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多层建筑论文范文1
关键词:多层建筑 结构 稳定性 影响因素
我国政府对住宅建设十分关心,特别是改革开放以来给予了高度重视,投入了大量的人力、物力和财力,近期住宅建设成为新的经济增长点和居民消费热点,因此,积极开展住房制度改革,推进住宅商品化,为广人居民提供良好的居住环境,是全社会关注的重要课题。
由于我国是一个人口大国,农村人口占全国人口比例十分大。因此农村居民住房也是一个急需解决的问题。而在住宅建筑中多层房屋结构最为适合农村及中小城市的使用。所以多层宅在我国农村新建或正在建造的住宅中占90%以上。
多层房屋结构的广泛使用的有一个重要的问题:就是多层房屋结构的稳定性。若这个问题得不到重视那么将会给我们带来不少的安全隐患。
一、多层建筑结构的概述
住宅建筑按其层数分为:低层(l~3层)、多层(4~6层)、中高层(7~9层)、高层(l0层以上)四类。
从80年代开始至今,是我国多层房屋建筑在设计使用及施工建筑等各方面得到迅速发展的阶段,各中等城市以及广大农村都普遍兴起建造以框架结构、砖混结构、砖木结构、加筋砌体等多层建筑。
多层住宅为4~6层高的住宅,借助公共楼梯解决垂直交通,其优点在于:①它比低层住宅占地少,比高层住宅建设工期短,一般开工一年内即可竣工;②公摊面积少,无需像高层住宅需要增加公共走道、电梯、高压水泵等方面的投资,物业费也较低,整体的性能价格比高;③结构设计成熟,建材可就地大量工业化、标准化地生产。因此,多层住宅造价较低,售价适中,易于被普通消费者接受。
由于宁波市所辖地区有很多城乡结合地区,因此都存在很大部分的农村自留地。因宁波是石灰岩地质环境、地下溶洞较多的情况,高层建筑对自留地拥有者来说又投资太大,所以宁波的自留地建筑物主要是以3~6层的多层为主。多层建筑在宁波的广泛使用,不但能够改善广大群众的居住水平,而且通过房屋的出租提高群众的收入。所以多层房屋在宁波推广的比较普及。
二、设计对多层建筑结构稳定性的影响
1.多层建筑的基础
多层房屋建筑无地质详勘报告,仅仅依据建设单位口头或笼统参照附近建筑物的基础设计资料就进行施工图设计;采用换土垫层进行软弱地基处理,不进行换土垫层设计,只凭经验处置,没有进行垫层宽度和厚度计算,既不安全,又不经济。
2.多层建筑的砖混结构房屋中构造柱兼作承重柱用
在砖混结构中,构造柱不但能够提高墙体的坑剪能力,而且构造柱与圈梁联结在一起,形成对砌体的约束,这对于限制墙体裂缝的开展,维持竖向承载力,提高结构的抗震性能有着重要的作用。
在当前结构设计中,构造柱经常被作为承重柱使用,这种做法使得构造柱提前受力,柱底基础的抗冲切、抗弯曲及局部承压强度必然不能满足要求,降低了构造柱的拉结和约束作用,一旦遭遇地震,构造柱位置因应力集中首先破坏。
3.多层建筑在框架结构设计中,只注意横向框架而忽视纵向框架
现行建筑抗震设计规范要求水平地震作用应按两个主轴方向分别计算,纵向框架与横向框架同等重要。一些结构设计者对于非抗震设计,没有考虑地震的纵向作用,在实际设计中经常出现梁的支座负筋,跨中纵筋及箍筋的配筋置均不足的现象。
4.多层建筑的悬挑梁的梁高选用过小
设计者往往只注意了对梁的强度和倾覆进行验算,而忽略了对梁挠度的验算。梁高选用过小,引起梁截面的受压区应力过高,梁的延性减小,在竖向地震作用下易发生脆性破坏,失去承载力。
5.多层建筑的连续梁按单梁进行设计
这种情况多发在阳台边梁的设计中。由于边梁上的荷重一般较小,没有引起设计者的重视,为图受力分析方便,设计者把实际应为连续梁的边梁按简支梁进行设计,致使边梁在支座处上部负筋配置量过少,加载后梁支座上部受拉区出现竖向裂缝,引起梁上的拦板出现竖向裂缝。
6.多层建筑的楼板设计常见题
板是建筑工程中的主要承重构件,是它将楼面、屋面的荷载传递到墙或梁,楼板的设计问题必将影响梁、墙、柱等构件安全。整个设计考虑不周,容易出现质量隐患。楼板设计中常见如下几个问题。
1)对板的受力状态认识不足,简单地将双向板作单向板进行计算,使计算假定与实际受力状态不符,导致一个方向配筋过大,而另一方向仅按构造配筋,造成配筋严重不足,致使板出现裂缝。
2)计算板承受线荷载的弯矩时,常常将该部分线荷载换算成等效的均布荷载后,进行板的配筋计算。但有些设计人员错误地将隔墙的总荷载附以板的总面积。另外,在板的设计中没考虑板上砌墙的影响,在板支承点上部出现了负弯矩,致使板顶出现裂缝。
3)双向板有效高度取值偏大。双向板计算时应考虑两个方向的弯矩,取各自的有效高度,一般长向的有效高度比短向的有效高度小。有的设计者为图省事或对板受力认识不足,取两方向的有效高度一致进行配筋计算,致使长跨有效高度偏大,配筋降低,使结构构件存在的质量隐患,甚至出现开明缝的现象。
总之,我们设计工作者应按规范相应的构造要求严格执行,才能从根本上消除设计质量的隐患。
三、抗震设计对稳定性的影响
1.抗震措施
当前,在抗震设计中,从概念设计、抗震验算及构造措施等三方面入手,在将抗震与消震(结构延性)结合的基础上,建立设计地震力与结构延性要求相互影响的双重设计指标和方法,直至进一步通过一些结构措施(隔震措施,消能减震措施)来减震,即减小结构上的地震作用使得建筑在地震中有良好而经济的抗震性能是当代抗震设计规范发展的方向。而且,强柱弱梁、强剪弱弯和强节点弱构件在提高结构延性方面的作用己得到普遍的认可。
2.多层建筑的抗震设计理念
我国《建筑抗震规范》(GB50011-2001)对建筑的抗震设防提出“三水准、两阶段”的要求。“三水准”即“小震不坏,中震可修,大震不倒”。对建筑抗震的三个水准设防要求,是通过“两阶段”设计来实现的。第一阶段:第一步采用与第一水准烈度相应的地震动参数,先计算出结构在弹性状态下的地震作用效应,与风、重力荷载效应组合,并引入承载力抗震调整系数,进行构件截面设计,从而满足第一水准的强度要求;第二步是采用同一地震动参数计算出结构的层间位移角,使其不超过抗震规范所规定的限值;同时采用相应的抗震构造措施,保证结构具有足够的延性、变形能力和塑性耗能,从而自动满足第二水准的变形要求。第二阶段:采用与第三水准相对应的地震动参数,计算出结构(特别是柔弱楼层和抗震薄弱环节)的弹塑性层间位移角,使之小于抗震规范的限值,并采用必要的抗震构造措施,从而满足第三水准的防倒塌要求。
参考文献:
1.建筑施工手册编写组,建筑施工手册,3版。北京:中国建筑工业出版社
多层建筑论文范文2
关键词:嵌固端,概念设计,刚度
多层、特别是高层钢筋混凝土建筑,在进行概念设计、结构计算时,必须明确嵌固端的位置。嵌固端是人为的对多、高层建筑结构计算模型中的一个重要假定,它直接关系到结构计算模型与结构实际受力状态的符合程度,以及构件内力、结构侧移等计算结果的准确性。
嵌固端的定义,指除能承受轴力、弯矩、剪力之外;X向水平位移,Y向水平位移,竖向位移,位移角均为零的部位。按在地震作用下的屈服机制而言,就是预期塑性铰出现的部位。确定嵌固端就是通过刚度和承载力调整,迫使塑性铰在预期部位出现,并能承担上部结构在该处屈服超强引起的极限弯矩和出现塑性铰时的最大剪力以及相应的最大最小轴力。故嵌固端的选取和处理直接影响结构体系的受力和变形状态;恰当和正确对待嵌固端的选择和处理对保证结构体系的可靠性有重要意义。
如进行抗震设计的高层建筑,当地下室顶层作为上部结构的嵌固端时,地下一层的抗震等级应按上部结构采用,地下一层以下结构的抗震等级可根据具体情况采用三级或四级。抗震设计时,一般剪力墙结构底部加强部位的高度可取墙肢总高度的1/8和底部两层二者的较大值。此“底部两层”理解为从嵌固端向上的二层,而不是从基础向上的二层。墙厚和配筋,底部加强部位的墙厚,一、二级不宜小于200,且不宜小于层高的1/16;三、四级不应小于160,且不应小于层高的1/20。一、二、三级抗震墙的竖向和横向分布钢筋最小配筋率均不应小于0.25%,四级抗震墙不应小于0.2%。从以上数据可以看出,嵌固端的正确选取,直接影响工程的墙厚及配筋,影响工程造价。所以,设计人应高度重视。科技论文。
多层建筑的嵌固端一般在基础位置;因为多层建筑一般不含地下室,其基础埋深较浅;实际工程中,特别是城市繁华地段,多层商业公建也存在联体的大底盘地下室。科技论文。规范规定“高层建筑宜设地下室”,但实际工程中,高层建筑也存在不含地下室的情况;所以,应根据建筑物的使用功能,基础埋深,有无地下室,地质情况等具体对待。
1. 有地下室的建筑
有地下室的建筑宜将上部结构的嵌固部位设在地下室顶板,此时应满足以下条件:1.1地下室顶板与室外地坪的高差不能太大,一般宜小于本层层高的1/3。
1.2地下室顶板结构应为梁板体系(即强梁弱柱),且该层楼板不得留有大洞,楼板框架梁应有足够的抗弯刚度,地下室顶板部位的梁柱节点的左右梁端截面实际受弯承载力之和不宜小于柱端实际承载力之和。
1.3地下室结构的布置应保证地下室顶板及地下室各层楼板有足够的平面内整体刚度和承载力,能将上部结构的地震作用传递到所有的地下室抗侧力构件上;为此,地下室顶板的厚度不宜小于180mm,混凝土强度等级不应低于C30,并应采用双层双向配筋,每个方向每层配筋率不小于0.25%。
1.4地下室结构应能承受上部结构屈服超强及地下室本身的地震作用,即地下室的楼层剪切刚度不小于相邻上部结构楼层剪切刚度的2倍;一般情况下,地下室外墙可参与地下室楼层剪切刚度的计算,但当地下室外墙与上部结构相距较远,如地下室一端附带多跨地下车库的情况,则在确定结构底部嵌固部位时,地下室外墙不参与地下室楼层剪切刚度的计算。
1.5上部为多塔结构地下室为大底盘时,应满足以下条件:<1>大底盘地下室的整体刚度与上部所有塔楼的总体刚度比不小于2.0。<2>每栋塔楼范围内的地下室剪切刚度与相邻上部塔楼的剪切刚度比不应小于1.5,塔楼范围可取塔楼周边向外扩出与地下室高度相等的水平长度。
1.6地下室柱截面每侧纵向钢筋面积,处应满足计算要求外,不应少于地上1层对应柱每侧纵向钢筋面积的1.1倍。
若由于地下室大部分顶板标高降低较多、开大洞口、地下室顶板标高与地下室地坪的高差大于本层层高的1/3或地下一层混凝土剪力墙墙体较少等原因,不能满足地下室顶板作为上部结构嵌固部位的要求时,一般宜将嵌固部位设在基础顶面。除非地下室不是一层,当为两层甚至多层地下室时,地下1层剪切刚度应大于地上1层楼层的剪切刚度,且地下2层楼层剪切刚度应大于地下1层楼层剪切刚度,并应大于地上1层楼层剪切刚度的2倍。
2.无地下室建筑
2.1若基础埋深较浅,可取基础顶面作为上部结构的嵌固部位。
2.2若基础埋深较深,多层剪力墙或砌体结构,当建筑地面设有200~300mm厚混凝土刚性地面时,可取室外地面以下500mm处作为上部结构的嵌固部位。上部结构为刚度较柔的框架结构,采用柱下独立基础,基础埋深较深时,将拉梁作为上部结构的嵌固部位是不妥的。拉梁改变了柱子的计算长度,使柱子的配筋较为经济合理,但拉梁本身刚度比较小,再加上回填土的密实度不好控制,行不成嵌固端。如果按《建筑地基基础设计规范》设计为高杯口基础,满足高杯口基础的壁厚要求,可将高杯口基础的顶面作为嵌固端。
总之,嵌固端是个人为假定的概念,当地下室或基础侧向刚度足够大,可以成为上部结构嵌固端的时候,也只能说明其只能成为上部结构水平方向的嵌固端,不能成为其竖向的嵌固端,因为嵌固端不能约束上部结构的竖向变形,更保证不了因地基土的压缩而造成的沉降。科技论文。所以,不同的结构空间计算模型,不同的工程,应采用力学知识,力学概念,分析其正确性,确保结构的安全。
多层建筑论文范文3
关键词:轻钢结构,发展
“建筑是用石头写成的史书”在雨果先生生活的那个时代是没有疑问的,然而当今世界的史书恐怕没有多少是用石头写的。在几千年的人类历史中,建筑结构经历了木结构、砖石结构、钢筋水泥结构、钢混结构及钢结构。钢结构的出现,又将建筑业领向另一个高峰。钢结构已是发达国家主导建筑结构,以英国为例,其新建的非居住类房屋建筑中 90%的单层和 60%的多层建筑都采用轻钢结构。 九十年代国外的轻钢生产厂家将整套的结构体系推向我国市场加之我国钢产量的提高,极大地推动了轻钢结构在我国的发展。由于国外轻型钢结构体系研究、应用已经较为成熟,所以技术引进之后在我国发展很快。目前国内常用的轻钢结构承重体系包括:焊接门式刚架结构体系、冷弯薄壁型钢结构体系多层房屋钢结构体系、金属拱型波纹屋盖体系等。经过相关设计、生产、施工单位已经积累了一定的经验,轻钢结构在我国显示出非常广阔的应用前景。
1.轻钢结构概述
轻型钢结构是指这样一种结构:围护结构自重轻,承重结构截面小,标准化、自动化 、机械化快速制作安装,采用新结构钢材、新结构体系。它分为一般轻型和超轻型钢结构。论文参考。一般轻型钢结构主要采用薄钢板焊接截面或冷弯薄壁型钢构件,典型的结构体系为门式刚架 ,也可采用轧制型钢板截面。超轻型轻钢结构主要采用压型钢板,冷弯薄壁构件和圆钢为承重构件,典型的结构体系是褶皱拱桥屋面。轻钢结构主要体系有焊接(轧制)门式刚架结构体系、冷弯薄壁型钢结构体系、薄壁褶皱拱桥屋面体系、多层框架结构体系、空间和张拉结构体系。
2.轻钢结构的优势
2.1自重轻, 抗震性能好, 安全性高。轻钢结构采用高效轻型薄壁型材, 承载力高, 构件尺寸小, 围护结构采用自重小的轻质墙体和楼面材料, 一般可减轻建筑结构自重的30% , 质量是钢筋混凝土住宅的1/2 左右。轻钢结构整体刚度大, 钢材强度高、延性好, 因此抗震性能好, 用于结构抗震措施的费用少, 适用于地震多发区; 结构自重轻, 基础负担小还可大幅减少基础造价,尤其适用于地质条件较差的地区。
2.2建筑造型简洁美观, 内部空间布置灵活丰富。钢材强度高, 可以采用大空间柱网布置, 建筑设计不受结构限制, 这种住宅为建筑师的创维设计提供了无限想象空间。因此,轻钢结构住宅外形轻巧美观, 墙体与屋面色彩丰富, 屋顶造型别致, 尽显现代风格。室内大空间无梁无柱, 跨度可达12 m , 为业主提供了个性化分隔室内空间的可能。真正体现“以人为本”的设计理念; 同时, 墙柱等构件截面尺寸小, 可增加净使用面积5 %~8 % , 当考虑楼板的组合作用, 使用组合梁或扁梁时, 还可以增加净高, 实现大空间住宅设计理念。
2.3施工快捷、工期短, 不受季节限制。与传统住宅体系相比, 轻钢结构住宅至少可缩短1/3的工期。真正做到既快又经济, 因此最大限度地为业主节约了投资。
2.4防腐耐久, 舒适性好。轻钢墙体龙骨完全封闭在隔水层与石膏板之间, 不锈蚀, 不腐蚀, 不生霉菌, 防潮性能好; 墙体采用新型轻质围护材料, 不助燃, 不霉变, 不虫蛀; 装修一次到位, 少维修; 管线可暗埋在墙体及楼层结构中; 在保温、隔热、隔声等性能方面比传统结构的住宅好, 因此住宅的舒适性更好。
2.5绿色、环保, 符合国家可持续性发展的要求。轻钢结构住宅不使用粘土砖, 符合国家土地资源政策;施工过程中环境破坏及污染少, 符合国家环保政策; 而且大部分材料可回收和再生, 具有很高的可重复使用性和可循环性, 符合国家可持续发展战略。因此, 轻钢结构堪称绿色环保型建筑典范。
2.6设计技术先进。利用先进的计算机辅助设计(CAD) 和计算机辅助制造(CAM) 技术, 能全面按用户要求进行设计, 且效率高、报价快、造价低、供货迅速。
轻钢结构除了上述的优势,自身还具有强度高,自重轻,具有较好的塑性变形能力,抗震性能好等特点。加之随着经济与技术的发展,我国钢产量大大提高,而使其在建筑领域的应用越来越广泛。论文参考。国家对于钢结构“鼓励使用”的政策,也对轻钢结构在我国的推广起到了很好的促进作用。2003 年我国的钢产量已经超过 2 亿吨,居世界第一。同时,随着我国加入 WTO,建筑行业与国际接轨的速度加快。经济的快速发展,使得城市建设对于大跨、高层建筑的需求量大量增加。与混凝土结构相比,钢结构由于自重低、强度高、工业化程度高等优势,更适合于大跨、高层建筑。尤其是钢结构限制较少,建筑表现力强,给建筑师的发挥提供了广阔的空间。同时,钢结构在环保方面具有混凝土材料难以比拟的优势。在环保意识日益强化的现代社会,钢结构建筑成为必然的推广方向。
3.我国发展轻钢结构住宅的意义
轻钢结构是近十年来发展最快的领域,轻钢住宅的研究开发已在各地试点,是轻钢发展的一个重要方向,现已经有多种的低层、多层和高层的设计方案和实例。因其可做到大跨度、大空间,分隔使用灵活,而且施工速度快、抗震有利的特点,必将对我国传统的住宅结构模式产生较大冲击。而目前轻钢在我国应用最广的还是工业厂房。但与国外相比,我国钢结构建筑的发展相对滞后,目前我国建筑设计界普遍存在着对钢结构建筑认识不足,观念落后;对钢结构体系积极性不高,管理跟不上等问题。这些都阻碍着钢结构建筑在我国的发展。尽管目前还存在着种种不尽人意或有待提高的方面,但钢结构的发展潜力巨大,前景广阔。我国 20 年来的改革开放和经济发展,已经为钢结构体系的应用创造极为有利的发展环境。发展钢结构住宅,扩大钢结构住宅的市场占有率,将会加速住宅产业化进程,对我国建筑、冶金及相关产业的发展具有重大意义;经原国家经贸委批准,将“轻型钢结构住宅建筑通用体系的开发和应用” 作为我国建筑业用钢的突破口,并正式列为国家重点技术创新项目。可见,轻钢结构住宅产业在我国大有发展前途。
4.我国发展轻钢结构住宅的有利条件
4.1我国的钢材年产量已居世界第一位,可以充分保证建筑住宅市场的用钢需要。
4.2新型建材业正处于快速发育阶段,与轻钢住宅相配套的国产化建筑材料种类较多,并且会随着钢结构住宅的发展逐步增长。
4.3国际上已经有相当成熟的轻钢结构的建筑技术和经验可以借鉴。我国这方面的有关技术标准和规范也相继颁布,并且多个钢结构设计软件也已投入使用。论文参考。
4.4发展轻钢住宅符合全面建设小康住宅一二十年不落后,三四十年可改造的要求。
5.展望
随着钢结构春天的到来,今后10年钢结构的发展将会更快。为了使我国轻钢结构在新世纪经济领域中发挥更大作用,缩小和国外同行的差距,除了政府部门加强行业管理以外,科研、设计、施工单位和轻钢结构厂家要团结合作、共同促进我国轻钢结构事业的发展。只要加强领导,合理规划,积极组织,轻钢结构产业将会出现兴旺发展的新局面!
参考文献:
[1]刘承宗,周志勇.我国轻钢建筑及其发展问题探讨[J ] .工业建筑.2000 , 30 (4)
[2]候兆欣.大力推广应用钢结构新技术[J] .施工技术,2000(8):7-8.
[3]陶忠,何保康.发展我国新型轻钢结构建筑体系[J ] .中国工程科学, 2000 (3)
[4]张亦静.发展轻钢结构存在的问题与对策[J ] .株州工学院学报, 2001 (5)
[5]王元清,石永久.现代轻钢结构建筑及其在我国的应用[J ] .建筑结构学报, 2002 (1)
[6]王元清,石永久,陈宏等.现代轻钢结构建筑及其在我国的应用[J] .建筑报,2002,23(1):2-8
多层建筑论文范文4
关键词:高层建筑,混凝土结构,立法,位移
高层建筑是近代经济发展和科学进步的产物。进入20世纪以来,高层建筑在全球迅猛发展。高层建筑,是指超过一定高度和层数的多层建筑。在美国,24.6m或7层以上视为高层建筑;在日本,31m或8层及以上视为高层建筑;在英国,把等于或大于24.3m得建筑视为高层建筑。中国自2005年起规定超过10层的住宅建筑和超过24米高的其他民用建筑为高层建筑。高层建筑可节约城市用地,缩短公用设施和市政管网的开发周期,从而减少市政投资,加快城市建设。
一、高层建筑的设计要点
当高层建筑的层数和高度增加到一定程度时,它的功能适用性、技术合理性和经济可行性都将发生质的变化。与多层建筑相比,在设计上、技术上都有许多新的问题需要加以考虑和解决。
1.风荷载及水平侧向力
高层建筑结构设计时,应考虑风荷载及水平侧向力的影响,这种因素是影响结构内力、结构变形及建筑物土建造价的主要因素。对于高层建筑而言,主要由抗侧结构体系来抵抗这种外力,抗侧结构体系由楼面主梁和承担楼面重力荷载且与主梁刚性连接的柱组成。此时这些抗弯构件可起到支承楼面荷载和抵抗侧向荷载的双重作用。而柱所承受的是轴力和弯矩的组合作用。框架侧向结构体系亦可由竖向斜支撑或主要起抵抗侧向荷载作用的剪力墙组成。在高层建筑中,支撑系统和刚性钢框架的混合体系是一种常用的抗侧结构体系。
2.强度、刚度、稳定性的影响
高层建筑设计时应严格控制高层建筑体型的高宽比例,以保证其稳定性。并使建筑平面、外观、立面和刚度尽量保持对称和匀称,使高层建筑整体结构不出现易受到外力冲击的薄弱环节。随着建筑高度的增加,设计者在设计高层建筑时,应充分根据建筑自身特点,使高层结构有合理的自振动力特性,并使高层建筑在水平力作用下的层位移控制在一定范围之内。这种自振抵抗作用使结构在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力,使整个建筑牢牢的连接在一起,确保高层建筑在受到冲击变形后仍能恢复自身的塑性。
3.细部构造及地质条件的影响
高层建筑在设计时应妥善处理因风力、地震、温度变化和基础沉降带来的变形节点构造。并考虑在重量大、基础深的地质条件下如何保证安全可靠的设计技术和施工条件问题。对于多层建筑而言,设置防震缝是解决体型复杂不规则的建筑结构由于变形复杂而产生建筑物开裂的一种可靠性方法。高层建筑由于体型巨大、高度高等特点一般不设抗震缝,而同时利用有效技术措施和合理科学的计算方法,以消除不设防震缝带来的不利影响。
二、工程实例
1.工程简介
兰花广场兰花商厦位于辽宁省, 总建筑面积6.38万m2,工程由同济大学设计院设计,施工单位为中国二十二冶集团有限公司,地下1层,地上为29层,总建筑高度为102.38米,其中地下一层采用箱形基础,底板厚度800mm,地上29层,钢筋混凝土框架-剪力墙结构, 除地下一层顶板外露部分厚度为 600mm外,其余部分楼板为模壳密肋板结构,厚度为120mm,本高层建筑采用抗震性能好、功能合理的现浇钢骨混凝土框架-剪力墙结构,利用楼、电梯间设置钢筋混凝土剪力墙且连接成筒体作为主要的抗侧力构件。混凝土强度等级为C60,钢筋骨架采用HRB400,框架采用宽扁梁框架以增加楼层净高,宽扁梁截面为800×700,端部加腋为800×650,混凝土强度等级为C40;为抵抗高层建筑的外力影响,在混凝土内筒剪力墙转角处设置十字形钢骨,以改善剪力墙的受力性能、提高剪力墙的延性、减少剪力墙刚度退化,中心筒墙体厚度为600mm,混凝土强度等级为C40。
2.钢筋设计原理
根据《建筑抗震设计规范》第6.1.11条规定,当工程符合规定条件时,宜沿两个主轴方向设置构造基础系梁。基础此时基础系梁截面高度可取柱中心距的1/12~1/15,从工程应用角度来看,HRB400 级钢筋比 HRB235 级钢筋节约了 53.9kg/m3,占 HRB235 级钢筋用量的 33%,经济效益非常可观,因此本工程采用HRB400级钢筋。
2.1计算参数
本工程钢筋混凝土框架-剪力墙结构抗震设防等级为7级,即按照混凝土规范《GB50010-2002》进行设计。本高层建筑为位于辽宁省,经计算得知,东西向风力为63.18KN,南北向风力为193.98KN,因此得知该高层框架梁设计时在荷载效应的标准组合和准永久组合下应分别符合现行设计规范的下列规定:
(1)构件受拉区拉应力:σck-σpc≤ftk;σcq-σpc≤0
(2)梁端受压区高度: x≤0•35h
(3)梁端预应力强度比:fpyAp/(fpyAp+fyAshs/hp)≤0.7
(4)纵向受拉钢筋按非预应力钢筋抗拉强度设计值换算的配筋率不应大于2.5%注:σpc为扣除全部预应力损失后在抗裂验算边缘混凝土的预压应力;Ap为钢绞线截面积;hs,hp分别为纵向受拉非预应力筋、预应力筋合力点至梁截面受压边缘的有效距离。其他各数值见规范。根据计算得知,地上建筑每平方米钢筋含量为85.33kg/m2,地下建筑每平方米钢筋含量为118kg/m2。
2.2超静定结构分析
本工程为框架-剪力墙结构在水平力作用下的内力计算一般分两步进行,首先求出水平力在各榀框架和剪力墙之间的分配,然后再分别计算各榀框架或剪力墙的内力。框架―剪力墙的计算方法,通常是将结构转化为等效壁式框架,采用杆系结构矩阵位移法求解。本工程采用计算机三维矩阵位移法计算钢筋受力情况,假定楼板在自身平面内为无限刚性,平面外刚度很小,可以忽略不计,如果假定为刚性楼板,设计时应采取必要措施,极大的保证了高层建筑的内部整体性。
3.混凝土结构设计原理
3.1地下人防工程的设计
本工程为高层建筑,地下基础埋深较大,常设地下连梁承底层墙的自重和减小结构层高度。为了简化计算,常在结构计算模型中按多一层框架梁设计,此时较易出现短柱,将采取符合高颈配筋的方法来取消短柱,地下室顶板作为上部结构的嵌固端时,从楼板厚度、砼强度等级、板的配筋率、楼层的侧面刚度等都有具体要求。《建筑地基基础设计规范》第 8.2.6 条规定,本高层建筑将高杯口基础做成高颈现浇基础,高颈至地下连梁顶处,高颈刚度大于柱刚度 4 倍以上(非线刚度)。这意味着对高层建筑来说,地下室层数或总深层不仅由地基基础埋深决定,还必须考虑累积误差等因素的影响。
3.2上部结构的设计
计算柱、墙和基础时,设计忽略了实际活荷载折减系数与程序内定值的不同,并进行人工调整;程序内定的活荷载折减系数为《建筑结构荷载规范》(GB50009―2001)(2006 版)表 4.1.2 数值,按规范第 4.1.2 条,当建筑的使用功能不属于表 4.1.1(1)项时,活荷载折减应符合规范第 4.1.2 条的相应规定;本高层建筑住宅建筑含有 3 层底商用房时,则底商层的活荷载折减系数均应取 0.9 或不折减。地上框架结构长×宽为 159.0m×73.22m,属于典型的超长混凝土结构,对于这类结构,规范认为采用后浇带分段施工,其中,沉降后浇带宽度为 1m,待29层顶板封顶,沉降稳定后浇筑;连续式膨胀加强带宽度 2m,与两侧混凝土同时浇筑。在施工之前,根据工程拟用的原材料,进行了混凝土配合比设计, 原材料情况如下: 渤海PS42.5水泥,沙河营优质河砂,兰花山石子,其中石子粒径为20-40mm,砂子颗粒级配为中粗砂,且两种粗骨料含泥量均不大于1%,粉煤灰采用热电厂生产的国Ⅱ标准的粉煤灰,膨胀剂为北京新寺力公司生产,掺入本产品砼的限制膨胀率为0.02~0.04%,可在砼中建立0.2~0.7Mpa的预应力,抗渗标号可达S30。采用TS-JS(Ⅱ)高保塑型聚羧酸盐高效泵送剂,根据实验结果表明,该混凝土强度等级达到C40以上,可以用于施工。
多层建筑论文范文5
关键词:建筑,桩基沉降,处理措施
0.引言
地基基础是建筑物的根基,又属于地下隐蔽工程,它的勘察、设计和施工质量,直接关系到建筑物的安危。据统计,世界各国建筑工程事故中,以地基基础工程事故居首位。而且一旦发生地基基础事故,因位于建筑物下方,补救非常困难,甚至造成灾难性的后果。因此,正确地认识地基基础不均匀沉降的危害,对预防和治理不均匀沉降有着重要的意义。
1. 工程背景概况
某建筑的主建筑占地空间为309m×125m的矩形地块,建筑的柱基采用桩承台基础,基桩为500mm的钻孔灌注桩,桩长32.6m,由于生产工艺对地面平整度要求较高,该建筑地面采取了无缝设计,地面板为连续的钢筋混凝土结构整板,结构层厚250mm,面层厚40mm,双层双向配筋。地面地基选用粉喷桩复合地基:粉喷桩桩径500mm,桩长15m,桩间距1.2m。在柱基承台部位,设计采用了搭接方式处理。该建筑交付使用的第三年经过我单位的勘察监测,发现地面和结构均发生不均匀沉降的现象。
2. 沉降发生的理论分析
本建筑原来设计采用了粉喷桩复合地基对地面地基进行了加固处理。粉喷桩复合地基承载力提高的主要因素,取决于粉喷桩桩体水泥土的质量和置换率。但是由于饱和软土的塑性指数较高,用搅拌机械进行强制搅拌时,不易搅碎,很难和水泥粉均匀混合形成满足要求的水泥土。同时,在实际施工中,粉喷桩的成桩质量受人为因素的影响很大。现场施工人员不严格按施工规程进行操作,如施工时喷粉过少,不仅不会使地基土得到加固,反而扰动了原状土,降低了地基承载力。从现场调查结果也可以看出,该工程中粉喷桩复合地基没有达到设计的要求。
该建筑建筑主体结构的沉降主要是指柱基的沉降,柱基沉降由桩端持力层和下卧层的沉降两部分组成。但是从柱基沉降的现状看,柱基的沉降以及差异沉降超过了设计计算值。造成这种现象的主要原因是地面板的沉降量大于柱基的沉降量,而地面板与承台的连接采用搭接方式,使得地面板的沉降在承台处受到限制。当地面板的沉降超过一定的限度后,就会把地面的一部分荷载施加给柱基,加剧柱基的沉降,当柱基自身荷载加上地面荷载大于柱基所能承受的极限承载力时,会导致主体结构的破坏。而建筑地面实际对每根柱基施加的荷载并不一致,这样就造成主体结构的不均匀沉降。
3. 施工控制措施探讨
3.1 主要施工技术工艺
经过多方面的查阅研究资料,对该建筑的沉降做出了使用TSC桩成桩的施工技术来进行处理,为了验证TSC桩成桩工艺在主建筑地基土中成桩的可行性和成桩质量的可靠性,我们在建筑内选定了一块空闲场地进行了TSC桩的成桩试验,试验桩数5根。经过试桩检测发现,效果完全满足预想的加固设计,所以经过多方协定后决定使用该方法对该多层建筑的基础进行处理,主要施工技术工艺如下。
(1)地面板开孔
桩位测放后,用金刚石钻进在地面板开孔,钻头选用150mm的金刚石钻头,钻进深度大于地面板的厚度(290mm)。论文参考。
(2)旋喷钻头钻进
地面板开孔完成后,将工程钻机就位,安装旋喷钻头,启动高压注浆泵开始钻进。为使钻进顺利进尺,确保钻进效率,钻进进尺应和注浆泵的泵压和泵量相匹配。现场试验结果,当泵压(5-10MPa)、泵量(120-150L/min)时,钻进效率较高。旋喷钻进深度达到要求后,停钻准备压灌粉煤灰砂浆。
(3)压灌粉煤灰砂浆成桩
钻孔达到设计深度后,用循环液清孔,并检测孔径和孔底沉渣是否满足要求。提出钻杆换上注浆钻头放入孔底,自下而上压灌粉煤灰砂浆成桩。为保证成桩的完整性,钻杆的提升速度应水泥砂浆的泵送量相适应,以保持注浆钻头在浆液面lm以下。结合现场试验结果,室内确定的砂浆配比能够满足泵送要求,具体的工艺参数为:泵压≤2MPa,泵量≥150L/min,钻杆提升速度≤lm/min。
(4)TSC桩与地面板的连接
相关研究资料表明,当托换桩与地面板形成刚性连接时,能够获得较好的托换效果。因此,要使地面荷载通过TSC桩传到地面下较好的土层,必须让地面板和桩头形成很好的连接。TSC桩成桩后,在桩内放入一根127mm的无缝钢管,使TSC桩板地面板形成刚胜连接。论文参考。为了避免后续抬升注浆对TSC桩产生影响,TSC桩头与地面板的连接选择在抬升注浆结束以后。
3.2 地面抬升试验
(1)地面抬升平整度控制标准
地面板面积较大,柱与柱之间高程不一致,很难制定整体平整度控制标准。为此,我们根据现场实际情况,制定了以下平整度控制标准,以便指导施工作业。
为确保地面抬升的均匀性,根据建筑平面布置图将地面划分为112个抬升地块,每个地块范围为18×150;每地块承台处现地面标高程为地面平整度测量的基本依据,即将承台处现地面高程视为不变高程;四角承台现地面高程的平均值为抬升基准;每地块内最终高程差异不大于±20mm;对差异沉降较大的相邻承台,连续地块实现平滑过渡,抬升基准以相邻承台地面之间的连线为基准,地块内各点以两侧承台连线形成的连线为基准。
(2)注浆孔的布设及要求
为减少对混凝土地面的破坏,注浆孔布设时应避开地面板45°线,而且孔的直径应尽可能的小,现场采用的钻孔直径为63mm。现场试验时,根据设备、堆载以及生产情况,对注浆孔的布设进行了相应调整。
(3)抬升注浆修复过程中的抬升观测
在注浆抬升的过程中为随时准确地反馈地面变形值,采用量程为50mm的百分表进行观测,并随时提供抬升数据,当抬升量达到设计抬升高度时,停止注浆。注浆同时,应对注浆区附近货架及设备基础进行观测,发现异应立即停止注浆并进行及时处理。抬升注浆结束,待浆液完全凝固后,再次进行地面高程测量,检查各地块的平整度是否在控制范围内。
4.结语
通过对加固处理后的桩基进行检测完毕,并对原基础的承台进行了加固处理,同时对各承台进行了沉降观测,通过一年的间断观测,我们得出的结果为基础承台的最大沉降量2.5mm,一般在1.0-2.0mm,其加固效果大大超过了设计的期望值。论文参考。通过对本工程加固处理,为今后处理类似工程提供了很好的经验。
参考文献
[1]高淑芹,徐永胜.桩基不均匀沉降治理的工程实践.工程建设与设计,2006,(2).
[2]宋功河,王永祥,朱金生.桩基不均匀沉降治理的工程实践.华东交通大学学报,2005,(4).
[3]李朝晖.桩基沉降的研究现状.中小企业管理与科技,2008,(1).
多层建筑论文范文6
关键词:房屋建筑;钢筋混凝土;框架结构;设计措施
Abstract: according to the author in recent years practice, the housing the advantages of the reinforced concrete frame mainly reflects in: flexible space space, it is light weight, saving material, etc. The article to the housing construction steel reinforced concrete frame structure characteristics, the scope of application, this paper expounds the design principle, the combination of case and discuss the specific construction measures.
Keywords: housing construction; Reinforced concrete; Frame structure; Measures designed
中图分类号:TU375文献标识码: A 文章编号:
0. 概 述
框架结构又统称为构架式结构。目前,房屋的框架按跨数分有单跨、多跨;按层数可以分有单层、多层;按立面构成可以分有对称、不对称;按所用材料分有钢框架、混凝土框架、胶合木结构框架或钢与钢筋混凝土混合框架等。其中最常用的是钢筋混凝土框架,它包括现浇整体式、装配式、装配整体式等。其中这里面的装配式、装配整体式混凝土框架和钢框架适合大规模工业化施工,效率较高,工程质量较好,其余的适合房屋建筑使用。
1. 房屋建筑钢筋混凝土框架结构特点
根据笔者近年来实践来看,房屋建筑钢筋混凝土框架结构的优点主要体现在:空间分隔灵活,它自重轻,节省材料;具有可以较灵活地配合建筑平面布置的优点,利于安排需要较大空间的建筑结构;框架结构的梁、柱构件易于标准化、定型化,便于采用装配整体式结构,以缩短施工工期;采用现浇混凝土框架时,结构的整体性、刚度较好,设计处理好也能达到较好的抗震效果,而且可以把梁或柱浇注成各种需要的截面形状。
2. 房屋建筑钢筋混凝土框架结构应用范围
根据现在建筑的使用性质来看,房屋建筑钢筋混凝土框架结构广泛用于住宅、学校、办公楼等地方,也有根据需要对混凝土梁或板施加预应力,以适用于较大的跨度;框架钢结构常用于大跨度的公共建筑、多层工业厂房和一些特殊用途的建筑物中,如剧场、商场、体育馆等。但总体来说,现在施工框架结构种类比较多,在选择起来应灵活多变。
3.房屋建筑钢筋混凝土框架结构设计原则一般地,房屋建筑钢筋混凝土框架结构设计应遵循一定的原则,这样方能确保房屋的建筑质量。
3.1遵循有抗震性能的原则。在结构设计中,对框架结构来说有足够的承载能力和变形能力是两个同时需要满足的条件。不仅要求结构具有足够的承载能力,还要求其有适当的刚度。房屋建筑结构的使用功能和安全与其侧移的大小密切相关,过大的侧向变形会使隔墙、维护墙及其饰面材料出现裂缝或损坏。结构分别按考虑5%的偶然偏心和双向地震力作用的不利情况计算出各结构体系层间位移角,剪力墙结构小于框剪结构,但均小于规范要求,且富裕量较大,说明两种结构体系满足刚度要求。
3.2遵循经济性原则。 在房屋建筑结构体系中,在保障节约资金的情况下确保工程质量是关键。根据笔者工作实践,通过对短肢剪力墙结构、框架一剪力墙结构、大开间剪力墙结构三种钢筋混凝土住宅结构直接费的计算,发现三种钢筋混凝土住宅结构单位面积直接费相差不是很多,其中短肢剪力墙结构的单位面积直接费最大,框架一剪力墙结构的单位面积直接费最小,其中短肢剪力墙结构的单位面积直接费比框架一剪力墙结构的单位面积直接费高出12.5%,比大开间剪力墙结构的单位面积直接费高出7.3%,大开间剪力墙结构的单位面积直接费比框架一剪力墙结构的单位面积直接费高出4.9%。
4. 房屋建筑钢筋混凝土框架结构设计注意事项
房屋建筑钢筋混凝土框架结构设计是个复杂多变的过程,笔者在此建议在设计中要注意以下几方面:
4.1抗震设计问题。房屋在抗震设计框架结构设计时,一般不要采用单跨框架。如果不可避免的话,建议可设计为框架-剪力墙结构,多层建筑也可仅在单跨方向设置剪力墙。但是,后者框架结构部分的抗震等级应按框架结构选用,而剪力墙部分的抗震等级应按框架-剪力墙结构选用。
4.2框架结构选择。在目前的小高层结构体系里比较适合采用框架结构,笔者建议首先尽可能将过于狭长的结构用伸缩缝脱开。如果建筑专业不允许,可通过加大端部开间的抗侧刚度达到限制结构扭转效应的目的。具体可将边框架的角柱断面增大,加大框架梁的高度,如条件允许,中间增加框架住,既增加框架的跨数。这些方法可以显著增加结构的抗扭刚度。
5.房屋建筑钢筋混凝土框架结构设计措施
根据笔者实践,结合案例来简单阐述下这方面的措施。某小区工程为6-8层钢筋混凝土框架结构体系,按8度抗震设防,场地土类别为Ⅲ类,各建筑单体设计基准期为70年,建筑安全等级为2级,建筑抗震类别为丙类。根据有关要求,柱混凝土强度等级:一~三层为C25,三层以上为C20;楼面为C20,屋面板、为C25密实性混凝土。
5.1计算分析。根据工程建筑要求,在房屋建筑结构设计时要考虑建筑结构的强度、刚度、稳定性三个基本指标。我们一般采用弹性设计方法,即在正常使用情况下,建筑结构构件处于弹性受力状态中,结构具有较大的刚度,这一点施工人员要做好这方面的计算分析。
5.2防雷主要措施。我们可以采取该工程住宅屋面采用φ12镀锌圆做避雷带,组成不大于20m×20m的网格。所有突出屋面的金属构件均应与避雷带可靠焊接。
这其中引下线利用柱内的两根直径大于φ16的对角主筋通长焊接作为避雷引下线,上端与避雷带连接,下端与地梁两根主筋焊接。
5.3梁、柱节点的设计。我们在房屋设计梁柱节点时,通常出现多根梁交叉在一起的现象,主次梁的负弯矩钢筋多层也会叠加在一起,这样会对梁截面截面造成较大的影响。这也是房屋在建时它的成本很难控制的一方面。在此,笔者建议可采取降低次梁底面的标高和降低主梁底面标高的有关措施来加以控制。
5.4变形的分析。一旦结构产生了过度变形,就会产生对之相对应的裂缝。一般来说,结构的过度变形是结构稳定性不足或者刚度不足的标志,它并没有直接反映出结构强度。导致结构变形的因素有跨度、截面的尺寸、支座的形式、材料的质量和荷载等,结构变形是鉴定房屋安全的重要内容。所以在进行房屋安全鉴定时,需要对房屋的综合情况进行考虑。
参考文献
[1]韩秀女. 钢筋混凝土结构裂缝产生的原因[J]. 民营科技, 2010,(12)
[2] 张楠;朱兴财;;钢筋混凝土框架结构施工中的问题分析[J];民营科技;2010年02期