(gè)房屋工程案例中，我們要本著鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與建筑、設(shè)備和施工密切配合，施工人員做到安全適用、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的這個(gè)大原則，如果條件允許還要采用新技術(shù)、新工藝和新材料來(lái)加以保證施工的質(zhì)量。

該結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)還要重視結(jié)構(gòu)選型和構(gòu)造，施工人員一定要選擇抗震及抗風(fēng)性能好而經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。在這一抗震設(shè)計(jì)中，應(yīng)保證結(jié)構(gòu)整體抗震性能，使整個(gè)結(jié)構(gòu)有足夠的承載力、剛度和延性。

（2）設(shè)計(jì)特點(diǎn)。這個(gè)設(shè)計(jì)還要考慮軸向變形問(wèn)題。施工人員在考慮軸向變形時(shí)，要考慮施工過(guò)程中分層施加豎向荷載這一因素，不能簡(jiǎn)單的按一次加載考慮，否則會(huì)出現(xiàn)一些不合理的計(jì)算結(jié)果，打比方說(shuō)鄰近剪力墻和筒體的上層框架柱，在豎向荷載作用下出現(xiàn)拉力；上層框架梁出現(xiàn)過(guò)大彎矩和剪力等。另外，隨著樓層的不斷增加，水平荷載作用下結(jié)構(gòu)的側(cè)向變形迅速增大。

除此之外，還有框架結(jié)構(gòu)體系的應(yīng)用。眾所周知，框架結(jié)構(gòu)體系一般用于鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，由梁和柱通過(guò)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成承載結(jié)構(gòu)，框架形成可靈活布置的建筑空間，具有較大的室內(nèi)空間，使用較方便。由于框架梁柱截面較小，抗震性能較差，剛度較低，建筑高度受到限制；剪切型變形，即房間側(cè)移隨著層數(shù)的增加而減??；框架結(jié)構(gòu)主要用于不考慮抗震設(shè)防、層數(shù)較少的高層建筑中。在考慮抗震設(shè)防要求的建筑中，應(yīng)用不多；高度一般控制在70m以下。

1.2 工程案例設(shè)計(jì)技術(shù)措施

該工程是房屋住宅整體結(jié)構(gòu)，采用的是剪力墻體系，針對(duì)該工程結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，我們采取的具體技術(shù)措施如下：

（1）高差懸殊問(wèn)題。我們?cè)O(shè)置兩道沉降縫將南北住宅綜合樓與中間地下汽車庫(kù)完全脫開(kāi)，沉降縫寬度為100mm，縫內(nèi)用粗砂填實(shí)。

（2）大跨度樓板解決辦法。該工程結(jié)構(gòu)最大板塊跨度為 12.8m×14.7m，根據(jù)筆者的實(shí)際施工工程經(jīng)驗(yàn)確定板厚為320mm。首先采用普通混凝土結(jié)構(gòu)經(jīng)過(guò)詳細(xì)計(jì)算，在較大配筋率（0.65%）情況下承載力極限狀態(tài)可以滿足，混凝土相對(duì)受壓區(qū)高度（0.14）不超限。

（3）樓板錯(cuò)層的解決。經(jīng)分析，該工程兩個(gè)地方都出現(xiàn)錯(cuò)層集中現(xiàn)象，剪力墻兩側(cè)層高分別為2.8m、3.0m，這樣就使得樓板層層交錯(cuò)，而且錯(cuò)層部位樓板高差不一致。

我們可以采用加強(qiáng)錯(cuò)層部位剪力墻厚度的辦法來(lái)解決，將該部位剪力墻厚度調(diào)整為400mm，以提高剪力墻平面外剛度；剪力墻抗震等級(jí)提高一級(jí)，剪力墻分布鋼筋配筋率提高到0.5%，并適當(dāng)增加暗柱數(shù)量和配筋等。在結(jié)構(gòu)計(jì)算上就采用彈性樓板假定。

1.3 需要注意的問(wèn)題

在當(dāng)前房屋建筑住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，構(gòu)造柱經(jīng)常被作為承重柱使用，這種方法將引起以下幾個(gè)問(wèn)題。

構(gòu)造柱作為承重柱使用后，使得構(gòu)造柱提前受力，而且結(jié)構(gòu)一旦遭遇地震作用時(shí)，在構(gòu)造柱位置必然形成應(yīng)力集中，首先會(huì)被破壞。這樣構(gòu)造柱不但起不到其應(yīng)有的作用，反而會(huì)成為房屋結(jié)構(gòu)中的一個(gè)薄弱部位。

構(gòu)造柱一般生根于地圈梁中，沒(méi)有單獨(dú)的設(shè)基礎(chǔ)，構(gòu)造柱兼作承重柱使用后，柱底基礎(chǔ)的抗沖切、抗彎部及局部承壓強(qiáng)度必然不能滿足這個(gè)要求。柱底基礎(chǔ)一旦發(fā)生沖切或局部承壓將出現(xiàn)裂縫。

在實(shí)際建筑施工設(shè)計(jì)中，在無(wú)地下室的鋼筋混凝土多層框架房屋，獨(dú)立基礎(chǔ)埋置較深。在一0.05m左右設(shè)有基礎(chǔ)拉粱時(shí)，應(yīng)將基礎(chǔ)拉粱按層1輸入。其架結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量避免設(shè)置鋼筋混凝土樓電梯小井筒，因?yàn)榫驳拇嬖跁?huì)吸收較大的地震剪力，相應(yīng)地減少框架結(jié)構(gòu)承擔(dān)的地震剪力，而且井筒下基礎(chǔ)設(shè)計(jì)也比較困難，故這些井筒多采用砌體材料做填充墻形成隔墻。當(dāng)必須設(shè)計(jì)鋼筋混凝土井筒時(shí)，井筒墻壁厚度應(yīng)當(dāng)減薄，并通過(guò)開(kāi)豎縫、開(kāi)結(jié)構(gòu)洞等辦法進(jìn)行剛度弱化；配筋也只宜配置少量單排鋼筋，以減小井筒的作用。設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，還應(yīng)按帶井筒的框架復(fù)核，并加強(qiáng)與井墻體相連的柱子的配筋；此外還要特別指出，對(duì)框架結(jié)構(gòu)出屋頂?shù)臉请娞蓍g和水箱間等，應(yīng)采用框架承重，不得采用砌體墻承重，而且應(yīng)當(dāng)考慮鞭梢效應(yīng)乘以增大系數(shù)，雨篷等構(gòu)件應(yīng)從承重粱上挑出，不得從填充墻上挑出，樓梯粱和夾層梁等應(yīng)承重柱上，不得支承在填充墻上。

在框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，施工設(shè)計(jì)人員如果只注意了橫向框架的設(shè)計(jì)，而忽視了縱向框架現(xiàn)行建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范要求水平地震作用應(yīng)按兩個(gè)主軸方向分別計(jì)算，各方向的地震作用應(yīng)由該方向的抗側(cè)力構(gòu)件來(lái)承擔(dān)。即在框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，縱向框架與橫向框架有同等的重要性。非抗震設(shè)計(jì)時(shí)，一些結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者把縱向框梁按普通連續(xù)梁進(jìn)行設(shè)計(jì)，梁柱的節(jié)點(diǎn)和框架中的縱筋、箍筋的配置均無(wú)法滿足框架梁、柱的構(gòu)造要求。由于沒(méi)有考慮地震的縱向作用，在實(shí)際設(shè)計(jì)中經(jīng)常出現(xiàn)梁的支座負(fù)筋，跨中縱筋及箍筋的配置均不滿足要求的現(xiàn)象。

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