浅谈建筑结构设计的工程应用

1、浅谈建筑结构设计的工程应用 摘 要：随着我国城市化进程不断发展和加快，及国 民经济的高速发展，我国建筑的需求也日益增多，这也给建 筑结构设计带来了诸多挑战。在这样的情况下，如何设计出 较为舒适、安全经济的建筑，现在已经成为设计人员要面对 的问题。 关键词：结构设计；工程应用 1. 建筑结构设计要点 建筑结构设计主要是指在满足安全、适用、耐久、经济 和施工可行的要求下，按有关设计标准的规定，对建筑结构 进行总体布置、技术经济分析、计算、构造和制图工作，并 寻求优化的过程。建筑结构的设计特点主要可以分为以下几 个方面： （1）水平荷载是决定因素。水平荷载对高层建筑结构 具有重要的作用，也是高层建筑

2、结构设计中所主要考虑的因 素。在高层建筑中，由于竖向荷载所引起的轴力与建筑高度 的一次方成正比，而水平荷载所引起的倾覆力矩及竖向构件 的轴力与建筑高度的二次方成正比。由此可见，随着高层建 筑高度的不断增加，这个值也会随之逐渐增大，对建筑结构 的影响也必然会越来越大。 （2）结构延性成为重要设计指标。延性主要是在高层 结构抗震设计中采用的，结构延性主要是指材料的结构、构 件或构件的某个截面从屈服开始至达到最大承载能力或达 到以后而承载力还没有显著下降期间的变形能力。随着荷载 的不断增加，受弯构件受拉位置的混凝土就会出现裂缝的情 况，严重的还有可能导致构件被破坏。 （3）轴向变形也同样很重要。轴向

3、变形在结构设计中 也是不容忽视的。高层建筑中所涉及到的竖向荷载值往往都 比较大，很容易引起柱中的轴向变形，从而对连续梁弯矩产 生一定程度的影响，同时还会影响到预制构件的下料长度。 因此，建筑设计师一定要对此给予高度的重视。 2. 工程概况 大旺金鑫祥不锈钢有限公司综合楼和饭堂用地面积为 8970平方米，实际用地面积为 11200平方米。 依照项目的规 划设计，将两栋楼建成后形成一个整体性的结构体，将采用 框架式现浇混凝土结构，其中办公楼高 6 层，饭堂高 4 层。 3. 屋盖及楼盖结构设计 本项目结构类型采用现浇框架结构，抗震等级框架三 级。为了有效地保证结构的整体受力性能，控制楼板裂缝， 除

4、特殊部位采用轻钢结构外，其余楼（屋）盖均采用现浇钢 筋混凝土楼（屋）盖。结构布置合理，整体抗震性能良好， 又能很好的满足建筑造型和使用功能的需要。同时为了满足 房间内不露梁以及单元内房间可灵活分隔的建筑设计意图， 部分楼板采用了跨度较大的异形楼板；地下车库和锅炉房的 屋盖及楼盖结构均采用现浇钢筋混凝土梁板结构。地下车库 的顶板为人防顶板，上覆 3.0m 厚的回填土，荷载很大，采 用加设次梁的梁板结构，以减小楼板的跨度和厚度；梁采用 反梁形式，以满足建筑空间净高的要求；人防地下室的顶板 厚度为 250mm ，以承受核爆动荷载的作用， 并对早期核辐射 进行防护。 4. 钢筋混凝土构造要求 构造要求

5、在结构设计中起着重要的作用，其实保障结构 设计的基础。在钢筋混凝土结构设计中，其构造要求包括混 凝土保护层，钢筋锚固长度等，现将分别深入展开探讨。 （1）混凝土保护层。纵向受力的普通钢筋及预应力钢 筋，其混凝土保护层厚度 （钢筋外边缘到混凝土表面的距离） 不应小于钢筋的公称直径，且应符合混凝土设计规定要求。 但值得注意的是，对于以下基层情况，其保护层的取值应特 别留意。 1）基础中纵向受力钢筋的混凝土保护层厚度不应小于 40mm ；当无垫层时不应小于 70mm。 2）板、墙中分布筋的保护层厚度不应小于10mm ；梁、 柱中箍筋和构造钢筋的保护层厚度不应小于15mm。 2）钢筋的锚固及搭接长度。

6、钢筋的锚固长度除注明 者外，对于钢筋直径大于 25mm 时，其锚固长度及搭接长度 应乘以系数 1.1。当钢筋在混凝土施工过程中易受扰动时， 其锚固长度应乘以系数 1.1。在任何情况下，钢筋锚固长度 不得小于 250mm 。而对于施工中由于钢筋长度不足而需要搭 接时，对于钢筋直径大于 25mm 时，搭接长度应乘以系数 1.1 搭接长度按相互搭接钢筋的较小直径计算。在任何情况下， 钢筋锚固长度不得小于 300mm 。 （3）钢筋接头宜优先采用机械连接，也可采用绑扎搭 接及焊接。框支梁、框支柱及抗震等级二级以上的柱（含暗 柱）的纵筋，抗震等级为一级的框架梁纵筋，抗震等级三级 的框架底层柱，均应采用机

7、械连接。其余接头，也可采用绑 扎搭接和等强对焊连接。对普通楼层梁，如未注明，当钢筋 直径w 28mm时，可采用绑扎搭接。另外对于受拉钢筋的直 径28mm及受压钢筋的直径32mm时，不应采用绑扎搭接。 钢筋接头位置的定取主要是考虑避免在构件受力部位进行 搭接，结合设计实践，钢筋接头位置宜设在受力较小处，在 同一根钢筋上应尽量少设接头；尤其是受力钢筋接头位置应 相互错开，当采用绑扎的搭接接头时，搭接接头连接区段的 长度为 1.3 倍搭接长度。当采用焊接接头和机械接头时其连 接区段的长度为 35d（d 为纵向受力钢筋的较大直径）且不 小于 500mm 。 梁的底部纵向钢筋的接长， 可选择在支座或支座

8、两侧 1/3 跨度范围内，不应在跨中接长。梁的上部纵向钢筋可选择在 跨中 1/3 跨度范围接长， 不应在支座处接长。 对于框架梁端、 柱端及剪力墙底部应避免在节点核心区和加密区接头。当确 不能避免时，须采用机械连接接头，且钢筋接头面积百分率 不应超过 50%。 （4）钢筋混凝土现浇板。板的底部钢筋伸入梁支座 5d且不小于1/2梁宽，板式楼梯底板受力钢筋伸入梁支座 15d，且不小于150。板的中间支座上部钢筋（负筋）两端设 直钩，直钩长度应比板厚小15mm。板的边支座负筋一般应 伸至梁外皮留保护层厚度，锚固长度如已满足受拉钢筋的最 小锚固长度，直钩长度同另一端。如不满足时，此端加垂直 段至满足锚固长度。当 HPB235 级钢筋时，端部另设弯钩。 当边梁较宽