房屋建筑混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究

徐東雨

【摘要】隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平的快速發(fā)展，城市化進(jìn)程在不斷加快，而城市范圍不斷擴(kuò)張，導(dǎo)致城市人口越來(lái)越多，為了緩解城市用地壓力，建筑的數(shù)量也越來(lái)越多。為了保證建筑結(jié)構(gòu)的安全性以及穩(wěn)固性，必須重視對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相關(guān)問(wèn)題的研究和分析，遵循建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則與要求，保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的合理性以及科學(xué)性，才能夠促進(jìn)我國(guó)建筑行業(yè)的穩(wěn)定健康發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】混凝土結(jié)構(gòu);設(shè)計(jì);房屋建筑

1、房屋建筑混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1.1地基設(shè)計(jì)優(yōu)化措施

在一般情況下，影響地基最終沉降量的因素很多，地基的最終沉降量難以通過(guò)公式精確的計(jì)算得到，應(yīng)結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)綜合考慮。為了減少地基的變形在結(jié)構(gòu)體系上可以選擇剛度較大的體系，比如框架-剪力墻鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)及鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)，并在平面布置時(shí)與建筑專(zhuān)業(yè)協(xié)商盡量做到平面簡(jiǎn)單、對(duì)稱(chēng)、規(guī)則的結(jié)構(gòu)布置，此時(shí)上部結(jié)構(gòu)剛度的存在，與基礎(chǔ)共同作用起到了起拱的作用，可以有效的減小基礎(chǔ)的內(nèi)力和變形。此外，通過(guò)減少上部荷載，如采用輕質(zhì)高強(qiáng)材料可以有效的提高剛度并減少荷載，也可以有效的減少地基沉降。也可通過(guò)加強(qiáng)基礎(chǔ)的整體性和剛度，如采用雙向條形基礎(chǔ)、筏板基礎(chǔ)可有效的減少地基沉降量。如不能采用整體形基礎(chǔ)時(shí)，在可以采用圓形或方形基礎(chǔ)，因這種基礎(chǔ)形式的沉降相對(duì)較小，盡量避免采用長(zhǎng)寬比較大的基礎(chǔ)，一般應(yīng)將基礎(chǔ)的長(zhǎng)寬比控制在3以?xún)?nèi)，這樣能在滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求的前提下并能獲得比較滿(mǎn)意的經(jīng)濟(jì)效果。

1.2建筑結(jié)構(gòu)豎向布置

建筑物豎向設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中，要保障建筑整體的規(guī)則、均勻，沒(méi)有特殊的要求，像內(nèi)大的收縮與外挑的設(shè)計(jì)這種情況盡可能不出現(xiàn)。在布置建筑的豎向結(jié)構(gòu)時(shí)要依照下大上小的規(guī)則，且均勻、緩慢的進(jìn)行側(cè)向變化，這是因?yàn)榻ㄖ锝Y(jié)構(gòu)的穩(wěn)定與重心問(wèn)題。然而，不規(guī)則結(jié)構(gòu)指的是建筑整體不是豎直、呈現(xiàn)的是上大下小和頭重腳輕、表面有特殊的突出。所以要著重考慮的是結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，這樣可以避免影響到穩(wěn)定性;次要，假使建筑物的豎向結(jié)構(gòu)是內(nèi)收的，要有足夠的建筑抗震性能，須調(diào)和側(cè)向剛度值，能夠保障剛度值不低于所在樓剛度值的80%，高于側(cè)向剛度值的70%;并且當(dāng)建筑物的結(jié)構(gòu)位處于樓層上半部分時(shí)，建筑物整體高度和樓層的縮進(jìn)位置到室外地面的高度的比例超過(guò)了0.2，就要保障樓層上半部分縮進(jìn)后長(zhǎng)度是在下半部分的75%以上。

1.3框架—剪力墻結(jié)構(gòu)

框架剪力墻結(jié)構(gòu)能夠充分發(fā)揮框架結(jié)構(gòu)以及剪力墻結(jié)構(gòu)的充各自特點(diǎn)，在應(yīng)用過(guò)程中框架以及剪力墻能夠共同承受水平和豎向荷載。因?yàn)閷?duì)框架結(jié)構(gòu)的充分應(yīng)用，可以體現(xiàn)出其布置比較靈活，延性相對(duì)較強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)能夠彌補(bǔ)框架結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度較小的問(wèn)題，能夠充分發(fā)揮剪力墻結(jié)構(gòu)承載力相對(duì)較大的優(yōu)點(diǎn)，是一種較為優(yōu)良的抗側(cè)力體系，適用于130米以下的高層建筑中。

1.4筒體結(jié)構(gòu)

筒體結(jié)構(gòu)主要包括框筒結(jié)構(gòu)、筒中筒結(jié)構(gòu)以及框架—核心筒結(jié)構(gòu)。其中框筒結(jié)構(gòu)是在建筑物的周?chē)M(jìn)行布置，利用小柱距、高截面梁的密柱深梁可以組成框架，一般情況下框筒結(jié)構(gòu)為四榀框架，能夠形成具有較強(qiáng)抗側(cè)力、抗扭剛度以及承載力的外筒。這樣能夠充分發(fā)揮建筑材料的應(yīng)用性能。筒中筒結(jié)構(gòu)在應(yīng)用過(guò)程中將框筒作為外筒，然后將建筑內(nèi)的電梯間、管道豎井等服務(wù)設(shè)施集中布置在建筑的中心部位能夠形成內(nèi)筒。這樣可以構(gòu)成筒中筒結(jié)構(gòu)。筒中筒結(jié)構(gòu)具有雙重抗側(cè)向力體系，內(nèi)外筒可以協(xié)同工作。外筒可以有效抵抗水平作用力產(chǎn)生的傾覆力度以及扭矩。內(nèi)筒能具有能夠抵抗比較大的水平剪力。筒中筒結(jié)構(gòu)適用在高度為180米以下的高層建筑中?？蚣堋诵耐步Y(jié)構(gòu)主要包括外圍的框架以及中心筒體，外筒以及內(nèi)筒之間的距離為10米-12米，且相對(duì)靈活。在寫(xiě)字樓以及多功能綜合樓中的應(yīng)用比較廣泛，一般的應(yīng)用高度為150米。

1.5建筑混凝土結(jié)構(gòu)豎向布置

一般而言，高層建筑物混凝土的結(jié)構(gòu)中，豎向結(jié)構(gòu)對(duì)建筑物整體質(zhì)量的影響是至關(guān)重要的，所以設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)時(shí)要注意并重視豎向結(jié)構(gòu)。高層建筑物豎向設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中，要保障建筑整體的規(guī)則、均勻，沒(méi)有特殊的要求，像內(nèi)大的收縮與外挑的設(shè)計(jì)這種情況盡可能不出現(xiàn)。在布置建筑的豎向結(jié)構(gòu)時(shí)要依照下大上小的規(guī)則，且均勻、緩慢的進(jìn)行側(cè)向變化，這是因?yàn)榻ㄖ锝Y(jié)構(gòu)的穩(wěn)定與重心問(wèn)題。然而，不規(guī)則結(jié)構(gòu)指的是建筑整體不是豎直、呈現(xiàn)的是上大下小和頭重腳輕、表面有特殊的突出。所以要著重考慮的是結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，這樣可以避免影響到穩(wěn)定性;次要，假使建筑物的豎向結(jié)構(gòu)是內(nèi)收的，要有足夠的高層建筑抗震性能，須調(diào)和側(cè)向剛度值，能夠保障剛度值不低于所在樓剛度值的80%，高于側(cè)向剛度值的70%;并且當(dāng)高層建筑物的結(jié)構(gòu)位處于樓層上半部分時(shí)，建筑物整體高度和樓層的縮進(jìn)位置到室外地面的高度的比例超過(guò)了0.2，就要保障樓層上半部分縮進(jìn)后長(zhǎng)度是在下半部分的75%以上。

2、房屋建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)措施

2.1選用高強(qiáng)度施工材料

選用施工材料，理論上強(qiáng)度越高越好，可是材料強(qiáng)度是有分類(lèi)的，例如抗剪、抗壓、抗拉、抗彎等強(qiáng)度類(lèi)型。其次，材料直接關(guān)系到建筑物的成本和質(zhì)量，其質(zhì)量是能直接影響到建筑工程的質(zhì)量和成本，所以在選用材料或使用材料時(shí)要考慮材料的可加工性、耐溫性和腐蝕性。還有要合理化使用材料，從而節(jié)約成本，保護(hù)環(huán)境，可合理化使用的材料有鋼筋、木材、混凝土等，例如鋼筋、混凝土、木材等。次第，高強(qiáng)度混凝土與鋼筋材料等材料需要使用在地震高發(fā)區(qū)的建筑上，因?yàn)檫@樣可以提升建筑的抗震性。

2.2做好產(chǎn)生裂縫的溫差防控

在設(shè)計(jì)建筑物的高度時(shí)，盡量將屋面控制在相同的高度。如果在建筑的結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)錯(cuò)層的房屋，在錯(cuò)層的位置要設(shè)置墻構(gòu)造柱，最好設(shè)置在縱墻以及橫墻交匯的位置。設(shè)置梁圈可以對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的溫度裂縫產(chǎn)生較好的控制作用。墻構(gòu)造柱以及項(xiàng)圈構(gòu)成的網(wǎng)格，可以對(duì)墻體產(chǎn)生一定的約束作用，對(duì)砌體的抗裂性也有一定的改善作用，可以顯著提高砌體的受力性。利用微膨脹混凝土也能對(duì)溫度裂縫起到一定的抵抗作用，但是需要準(zhǔn)確地把控膨脹混凝土的配合比以及做好后期的養(yǎng)護(hù)工作，以達(dá)到減輕屋面板裂縫的目的。對(duì)于超長(zhǎng)建筑，在使用微膨脹劑時(shí)要謹(jǐn)慎，因?yàn)槲⑴蛎泟?huì)導(dǎo)致混凝土的內(nèi)部產(chǎn)生極大的離散性，對(duì)于微膨脹劑的用量與伸縮縫的間距都很難把控，會(huì)給設(shè)計(jì)人員帶來(lái)一定的困難。在實(shí)際施工中，使用微膨脹劑需要根據(jù)相關(guān)的措施來(lái)計(jì)算使用量，只有在超出規(guī)定值的情況下才能增加伸縮縫的距離。

結(jié)語(yǔ)：

總而言之，在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，要根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則以及混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，開(kāi)展建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作，確保建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的可靠性以及合理性。同時(shí)要對(duì)建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中存在的問(wèn)題進(jìn)行分析和研究，并及時(shí)解決這些問(wèn)題，確保結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案能夠?qū)ㄖ┕みM(jìn)行有效指導(dǎo)，提高建筑的穩(wěn)定性以及安全性，保證建筑的使用壽命。

參考文獻(xiàn)：

[1]邵志利，孟凡偉.建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)問(wèn)題探討[J].門(mén)窗，2014（11）：329.

[2]張志強(qiáng)，賈洪亮.建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2018（23）：21-22.