淺談小高層住宅鋼筋混凝土框架結構設計策略

許元撫　李英男

摘 要：由于經濟高速發展，我們國家的小高層項目獲取了顯著的成就。其設計理念也得到了很多的創新，它的結構體系的類型也逐漸的增多。其鋼筋混凝土構造開始不端的運用到建設工作之中。現重點的講述了與之相關的內容。

關鍵詞：小高層住宅；鋼筋混凝土；框架結構

1 關于其常見的結構類型

1.1 框架結構

它的特征是開間較大，而且非常的靈便，能很好的抗震，而且費用不高。不過因為柱的截面要超過墻的厚度，所以，會發生外凸現象，進而影響到家裝的美學性，一些時候，因為內部設置的無序，會容易導致柱網無法合理的布局。

1.2 框架一剪力墻結構

在框架結構中布置一定數量的剪力墻就組成了框架一剪力墻結構。其是目前使用較多的一類體系。其特征是靈便性高，而且適應性好，構造穩定，能使框架、剪力墻兩種有不同變形性能的抗側力結構很好地協同發揮作用。

1.3 大開間剪力墻結構

由于經濟高速發展，群眾的生活能力得到了顯著的提升。之前的小開間的模式已經無法的適應當前的社會發展需求了。通過分析其強度我們發現，小開間模式中，它的墻體無法實現應有的意義，而且太多的墻體，還容易導致嚴重的地震力，使得項目的資金增多。除此之外，因為構造的自重很大，也使得費用增多，所以，才會出現這種墻體。承重墻的開間達到4.5m～7.5m，進深達到7.5m～11m，室內一般無承重的橫墻和縱墻，可結合使用者的規定合理的設置，當家庭改變的時候，其布局等也可以變化。

1.4 短肢剪力墻結構

短肢剪力墻介乎于異形框架柱和一般剪力墻之間，因為其在構造的功效以及花費的資金和節能等活動中有著非常積極的意義，所以，已經成為了目前應用比較廣的一種構造。

2 關于結構設計的關鍵點

2.1 橫向的力，此時成為結構設計最關心的內容

對于低層的建筑來講，往往是以重力為代表的豎向荷載控制著鋼筋混凝土結構設計；但是對于小高層來講，雖然豎向的力還是會對構造等產生一定的作用，不過此時橫向的力成為最關鍵的要素。針對一個特定的項目來講，其豎向力可以看成是一定的，但是橫向的力，像是地震影響等，它是會由于動力的改變而出現一定的改變的。

2.2 要切實關注其軸向的形變現象

對于采用框架體系或框架一剪力墻體系的小高層住宅，框架中柱的軸壓應力往往大于邊柱的軸壓應力，這就使得中柱的軸向壓縮變形大于邊柱的軸向壓縮變形。如果建筑高度很高的話，這種變形就會高到一定的程度，它等同于連續梁的中心的支座出現了下沉現象，使連續梁中間支座處的負彎矩值減小，跨中正彎矩值和端支座負彎矩值增大。

2.3 更多的關注側移

和低層的建筑不一樣的是，側移目前已經成為了構造設計的時候要認真的關注的事項。由于建筑的高度不斷的增加，橫向力的影響下的構造側移形變不斷的變強，結構的頂點側移一般與房屋高度H的四次方成正比。對于小高層來說，規定構造的強度非常高，同時還要確保其有著充足的抗側移的水平，確保橫向力狀態中的側移現象得以控制。主要有如下幾點：第一，如果側移太多的話，會讓人產生一種不是很舒適的感覺，使得建筑無法有序的使用。第二，太多的側移會導致墻體等出現縫隙，同時還會導致電梯的軌道受到影響，進而導致其無法合理的運作。第三，太多的側移會出現附加力，有時候其融合到一起，還會導致塌陷等問題出現。

2.4 構造的延性特征很受關注

對比低層來講，這種建筑更加的柔和，當遇到地震的時候，其形變現象就會更加的顯著。為確保構造發展到塑性時期的時候，還能夠具有優秀的變形水平，防止塌陷，尤其要在構造總是用合理的方法，以此來確保其有著優秀的延性特征。

3 設計方法

3.1 使用優化設計的措施

現在，在沒有優秀的分析軟件的前提下，主要是應用小高層住宅結構分析軟件，通過人工分析法來調節，通過概念設計措施對各種構造的類型選擇和布局等開展詳細的比對活動，以此來獲取優秀的方案，其是在設計的時候，使用最多的也是最方便的措施。通過概念設計措施獲取的方案非常的精準，而且節省費用，雖然它使用的時間以及成本比較多，而且對工作者的素質等有著較高的規定，不過此類憑借設計者的經驗來分析的措施，還是現在使用最多的一項措施。針對相同的方案來說，可有很多不一樣的構造；確定了結構布置的小高層住宅物，就算在相同的負載狀態中，也有很多不一樣的分析措施；分析過程中設計參數、材料、荷載的取值也不是唯一的；小高層住宅物細部的處理更是不盡相同等等，此類內容是現在電腦不能合理應對的，要靠著設計者自行的分析。判斷必須開展在設計的常見規律之中，結合項目的具體情況來開展，其就是之前講到的概念設計。所以，其存在在工作者在選取多種方案的時候。

3.2 關于性能探索

3.2.1 抗震性能分析對結構體系來說足夠的承載能力和變形能力是兩個同時需要滿足的條件。結合概念設計的理念，比對之上的兩個體系，電算程序可以采用中國建筑科學研究院編制的結構空間有限元分析軟件SATWE。設計的時候，不但規定結構要有非常高的承受力，還要有非常好的剛度。高層結構的使用功能和安全與其側移的大小密切相關，過大的側向變形會使隔墻、維護墻及其飾面材料出現裂縫或損壞。結構分別按考慮5%的偶然偏心和雙向地震力作用的不利情況計算出各結構體系層間位移角，剪力墻結構小于框剪結構，但均小于規范要求，且富裕量較大，說明兩種結構體系滿足剛度要求。

但就使用性能方面，剪力墻結構由于墻體太多，結構自重大，導致了較大的地震作用，混凝土和鋼材用量也較高；同時也增加了基礎工程的投資，而且限制了建筑上的靈活使用。而框架一剪力墻結構的特點是平面使用靈活，適用性強，結構合理，能使框架、剪力墻兩種有著不同變形性能的抗側力結構很好地協同發揮作用。在水平荷載作用下，具有較純框架和純剪力墻結構更為有利的水平變形曲線。由框架構成自由靈活的使用空間，容易滿足不同建筑功能的要求；同時剪力墻具有相當大的抗側移剛度，從而使框一剪結構具有較好的抗震能力，也大大減少了結構的側移。

3.2.2 關于費用的比對。當對上述的三類構造的成本比對之后，我們發現，它們的單位規模的費用之間沒有很大的差異。其中短肢剪力墻結構的單位面積直接費最大，框架一剪力墻結構的單位面積直接費最小，其中短肢剪力墻結構的單位面積直接費比框架一剪力墻結構的單位面積直接費高出12.5%，比大開間剪力墻結構的單位面積直接費高出7.3%，大開間剪力墻結構的單位面積直接費比框架一剪力墻結構的單位面積直接費高出4.9%。其次要的費用大體上是一致的。單位面積造價框架一剪力墻結構的最小，框架一剪力墻結構的次之，短肢剪力墻結構的稍微較大，三種結構體系直接費最大相差不到45元/平方米元。

4 結束語

由于經濟高速前進，群眾的生活能力得到了顯著的提升。使用者對建筑的功效等有著更多的規定，此時人們希望其在使用的時候，可以體現出較多的靈便性特征，可以更加的合乎功效的變換規定。所以，設計方在獲取了設計思想之后，要秉承著節約資金，美觀實用的理念，積極的開展設計工作。

參考文獻

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