多层住宅结构设计模板(10篇)

导言：作为写作爱好者，不可错过为您精心挑选的10篇多层住宅结构设计，它们将为您的写作提供全新的视角，我们衷心期待您的阅读，并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

篇1

一.在结构设计中有效运用概念设计

建筑的概念设计在整个设计过程中起着举足轻重的作用，一幢建筑物的设计，如果没有事先经过全盘正确的概念设计，以后的计算模式再准确、计算再精确、配筋再合理，也不可能是一个经济、合理的优秀设计工程。从结构杭震角度出发，住宅结构设计无论是多层砖混或和框架剪力墙结构，都不同于以往的静力设计，必须从抗震的角度，采用二阶段设计来实现三个水准的设防要求。为此，结构设计人员必须及早介入建筑结构的概念设计，否则，将会导致建筑结构设计的不合理，给以后的结构设计带来难度。为在建筑物的方案设计阶段正确把握建筑结构的概念设计，应对不同形式的住宅建筑，掌握各自概念设计中容易疏忽的要点：

（1）对一般多层砌住宅结构，应按建筑搞震设计规范要求做到：优先采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系：纵横墙的布置宜均匀对称，沿平面内宜对齐，沿竖向应上下连续；楼梯间不宜设置在房屋和转角处；不宜采用无锚固的钢筋砼预制挑檐。

（2）对钢筋砼多层结构住宅，力求做到：结构布置应尽量采用规则结构。对复杂结构，可以设置防震缝，把它分割成各各规则的结构单元，可以设置防震缝，把它分割成各自规则的结构单元，结构布置以少设缝为宜，一量设缝，则应使防震缝的设置与伸缩缝、沉降缝相统一；框架与抗震墙等抗侧力结构应双向布置，以便各自承担来自平行于该抗侧力结构平面方向的地震力；框剪体系的各抗侧力结构要形成空间共同工作状态，除了控制抗震墙之间楼、屋盖的长宽比及保证抗震墙本身的刚度外，还需采取措施，保证楼、屋盖的整体性及其于抗震墙的可靠连接。

二.从结构设计上预防构件开裂破坏的危害

预防或减少不均匀沉降的危害，可以从建筑措施、结构措施、地基和基础方面加以控制。诸如：避免采用建筑平面形状复杂、阴角多的平面布置；避免立面形体变化过大；将体形复杂、荷载和高低差异大的建筑物分成若干单元；加强上部结构和基础的刚度；同一建筑物尽量采用同一类型基础并埋置于同一土层中等一系列措施。应该引起重视的是：对高层建筑来说，由于需要一定的埋置深度，从经济的角度考虑，基础一般采用桩箱或桩筏结合的形式，此时应保证箱体的整体刚度，群桩布置的形成应与上部结构重心相吻合。当土层有较大起伏时，应使用不着同建筑结构下的桩端位于同一土层中，并应考虑可能产生的液化影响。而对多层建筑而言，从经济的角度考虑，一般不愿意采用长桩的方案，但当地软土层厚度较大时，一般都需要经过地基处理的方式来达到控制建筑物沉降的目的。常用的软土地基处理方式类型较多，但在选择地基处理方案前，必须认真研究上部结构和地基两方面的特点及环境情况，并根据工程设计要求，确定地基处理范围和处理后要求达到的技术指标，以及各种处理方面的适用性，同时综合考虑处理方案的成熟程度及施工单位的经验，进行多方案比较，最终选定安全实用、经济合理的处理方案。地基经处理后，还必须满足规范所规定的强度和变形要求。

三.从结构计算上满足规范要求

（1）避免荷载计算的错误。诸如漏算或少算荷载、荷载折减不当、建筑物用料与实际不符，基础底板上多算或少算土重。

（2）底框砌体结构验算时就应注意：底部剪力法仅适用于刚度比较均匀的多层结构，对具有薄弱层的底层框架混合结构，应考虑塑性变形集中的影响，通常对底层地震剪力乘以1.2～1.5的增大系数；底层框架混合结构的剪力分配不能简单地按框架抗震墙的方法。因为底框架结构中只有底层框架抗震墙，应采用双保险的方法，抗震墙承担全部剪力，框架按刚度比例承担剪力。刚度计算时，框架不折减，搞震墙折减到弹性刚度的20%-30%；应考虑底层框架柱中地震作用产生倾覆力矩所引起的附加轴力。

（3）以电算结果的正确性不以作出合理评价。目前结构计算大多采用结构设计计算程序进行计算，如何对计算结果进行分析、评价，是一个非常重要的方面。必须根据工程设计的经验对计算结果进行分析、判断，根据其正确与否，决定能否作为施工图设计的依据。

四.从构造设计上采取措施

（1）注意构件最大配筋率和最小配筋率的限值。尤其是在抗震设计中既要保证建筑结构在地震发生时具有一定的延性，又必须满足最小配筋的要求。

（2）严格按照规范要求，保证钢筋在各个部位所需满足的锚固、延伸和搭接长度，材料选用也必须满足强度要求。

（3）为了防止屋面温度力引起的墙体开裂，必须采取有效的通风融热措施。

（4）按抗震构造要求设置的构造柱，应在整个建筑物高度内上下对准贯通，上至女儿墙压顶，下至浅于500mm基础圈梁，或伸入室外地面以下500mm，构造柱与圈梁、楼板和墙体的拉接必须符合规范要求。

五.结语

篇2

中图分类号： TU318 文献标识码： A 文章编号：

1、引言

随着我国住宅建筑规模的不断扩大和住宅产业化的发展,建筑功能优于普通框架结构的钢筋混凝土异形柱框架结构应运而生。与传统砖混结构、框架结构相比,异形柱避免了房间边角因采用矩形柱时所产生的棱角突出,从而使房间平整、布置灵活,而且增加了使用面积,体现住宅的经济性。

异形柱指的是除了矩形、圆形以外的截面形式,如T形、十字形、L形等截面形式,它的优点是,柱肢基本与填充墙等厚,使室内不出现柱肢,便于室内灵活布置,又可增加使用面积。异形柱结构受力体系由异形柱或异形柱加剪力墙、框架梁组成,共同承受水平荷载和竖向荷载。目前,国标《混凝土异形柱结构技术规程》(JGJl49-2006)在总结地方规程的基础上已经正式实施,下面着重对多层建筑采用异形柱结构设计进行分析探讨。

2、异形柱结构的受力机理分析

2.1承载能力

异形柱的截面形式主要有T形、十字形、L形和Z形(较少采用)等,L形多用于墙转角,T形和十字多用于纵横墙交接处。由于截面的这种特殊性,其墙肢平面内外两个方向的刚度相差较大,各个方向的承载力也有较大差异。

2.2变形特征

异形柱的肢厚一般为200-250mm,为了获得足够的承载能力,异形柱的肢长一般不会太小,由此会容易造成剪跨比过小,形成短柱。由于肢厚较小,为薄壁构件,剪切中心与截面形心往往不重合,变形以剪切为主,构件的变形能力下降。由于异形柱属于薄壁构件,也会因截面曲率M/日较小,使弯曲变形性能有限,延性较差。

2.3破坏机理

异形柱由于是多肢的,其剪切中心往往在平面之外,受力时要靠各柱肢交点处核心混凝土的协调变形。这种变形协调,使各柱肢内存在比较大的翘曲应力和剪应力。国内外大量的试验资料和理论分析表明,异形柱的破坏形态为:弯曲破坏、小偏压破坏、压剪破坏等。影响其破坏形态的因素有:荷载角、轴压比、剪跨比、配筋率以及箍筋间距与纵筋直径D的比值等。

异形柱由于其截面的特殊性及受力性能的复杂性,在设计中必须通过可靠的计算分析和必要的构造措施,来保证其强度和延性。

3、工程实例

湖南某行政单位宿舍楼,地上5层,总建筑面积为15200m2,建筑物总高度自室外地坪箅起为16.78m,宽度12.8m,高宽比为1.31,标准层层高为2.9m。地震设防烈度按6度考虑,抗震等级为3级,场地类别为Ⅲ类,基本风压为0.4kN/m2。平面布置如图1所示。

根据建筑使用功能要求,本工程采用现浇钢筋混凝土异形柱框架结构,在两个方向均有拉结。柱网均在5m以内,局部设置矩形柱,异形框架柱、梁宽均为200mm。砖砌填充墙采用190mm×190mm kMl型多孔砖,内墙采用加气混凝土砌块。

4、多层异形柱框架建筑结构整体分析

4.1计算原理与参数

PKPM-SATWE采用数值计算原理和迭代方法,将受压区混凝土划分为若干个小单元,利用截面假定确定小单元各点的混凝土和钢筋应变,由混凝土和钢筋的应力应变关系曲线求得混凝土小单元和各根钢筋的应力,建立平衡方程,通过迭代方法求出所需配筋面积。

本工程结构混凝土强度等级采用C30,纵向受力钢筋采用HRB335级钢筋

(D≤22mm),箍筋采用HRB235级钢筋。由于结构平面不规则性,考虑双向地震作用,地劈作用分析方法采用侧刚分析方法。

4.2结构自振周期

结构的自振周期,如表1所示。

可以看出,水平地震力方向与坐标轴夹角为0°时,T3/T1=0.88

4.3轴压比

异形柱不同截面形式的轴压比限值在文献中有详细的规定。表2列出了KZl、KZ3、KZ5、KZ7、I(Z8等有代表性的截面在水平力方向与坐标轴夹角分别为0°和45°时作用下的轴压比。

由于本工程建筑布置的特殊性,异形柱有少量一字形和z形柱,从表2的轴压比值可以看出,L形、T形、+形异形柱在水平力方向与坐标轴夹角为45。时的轴压比值较0°时的轴压比值均大,特别是L形柱,轴压比差值较大,轴压比公式为

μN=N/fcAc(1)

其中:μN为轴压比;N为考虑地震作用组合的轴向压力设计值;fc为混凝土轴心抗压强度设计值;Ac为异型柱截面面积。

从式(1)可知,同截面同混凝土标号的异形柱轴压比越大,则上部荷载越大,故本工程异形柱设计中应采用水平力方向与坐标轴夹角为45°时的数据作为依据。文献通过模型分析提出L形等肢异形柱应考虑45°和-45°地震作用方向的计算,这与本文研究得出的结论吻合。

4.4底层剪力控制

通过异形柱受力机理分析可知,异形柱受力时,柱肢内存在相当大的剪应力和翘曲应力,故异形柱受力计算除按轴压比控制进行双偏压计算外,还应计算抗剪应力。

从表3中可以看出,水平力方向与坐标轴夹角为45°时,5种不同形式的异形柱柱底剪力较水平力方向与坐标轴夹角为0°时大,特别是L形截面的异形柱。这与异形柱在不同方向水平力作用下获得的轴压比数值趋势相符。同时应考虑L形柱在45°和-45°地震作用方向的计算。

4.5层间位移角

结构在水平力方向与坐标轴夹角分别为45°(曲线1)和0°(曲线2)作用下,x和y方向的最大层间位移角,如图2、3所示。从图中可以看出x和y方向下层间位移角均小于等于1/600,满足规范相应要求。曲线1对应楼层n各点层间位移角值均小于曲线2相对应值,说明结构在水平力方向与坐标轴夹

角为45°时抗侧力能力较好。

5、异形柱框架结构设St中的优化措施

5.1异形柱框架结构设计中的优化措施

从以上分析可以看出,异形柱结构与矩形柱结构在性能上存在较大差异,设计过程中应重点控制和优化对异形柱结构整体性能影响较大的内容,具体如下:

1)调整异形柱平面框架布置形式,使其刚度中心尽量与形心重合,相应调整异形柱柱肢高,使其满足扭转与平动第1周期比T3/T1

2)异形柱的方向性较强,在进行整体计算分析时,应增加45°和-45°风和地震作用方向的计算,保证结构的安全度。

3)Z形柱本文未详细分析,其剪切中心与形心虽然重合,但框架梁往往布置在两翼,不可避免地产生翘曲应力,故设计时,建议将框架分析所得的截面弯矩乘以1.15-1.25的增大系数以考虑翘曲应力的影响。

4)异形柱受力后,柱肢端部会出现较大应力,加上梁作用于柱肢上,应力产生不均匀性。一般越靠肢端,应力越大,对柱肢形成偏心压力,因而在异形柱配筋时,应在肢端设置暗柱,离端部厚度范围内设2φ14的构造钢筋,箍筋同柱,可限制柱肢混凝土裂缝开展,提高异形柱局部抗压、抗剪强度及变形能力。

5.2异形柱混凝土节点核心区处理措施

由异形柱的截面特性,决定了梁柱节点核心区域面积较小,而梁柱纵筋交汇使得箍筋配置不可能太多。为了满足抗剪承载力的要求,只能提高混凝土的标号,但随之带来的问题是构件变脆,同时与梁板混凝土强度的协调也成问题,有时了为个别柱的需要,而使全部柱的混凝土标号提高,也造成了投资上的浪费。

为了解决这一问题,设计时采用了在节点核心区的柱内加竖向钢板的方法,钢板伸过节点核心区上下一定的长度锚固,按钢板与混凝土协同工作来计算分析,确定钢板的截面尺寸。最终设计的结果是钢板截面尺寸较小,不影响梁柱钢筋的布置,且钢板设置灵活,哪里需要哪里加,从已建成工程使用来看,效果较好。

6、结语

综上所述,异形柱结构由于具有不出现柱楞,不露梁,并能够增加使用面积等优点,以及民用建筑市场朝着大开间、太空间方向的发展,应用前景将日益广泛。结构设计时应根据其受力特点,充分了解其破坏机理,选用合理的结构形式,正确掌握分析方法,其结构才能有可靠的安全保证。

参考文献:

篇3

中图分类号:TU398.2　文献标识码:B　文章编号:1008-0422(2010)04-0122-02

1、引　言

随着我国住宅建筑规模的不断扩大和住宅产业化的发展,建筑功能优于普通框架结构的钢筋混凝土异形柱框架结构应运而生。与传统砖混结构、框架结构相比,异形柱避免了房间边角因采用矩形柱时所产生的棱角突出,从而使房间平整、布置灵活,而且增加了使用面积,体现住宅的经济性。

异形柱指的是除了矩形、圆形以外的截面形式,如T形、十字形、L形等截面形式,它的优点是,柱肢基本与填充墙等厚,使室内不出现柱肢,便于室内灵活布置,又可增加使用面积。异形柱结构受力体系由异形柱或异形柱加剪力墙、框架梁组成,共同承受水平荷载和竖向荷载。目前,国标《混凝土异形柱结构技术规程》(JGJl49-2006)在总结地方规程的基础上已经正式实施,下面着重对多层建筑采用异形柱结构设计进行分析探讨。

2、异形柱结构的受力机理分析

2.1　承载能力

异形柱的截面形式主要有T形、十字形、L形和Z形(较少采用)等,L形多用于墙转角,T形和十字多用于纵横墙交接处。由于截面的这种特殊性,其墙肢平面内外两个方向的刚度相差较大,各个方向的承载力也有较大差异。

2.2　变形特征

异形柱的肢厚一般为200-250mm,为了获得足够的承载能力,异形柱的肢长一般不会太小,由此会容易造成剪跨比过小,形成短柱。由于肢厚较小,为薄壁构件,剪切中心与截面形心往往不重合,变形以剪切为主,构件的变形能力下降。由于异形柱属于薄壁构件,也会因截面曲率M/日较小,使弯曲变形性能有限,延性较差。

2.3　破坏机理

异形柱由于是多肢的,其剪切中心往往在平面之外,受力时要靠各柱肢交点处核心混凝土的协调变形。这种变形协调,使各柱肢内存在比较大的翘曲应力和剪应力。国内外大量的试验资料和理论分析表明,异形柱的破坏形态为:弯曲破坏、小偏压破坏、压剪破坏等。影响其破坏形态的因素有:荷载角、轴压比、剪跨比、配筋率以及箍筋间距与纵筋直径D的比值等。

异形柱由于其截面的特殊性及受力性能的复杂性,在设计中必须通过可靠的计算分析和必要的构造措施,来保证其强度和延性。

3、工程实例

湖南某行政单位宿舍楼,地上5层,总建筑面积为15200m2,建筑物总高度自室外地坪箅起为16.78m,宽度12.8m,高宽比为1.31,标准层层高为2.9m。地震设防烈度按6度考虑,抗震等级为3级,场地类别为Ⅲ类,基本风压为0.4kN/m2。平面布置如图1所示。

根据建筑使用功能要求,本工程采用现浇钢筋混凝土异形柱框架结构,在两个方向均有拉结。柱网均在5m以内,局部设置矩形柱,异形框架柱、梁宽均为200mm。砖砌填充墙采用190mm×190mm kMl型多孔砖,内墙采用加气混凝土砌块。

4、多层异形柱框架建筑结构整体分析

4.1　计算原理与参数

PKPM-SATWE采用数值计算原理和迭代方法,将受压区混凝土划分为若干个小单元,利用截面假定确定小单元各点的混凝土和钢筋应变,由混凝土和钢筋的应力应变关系曲线求得混凝土小单元和各根钢筋的应力,建立平衡方程,通过迭代方法求出所需配筋面积。

本工程结构混凝土强度等级采用C30,纵向受力钢筋采用HRB335级钢筋

(D≤22mm),箍筋采用HRB235级钢筋。由于结构平面不规则性,考虑双向地震作用,地劈作用分析方法采用侧刚分析方法。

4.2　结构自振周期

结构的自振周期,如表1所示。

可以看出,水平地震力方向与坐标轴夹角为0°时,T3/T1=0.88

4.3　轴压比

异形柱不同截面形式的轴压比限值在文献中有详细的规定。表2列出了KZl、KZ3、KZ5、KZ7、I(Z8等有代表性的截面在水平力方向与坐标轴夹角分别为0°和45°时作用下的轴压比。

由于本工程建筑布置的特殊性,异形柱有少量一字形和z形柱,从表2的轴压比值可以看出,L形、T形、+形异形柱在水平力方向与坐标轴夹角为45。时的轴压比值较0°时的轴压比值均大,特别是L形柱,轴压比差值较大,轴压比公式为

μN=N/fcAc　(1)

其中:μN为轴压比;N为考虑地震作用组合的轴向压力设计值;fc为混凝土轴心抗压强度设计值;Ac为异型柱截面面积。

从式(1)可知,同截面同混凝土标号的异形柱轴压比越大,则上部荷载越大,故本工程异形柱设计中应采用水平力方向与坐标轴夹角为45°时的数据作为依据。文献通过模型分析提出L形等肢异形柱应考虑45°和-45°地震作用方向的计算,这与本文研究得出的结论吻合。

4.4　底层剪力控制

通过异形柱受力机理分析可知,异形柱受力时,柱肢内存在相当大的剪应力和翘曲应力,故异形柱受力计算除按轴压比控制进行双偏压计算外,还应计算抗剪应力。

从表3中可以看出,水平力方向与坐标轴夹角为45°时,5种不同形式的异形柱柱底剪力较水平力方向与坐标轴夹角为0°时大,特别是L形截面的异形柱。这与异形柱在不同方向水平力作用下获得的轴压比数值趋势相符。同时应考虑L形柱在45°和-45°地震作用方向的计算。

4.5　层间位移角

结构在水平力方向与坐标轴夹角分别为45°(曲线1)和0°(曲线2)作用下,x和y方向的最大层间位移角,如图2、3所示。从图中可以看出x和y方向下层间位移角均小于等于1/600,满足规范相应要求。曲线1对应楼层n各点层间位移角值均小于曲线2相对应值,说明结构在水平力方向与坐标轴夹

角为45°时抗侧力能力较好。

5、异形柱框架结构设St中的优化措施

5.1　异形柱框架结构设计中的优化措施

从以上分析可以看出,异形柱结构与矩形柱结构在性能上存在较大差异,设计过程中应重点控制和优化对异形柱结构整体性能影响较大的内容,具体如下:

1)调整异形柱平面框架布置形式,使其刚度中心尽量与形心重合,相应调整异形柱柱肢高,使其满足扭转与平动第1周期比T3/T1

2)异形柱的方向性较强,在进行整体计算分析时,应增加45°和-45°风和地震作用方向的计算,保证结构的安全度。

3)Z形柱本文未详细分析,其剪切中心与形心虽然重合,但框架梁往往布置在两翼,不可避免地产生翘曲应力,故设计时,建议将框架分析所得的截面弯矩乘以1.15-1.25的增大系数以考虑翘曲应力的影响。

4)异形柱受力后,柱肢端部会出现较大应力,加上梁作用于柱肢上,应力产生不均匀性。一般越靠肢端,应力越大,对柱肢形成偏心压力,因而在异形柱配筋时,应在肢端设置暗柱,离端部厚度范围内设2φ14的构造钢筋,箍筋同柱,可限制柱肢混凝土裂缝开展,提高异形柱局部抗压、抗剪强度及变形能力。

5.2　异形柱混凝土节点核心区处理措施

由异形柱的截面特性,决定了梁柱节点核心区域面积较小,而梁柱纵筋交汇使得箍筋配置不可能太多。为了满足抗剪承载力的要求,只能提高混凝土的标号,但随之带来的问题是构件变脆,同时与梁板混凝土强度的协调也成问题,有时了为个别柱的需要,而使全部柱的混凝土标号提高,也造成了投资上的浪费。

为了解决这一问题,设计时采用了在节点核心区的柱内加竖向钢板的方法,钢板伸过节点核心区上下一定的长度锚固,按钢板与混凝土协同工作来计算分析,确定钢板的截面尺寸。最终设计的结果是钢板截面尺寸较小,不影响梁柱钢筋的布置,且钢板设置灵活,哪里需要哪里加,从已建成工程使用来看,效果较好。

6、结　语

综上所述,异形柱结构由于具有不出现柱楞,不露梁,并能够增加使用面积等优点,以及民用建筑市场朝着大开间、太空间方向的发展,应用前景将日益广泛。结构设计时应根据其受力特点,充分了解其破坏机理,选用合理的结构形式,正确掌握分析方法,其结构才能有可靠的安全保证。

参考文献:

篇4

前言:

近年来，由于土地资源不可再生，建设部已下令禁止使用传统的粘土砖，同时，我国目前的钢产量已高达1.7亿吨，严重供过于求的状况已迫使钢铁企业不得不另辟蹊径，为了建筑业和钢铁业找到了新的出路，我国在已有的建筑体系上引进了国外已经成熟的钢结构住宅建筑体系，多层钢结构住宅是钢结构住宅产业化推广的重要组成部分，也是今后多层住宅发展的主要方向。钢结构住宅建筑的优点主要有：大大节约施工时间，施工不受季节影响；增大住宅空间使用面积；减少建筑垃圾和环境污染，建筑材料可重复利用；拉动其他新型建材行业的发展；抗震性能好；使用中易于改造、灵活方便；给人带来舒适感等等。

一、多层钢结构住宅结构体系选型

钢结构体系的型式有多种，但应用于住宅的卡要可分为钢框架体系钢支撑框架体系，钢框架-混凝士剪力墙体系 钢框架-核心筒，错列桁架钢结构等。

根据已建的钢结构住宅工程 对钢结构住宅的结构体系做一个简单的定性比较（见表1）。根据表1对多层钢结构住宅结构体系比较分析，可以明确地得出各钢结构体系的优缺点。从表1可知，错列桁架钢结构经济性高，开间及跨度大，比较适于作为多层钢结构住宅的结构体系，但建筑设计应与结构设计交互设计，以避免桁架对建筑平面设计的影响。

表1 多层钢结构住宅结构体系性能比较

错列桁架 好 低 复杂、快 抗侧能力好、 桁架对住宅建筑平面设计有影响

二、钢结构住宅楼盖结构分析

楼板的合理选择关系到整个结构的安全性、经济性，降低楼板的造价和减轻自重对整个建筑物至关重要。目前钢结构住宅工程中常用的楼板主要有三种形式：压型钢板-混凝土组合楼板；现浇混凝土楼板；预应力空心板叠合楼板。通过表格对上述三种楼盖进行综合比较 见表2：

表2 多层钢结构住宅常用楼板类型综合比较

造价 较低 较高 低

由表2可知 预应力空心板叠合楼板比较适于作为钢结构住宅楼盖 这种楼盖不仅装配化程度高、施工效率高、自重轻、用钢量少和造价低，而且跨度较大，整体性及抗震性能都不比现浇楼盖差。

三、多层钢结构住宅结构分析与设计

3．1 工程概况

某住宅工程6层，层高2.8m。建筑高度17.1m,建筑面积2858 m2，建筑标准层平面如图1所示。在一个住宅单元中,进深尺寸较大,除楼梯间、厨房、卫生间相对固定外。其余的厅、居室、贮藏室等均可按住户的意愿自行安排、灵活分隔组合。墙体选用蒸压加气混凝土墙板。建筑抗震设防烈度Ⅷ度 设计地震分组为第一组 设计基本地震加速度为0.2g 建筑结构安全等级为二级，建筑的抗震设防分类为丙类。基本风压0.60kN／m2,地面粗糙度B类。基本雪压O.80kN／m2,屋面活荷载0．5kN／m2。

3．2 结构分析与设计

结构体系：根据上文分析及工程概况，该工程选择交错桁架钢结构和钢框架结构体系。灵活分隔部分采用错列桁架钢结构，该结构利用柱子、平面桁架和楼板组成空问抗侧力体系．具有住宅布置灵活、结构自重轻和造价低的特点。是一种经济、实用、高效的新型结构体系：固定部分(厨房、卫生间和楼梯间)采用钢框架结构。桁架腹杆采用混合型桁架，这种桁架的抗侧性能优于空腹桁架．抗震性能优于实腹桁架。桁架布置见图2。

图2 桁架布置

结构布置：住宅的开问和进深较大，由上文分析并综合比较而选用预制预应力空心板叠合楼板。采用预制预应力空心板叠合板后结构布置采用简单梁格方式，取消用钢量较大的次梁。简单梁格布置不仅可以降低结构用钢量，而且可以增大建筑有效净空并取消吊顶。预制预应力空心板叠合板通过与钢粱组合作用(布置栓钉和后浇叠合层)进一步降低结构用钢量。叠合板总厚度为200mm 其中预制预应力空心板厚度150mm，现浇叠合层厚50mm。结构平面布置见图3。

构件设计：交错桁架结构中多数构件的内力以轴力为主，而且体系的抗侧刚度很大 一般以强度或稳定设计来控制构件截面，比较适合采用高强度钢材，因此该工程梁、柱、弦杆、腹杆均采用Q345钢。交错桁架结构中柱采用直径为400mm．壁厚为l6mm钢管混凝土柱．混凝土采用C60；弦杆采用HW200x200x8x12：纵向框架梁为HM294x200xSx12：直腹杆为等边角钢组合L100xl0；斜腹杆为等边角钢组合L125x8。框架结构中柱采用直径为300mm．壁厚为10mm的钢管混凝土柱，混凝土采用C60：粱采用HN25O×125×6×9。

结构分析：计算结果表明．水平荷载作用参与组合的工况对设计起控制作用。构件强度和稳定应力比控制在0．90以内 结构弹性层间位移角按照《建筑抗震设计规范》和 钢结构设计规范》的相关规定来控制。结构分析结果见表3。

节点设计：交错桁架体系采用混合型时，横向荷载的作用将通过平面桁架以轴力的形式传递给柱子．故桁架与柱子的连接按铰接设计。此时，桁架上、下弦杆除了要承受轴力，还要承受弯矩．按照连续压弯杆件设计．而腹杆与弦杆的节点按铰接设计，忽略桁架腹杆次弯矩的影响。此种分析不但误差~t4d,，还能改善结构的延性和增加耗能储备。钢框架结构的梁柱节点全部为刚节点．可有效增加结构的抗侧刚度。

3．3 简单经济评价在满足各项设计指标的前提下．各构件用钢量见表4 设计方案总用钢量为85．25t(不包括楼板及基础)，单位面积用钢量为29．8kg／m2。采用钢管混凝土柱交错桁架结构。可以显著降低结构的用钢量．比其他钢结构住宅结构体系经济。

表4 构件用钢量

篇5

中图分类号： TU318 文献标识码： A 文章编号：

随着我国的国民经济高速发展,综合国力得到了大大的提高,相应带动了大量的城乡改造工程。但城市的发展在幅员辽阔的中国极不平衡,较为落后、偏僻的城市,由于经济实力较差、交通不便等原因,楼房的建设依然以砌体结构为主,如办公楼、教学楼、多层住宅、沿街二、三层店铺和多层底商住宅楼等。因设计水平所限,注重了承载力的计算,忽视了构造措施和概念设计;注重了本专业的设计,忽视了和别的专业相协调,在许多建筑的施工图设计中,已经埋下了很大的安全隐患。这样的设计不仅不符合现行设计规范,而且降低了建筑结构的可靠度和安全性

一、砌体结构的含义

用砖砌体、石砌体或砌块砌体建造的结构叫做砌体结构。我国砌体结构应用非常的广泛,它具有可以就地取材，非常好的耐久性和比较好的大气稳定性和化学稳定性,也同样具有不错的保温隔热性能。

二、 砌体结构的特点

多层砌体房屋是指由烧结普通粘土砖、烧结多孔粘土砖、混凝土小型空心砌块等砌体承重的多层房屋。通常砌体结构房屋给人们的印象多数是建筑高度不大、层数较少、层高较低、窗户较小、内部墙较多，立面造型简单，这种印象正好说明了砌体结构的建筑特点。砌体结构由粘土砖或砌块砌筑而成，材料呈脆性，其抗剪、抗拉和抗弯强度较低，因此抗震性能较差，即便有圈梁、构造柱等加固措施，在强烈地外，巷子中砖瓦紧凑地接着淅淅沥沥的水滴。“滴答滴答下小雨了，种子说我要发芽，我要发芽。”记得初来时，我在小巷中震作用下，破坏率仍然较高。

三、多层砌体住宅建筑结构设计易忽视的问题

1、地基处理及基础设计

地基及基础在建筑的安全性方面的重要作用不言而喻。砌体结构房屋，由于平面不规则，或房屋高差较大引起建筑物重量悬殊较大，或由于地基不均匀，即房屋各部位下面持力层地基强度不同，以及下卧层软硬程度不同，而引起较大的不均匀沉降。显然，对于以脆性材料为主的砌体结构这种不均匀沉降更是极其不利的。但由于砌体结构上部荷载相对来说并不很大，许多设计人员往往在设计中不太重视，在地基处理和基础设计时的比较随意，如：（1）人为造成不均匀地基。如建筑距离较小时，为了解决基础外放的问题，同一结构单元，桩基和天然地基或换填土地基混用等。（2）采用软件进行基础设计时，为减少绘图工作量，归并系数较大，这等同于独基(或条基)采用不同的地基承载力特征值。从理论上讲，上述两种情况，事实都是对同样的地基承受不同的附加应力，必然会产生不均匀沉降。

为更好的控制不均匀沉降，从而减少由于沉降差引起的结构附加应力。在做地基处理及基础设计时应该更加细致，比如：对同一结构，承载能力较低的地基之上的基础，宽度取值可比计算值大些，以减少对地基的附加压力，从而减少沉降值；而地基强度较高的基础，宽度可按计算设置甚至略小于计算值（慎用），以期人为增加该部分基础的沉降量，减少与较软弱地基部分的沉降差。

设计中如遇到地质条件很不均匀的复杂地基时，除了对由于地基承载力不同而引起的砌体结构房屋的不均匀沉降作上述处理外，相应的应上部结构也适当进行加强，以增强结构的整体刚度，抵抗地基的均匀沉降。如增加设置圈梁的层数和圈梁设置的密度，加强不同土层的交接房屋结构的连接构造和配筋等。

2、预制过梁的设计与施工

过梁是墙体门、窗或设备洞口上承担竖向荷载的构件。在设计及施工工程中常见问题如下:

（1） 过梁端部支承长度不足.(一般为240mm)

从设计角度讲，过梁截面设计主要取决于：过梁上荷载选取；正截面受玩，支座斜截面受剪承载力计算；按梁端有效支承长度或过梁有效支承长度验算支承处砌体局部受压。预制尺寸的误差，施工操作中的随意摆放都能导致过梁支承长度的不足。在此中情况下，容易导致支承处砌体局部受压强度不足。更有甚者，一端与构造柱相连的过梁没有采用与构造柱整体浇筑， 只是在构造柱相应位置处甩筋后浇，使过梁支座截面的斜截面抗剪能力降低，满足不了设计要求。

（2） 门窗洞口处过梁与设备洞口处过梁不区别对待

设备洞口处过梁与门窗洞口处过梁的区别在于设备洞口处过梁须预留洞口(供穿管用)，造成其本身强度的削弱。有的设计人员人为：住宅结构中过梁的荷载不大，故常常忽略。但是在实际工程之中，确确实实有的设备洞口上方的过梁由于开洞而设计时没有加强，从而导致过梁跨中出现竖向裂缝，影响正常使用。所以在砌体住宅设计中，考虑过过梁开洞削弱的影响， 适当加大设备洞口连梁的截面高度和配筋，避免在使用期间其出现裂缝，满足正常使用要求。

3、砌体承重墙设备留洞问题

（1）砌体住宅结构设计中,楼梯间由于楼层处开大洞没有楼板连接形成了砌体结构中的一个比较薄弱的部位。然而，近几年的砌体住宅设计中,往往把设备留洞放楼梯间在两侧横墙上，致使本来就比较薄弱的部位更加变的薄弱了。具体表现如下:

a）楼梯间横墙处较大洞口两侧没有设置构造柱。

b）相邻洞口之间净距过小。

（2）因为结构施工图中很少有设备洞口定位,有时只是在《结构设计总说明》统一注明墙体开洞加强措施，从而导致现场施工中墙体留洞带有很大的随机性.较大的消弱了墙体的侧向刚度，大大降低了墙体侧向承载力。对此提出建议如下:

a）较大洞口或洞口集中部位两侧设置构造柱，构造柱整层通高配置。并应于相应洞口（洞口上皮一致）上方设置现浇混凝土过梁，与两侧构造柱整浇一起。

b）若洞口上皮不一致时，除按条1 设置构造柱外，洞口间净距最小须保证各洞口过梁在墙体上支承长度之和。

c）待设备箱体安装完毕固定后,应用细石混凝土添塞充实。其次，砌体结构承重墙体砌筑过程中，各管线的预埋尤其注意。施工中往往由于疏忽大意，导致管线没有预埋墙体之中，而只能在墙体上开线槽，卧管线与槽中。这种做法实际上存在几个缺陷：其一，墙体开槽，削弱墙体强度。其二，线槽填充的混凝土与砌体材料的热涨性能差异较大，将导致墙面开裂。其三，墙体悬挂器件穿孔时，易损坏管线，造成漏水，漏电。所以在施工时应组织周密，勿漏项，尽量避免这种费力不讨好的返工之做。

4、楼板配筋问题

砌体住宅结构设计中，楼板钢筋的用量占据上部结构钢筋用量的很大比例。而开发商为了减少投资，控制造价，一味控制建筑结构用钢量。甚至提出限制钢筋用量的设计要求。有的结构设计人员就从楼板配筋上下“功夫”， 不合理的缩减楼板配筋或者过分相信软件计算数据，没有考虑工程经验在内，从而造成钢筋配置量偏小，构造布置上不满足要求，导致楼板开裂或产生过大挠度变形，影响住宅的正常使用。造成这一现象的主要原因在于：结构计算中的理论条件与现实工程实际的情况不相符。列举实例如下：（1）楼板负筋位置的正确保证。理论设计原则是采用“大直径，大间距”。实际配置中仅满足设计配筋需要从而采用了直径小的钢筋。这样一来，施工人员的踩踏、现场浇注混凝土的砸压造成负筋下移，结果是：a）楼板保护层过大，表层混凝土开裂b）楼板支座截面处楼板计算高度变小，支座负筋配置量加大，导致配筋不足，引起支座裂缝。（2）卫生间等开有较多洞口的楼板没有考虑洞口削弱的影响，设计过程中没有人为的适当增强。在多层砌体住宅结构设计中，卫生间所辖板块较小，建议楼板配筋采用双层双向全部拉通的布置方式。而对于放置浴缸、浴盆的卫生间，其活荷载的取值应加大。

我国是一个发展中国家，经济发展还很不平衡，在今后很长一段时间里，多层砌体结构房屋还会在中小城镇、广大农村，尤其是广大民居建筑中还将广泛采用。因此，设计人员必须严格执行规范和相应的构造要求，只有这样才能有效消除设计质量隐患，保护人民生命财产安全。另外，还要深入开展科学研究，充分挖掘技术潜力，努力克服材料弱点，进而提高多层砌体结构的抗震性能，为经济建设服务。

参考文献：

[1] 余春梅. 构造柱的作用与质量通病防治[J]. 内江科技, 2008,(09)

[2] 彭炽凡. 构造柱彻体结构受压承载力测试与分析[J]. 广东科技, 2007,(01)

篇6

中图分类号：TU973+.31 文献标识码：A 文章编号：

1.抗震结构体系的类型

关于多层轻钢住宅结构抗震体系的类型，根据抗侧力结构体系的组成方式划分，有如下几种类型：

1）纯钢框架结构。这种结构在水平作用力之下，有两部分的框架侧移，一是结构倾覆力矩造成柱拉压变形，引起整个结构的弯曲，二是结构剪力造成梁柱受弯之后，引起了部分的侧移。纯钢框结构具有比较好的延性体系，而且平面布置上各个部位的刚度都较为均匀，具有较长的自震周期。如下图1.1所示：

图1.1：纯钢框架结构

2）框架支撑结构体系，荷载力集中于结构的梁柱上，但抗侧的刚度比较小，如果结构的高度较高，结构的抗侧刚度不能满足设计的，而如果结构的梁柱截面设计得太大，又会增加结构设计施工的成本，因此框架支撑结构体系通常都均匀对称布置了支撑构成中心支撑框架结构。如下图1.2所示：

图1.2：框架支撑结构体系

3）伸臂及带状桁架。建筑物越高，其支撑系统的高度和宽度也会随之增大，但抗侧的刚度会明显下降，为了提高结构体系的刚度，可以在建筑物的顶部和中部位置设置伸臂及带状桁架结构，提高建筑结构体系的抗弯能力。如下图1.3所示：

图1.3：伸臂及带状桁架

4）钢框架混凝土剪力墙结构，在钢框架当中设置混凝土剪力墙，布置于住宅的建筑平面中心位置，以提高结构的抗侧力刚度水平。这种结构由钢框架和混凝土两种不同的材料组成，属于混合型的结构。如下图1.4所示：

图1.4：钢框架混凝土剪力墙结构

2.抗震结构体系设计的基本方法

地震的作用具有复杂性，在计算其作用力的时候要尽量简单化，常见的有底部剪力法：

根据结构水平地震作用的规律，确定结构总水平地震作用的分布状态，在计算的时候，需要考虑所有主轴方向的自由度。

总水平地震作用的标准值大小，可用公式2.1计算： （式2.1）

上式中

指的是结构体系的总水平地震作用标准值；

指的是水平地震影响系数；

指的是多层建筑的重力荷载。

当水平地震作用沿结构高度的方向分布，可用公式2.2计算： （式2.2）

上式中

指的是在第i层水平地震作用的标准值；

和分别代表第i层和第j层的计算高度；

和指的是集中在第i层和第j层的重力荷载代表值；

指的是结构顶部附加地震的作用系数。

3.抗震结构体系设计的内容

抗震结构体系的设计内容，可分为钢框架抗侧力体系、钢框架梁柱连接体系两种：

1）钢框架抗侧力体系

钢框架抗侧力体系包括偏心支撑框架、抗弯框架和中心支撑框架三种类型。如下图1.5所示：

图1.5：钢框架抗侧力体系

首先是偏心支撑框架，一端的支撑斜杆和梁连接，偏离梁柱轴线的交接点，另外一端在梁柱的交界处相连接。这种结构，能够在支撑梁和支撑柱之间形成耗能短梁，以消耗地震的能量，适用于地震频发地区的多层房屋。

其次是抗弯框架，组成部分是梁柱，不仅布置灵活，而且不占室内空间。其设计原理是利用梁端的非弹性变形特征，用塑性铰来消耗地震产生的能量，但其抗侧的刚度比较小，如果侧向力太大，需要增加梁柱截面的面积，会增加设计和施工成本。

再次是中心支撑框架，将斜向支撑构件设置于抗弯框架里面，使得支撑面、梁柱的轴心线连接成一体，以支撑承受水平的荷载，这种设计方法侧向刚度比较大，而且不需要使用太多的钢梁就能够抵抗侧向力，适合用于非地震区域的多层房屋设计。

2）钢框架梁柱连接体系

钢框架梁柱连接体系根据连接的刚度，可以分为以下三种，如下图1.6所示：

图1.6：钢框架梁柱连接体系

首先是刚性的连接模式。在设计当中，可以采用全焊连接和栓焊混合连接两种模式，完全熔透对接梁翼缘和柱翼缘的焊缝。

其次是半刚性的连接模式。包括顶底角钢连接、带双腹板角钢的顶底角钢连接、端板连接，将钢板焊接于梁端，然后再与梁腹板、梁翼缘焊接。而T型钢的连接则是在梁上和下翼缘的位置设置T型钢，然后将高强螺栓连接在梁柱上面。

再次是柔性连接模式。连接梁腹板和柱，常见的是承托连接，这种连接方法是在柱翼的承托件上设置梁，然后用小角钢与柱连接于梁端，这样就能控制住梁整体的稳定性。

4.结束语

综上所述，多层轻钢住宅的抗震结构体系，要求具备足够的强度、刚度和延性，是我国目前建筑设计环节的重点所在。我们一方面是提高体系的抗侧移水平，另一方面是确保体系在地震发生时的侧移限值。根据多层轻钢住宅结构体系的受力特点，我们可以找出这种住宅抗震结构体系受力的基本原则。多层轻钢结构的住宅设计抗侧力体系的研究，需要综合结构体系的布置模式、受力变形情况和结构体系的总体特点，通过多方案的比较选择，才能够设计出符合抗震基本要求的住宅结构方式。

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Abstract: a weight-light steel housing is a kind of new building system, it is also the domestic housing research and development direction. But its design method, structural system, structure characteristics, the common economic index is not for designers are familiar with, so a weight-light steel residential demonstration of the building design and construction is to promote the new system is the best way. This paper introduces the structure of the light steel housing system selection, component design, node design, etc.

Keywords: multilayer civil residence, light steel structure, structure system

中图分类号：TU391 文献标识码：A文章编号：

1 多层轻钢住宅的优势

过去我国大量开发的是以小开间砖混结构为主的住宅。这种住宅体系由于使用实心粘土砖，浪费土地资源，建筑物自重大，对抗震不利。另一方面，由于结构体系自身的限制，住宅平面布局多为封闭式的小开间，不能适应不断变化的居住模式的要求。与传统住宅相比，多层轻钢住宅具有明显的特点与优势，日益受到重视。

1.1自重轻，抗震性能好。采用高效轻型薄壁型材，构件截面特性优良，相对承载力高，受力性能良好，整体刚度大，抗震性能好，可以大量节约材料，减轻结构重量，降低基础，运输和安装费用。因此，对地震区，地质条件差和运输不便的地区，其优越性更为明显。

1.2外形美观，建筑造型简洁，丰富，构件截面尺寸小，净使用面积增加。钢材强度高，可以提供较大的柱网布置；当考虑楼板的组合作用，使用组合梁或扁梁时，可以增加净高。这种开放式住宅既为建筑师提供设计的回旋余地，又为住户提供了灵活分隔室内空间的可能。

1.3供货迅速，安装方便，可以比混凝土结构至少缩短一半工期。在当前贷款利率高的金融形式下，早投产，早回收投资，这对于降低工程总造价，增加投资效益幅度是十分重要的。

1.4干法施工，装备化程度高，建设快速，高效，质量有保证。

1.5轻钢结构在生产和使用的过程中能源与原材料消耗低，建筑垃圾少，粉尘少，噪音低，具有很高的可重复使用性和可循环性，因此是一种绿色环保结构。

2 结构体系的选择

结构体系的选择，不仅要从满足建筑的使用功能出发，节约投资考虑，更主要的是取决于建筑的高度，即取决于建筑层数的多少。建筑层数越多，高度越高，则由于风力或地震力引起的侧向力就越大，建筑物必须有相应的刚度来抵抗侧向力。因此，随着建筑层数的不断增加，结构体系也就需要不断的发展。目前，多层和小高层钢结构建筑常用的结构体系有以下几种。

2.1纯框架结构体系

纯框架结构体系在地震区一般不超过15层。框架结构的平面布置灵活，可为建筑提供较大的室内空间，且结构各部分刚度比较均匀。框架结构有较大的延性，自振周期较长，因而对地震作用不敏感，抗震性能好。但框架结构的侧向刚度小，由于侧向位移大，易引起非结构构件的破坏，因此不宜建的太高。

2.2框支结构体系

纯框架在风、地震荷载作用下，侧移不符合要求时，可以采用带支撑的框架，即在框架体系中，沿结构的纵、横两个方向布置一定数量的支撑。在这种体系中，框架的布置原则和柱网尺寸，基本上与框架体系相同，支撑大多沿楼面中心部位服务面积的周围布置，沿纵向布置的支撑和沿横向布置的支撑相连接，形成一个支撑芯筒。采用由轴向受力杆件形成的竖向支撑来取代由抗弯杆件形成的框架结构，能获得比纯框架结构大的多的抗侧力刚度，可以明显减小建筑物的层间位移。

2.3框架剪力墙结构体系

在框架结构中布置一定数量的剪力墙可以组成框架剪力墙结构体系，这种结构以剪力墙作为抗侧力结构，既具有框架结构平面布置灵活、使用方便的特点，又有较大的刚度，可用于40至60层的高层钢结构。当钢筋混凝土墙沿服务性面积（如楼梯间、电梯间和卫生间）周围设置，就形成框架多筒体结构体系。这种结构体系在各个方向都具有较大的抗侧力刚度，成为主要的抗侧力构件，承担大部分水平荷载，钢框架主要承受竖向荷载。

3 钢结构住宅主要构件设计

3.1楼面屋盖结构

楼面和屋盖必须有足够的强度，刚度和稳定性，同时应当尽量减少楼板厚度，增加室内净高。压型钢板－混凝土组合楼盖是目前应用较为广泛的形式。它具有施工速度快，平面刚度大，增加房屋净高的优点。具体做法是在钢梁上铺设压型钢板，再现浇100～150mm混凝土。在钢梁上焊接足够的剪力连接件，使钢梁与混凝土协同工作构成组合楼盖。这种做法耗钢量较大，且需防火处理。可以用预应力钢筋混凝土薄板取代压型钢板。此外，预应力圆孔板、迭合板、组合扁梁也是常用形式。

3.2支撑和剪力墙形式

多层框架钢结构体系的侧向刚度较弱，随着层数的增加，为了抵抗水平地震作用，减小层间错移，常在墙体内布置垂直支撑，为了方便门窗开洞，支撑形式可以灵活采用，如X型、单斜杆型、K型、M型、W型、V型和人型等。建议多采用偏心支撑，因其在地震作用下具有较好的延性和耗能性能。

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关键词：轻钢结构；设计应用；现状；问题；发展

1 当前我国发展轻钢住宅的现状

到目前为止，轻型钢结构在我国已有20年的发展史，尽管说起步不是非常晚，但是，因受经济、技术、思想意识等的影响，从而阻碍了轻型钢住宅的顺利发展，现如今，利用轻型钢结构的住宅所占的比例仅有5%。

近年来，我国加大了对轻型钢结构住宅建设的指导与支持，因此，轻型钢结构住宅技术发展越来越快，完全具有发展轻型钢结构住宅的基础。和传统的住宅施工相比，工期大大缩短了，同时抗震性增强了，减少了烧砖对土地资源的破坏。

现如今，我国钢结构的年终总产值是600亿元，并且每年都在以25%的速度持续增长。虽然我国钢铁的总产量位居世界前列，但是，钢材在建筑行业使用的比例却远远低于西方国家。

2 建造多层轻钢结构住宅的好处

2.1 不仅自重较轻，而且抗震性能非常好

选用高效、轻型、薄质材料，那么构件截面的性能较好，而且，承载能力较大，刚度大、抗震性能良好。除此之外，还可以节省很多的建筑材料，降低运输与安装费用。由此看来，对于那些地质条件较差、不方便运输的地区，其优越性非常的明显。

2.2 造型简洁、净使用面积增大

因钢材的强度较强，所以，能够提供更大的柱网布置，如果充分考虑楼板的组合作用，那么要尽量使用组合梁，因为这样能够增加净高。可以说，轻型钢结构住宅比较开放，所以，为设计师提供更大的设计空间，同时又为用户提供了更多分隔室内空间的可能。

2.3 安装方便，工期较短

和传统住宅建设相比，轻型钢结构的安装非常方便，这样一来，工期也会大大缩短。同时，确保了轻型钢结构的质量符合国家相应的质量标准要求。

2.4 建设速度较快，建筑质量大大提高

轻型钢结构在生产与使用过程中，其原材料和能源消耗都非常少，相应的阐述的垃圾、噪音等有就很少，是一种绿色环保结构，有很强的重复性与可循环性。

3 轻钢结构住宅存在的诸多问题

3.1 缺少完善的钢结构住宅规范要求

现如今，我国的建筑标准规范都是根据近几十年来所使用的结构体系来编制的，可以说，规范中并没有涉及到轻型钢结构住宅体系的规定，因此，有些设计指标并不能满足现有的规范要求。有条文规定，我们现在不使用2毫米及以下的钢材制作承重结构，而国外使用的壁厚为0.8—1.6毫米的轻型钢材，在我国并没有对此结构体系的受力情况、安全性等的理论依据，同时，也没有与之相对应的实验数据，那么，当前我国并没有对轻型钢结构住宅体系有明确的规范要求。此种和规范要求不衔接的情况，导致轻型钢结构在工程建设与竣工验收等阶段，都会遇到更多的问题。

3.2 设计观念比较落后

在我国，传统的混凝土建筑都是首先进行建筑设计，然后进行接结构设计的模式来设计。然而，轻型钢结构建筑因建筑材料的性能，再加上，先进的设计技术，因此，可以将轻型钢结构实现一体化设计，也就是说，共同完成建筑设计和结构设计。现如今，国外的轻型钢结构都是根据这一设计理念设计的，但是，在我国很多轻型钢结构建设企业仍然在按照传统的建筑设计理念来设计。如果按照传统的设计理念来设计轻型钢结构，那么不仅在结构上难以表现建筑风格，而且也破坏了轻型钢结构的原有建筑特色。

3.3 保温与节能问题没有得到解决

由于钢质材料的传热系数较大，而且热量散热又非常快，极易出现冷桥，所以，建筑保温与节能成为轻型钢结构住宅所要解决的首要问题。和传统的混凝土建筑住宅的保温方法一样，轻型钢结构的保温也有内保温与外保温两种方法。外保温指的是要在墙柱中填充大量玻璃纤维，与此同时，在墙外侧粘贴一层保温材料，这样一来，便阻断了墙柱到外墙板的热桥。内保温指的是在外墙内表面层中加入保温层，在加入石膏板，这样，便形成了一硬质面层。不管采用的是内保温方法还是外保温方法都会大大提高墙体的保温性。

3.4 建筑防火问题

由于钢质材料耐火性能较差，因此，对轻型钢结构材料应该进行抗火设计，或者是采用防火措施加以保护。当前最常见的防火措施有：涂防火涂料法、隔离法、包裹法、膨胀漆覆盖法四种。利用上述四种方法之一，都能使刚才的抗火时间达到两个小时。然而，对于轻型钢结构来说，最主要的是防火技术的应用，其具体的做法是：在墙的两侧和楼板部位贴防火石膏板，其最大的防火时间为1小时。除此之外，墙柱间填充的玻璃纤维也具有防火的作用。

3.5 建筑的隔音效果差

现如今，建筑的隔音问题成为了当今社会关注的焦点问题。其声音的传播主要有两种形式，即空气传播与固体传播。根据我国的相关规定，其建筑的最低隔音标准是40分贝。然而，在轻型钢结构住宅中，在内外墙之间填充足量的玻璃棉，这样一来，便阻断了空气传播；采用有效切槽的构造，能够降低楼层的固体声传播。

4 未来轻钢结构住宅发展的方向

4.1 建造一些试验工程，引进先进的生产技术

假设没有足够的建造量，那么我们也不能编制出一套完善的轻型钢结构规范，如果没有相应的技术规范要求，那么此技术就不会非常顺利的发展下去。尽管我们通常都会重点强调严格执行相应的规范要求，但是，技术标准与规范的发展都远远落后其技术的发展。所以，必须要建造一批试验工程，只有这样，才能更好的发展此技术。

4.2 进一步完善轻钢结构住宅的规范要求

现如今，因我国轻型钢结构的标准体系、技术条件等存在一定的差异，甚至其管理方法与部门分工都有很大的不同，使轻型钢结构难以发展。现如今，我国建设的科研单位、高等学校。企业等一同编制轻型钢结构的规范要求，待颁布标准后，将很快改变无技术标准可依的局面。

5 结语

总而言之，轻型钢结构在我国仍然处于发展阶段，目前还有很多的问题需要我们进行研究和解决，而轻型钢结构体系完全符合我国的发展要求，特别是对建设小康社会，有较好的发展前景。近几年，在我国发展非常迅速的轻型钢结构住宅是我国建筑住宅研究和发展的主要方向。但是，因此结构的设计方法、结构、经济指标等设计人员都不是非常的熟悉，所以，只有建设更多的轻型住宅示范楼才可以制定出相应的技术规范要求，才能使此技术顺利的发展下去。

参考文献

[1]翟红.我国门式刚架轻型房屋钢结构的发展概况[J].科教导刊,2011(33).

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中图分类号：G267文献标识码：A 文章编号：

剪力墙分为平面剪力墙和筒体剪力墙。平面剪力墙用于钢筋混凝土框架结构、升板结构、无梁楼盖体系中。为增加结构的刚度、强度及抗倒塌能力，在某些部位可现浇或预制装配钢筋混凝土剪力墙。现浇剪力墙与周边梁、柱同时浇筑，整体性好。筒体剪力墙用于高层建筑、高耸结构和悬吊结构中 ，由电梯间、楼梯间、设备及辅助用房的间隔墙围成，筒壁均为现浇钢筋混凝土墙体，其刚度和强度较平面剪力墙高可承受较大的水平荷载。此两类剪力墙比较复杂，最好采用有限元法借助于计算机进行计算。其计算判断过程是由整体参数来判断的有关计算方法有那些注意的问题,希望大家展开讨论.

还有个比较重要而且需要进一步理解的概念是:协同工作原理 基本的原理是这样的:框架结构和剪力墙结构，两种结构体系在水平荷载下的变形规律是完全不相同的。框架的侧移曲线是剪切型，曲线凹向原始位置；而剪力墙的侧移曲线是弯曲型，曲线凸向原始位置。在框架—剪力墙（以下简称框-剪）结构中，由于楼盖在自身平面内刚度很大，在同一高度处框架、剪力墙的侧移基本相同。这使得框—剪结构的侧移曲线既不是剪切型，也不是弯曲型，而是一种弯、剪混合型，简称弯剪型。在结构底部，框架将把剪力墙向右拉；在结构顶部，框架将把剪力墙向左推。因而，框—剪结构底部侧移比纯框架结构的侧移要小一些，比纯剪力墙结构的侧移要大一些；其顶部侧移则正好相反。框架和剪力墙在共同承担外部荷载的同时，二者之间为保持变形协调还存在着相互作用。框架和剪力墙之间的这种相互作用关系，即为协同工作原理。

一、 框架抗震等级和机构高度的调整

抗震设计的细长框架—剪力墙结构，在基本振型地震作用下，其框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50％时，框架部分的抗震等级应按纯框架结构采用，柱轴压比限值宜按框架结构的规定采用；其最大适灾高度和高宽比限值可比纯框架结构适当增加。

目前不论手算近似方法还是计算机方法，一般均采用了楼板平面内刚度无限大的假定，即认为楼板是平面内不变形的。在框—剪结构中，剪力墙的间距较大，实际上楼板是会变形的。在水平作用下，剪力墙部位水平位移较小；而在框架部位由于框架的刚度较小，楼板位移较大，相应地框架的实际水平力比计算值大。

更重要的是，剪力墙刚度较大，承受了大部分水平力，在地震力作用下，剪力墙会首先开裂，刚度下降，从而使部分地震力向框架转移，框架承受地震力会增加。此外，框架是框—剪结构抵抗地震作用的第二道防线，有必要提高其设计地震力，以使强度有更大的储备。

因此，在地震力作用下，框—剪结构中框架的剪力标准值应适当调整，

在钢筋混凝土中不使用垫块，将无法保证钢筋位置达到设计要求，严重时会出现钢筋笼歪斜、钢筋保护层大小不一、钢筋外露等严重质量缺陷，大大降低构件承载能力，严重影响施工质量。在剪力墙浇筑过程中，为防止钢筋移位，最好的办法是使用对拉螺栓，螺栓在模板内和钢筋焊接固定，在外由模板横向牵扯，既固定了钢筋又固定了模板，是最完善的方式，完全能替代垫块的作用。其实，对拉螺栓在建筑工程中非常常见，如果有人注意观察，如混凝土水池等结构的内外壁上有些钢筋露头，最后完工后会被割除，然后在其位置涂抹沥青漆防腐，这些就是对拉螺栓的痕迹。

二、 剪力墙的机构布置

1．平面布置。剪力墙结构中全部竖向荷载和水平力都由钢筋混凝土墙承受，所以剪力墙应沿平面主要轴线方向布置。

（1）矩形、L形、T形平面时，剪力墙沿两个正交的主轴方向布置；

（2）三角形及Y形平面可沿三个方向布置；

（3）正多边形、圆形和弧形平面，则可沿径向及环向布置。

单片剪力墙的长度不宜过大：

（1）长度很大的剪力墙，刚度很大将使结构的周期过短，地震力太大不经济；

（2）剪力墙以处于受弯工作状态时，才能有足够的延性，故剪力墙应当是高细的，如果剪力墙太长时，将形成低宽剪力墙，就会由受剪破坏，剪力墙呈脆性，不利于抗震。故同一轴线上的连续剪力墙过长时，应用楼板或小连梁分成若干个墙段，每个墙段的高宽比应不小于2。

2．每个墙段可以是单片墙，小开口墙或联肢墙。每个墙肢的宽度不宜大于8.0m，以保证墙肢是由受弯承载力控制，和充分发挥竖向分布筋的作用。内力计算时，墙段之间的楼板或弱连梁不考虑其作用，每个墙段作为一片独立剪力墙计算。

2.1边缘构件的设置

一、二级抗震设计的剪力墙底部加强部位及其上一层的墙肢端部应设置约束边缘构件。对于普通剪力墙，其暗柱配筋满足规范要求的最小配筋率，建议加强区0.7%，一般部位0.5%。对于短肢剪力墙，控制配筋率加强区1.2%，一般部位1.0%；对于小墙肢其受力性能较差，应严格按高规控制其轴压比，宜按框架柱进行截面设计，并应控制其纵向钢筋配筋率加强区1.2%，一般部位1.0%；而对于一个方向长肢另一方向短肢的墙体，设计中往往就按长肢墙进行暗柱配筋。

(1)考虑梁约束作用时，结构刚度特征值 增大，自振周期T1减小，地震力增大，因而总底部剪力增大；剪力墙承担的剪力加大，但除底层外，墙弯矩反而有所减小；框架承担的剪力减小；建筑物顶点位移减小，但层间位移加大。

（2)在求得总剪力墙、总框架、总连梁内力以后，常根据各构件刚度进行第二步分配，计算构件控制断面的内力。

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中图分类号：TU375 文献标识码：A

引言

在框架结构设计中,不论工程简单还是复杂,其实终究是由梁、柱、板形成的基本单元组合而成，由主梁、柱与基础构成平面框架，各平面框架再由连续梁连接起来而形成的空间结构体系。在合理的高度和层数的情况下，框架结构能够提供较大的建筑空间，其平面布置灵活，可适合多种工艺与使用功能的要求。

多层框架房屋地基基础设计时的注意点

1)要正确地阅读和使用地质报告。熟悉勘察报告的主要内容,了解勘察结论和计算指标的可靠程度,进而判断报告中的建议对该项工程的适用性。这里,要把场地的工程地质条件与拟建建筑物的具体情况和要求联系起来进行综合分析。

2)在满足承载力和变形的基本要求下,尽量采用比较经济的天然地基上的浅基础。地基持力层的选择应从地基基础和上部结构的整体性出发,综合考虑场地土层的分布情况及稳定性,土层的物理力学性质,建筑物的体形、结构类型和荷载性质与大小,还要考虑地下水的影响。

3)多层房屋一般采用条形基础或独立基础。一般先由地基承载力和变形确定基础底面尺寸,然后再进行基础截面设计验算。基础高度由混凝土抗冲切和剪切条件确定,基础配筋则由基础验算截面的抗弯能力确定。除满足计算要求以外,还要满足一些规范规定的构造要求。要注意的是,在确定基础底面尺寸或计算基础沉降时,应考虑设计地面以下基础及其上覆土重力的作用;而在进行基础截面设计中,应采用不计上覆土重力作用时的地基净反力进行计算。

4)在地基处理时,要针对地质报告条件和水文地质条件选用合适的地基处理方法。要特别注意所选的方法必须符合土力的基本原理和重视当地的实际工程经验。

5)要有长期荷载重心和基础形心尽量相重合的概念。要有基础整体性的概念,通过增设基础连系梁和基础圈梁等措施来保证。

三、框架结构构造配筋

1、框架外挑梁配筋

由于占地面积的限制!使用功能的要求或结构上的原因，工程上常在框架的梁端设计挑梁。由于框架梁的荷载与外挑梁的实际荷载值不同，因而框架梁与外挑梁的截面尺寸会有所不同，而有的设计人员在绘图时只是将框架梁上的某些主筋向外挑梁延伸了事，殊不知有些主筋根本无法伸进挑梁，这些差错一般在施工时才会暴露出来，但为时已晚，许多钢筋已截断成型，这不仅影响了施工进度，而且也造成了不必要的损失。

2、框架边柱柱顶配筋

对于框架结构的高层建筑，水平荷载对结构的倾覆力矩以及由此在竖向构件中所引起的轴力与建筑高度的平方成正比；顶点位移与建筑高度的 4次方成正比。水平荷载是结构设

计中的控制因素。框架顶层的风荷载较大，而屋面结构荷重传给边柱的轴向总力比楼层边柱总力要小，显然柱顶有大偏心问题，顶层边柱节点出现轴向力对截面重心的偏心距大于 0.5倍的柱截面高度（e0>0.5h）。根据框架结构的构造要求，横梁上部钢筋应全部伸入柱内，且伸过横梁下边；柱内一部分钢筋伸到顶端，另一部分钢筋伸到横梁内，其根数依据计算确定且不少于2根。设计人员在图中经常容易将边柱柱角的钢筋弯入梁内，对这类问题，缺乏实践经验的工程技术人员不易立即发现，而要等施工时才会察觉。问题的症结在于柱宽大于梁宽，柱角的纵筋要完全伸入梁内是办不到的，对这种差错应引起设计人员的重视。

3、框架梁、柱箍筋配置

《建筑抗震设计规范》第6.3.3条及6.3.8条对不同抗震等级的框架梁、柱箍筋加密区的最小箍筋直径和最大箍筋间距都作了明确规定。根据这些规定，工程习惯上常取的梁、柱箍

筋加密区最大间距为100mm，非加密区箍筋最大间距为200mm。电算程序信息中通常也内定梁!柱箍筋加密区间距为100mm，由设计人员根据规范确定箍筋直径和肢数。但是，在程序内定的条件下，当框架梁的跨中部位有次梁或有较大的其他集中荷载作用却仅配两肢箍筋时，多数情况下，非加密区箍筋间距若仍是200mm，会使梁的非加密区配箍不足。当框架梁中由于种种原因纵向钢筋超筋时，梁端适当加大抗剪承载力对结构抗震非常有利。这也是当梁端纵向受拉钢筋配筋率大于2%时，规范规定梁的箍筋直径应比最小构造直径增大2mm的原因。对于框架柱，当框架内定柱加密区箍筋间距为100mm时，在某些情况下，亦可能因非加密区箍筋间距采用200mm引起配箍不足。这里需要指出的是，梁!柱箍筋非加密区配箍验算时可不考虑强剪弱弯的要求，即剪力设计值取加密区终点处外侧的组合剪力设计值，并且不乘以剪力增大系数。

住宅钢筋混凝土框架结构设计策略

优化设计的方法。在无成熟的优化设计分析软件的情况下，主要是应用小高层住宅结构分析软件，采用人工分析进行调整，运用概念设计的方法对不同的结构选型和布置不断地进行方案分析比较，以获得比较理想的结构方案，这是在结构设计中最常用的也是最简单的优选或者说是优化方法。用概念设计的方法所得的方案是较合理、经济的，虽其费工费时、对设计人员的素质要求较高，但这种依靠设计人员经验进行人工优化的方法仍是当前普遍采用的方法。

抗震性能分析。对结构体系来说足够的承载能力和变形能力是两个需要同时满足的条件。结合概念设计的理念，对上述两种结构体系进行对比分析，电算程序可以采用中国建筑科学研究院编制的结构空间有限元分析软件SATWE。在结构设计中，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。高层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，且富余量较大，说明两种结构体系满足刚度要求。

经济性比较。我们通过对3种钢筋混凝土住宅结构直接费用的计算，发现3种钢筋混凝土住宅结构单位面积直接费用相差不是很多，其中短肢剪力墙结构的单位面积直接费用最大，框架——剪力墙结构的单位面积直接费用最小，其中短肢剪力墙结构的单位面积直接费用比框架——剪力墙结构的单位面积直接费用高出12.5%，比大开间剪力墙结构的单位面积直接费用高出7.3%，大开间剪力墙结构的单位面积直接费用比框架——剪力墙结构的单位面积直接费用高出4.9%。3种钢筋混凝土住宅结构的次要项目造价基本相同。单位面积造价框架——剪力墙结构的最小，大开间剪力墙结构的次之，短肢剪力墙结构的造价较大，3种结构体系直接费用最大相差不到45元/m2元。

结语

钢筋混凝土框架结构虽然相对比较简单，但设计中仍有很多需要注意的问题，只有熟练地掌握规范，并具有良好的结构概念以及长期的设计经验总结积累，才能设计出既安全又经济适用的优秀作品。

参考文献：

【1】于洁,陈玲俐. 钢筋混凝土框架节点抗震性能研究进展[J]. 世界地震工程. 2010(02)