浅谈小高层住宅结构设计策略

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1、浅谈小高层住宅结构设计策略法明（西安有色冶金设计研究院西安710001）摘要：简单阐述及分析在设计小高层住宅结构中遇到的问题以及设计过程、方法和需要注意的规范条文。关键词：小高层住宅钢筋混凝土剪力墙结构框架剪力墙结构0前言：随着社会经济的繁荣，我国小高层建筑发展迅速。设计思想也在不断更新。结构体系日趋多样化。小高层钢筋混凝土结构越来越广泛应用于建筑中，并且有着光明的应用前景。下面以某工程实例来对小高层住宅混凝土结构设计做浅显的分析：1小高层钢筋混凝土结构的住宅的基本结构形式1.1剪力墙结构剪力墙结构在

2、小高层结构设计中应用的相当广泛，其墙体设计宜沿主轴方向或其他方向双向布置，抗震设计的剪力墙结构，应避免仅单向有墙的结构布置形式，剪力墙墙肢截面宜简单、规则，并且剪力墙结构的侧向刚度不宜过大。下面以某工程平面图为例：（见图1）工程名称：勉县经济适用房8号楼工程概况：本工程为全现浇钢筋混凝土剪力墙结构，建筑层数地上12层，半地下室1层，地面高度36.00米。本工程位于汉中市勉县，丙类建筑1，抗震设防烈度：7度，第一组，0.10g。场地类别：Ⅱ类，Tg=0.35s。地面粗糙度：B类，基本风压：0.30KN/

3、㎡（百年一遇）。属于A级高度的高层建筑，剪力墙抗震等级为三级，基础形式：伐板基础。地基基础设计等级：乙级。图18号楼结构平面图1.2框架——剪力墙结构在框架结构中布置一定数量的剪力墙就组成了框架——剪力墙结构。它是小高层住宅中应用比较广泛的一种主体结构型式。其特点是平面灵活，适用性强，结构合理，能使框架、剪力墙两种有不同变形性能的抗侧力结构很好地协同发挥作用。1.3大开间剪力墙结构随着时代的发展和人们生活水平的提高，原来建造的小开间剪力墙体系住宅在建筑功能上的局限性变得日益明显。从强度方面看，小开间结

4、构中墙体的作用不能得到充分的发挥，并且过多的剪力墙布置还会导致较大的地震力，增加工程费用，另外，由于结构自重较大，也增加了基础的投资，因此，大开间剪力墙应运而生。承重墙的开间达到4.5m~7.5m，进深达到7.5m~1lm，室内一般无承重的横墙和纵墙，可以按照住户的不同要求灵活分隔，随着家庭的变化还可重新布置。（注：高烈度地震区域不适用）1.4短肢剪力墙结构短肢剪力墙（墙肢截面高度与厚度之比为5~8的剪力墙）介于异形框架柱和一般剪力墙之间，由于这种结构体系在建筑功能、结构形式、投资效益、节能指标等多方

5、面效果良好，己成小高层住宅的主要结构形式。2小高层住宅钢筋混凝土结构设计的要点2.1水平荷载逐渐成为钢筋混凝土结构设计的控制因素在低层住宅中，往往是以重力为代表的竖向荷载控制着钢筋混凝土结构设计;而在小高层住宅中，尽管竖向荷载仍对钢筋混凝土结构设计产生着重要影响，但水平荷载将成为控制因素。对某一特定建筑来说，竖向荷载大体上是定值;而作为水平荷载的风荷载和地震作用，其数值是随动力特性的不同而有较大幅度的变化。2.2轴向变形不容忽视对于采用框架——剪力墙体系的小高层住宅，框架中柱的轴压应力往往大于边柱的轴

6、压应力，这就使得中柱的轴向压缩变形大于边柱的轴向压缩变形。当房屋很高时，此种差异轴向变形将会达到很大的数值，其后果相当于连续梁中间支座产生沉陷，使连续梁中间支座处的负弯矩值减小，跨中正弯矩值和端支座负弯矩值增大。2.3侧移成为钢筋混凝土结构设计的控制指标与低层住宅不同，结构侧移己成为小高层住宅钢筋混凝土结构设计的关键因素。随着房屋高度的增加，水平荷载下结构的侧移变形迅速增大，结构的顶点侧移一般与房屋高度H的四次方成正比。在设计小高层住宅时，不仅要求结构具有足够的强度，而且还要有足够的抗侧移刚度，使结构

7、在水平荷载下产生的侧移控制在一定的范围内。这是因为:a.过大的侧移会使人不舒服，影响房屋的正常使用。b.过大的侧移会使隔墙、围护墙以及它们的高级饰面材料出现裂缝或损坏，也会使电梯轨道变形而导致不能正常运行。c.过大的侧移会因P一△效应使结构产生附加内力，甚至因侧移与附加内力的恶性循环导致建筑物的倒塌。2.4结构延性是钢筋混凝土结构设计的重要指标相对于低层住宅而言，小高层住宅更柔一些，地震作用下的变形就更大一些。为了使结构在进入塑性阶段后仍具有较强的变形能力，避免倒塌，特别需要在构造上采取恰当的措施，来

8、保证结构具有足够的延性。3小高层住宅钢筋混凝土结构设计策略3.1优化设计的方法当前，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的进行方案分析比较，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所