簡述高層住宅結(jié)構(gòu)方案比選

簡述高層住宅結(jié)構(gòu)方案比選一、剪力墻結(jié)構(gòu)方案剪力墻結(jié)構(gòu)體系是由鋼筋混凝土墻體互相連接構(gòu)成的承重墻結(jié)構(gòu)體系，用以承受豎向荷載，抵抗水平荷載，同時亦兼作建筑物的圍護和內(nèi)部空間的分隔構(gòu)件，其主要優(yōu)點：集承重、抗風(fēng)、抗震、圍護與分隔于一體，經(jīng)濟合理地利用了結(jié)構(gòu)材料，結(jié)構(gòu)整體性強、抗側(cè)剛度大，側(cè)向變形小，在承載力方面的要求易于滿足，適于建造較高的建筑；抗震性能好，具有承受強烈地震而不倒的良好性能；用鋼量??；相比于框架結(jié)構(gòu)，施工相對簡便快速。其主要缺點：墻體較密，使建筑平面布置和空間利用受到限制，很難滿足大空間建筑功能的要求；結(jié)構(gòu)自重大，并且抗側(cè)剛度也較大，從而自振周期較短，導(dǎo)致須承受較大的地震作用。剪力墻墻肢截面尺寸及構(gòu)件材料強度估算：1.矩形截面獨立墻肢的截面高度hw宜不小于截面厚度bw的5倍。2.剪力墻的混凝土強度等級宜≥C25。根據(jù)本項目建筑布置特點及工程實踐經(jīng)驗，按上述要求布置墻體。其底層可能是其他用途的場所，層高為4.5m，二層及以上各層層高均為3m。墻身厚度在底層采用300mm，二層及以上均為200mm。在平面角部需要開口的部位，加設(shè)端柱予以加強處理。二、短肢剪力墻結(jié)構(gòu)方案1.短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的定義短肢剪力墻是指截面厚度不大于300rTim、各肢截面高度與厚度至比的最大值大于4但小于8的剪力墻。在規(guī)定的水平地震作用下，把短肢剪力墻承擔(dān)的底部傾覆力矩不小于結(jié)構(gòu)底部總地震傾覆力矩的30%的剪力墻結(jié)構(gòu)定義為具有較多短肢剪力墻的剪力墻結(jié)構(gòu)，也就是短肢剪力墻結(jié)構(gòu)。2.短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的一般規(guī)定2.1抗震設(shè)計時，高層建筑結(jié)構(gòu)不應(yīng)采全部短肢剪力墻的剪力墻結(jié)構(gòu)；B級高度高層建筑以及抗震設(shè)防烈度為9度的A級高度高層建筑，不宜布置短肢剪力墻，不應(yīng)采用具有較多短肢剪力墻的剪力墻結(jié)構(gòu)。2.2當(dāng)采用具有較多短肢剪力墻的剪力墻結(jié)構(gòu)時，應(yīng)符合下列規(guī)定：在規(guī)定的水平地震作用下，短肢剪力墻承擔(dān)的底部傾覆力矩不宜大于結(jié)構(gòu)底部總地震傾覆力矩的50%；房屋適用高度應(yīng)比《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》規(guī)定的剪力墻結(jié)構(gòu)的最大適用高度適當(dāng)降低，7度、8度（0.2g）、8度（0.3g）時分別不應(yīng)大于100m、80m、和60m。3.短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計要求抗震設(shè)計時，短肢剪力墻的設(shè)計應(yīng)符合下列規(guī)定：3.1短肢剪力墻截面厚度除應(yīng)符合剪力結(jié)構(gòu)對截面的要求外，底部加強部位尚不應(yīng)小于200rnm，其他部位尚不應(yīng)小于180rnm。3.2一、二、三級短肢剪力墻的軸壓比，分別不宜大于0.45、0.50、0.55，一字形截面短肢剪力墻的軸壓比限值應(yīng)相應(yīng)減少0.1。3.3短肢剪力墻的底部加強部位應(yīng)按規(guī)范要求調(diào)整剪力設(shè)計值，其他各層一、二、三級時剪力墻設(shè)計值應(yīng)分別乘以增大系數(shù)1.4、1.2、1.1。3.4不宜釆用一字形短肢剪力墻，不宜在一字形短肢剪力墻上布置平面外與之相交的單側(cè)樓面梁。三、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)方案框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系是在結(jié)構(gòu)中同時布置框架和剪力墻，形成框架-剪力墻結(jié)構(gòu)；兩個方向的剪力墻圍成筒體，就形成框架-筒體結(jié)構(gòu)，二者可以統(tǒng)稱為框架-剪力墻結(jié)構(gòu)。當(dāng)剪力墻承擔(dān)的傾覆力矩小于總傾覆力矩的50%時，可以歸入框架-剪力墻結(jié)構(gòu)。框架-剪力墻結(jié)構(gòu)兼有框架結(jié)構(gòu)布置靈活、延性好的優(yōu)點和剪力墻結(jié)構(gòu)剛度大、承載力大的特點。一般情況下，框架-剪力墻結(jié)構(gòu)在抵抗地震作用時，剪力墻為第一道防線，框架為第二道防線，形成多道抗震設(shè)防結(jié)構(gòu)?？蚣?剪力墻結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)布置、計算分析、截面設(shè)計及構(gòu)造要求，除應(yīng)符合對框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)的有關(guān)規(guī)定外，尚應(yīng)符合如下的要求：1.剪力墻宜均勻布置在建筑物的周邊附近、樓梯間、電梯間、平面形狀變化及恒載較大的部位，剪力墻間距不宜過大；2.平面形狀凹凸較大時，宜在凸出部分的端部附近布置剪力墻；3.單片剪力墻底部承擔(dān)的水平剪力不應(yīng)超過結(jié)構(gòu)底部總水平剪力的30%；4.抗震墻宜貫通房屋全高，宜避免剛度突變，且橫向與縱向的抗震墻宜相連；5.抗震墻宜設(shè)置在墻面不需要開大洞的位置；剪力墻開洞時，洞口宜上下對齊；6.結(jié)構(gòu)方案計算結(jié)果匯總；7.計算結(jié)果對比分析及處理措施；四、高層住宅結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟性分析實踐證明，一個工程項目投資金額的80%是在設(shè)計階段決定的。由此可見，設(shè)計階段對項目投資起到?jīng)Q定性的作用。影響結(jié)構(gòu)設(shè)計經(jīng)濟性的關(guān)鍵因素在于結(jié)構(gòu)方案的選型、結(jié)構(gòu)設(shè)計的參數(shù)和設(shè)計制圖的精確度等。1.結(jié)構(gòu)形式和適用范圍目前，我國建筑主要是以混凝土結(jié)構(gòu)形式為主，而在混凝土結(jié)構(gòu)中，主要有簡體結(jié)構(gòu)、框筒結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框剪結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)等形式，每一種結(jié)構(gòu)形式都有它的適用條件。2.建筑的規(guī)則性對于高層建筑而言，調(diào)整建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性，需要在確定結(jié)構(gòu)方案的階段，運用概念設(shè)計的方法，合理劃分結(jié)構(gòu)平面，合理布置結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力構(gòu)件，控制抗側(cè)力構(gòu)件的剛度，力求剛心和質(zhì)心的位置重合，從而減小扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。3.建筑材料選用應(yīng)盡量選用高強度的建筑材料，如鋼材宜優(yōu)先選用三級鋼，混凝土宜用C30以上標(biāo)號的混凝土，因為目前的施工技術(shù)可使混凝土達到C80，運用高強度混凝土可以減小結(jié)構(gòu)截面和減輕結(jié)構(gòu)自重。4.正確選取結(jié)構(gòu)計算參數(shù)是結(jié)構(gòu)設(shè)計的前提目前，結(jié)構(gòu)設(shè)計進入了電算化的時代，在合理的結(jié)構(gòu)選理和布置前提下，只有正確地選取各項設(shè)計計算參數(shù)才能把結(jié)構(gòu)設(shè)計做好。5.基礎(chǔ)工程投資基礎(chǔ)投資約占總工程總投資的百分之二十到三十，基礎(chǔ)設(shè)計的重要性由此可見一斑，基礎(chǔ)設(shè)計的方案選取尤為重要。結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)對工程造價和工程量的計算有一定的了解，才能使設(shè)計的圖紙達到精細、準(zhǔn)確，才能取得工程的經(jīng)濟效果。6.如何實現(xiàn)經(jīng)濟性實現(xiàn)經(jīng)濟性要從決策層面、操作層面和技術(shù)層面這三個層面出發(fā)。決策層面大概占到經(jīng)濟性設(shè)計的50%～60%；操作層面大概占到經(jīng)濟性設(shè)計的20%～30%；技術(shù)層面是指建筑設(shè)計的施工圖階段的結(jié)構(gòu)布置，是否進行精細化配筋，核心筒的大小，剪力墻的間距，墻柱的比例等細節(jié)問題。這部分大概占到經(jīng)濟性設(shè)計的10%～20%。五、結(jié)束語綜上所述，三種結(jié)構(gòu)體系方案特點十分鮮明?？蚣芙Y(jié)構(gòu)和框架-剪力墻結(jié)構(gòu)在建筑空間布置上較為靈活，但是其美觀性不足，且造價偏高。而剪力墻結(jié)構(gòu)不僅在布置上整齊美觀，結(jié)構(gòu)剛度較大，側(cè)移相對較小，抗震性能好，而且在經(jīng)濟性都高于框架結(jié)構(gòu)和框架-剪力墻結(jié)構(gòu)。因此，在