多層建筑論文范例6篇

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多層建筑論文

多層建筑論文范文1

關鍵詞:多層建筑 結構 穩定性 影響因素

我國政府對住宅建設十分關心,特別是改革開放以來給予了高度重視,投入了大量的人力、物力和財力,近期住宅建設成為新的經濟增長點和居民消費熱點,因此,積極開展住房制度改革,推進住宅商品化,為廣人居民提供良好的居住環境,是全社會關注的重要課題。

由于我國是一個人口大國,農村人口占全國人口比例十分大。因此農村居民住房也是一個急需解決的問題。而在住宅建筑中多層房屋結構最為適合農村及中小城市的使用。所以多層宅在我國農村新建或正在建造的住宅中占90%以上。

多層房屋結構的廣泛使用的有一個重要的問題:就是多層房屋結構的穩定性。若這個問題得不到重視那么將會給我們帶來不少的安全隱患。

一、多層建筑結構的概述

住宅建筑按其層數分為:低層(l~3層)、多層(4~6層)、中高層(7~9層)、高層(l0層以上)四類。

從80年代開始至今,是我國多層房屋建筑在設計使用及施工建筑等各方面得到迅速發展的階段,各中等城市以及廣大農村都普遍興起建造以框架結構、磚混結構、磚木結構、加筋砌體等多層建筑。

多層住宅為4~6層高的住宅,借助公共樓梯解決垂直交通,其優點在于:①它比低層住宅占地少,比高層住宅建設工期短,一般開工一年內即可竣工;②公攤面積少,無需像高層住宅需要增加公共走道、電梯、高壓水泵等方面的投資,物業費也較低,整體的性能價格比高;③結構設計成熟,建材可就地大量工業化、標準化地生產。因此,多層住宅造價較低,售價適中,易于被普通消費者接受。

由于寧波市所轄地區有很多城鄉結合地區,因此都存在很大部分的農村自留地。因寧波是石灰巖地質環境、地下溶洞較多的情況,高層建筑對自留地擁有者來說又投資太大,所以寧波的自留地建筑物主要是以3~6層的多層為主。多層建筑在寧波的廣泛使用,不但能夠改善廣大群眾的居住水平,而且通過房屋的出租提高群眾的收入。所以多層房屋在寧波推廣的比較普及。

二、設計對多層建筑結構穩定性的影響

1.多層建筑的基礎

多層房屋建筑無地質詳勘報告,僅僅依據建設單位口頭或籠統參照附近建筑物的基礎設計資料就進行施工圖設計;采用換土墊層進行軟弱地基處理,不進行換土墊層設計,只憑經驗處置,沒有進行墊層寬度和厚度計算,既不安全,又不經濟。

2.多層建筑的磚混結構房屋中構造柱兼作承重柱用

在磚混結構中,構造柱不但能夠提高墻體的坑剪能力,而且構造柱與圈梁聯結在一起,形成對砌體的約束,這對于限制墻體裂縫的開展,維持豎向承載力,提高結構的抗震性能有著重要的作用。

在當前結構設計中,構造柱經常被作為承重柱使用,這種做法使得構造柱提前受力,柱底基礎的抗沖切、抗彎曲及局部承壓強度必然不能滿足要求,降低了構造柱的拉結和約束作用,一旦遭遇地震,構造柱位置因應力集中首先破壞。

3.多層建筑在框架結構設計中,只注意橫向框架而忽視縱向框架

現行建筑抗震設計規范要求水平地震作用應按兩個主軸方向分別計算,縱向框架與橫向框架同等重要。一些結構設計者對于非抗震設計,沒有考慮地震的縱向作用,在實際設計中經常出現梁的支座負筋,跨中縱筋及箍筋的配筋置均不足的現象。

4.多層建筑的懸挑梁的梁高選用過小

設計者往往只注意了對梁的強度和傾覆進行驗算,而忽略了對梁撓度的驗算。梁高選用過小,引起梁截面的受壓區應力過高,梁的延性減小,在豎向地震作用下易發生脆性破壞,失去承載力。

5.多層建筑的連續梁按單梁進行設計

這種情況多發在陽臺邊梁的設計中。由于邊梁上的荷重一般較小,沒有引起設計者的重視,為圖受力分析方便,設計者把實際應為連續梁的邊梁按簡支梁進行設計,致使邊梁在支座處上部負筋配置量過少,加載后梁支座上部受拉區出現豎向裂縫,引起梁上的攔板出現豎向裂縫。

6.多層建筑的樓板設計常見題

板是建筑工程中的主要承重構件,是它將樓面、屋面的荷載傳遞到墻或梁,樓板的設計問題必將影響梁、墻、柱等構件安全。整個設計考慮不周,容易出現質量隱患。樓板設計中常見如下幾個問題。

1)對板的受力狀態認識不足,簡單地將雙向板作單向板進行計算,使計算假定與實際受力狀態不符,導致一個方向配筋過大,而另一方向僅按構造配筋,造成配筋嚴重不足,致使板出現裂縫。

2)計算板承受線荷載的彎矩時,常常將該部分線荷載換算成等效的均布荷載后,進行板的配筋計算。但有些設計人員錯誤地將隔墻的總荷載附以板的總面積。另外,在板的設計中沒考慮板上砌墻的影響,在板支承點上部出現了負彎矩,致使板頂出現裂縫。

3)雙向板有效高度取值偏大。雙向板計算時應考慮兩個方向的彎矩,取各自的有效高度,一般長向的有效高度比短向的有效高度小。有的設計者為圖省事或對板受力認識不足,取兩方向的有效高度一致進行配筋計算,致使長跨有效高度偏大,配筋降低,使結構構件存在的質量隱患,甚至出現開明縫的現象。

總之,我們設計工作者應按規范相應的構造要求嚴格執行,才能從根本上消除設計質量的隱患。

三、抗震設計對穩定性的影響

1.抗震措施

當前,在抗震設計中,從概念設計、抗震驗算及構造措施等三方面入手,在將抗震與消震(結構延性)結合的基礎上,建立設計地震力與結構延性要求相互影響的雙重設計指標和方法,直至進一步通過一些結構措施(隔震措施,消能減震措施)來減震,即減小結構上的地震作用使得建筑在地震中有良好而經濟的抗震性能是當代抗震設計規范發展的方向。而且,強柱弱梁、強剪弱彎和強節點弱構件在提高結構延性方面的作用己得到普遍的認可。

2.多層建筑的抗震設計理念

我國《建筑抗震規范》(GB50011-2001)對建筑的抗震設防提出“三水準、兩階段”的要求。“三水準”即“小震不壞,中震可修,大震不倒”。對建筑抗震的三個水準設防要求,是通過“兩階段”設計來實現的。第一階段:第一步采用與第一水準烈度相應的地震動參數,先計算出結構在彈性狀態下的地震作用效應,與風、重力荷載效應組合,并引入承載力抗震調整系數,進行構件截面設計,從而滿足第一水準的強度要求;第二步是采用同一地震動參數計算出結構的層間位移角,使其不超過抗震規范所規定的限值;同時采用相應的抗震構造措施,保證結構具有足夠的延性、變形能力和塑性耗能,從而自動滿足第二水準的變形要求。第二階段:采用與第三水準相對應的地震動參數,計算出結構(特別是柔弱樓層和抗震薄弱環節)的彈塑性層間位移角,使之小于抗震規范的限值,并采用必要的抗震構造措施,從而滿足第三水準的防倒塌要求。

參考文獻:

1.建筑施工手冊編寫組,建筑施工手冊,3版。北京:中國建筑工業出版社

多層建筑論文范文2

關鍵詞:嵌固端,概念設計,剛度

 

多層、特別是高層鋼筋混凝土建筑,在進行概念設計、結構計算時,必須明確嵌固端的位置。嵌固端是人為的對多、高層建筑結構計算模型中的一個重要假定,它直接關系到結構計算模型與結構實際受力狀態的符合程度,以及構件內力、結構側移等計算結果的準確性。

嵌固端的定義,指除能承受軸力、彎矩、剪力之外;X向水平位移,Y向水平位移,豎向位移,位移角均為零的部位。按在地震作用下的屈服機制而言,就是預期塑性鉸出現的部位。確定嵌固端就是通過剛度和承載力調整,迫使塑性鉸在預期部位出現,并能承擔上部結構在該處屈服超強引起的極限彎矩和出現塑性鉸時的最大剪力以及相應的最大最小軸力。故嵌固端的選取和處理直接影響結構體系的受力和變形狀態;恰當和正確對待嵌固端的選擇和處理對保證結構體系的可靠性有重要意義。

如進行抗震設計的高層建筑,當地下室頂層作為上部結構的嵌固端時,地下一層的抗震等級應按上部結構采用,地下一層以下結構的抗震等級可根據具體情況采用三級或四級??拐鹪O計時,一般剪力墻結構底部加強部位的高度可取墻肢總高度的1/8和底部兩層二者的較大值。此“底部兩層”理解為從嵌固端向上的二層,而不是從基礎向上的二層。墻厚和配筋,底部加強部位的墻厚,一、二級不宜小于200,且不宜小于層高的1/16;三、四級不應小于160,且不應小于層高的1/20。一、二、三級抗震墻的豎向和橫向分布鋼筋最小配筋率均不應小于0.25%,四級抗震墻不應小于0.2%。從以上數據可以看出,嵌固端的正確選取,直接影響工程的墻厚及配筋,影響工程造價。所以,設計人應高度重視??萍颊撐摹?/p>

多層建筑的嵌固端一般在基礎位置;因為多層建筑一般不含地下室,其基礎埋深較淺;實際工程中,特別是城市繁華地段,多層商業公建也存在聯體的大底盤地下室。科技論文。規范規定“高層建筑宜設地下室”,但實際工程中,高層建筑也存在不含地下室的情況;所以,應根據建筑物的使用功能,基礎埋深,有無地下室,地質情況等具體對待。

1. 有地下室的建筑

有地下室的建筑宜將上部結構的嵌固部位設在地下室頂板,此時應滿足以下條件:1.1地下室頂板與室外地坪的高差不能太大,一般宜小于本層層高的1/3。

1.2地下室頂板結構應為梁板體系(即強梁弱柱),且該層樓板不得留有大洞,樓板框架梁應有足夠的抗彎剛度,地下室頂板部位的梁柱節點的左右梁端截面實際受彎承載力之和不宜小于柱端實際承載力之和。

1.3地下室結構的布置應保證地下室頂板及地下室各層樓板有足夠的平面內整體剛度和承載力,能將上部結構的地震作用傳遞到所有的地下室抗側力構件上;為此,地下室頂板的厚度不宜小于180mm,混凝土強度等級不應低于C30,并應采用雙層雙向配筋,每個方向每層配筋率不小于0.25%。

1.4地下室結構應能承受上部結構屈服超強及地下室本身的地震作用,即地下室的樓層剪切剛度不小于相鄰上部結構樓層剪切剛度的2倍;一般情況下,地下室外墻可參與地下室樓層剪切剛度的計算,但當地下室外墻與上部結構相距較遠,如地下室一端附帶多跨地下車庫的情況,則在確定結構底部嵌固部位時,地下室外墻不參與地下室樓層剪切剛度的計算。

1.5上部為多塔結構地下室為大底盤時,應滿足以下條件:<1>大底盤地下室的整體剛度與上部所有塔樓的總體剛度比不小于2.0。<2>每棟塔樓范圍內的地下室剪切剛度與相鄰上部塔樓的剪切剛度比不應小于1.5,塔樓范圍可取塔樓周邊向外擴出與地下室高度相等的水平長度。

1.6地下室柱截面每側縱向鋼筋面積,處應滿足計算要求外,不應少于地上1層對應柱每側縱向鋼筋面積的1.1倍。

若由于地下室大部分頂板標高降低較多、開大洞口、地下室頂板標高與地下室地坪的高差大于本層層高的1/3或地下一層混凝土剪力墻墻體較少等原因,不能滿足地下室頂板作為上部結構嵌固部位的要求時,一般宜將嵌固部位設在基礎頂面。除非地下室不是一層,當為兩層甚至多層地下室時,地下1層剪切剛度應大于地上1層樓層的剪切剛度,且地下2層樓層剪切剛度應大于地下1層樓層剪切剛度,并應大于地上1層樓層剪切剛度的2倍。

2.無地下室建筑

2.1若基礎埋深較淺,可取基礎頂面作為上部結構的嵌固部位。

2.2若基礎埋深較深,多層剪力墻或砌體結構,當建筑地面設有200~300mm厚混凝土剛性地面時,可取室外地面以下500mm處作為上部結構的嵌固部位。上部結構為剛度較柔的框架結構,采用柱下獨立基礎,基礎埋深較深時,將拉梁作為上部結構的嵌固部位是不妥的。拉梁改變了柱子的計算長度,使柱子的配筋較為經濟合理,但拉梁本身剛度比較小,再加上回填土的密實度不好控制,行不成嵌固端。如果按《建筑地基基礎設計規范》設計為高杯口基礎,滿足高杯口基礎的壁厚要求,可將高杯口基礎的頂面作為嵌固端。

總之,嵌固端是個人為假定的概念,當地下室或基礎側向剛度足夠大,可以成為上部結構嵌固端的時候,也只能說明其只能成為上部結構水平方向的嵌固端,不能成為其豎向的嵌固端,因為嵌固端不能約束上部結構的豎向變形,更保證不了因地基土的壓縮而造成的沉降??萍颊撐摹K?,不同的結構空間計算模型,不同的工程,應采用力學知識,力學概念,分析其正確性,確保結構的安全。

多層建筑論文范文3

關鍵詞:輕鋼結構,發展

 

“建筑是用石頭寫成的史書”在雨果先生生活的那個時代是沒有疑問的,然而當今世界的史書恐怕沒有多少是用石頭寫的。在幾千年的人類歷史中,建筑結構經歷了木結構、磚石結構、鋼筋水泥結構、鋼混結構及鋼結構。鋼結構的出現,又將建筑業領向另一個高峰。鋼結構已是發達國家主導建筑結構,以英國為例,其新建的非居住類房屋建筑中 90%的單層和 60%的多層建筑都采用輕鋼結構。 九十年代國外的輕鋼生產廠家將整套的結構體系推向我國市場加之我國鋼產量的提高,極大地推動了輕鋼結構在我國的發展。由于國外輕型鋼結構體系研究、應用已經較為成熟,所以技術引進之后在我國發展很快。目前國內常用的輕鋼結構承重體系包括:焊接門式剛架結構體系、冷彎薄壁型鋼結構體系多層房屋鋼結構體系、金屬拱型波紋屋蓋體系等。經過相關設計、生產、施工單位已經積累了一定的經驗,輕鋼結構在我國顯示出非常廣闊的應用前景。

1.輕鋼結構概述

輕型鋼結構是指這樣一種結構:圍護結構自重輕,承重結構截面小,標準化、自動化 、機械化快速制作安裝,采用新結構鋼材、新結構體系。它分為一般輕型和超輕型鋼結構。論文參考。一般輕型鋼結構主要采用薄鋼板焊接截面或冷彎薄壁型鋼構件,典型的結構體系為門式剛架 ,也可采用軋制型鋼板截面。超輕型輕鋼結構主要采用壓型鋼板,冷彎薄壁構件和圓鋼為承重構件,典型的結構體系是褶皺拱橋屋面。輕鋼結構主要體系有焊接(軋制)門式剛架結構體系、冷彎薄壁型鋼結構體系、薄壁褶皺拱橋屋面體系、多層框架結構體系、空間和張拉結構體系。

2.輕鋼結構的優勢

2.1自重輕, 抗震性能好, 安全性高。輕鋼結構采用高效輕型薄壁型材, 承載力高, 構件尺寸小, 圍護結構采用自重小的輕質墻體和樓面材料, 一般可減輕建筑結構自重的30% , 質量是鋼筋混凝土住宅的1/2 左右。輕鋼結構整體剛度大, 鋼材強度高、延性好, 因此抗震性能好, 用于結構抗震措施的費用少, 適用于地震多發區; 結構自重輕, 基礎負擔小還可大幅減少基礎造價,尤其適用于地質條件較差的地區。

2.2建筑造型簡潔美觀, 內部空間布置靈活豐富。鋼材強度高, 可以采用大空間柱網布置, 建筑設計不受結構限制, 這種住宅為建筑師的創維設計提供了無限想象空間。因此,輕鋼結構住宅外形輕巧美觀, 墻體與屋面色彩豐富, 屋頂造型別致, 盡顯現代風格。室內大空間無梁無柱, 跨度可達12 m , 為業主提供了個性化分隔室內空間的可能。真正體現“以人為本”的設計理念; 同時, 墻柱等構件截面尺寸小, 可增加凈使用面積5 %~8 % , 當考慮樓板的組合作用, 使用組合梁或扁梁時, 還可以增加凈高, 實現大空間住宅設計理念。

2.3施工快捷、工期短, 不受季節限制。與傳統住宅體系相比, 輕鋼結構住宅至少可縮短1/3的工期。真正做到既快又經濟, 因此最大限度地為業主節約了投資。

2.4防腐耐久, 舒適性好。輕鋼墻體龍骨完全封閉在隔水層與石膏板之間, 不銹蝕, 不腐蝕, 不生霉菌, 防潮性能好; 墻體采用新型輕質圍護材料, 不助燃, 不霉變, 不蟲蛀; 裝修一次到位, 少維修; 管線可暗埋在墻體及樓層結構中; 在保溫、隔熱、隔聲等性能方面比傳統結構的住宅好, 因此住宅的舒適性更好。

2.5綠色、環保, 符合國家可持續性發展的要求。輕鋼結構住宅不使用粘土磚, 符合國家土地資源政策;施工過程中環境破壞及污染少, 符合國家環保政策; 而且大部分材料可回收和再生, 具有很高的可重復使用性和可循環性, 符合國家可持續發展戰略。因此, 輕鋼結構堪稱綠色環保型建筑典范。

2.6設計技術先進。利用先進的計算機輔助設計(CAD) 和計算機輔助制造(CAM) 技術, 能全面按用戶要求進行設計, 且效率高、報價快、造價低、供貨迅速。

輕鋼結構除了上述的優勢,自身還具有強度高,自重輕,具有較好的塑性變形能力,抗震性能好等特點。加之隨著經濟與技術的發展,我國鋼產量大大提高,而使其在建筑領域的應用越來越廣泛。論文參考。國家對于鋼結構“鼓勵使用”的政策,也對輕鋼結構在我國的推廣起到了很好的促進作用。2003 年我國的鋼產量已經超過 2 億噸,居世界第一。同時,隨著我國加入 WTO,建筑行業與國際接軌的速度加快。經濟的快速發展,使得城市建設對于大跨、高層建筑的需求量大量增加。與混凝土結構相比,鋼結構由于自重低、強度高、工業化程度高等優勢,更適合于大跨、高層建筑。尤其是鋼結構限制較少,建筑表現力強,給建筑師的發揮提供了廣闊的空間。同時,鋼結構在環保方面具有混凝土材料難以比擬的優勢。在環保意識日益強化的現代社會,鋼結構建筑成為必然的推廣方向。

3.我國發展輕鋼結構住宅的意義

輕鋼結構是近十年來發展最快的領域,輕鋼住宅的研究開發已在各地試點,是輕鋼發展的一個重要方向,現已經有多種的低層、多層和高層的設計方案和實例。因其可做到大跨度、大空間,分隔使用靈活,而且施工速度快、抗震有利的特點,必將對我國傳統的住宅結構模式產生較大沖擊。而目前輕鋼在我國應用最廣的還是工業廠房。但與國外相比,我國鋼結構建筑的發展相對滯后,目前我國建筑設計界普遍存在著對鋼結構建筑認識不足,觀念落后;對鋼結構體系積極性不高,管理跟不上等問題。這些都阻礙著鋼結構建筑在我國的發展。盡管目前還存在著種種不盡人意或有待提高的方面,但鋼結構的發展潛力巨大,前景廣闊。我國 20 年來的改革開放和經濟發展,已經為鋼結構體系的應用創造極為有利的發展環境。發展鋼結構住宅,擴大鋼結構住宅的市場占有率,將會加速住宅產業化進程,對我國建筑、冶金及相關產業的發展具有重大意義;經原國家經貿委批準,將“輕型鋼結構住宅建筑通用體系的開發和應用” 作為我國建筑業用鋼的突破口,并正式列為國家重點技術創新項目??梢姡p鋼結構住宅產業在我國大有發展前途。

4.我國發展輕鋼結構住宅的有利條件

4.1我國的鋼材年產量已居世界第一位,可以充分保證建筑住宅市場的用鋼需要。

4.2新型建材業正處于快速發育階段,與輕鋼住宅相配套的國產化建筑材料種類較多,并且會隨著鋼結構住宅的發展逐步增長。

4.3國際上已經有相當成熟的輕鋼結構的建筑技術和經驗可以借鑒。我國這方面的有關技術標準和規范也相繼頒布,并且多個鋼結構設計軟件也已投入使用。論文參考。

4.4發展輕鋼住宅符合全面建設小康住宅一二十年不落后,三四十年可改造的要求。

5.展望

隨著鋼結構春天的到來,今后10年鋼結構的發展將會更快。為了使我國輕鋼結構在新世紀經濟領域中發揮更大作用,縮小和國外同行的差距,除了政府部門加強行業管理以外,科研、設計、施工單位和輕鋼結構廠家要團結合作、共同促進我國輕鋼結構事業的發展。只要加強領導,合理規劃,積極組織,輕鋼結構產業將會出現興旺發展的新局面!

參考文獻:

[1]劉承宗,周志勇.我國輕鋼建筑及其發展問題探討[J ] .工業建筑.2000 , 30 (4)

[2]候兆欣.大力推廣應用鋼結構新技術[J] .施工技術,2000(8):7-8.

[3]陶忠,何???發展我國新型輕鋼結構建筑體系[J ] .中國工程科學, 2000 (3)

[4]張亦靜.發展輕鋼結構存在的問題與對策[J ] .株州工學院學報, 2001 (5)

[5]王元清,石永久.現代輕鋼結構建筑及其在我國的應用[J ] .建筑結構學報, 2002 (1)

[6]王元清,石永久,陳宏等.現代輕鋼結構建筑及其在我國的應用[J] .建筑報,2002,23(1):2-8

多層建筑論文范文4

關鍵詞:高層建筑,混凝土結構,立法,位移

高層建筑是近代經濟發展和科學進步的產物。進入20世紀以來,高層建筑在全球迅猛發展。高層建筑,是指超過一定高度和層數的多層建筑。在美國,24.6m或7層以上視為高層建筑;在日本,31m或8層及以上視為高層建筑;在英國,把等于或大于24.3m得建筑視為高層建筑。中國自2005年起規定超過10層的住宅建筑和超過24米高的其他民用建筑為高層建筑。高層建筑可節約城市用地,縮短公用設施和市政管網的開發周期,從而減少市政投資,加快城市建設。

一、高層建筑的設計要點

當高層建筑的層數和高度增加到一定程度時,它的功能適用性、技術合理性和經濟可行性都將發生質的變化。與多層建筑相比,在設計上、技術上都有許多新的問題需要加以考慮和解決。

1.風荷載及水平側向力

高層建筑結構設計時,應考慮風荷載及水平側向力的影響,這種因素是影響結構內力、結構變形及建筑物土建造價的主要因素。對于高層建筑而言,主要由抗側結構體系來抵抗這種外力,抗側結構體系由樓面主梁和承擔樓面重力荷載且與主梁剛性連接的柱組成。此時這些抗彎構件可起到支承樓面荷載和抵抗側向荷載的雙重作用。而柱所承受的是軸力和彎矩的組合作用??蚣軅认蚪Y構體系亦可由豎向斜支撐或主要起抵抗側向荷載作用的剪力墻組成。在高層建筑中,支撐系統和剛性鋼框架的混合體系是一種常用的抗側結構體系。

2.強度、剛度、穩定性的影響

高層建筑設計時應嚴格控制高層建筑體型的高寬比例,以保證其穩定性。并使建筑平面、外觀、立面和剛度盡量保持對稱和勻稱,使高層建筑整體結構不出現易受到外力沖擊的薄弱環節。隨著建筑高度的增加,設計者在設計高層建筑時,應充分根據建筑自身特點,使高層結構有合理的自振動力特性,并使高層建筑在水平力作用下的層位移控制在一定范圍之內。這種自振抵抗作用使結構在進入塑性變形階段后仍具有較強的變形能力,使整個建筑牢牢的連接在一起,確保高層建筑在受到沖擊變形后仍能恢復自身的塑性。

3.細部構造及地質條件的影響

高層建筑在設計時應妥善處理因風力、地震、溫度變化和基礎沉降帶來的變形節點構造。并考慮在重量大、基礎深的地質條件下如何保證安全可靠的設計技術和施工條件問題。對于多層建筑而言,設置防震縫是解決體型復雜不規則的建筑結構由于變形復雜而產生建筑物開裂的一種可靠性方法。高層建筑由于體型巨大、高度高等特點一般不設抗震縫,而同時利用有效技術措施和合理科學的計算方法,以消除不設防震縫帶來的不利影響。

二、工程實例

1.工程簡介

蘭花廣場蘭花商廈位于遼寧省, 總建筑面積6.38萬m2,工程由同濟大學設計院設計,施工單位為中國二十二冶集團有限公司,地下1層,地上為29層,總建筑高度為102.38米,其中地下一層采用箱形基礎,底板厚度800mm,地上29層,鋼筋混凝土框架-剪力墻結構, 除地下一層頂板外露部分厚度為 600mm外,其余部分樓板為模殼密肋板結構,厚度為120mm,本高層建筑采用抗震性能好、功能合理的現澆鋼骨混凝土框架-剪力墻結構,利用樓、電梯間設置鋼筋混凝土剪力墻且連接成筒體作為主要的抗側力構件?;炷翉姸鹊燃墳镃60,鋼筋骨架采用HRB400,框架采用寬扁梁框架以增加樓層凈高,寬扁梁截面為800×700,端部加腋為800×650,混凝土強度等級為C40;為抵抗高層建筑的外力影響,在混凝土內筒剪力墻轉角處設置十字形鋼骨,以改善剪力墻的受力性能、提高剪力墻的延性、減少剪力墻剛度退化,中心筒墻體厚度為600mm,混凝土強度等級為C40。

2.鋼筋設計原理

根據《建筑抗震設計規范》第6.1.11條規定,當工程符合規定條件時,宜沿兩個主軸方向設置構造基礎系梁?;A此時基礎系梁截面高度可取柱中心距的1/12~1/15,從工程應用角度來看,HRB400 級鋼筋比 HRB235 級鋼筋節約了 53.9kg/m3,占 HRB235 級鋼筋用量的 33%,經濟效益非??捎^,因此本工程采用HRB400級鋼筋。

2.1計算參數

本工程鋼筋混凝土框架-剪力墻結構抗震設防等級為7級,即按照混凝土規范《GB50010-2002》進行設計。本高層建筑為位于遼寧省,經計算得知,東西向風力為63.18KN,南北向風力為193.98KN,因此得知該高層框架梁設計時在荷載效應的標準組合和準永久組合下應分別符合現行設計規范的下列規定:

(1)構件受拉區拉應力:σck-σpc≤ftk;σcq-σpc≤0

(2)梁端受壓區高度: x≤0•35h

(3)梁端預應力強度比:fpyAp/(fpyAp+fyAshs/hp)≤0.7

(4)縱向受拉鋼筋按非預應力鋼筋抗拉強度設計值換算的配筋率不應大于2.5%注:σpc為扣除全部預應力損失后在抗裂驗算邊緣混凝土的預壓應力;Ap為鋼絞線截面積;hs,hp分別為縱向受拉非預應力筋、預應力筋合力點至梁截面受壓邊緣的有效距離。其他各數值見規范。根據計算得知,地上建筑每平方米鋼筋含量為85.33kg/m2,地下建筑每平方米鋼筋含量為118kg/m2。

2.2超靜定結構分析

本工程為框架-剪力墻結構在水平力作用下的內力計算一般分兩步進行,首先求出水平力在各榀框架和剪力墻之間的分配,然后再分別計算各榀框架或剪力墻的內力??蚣塄D剪力墻的計算方法,通常是將結構轉化為等效壁式框架,采用桿系結構矩陣位移法求解。本工程采用計算機三維矩陣位移法計算鋼筋受力情況,假定樓板在自身平面內為無限剛性,平面外剛度很小,可以忽略不計,如果假定為剛性樓板,設計時應采取必要措施,極大的保證了高層建筑的內部整體性。

3.混凝土結構設計原理

3.1地下人防工程的設計

本工程為高層建筑,地下基礎埋深較大,常設地下連梁承底層墻的自重和減小結構層高度。為了簡化計算,常在結構計算模型中按多一層框架梁設計,此時較易出現短柱,將采取符合高頸配筋的方法來取消短柱,地下室頂板作為上部結構的嵌固端時,從樓板厚度、砼強度等級、板的配筋率、樓層的側面剛度等都有具體要求?!督ㄖ鼗A設計規范》第 8.2.6 條規定,本高層建筑將高杯口基礎做成高頸現澆基礎,高頸至地下連梁頂處,高頸剛度大于柱剛度 4 倍以上(非線剛度)。這意味著對高層建筑來說,地下室層數或總深層不僅由地基基礎埋深決定,還必須考慮累積誤差等因素的影響。

3.2上部結構的設計

計算柱、墻和基礎時,設計忽略了實際活荷載折減系數與程序內定值的不同,并進行人工調整;程序內定的活荷載折減系數為《建筑結構荷載規范》(GB50009―2001)(2006 版)表 4.1.2 數值,按規范第 4.1.2 條,當建筑的使用功能不屬于表 4.1.1(1)項時,活荷載折減應符合規范第 4.1.2 條的相應規定;本高層建筑住宅建筑含有 3 層底商用房時,則底商層的活荷載折減系數均應取 0.9 或不折減。地上框架結構長×寬為 159.0m×73.22m,屬于典型的超長混凝土結構,對于這類結構,規范認為采用后澆帶分段施工,其中,沉降后澆帶寬度為 1m,待29層頂板封頂,沉降穩定后澆筑;連續式膨脹加強帶寬度 2m,與兩側混凝土同時澆筑。在施工之前,根據工程擬用的原材料,進行了混凝土配合比設計, 原材料情況如下: 渤海PS42.5水泥,沙河營優質河砂,蘭花山石子,其中石子粒徑為20-40mm,砂子顆粒級配為中粗砂,且兩種粗骨料含泥量均不大于1%,粉煤灰采用熱電廠生產的國Ⅱ標準的粉煤灰,膨脹劑為北京新寺力公司生產,摻入本產品砼的限制膨脹率為0.02~0.04%,可在砼中建立0.2~0.7Mpa的預應力,抗滲標號可達S30。采用TS-JS(Ⅱ)高保塑型聚羧酸鹽高效泵送劑,根據實驗結果表明,該混凝土強度等級達到C40以上,可以用于施工。

多層建筑論文范文5

關鍵詞:建筑,樁基沉降,處理措施

 

0.引言

地基基礎是建筑物的根基,又屬于地下隱蔽工程,它的勘察、設計和施工質量,直接關系到建筑物的安危。據統計,世界各國建筑工程事故中,以地基基礎工程事故居首位。而且一旦發生地基基礎事故,因位于建筑物下方,補救非常困難,甚至造成災難性的后果。因此,正確地認識地基基礎不均勻沉降的危害,對預防和治理不均勻沉降有著重要的意義。

1. 工程背景概況

某建筑的主建筑占地空間為309m×125m的矩形地塊,建筑的柱基采用樁承臺基礎,基樁為500mm的鉆孔灌注樁,樁長32.6m,由于生產工藝對地面平整度要求較高,該建筑地面采取了無縫設計,地面板為連續的鋼筋混凝土結構整板,結構層厚250mm,面層厚40mm,雙層雙向配筋。地面地基選用粉噴樁復合地基:粉噴樁樁徑500mm,樁長15m,樁間距1.2m。在柱基承臺部位,設計采用了搭接方式處理。該建筑交付使用的第三年經過我單位的勘察監測,發現地面和結構均發生不均勻沉降的現象。

2. 沉降發生的理論分析

本建筑原來設計采用了粉噴樁復合地基對地面地基進行了加固處理。粉噴樁復合地基承載力提高的主要因素,取決于粉噴樁樁體水泥土的質量和置換率。但是由于飽和軟土的塑性指數較高,用攪拌機械進行強制攪拌時,不易攪碎,很難和水泥粉均勻混合形成滿足要求的水泥土。同時,在實際施工中,粉噴樁的成樁質量受人為因素的影響很大。現場施工人員不嚴格按施工規程進行操作,如施工時噴粉過少,不僅不會使地基土得到加固,反而擾動了原狀土,降低了地基承載力。從現場調查結果也可以看出,該工程中粉噴樁復合地基沒有達到設計的要求。

該建筑建筑主體結構的沉降主要是指柱基的沉降,柱基沉降由樁端持力層和下臥層的沉降兩部分組成。但是從柱基沉降的現狀看,柱基的沉降以及差異沉降超過了設計計算值。造成這種現象的主要原因是地面板的沉降量大于柱基的沉降量,而地面板與承臺的連接采用搭接方式,使得地面板的沉降在承臺處受到限制。當地面板的沉降超過一定的限度后,就會把地面的一部分荷載施加給柱基,加劇柱基的沉降,當柱基自身荷載加上地面荷載大于柱基所能承受的極限承載力時,會導致主體結構的破壞。而建筑地面實際對每根柱基施加的荷載并不一致,這樣就造成主體結構的不均勻沉降。

3. 施工控制措施探討

3.1 主要施工技術工藝

經過多方面的查閱研究資料,對該建筑的沉降做出了使用TSC樁成樁的施工技術來進行處理,為了驗證TSC樁成樁工藝在主建筑地基土中成樁的可行性和成樁質量的可靠性,我們在建筑內選定了一塊空閑場地進行了TSC樁的成樁試驗,試驗樁數5根。經過試樁檢測發現,效果完全滿足預想的加固設計,所以經過多方協定后決定使用該方法對該多層建筑的基礎進行處理,主要施工技術工藝如下。

(1)地面板開孔

樁位測放后,用金剛石鉆進在地面板開孔,鉆頭選用150mm的金剛石鉆頭,鉆進深度大于地面板的厚度(290mm)。論文參考。

(2)旋噴鉆頭鉆進

地面板開孔完成后,將工程鉆機就位,安裝旋噴鉆頭,啟動高壓注漿泵開始鉆進。為使鉆進順利進尺,確保鉆進效率,鉆進進尺應和注漿泵的泵壓和泵量相匹配?,F場試驗結果,當泵壓(5-10MPa)、泵量(120-150L/min)時,鉆進效率較高。旋噴鉆進深度達到要求后,停鉆準備壓灌粉煤灰砂漿。

(3)壓灌粉煤灰砂漿成樁

鉆孔達到設計深度后,用循環液清孔,并檢測孔徑和孔底沉渣是否滿足要求。提出鉆桿換上注漿鉆頭放入孔底,自下而上壓灌粉煤灰砂漿成樁。為保證成樁的完整性,鉆桿的提升速度應水泥砂漿的泵送量相適應,以保持注漿鉆頭在漿液面lm以下。結合現場試驗結果,室內確定的砂漿配比能夠滿足泵送要求,具體的工藝參數為:泵壓≤2MPa,泵量≥150L/min,鉆桿提升速度≤lm/min。

(4)TSC樁與地面板的連接

相關研究資料表明,當托換樁與地面板形成剛性連接時,能夠獲得較好的托換效果。因此,要使地面荷載通過TSC樁傳到地面下較好的土層,必須讓地面板和樁頭形成很好的連接。TSC樁成樁后,在樁內放入一根127mm的無縫鋼管,使TSC樁板地面板形成剛勝連接。論文參考。為了避免后續抬升注漿對TSC樁產生影響,TSC樁頭與地面板的連接選擇在抬升注漿結束以后。

3.2 地面抬升試驗

(1)地面抬升平整度控制標準

地面板面積較大,柱與柱之間高程不一致,很難制定整體平整度控制標準。為此,我們根據現場實際情況,制定了以下平整度控制標準,以便指導施工作業。

為確保地面抬升的均勻性,根據建筑平面布置圖將地面劃分為112個抬升地塊,每個地塊范圍為18×150;每地塊承臺處現地面標高程為地面平整度測量的基本依據,即將承臺處現地面高程視為不變高程;四角承臺現地面高程的平均值為抬升基準;每地塊內最終高程差異不大于±20mm;對差異沉降較大的相鄰承臺,連續地塊實現平滑過渡,抬升基準以相鄰承臺地面之間的連線為基準,地塊內各點以兩側承臺連線形成的連線為基準。

(2)注漿孔的布設及要求

為減少對混凝土地面的破壞,注漿孔布設時應避開地面板45°線,而且孔的直徑應盡可能的小,現場采用的鉆孔直徑為63mm?,F場試驗時,根據設備、堆載以及生產情況,對注漿孔的布設進行了相應調整。

(3)抬升注漿修復過程中的抬升觀測

在注漿抬升的過程中為隨時準確地反饋地面變形值,采用量程為50mm的百分表進行觀測,并隨時提供抬升數據,當抬升量達到設計抬升高度時,停止注漿。注漿同時,應對注漿區附近貨架及設備基礎進行觀測,發現異應立即停止注漿并進行及時處理。抬升注漿結束,待漿液完全凝固后,再次進行地面高程測量,檢查各地塊的平整度是否在控制范圍內。

4.結語

通過對加固處理后的樁基進行檢測完畢,并對原基礎的承臺進行了加固處理,同時對各承臺進行了沉降觀測,通過一年的間斷觀測,我們得出的結果為基礎承臺的最大沉降量2.5mm,一般在1.0-2.0mm,其加固效果大大超過了設計的期望值。論文參考。通過對本工程加固處理,為今后處理類似工程提供了很好的經驗。

參考文獻

[1]高淑芹,徐永勝.樁基不均勻沉降治理的工程實踐.工程建設與設計,2006,(2).

[2]宋功河,王永祥,朱金生.樁基不均勻沉降治理的工程實踐.華東交通大學學報,2005,(4).

[3]李朝暉.樁基沉降的研究現狀.中小企業管理與科技,2008,(1).

多層建筑論文范文6

關鍵詞:房屋建筑;鋼筋混凝土;框架結構;設計措施

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

中圖分類號:TU375文獻標識碼: A 文章編號:

0. 概 述

框架結構又統稱為構架式結構。目前,房屋的框架按跨數分有單跨、多跨;按層數可以分有單層、多層;按立面構成可以分有對稱、不對稱;按所用材料分有鋼框架、混凝土框架、膠合木結構框架或鋼與鋼筋混凝土混合框架等。其中最常用的是鋼筋混凝土框架,它包括現澆整體式、裝配式、裝配整體式等。其中這里面的裝配式、裝配整體式混凝土框架和鋼框架適合大規模工業化施工,效率較高,工程質量較好,其余的適合房屋建筑使用。

1. 房屋建筑鋼筋混凝土框架結構特點

根據筆者近年來實踐來看,房屋建筑鋼筋混凝土框架結構的優點主要體現在:空間分隔靈活,它自重輕,節省材料;具有可以較靈活地配合建筑平面布置的優點,利于安排需要較大空間的建筑結構;框架結構的梁、柱構件易于標準化、定型化,便于采用裝配整體式結構,以縮短施工工期;采用現澆混凝土框架時,結構的整體性、剛度較好,設計處理好也能達到較好的抗震效果,而且可以把梁或柱澆注成各種需要的截面形狀。

2. 房屋建筑鋼筋混凝土框架結構應用范圍

根據現在建筑的使用性質來看,房屋建筑鋼筋混凝土框架結構廣泛用于住宅、學校、辦公樓等地方,也有根據需要對混凝土梁或板施加預應力,以適用于較大的跨度;框架鋼結構常用于大跨度的公共建筑、多層工業廠房和一些特殊用途的建筑物中,如劇場、商場、體育館等。但總體來說,現在施工框架結構種類比較多,在選擇起來應靈活多變。

3.房屋建筑鋼筋混凝土框架結構設計原則一般地,房屋建筑鋼筋混凝土框架結構設計應遵循一定的原則,這樣方能確保房屋的建筑質量。

3.1遵循有抗震性能的原則。在結構設計中,對框架結構來說有足夠的承載能力和變形能力是兩個同時需要滿足的條件。不僅要求結構具有足夠的承載能力,還要求其有適當的剛度。房屋建筑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。

3.2遵循經濟性原則。 在房屋建筑結構體系中,在保障節約資金的情況下確保工程質量是關鍵。根據筆者工作實踐,通過對短肢剪力墻結構、框架一剪力墻結構、大開間剪力墻結構三種鋼筋混凝土住宅結構直接費的計算,發現三種鋼筋混凝土住宅結構單位面積直接費相差不是很多,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%。

4. 房屋建筑鋼筋混凝土框架結構設計注意事項

房屋建筑鋼筋混凝土框架結構設計是個復雜多變的過程,筆者在此建議在設計中要注意以下幾方面:

4.1抗震設計問題。房屋在抗震設計框架結構設計時,一般不要采用單跨框架。如果不可避免的話,建議可設計為框架-剪力墻結構,多層建筑也可僅在單跨方向設置剪力墻。但是,后者框架結構部分的抗震等級應按框架結構選用,而剪力墻部分的抗震等級應按框架-剪力墻結構選用。

4.2框架結構選擇。在目前的小高層結構體系里比較適合采用框架結構,筆者建議首先盡可能將過于狹長的結構用伸縮縫脫開。如果建筑專業不允許,可通過加大端部開間的抗側剛度達到限制結構扭轉效應的目的。具體可將邊框架的角柱斷面增大,加大框架梁的高度,如條件允許,中間增加框架住,既增加框架的跨數。這些方法可以顯著增加結構的抗扭剛度。

5.房屋建筑鋼筋混凝土框架結構設計措施

根據筆者實踐,結合案例來簡單闡述下這方面的措施。某小區工程為6-8層鋼筋混凝土框架結構體系,按8度抗震設防,場地土類別為Ⅲ類,各建筑單體設計基準期為70年,建筑安全等級為2級,建筑抗震類別為丙類。根據有關要求,柱混凝土強度等級:一~三層為C25,三層以上為C20;樓面為C20,屋面板、為C25密實性混凝土。

5.1計算分析。根據工程建筑要求,在房屋建筑結構設計時要考慮建筑結構的強度、剛度、穩定性三個基本指標。我們一般采用彈性設計方法,即在正常使用情況下,建筑結構構件處于彈性受力狀態中,結構具有較大的剛度,這一點施工人員要做好這方面的計算分析。

5.2防雷主要措施。我們可以采取該工程住宅屋面采用φ12鍍鋅圓做避雷帶,組成不大于20m×20m的網格。所有突出屋面的金屬構件均應與避雷帶可靠焊接。

這其中引下線利用柱內的兩根直徑大于φ16的對角主筋通長焊接作為避雷引下線,上端與避雷帶連接,下端與地梁兩根主筋焊接。

5.3梁、柱節點的設計。我們在房屋設計梁柱節點時,通常出現多根梁交叉在一起的現象,主次梁的負彎矩鋼筋多層也會疊加在一起,這樣會對梁截面截面造成較大的影響。這也是房屋在建時它的成本很難控制的一方面。在此,筆者建議可采取降低次梁底面的標高和降低主梁底面標高的有關措施來加以控制。

5.4變形的分析。一旦結構產生了過度變形,就會產生對之相對應的裂縫。一般來說,結構的過度變形是結構穩定性不足或者剛度不足的標志,它并沒有直接反映出結構強度。導致結構變形的因素有跨度、截面的尺寸、支座的形式、材料的質量和荷載等,結構變形是鑒定房屋安全的重要內容。所以在進行房屋安全鑒定時,需要對房屋的綜合情況進行考慮。

參考文獻

[1]韓秀女. 鋼筋混凝土結構裂縫產生的原因[J]. 民營科技, 2010,(12)

[2] 張楠;朱興財;;鋼筋混凝土框架結構施工中的問題分析[J];民營科技;2010年02期

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