基于人文與科技理念研究科研辦公類建筑的結構設計與實踐

申希虎

【摘要】隨著環境污染的日益加劇，節能成為各行各業發展的焦點方向之一，建筑行業也是如此。綠色節能建筑成為行業關注的重要方向。學校作為重要的公共建筑，它的結構設計工作不僅要保證施工質量，還需要考慮其他一些問題。本文主要就綠色學校建筑結構的設計進行簡單的分析。

【關鍵詞】綠色建筑；結構設計；學校建設

綠色建筑設計的主要目標是為居住者提供健康舒適的環境，學校是重要的公共建筑。本文主要介紹綠色學校建筑設計的思路，希望能對相關設計人員的工作有所幫助。

一、學校抗震設計

學校屬于乙類建筑，為了保證學校的安全，建筑過程中必須加強防震設計。國家建筑工程分類標準中介紹，學校建筑如教學樓、學生宿舍、辦公樓等等防震等級不能低于乙類建筑，防震設計時必須充分考慮建設地抗震設防烈度等級，下面就學校建設的抗震設計進行簡單分析。

（一）確定框架-剪力墻結構中合理的剪力墻數量

學校抗震設計時應該選擇抗震性能比較好的結構形式，框架-剪力墻結構優勢明顯，廣泛應用于各種抗震建筑的結構設計。建筑設計中，工作人員應該注意，框架-剪力墻結構的設計不能影響建筑整體的布局，一般情況下框架-剪力墻結構分布在樓梯間、室外分隔墻等等部位。控制框架會承受一定的地震傾覆力矩，設計工作初始必須保證這部分力矩小于總傾覆力矩的二分之一，框架-剪力墻結構的抗震等級決定了框架部分的抗震等級。部分框架梁可能會與剪力墻重合，這部分框架梁可以保留，也可以設計成為暗梁，但暗梁的寬度應等于墻體的厚度，暗梁的高度為墻體厚度的2倍。框架梁縱向受拉鋼筋支座的最小配筋率決定了邊框梁及暗梁的縱向配筋率，為了保證結構的安全，框架梁下的剪力墻上需要設置暗柱或者壁柱，暗柱及壁柱的位置根據實際工程情況設置在合適位置。

（二）加強樓梯間構造措施

樓梯間是建筑物必不可少的通道，在火災、地震等危險發生時是主要的逃生通道，但樓梯間的受力情況比較復雜，地震發生時很容易遭到破壞，因此，加強樓梯間抗震強度是建筑抗震設計的重要內容。一般來說，為了保證樓梯間的抗震性能，設計時應選擇板式樓梯，樓梯間周圍應設計剪力墻，樓梯間板式結構的配筋形式為雙層雙向配筋。如果樓梯間的梯跑跨度較大、且樓梯間設計時沒有設置剪力墻，則需要設置樓梯梁，樓梯梁應該在平臺上靠近踏步位置處。樓梯間的抗剪構造措施對于抗震設計十分重要，一般需要使用箍筋加密，如果發現樓梯間的抗剪強度不足，需要設置吊筋。

（三）加強二次結構構件抗震構造措施

混凝土結構設計中二次結構構件抗震措施必須重視，實際的設計過程中經常被忽視。如果建筑物的層高比較高，設計人員應重點關注后砌隔墻的穩定性，尤其是自承重墻體，因此，需要對后砌隔墻的厚度、配筋情況等等內容進行復核。當墻體較長時，為了保證墻體的安全穩定性，需要在墻體中間設置混凝土構造柱，后砌墻的拐角、門窗洞口邊均需要設置構造柱，相鄰的構造柱間間距應大于4m，如果墻體的高度在4m以上，需要沿墻全長澆筑混凝土現澆帶，混凝土現澆帶設置在墻體半層高或者門洞上，與墻柱連接。

二、綠色建筑結構設計

綠色建筑設計應該從建筑材料、建筑結構等等方面綜合考慮。

（一）使用高性能的材料

建筑中使用的主要材料包括鋼筋、混凝土、墻磚三種，它們的性能直接決定了建筑結構的質量。因此在實際的設計工作中，鋼筋混凝土材料的選擇十分重要。如果承載力相同，在豎向承重構架中應選擇強度等級高于C40的混凝土，這樣對于減少構件的截面尺寸，降低混凝土的用量十分有幫助。此外，為了盡可能地延長建筑物的使用壽命，混凝土的耐久性應較好。鋼筋混凝土建筑施工時，施工現場必然會存在噪音及粉塵污染，為了盡量減少污染，可以采用預拌混凝土進行施工，這種方法能夠節約資源，對于減少施工成本比較有幫助。為了節約鋼鐵資源，建筑設計時應選擇強度、韌性、焊接性能均較好的鋼筋材料。此外，選擇加氣混凝土砌塊及燒結頁巖實心磚混合的形式進行墻體的砌筑，可以有效的節約資源。

三、建筑平面不規則、超長不設縫采取有效構造措施

建筑抗震設防等級為8度時，如果使用框架結構進行建筑施工，很難達到建筑變形要求，而使用框架-剪力墻結構則可以有效的解決這一問題。部分建筑的平面不規則，比如L型平面，為了防止影響建筑的質量，設計工作中應該盡量避免設置伸縮縫，剪力墻的布置應該遵循分散、對稱的原則。建筑構造時應該注意以下問題：后澆加強帶的設置必不可少，無論是地下室還是地上建筑。后澆加強帶設置時，需要將平面劃分成長度小于45m的單元，后澆加強帶設置時應選擇膨脹混凝土進行施工，混凝土通常需要在45天之后澆筑，加強筋的設置十分重要，一般來說加強筋的面積應該為主筋的一半；樓板、屋面板的配筋工作必不可少，配筋是，鋼筋的直徑可以在8mm左右，相鄰鋼筋間的間距應為200mm左右，頂層、端開部位的配筋率可以適當提高；建筑物保溫隔熱設計可以有效的節約電氣能源，是綠色建筑設計的方法之一。

四、樓面活荷載計算注意事項

為了保證建筑物的安全，必須對建筑荷載進行計算。學校建筑有辦公室、教室、衛生間、走廊等等，功能不同，各部分的荷載分布也不相同，比如，教室、辦公室等部分的平均活荷載的標準值為2.0kN/m 2，而檔案室等部位的平均活荷載的標準值為5.0kN/m 2，因此建筑設計時，相關工作人員可以使用一定的計算軟件，計算建筑物的樓面活荷載，比如PKPM計算軟件。

五、梁截面有效高度

如果建筑物的環境類別一般，梁保護層的最小厚度可以取20mm，部分梁支座的縱筋排數可以根據實際情況調整為2排或者3排，縱筋排數不同，鋼筋量的有效截面高度會存在一定的區別，一般來說，單排鋼筋梁為H-40，雙排為H-70，設計繪圖時需要設計人員根據實際情況進行復核計算。

結語：

綠色學校的建筑結構設計是一項比較復雜的工作，實際的設計工作中，工作人員應該綜合考慮結構、電氣、設備等等問題，不斷總結工作經驗，保證結構設計更加安全、穩定，最終實現綠色節能的目標。

參考文獻：

[1]姜傳華.淺談綠色學校建筑結構設計[J].建筑節能與綠色建筑，2013，（15）.

[2]柯曉靈.淺談綠色建筑的結構設計方案[J].能源環境，2012，（13）.

作者簡介：

孫吶（身份證：341282198604010324），1986.04—，女，漢族，畢業于安徽工業大學。研究方向：建筑結構設計。