多层建筑结构（共12篇）
多层建筑结构 篇1
1 砌块结构住宅设计的重要性
目前我国仅烧制粘土砖一项每年就毁坏耕地1万多公顷, 其中良田六千多公顷, 用煤量超过四千万吨, 同时砖厂占地约七万公顷。与国外同体积材料相比, 单位生产能耗高一倍以上, 实心粘土砖占我国墙体材料的87%的局面必须尽快扭转, 在这种状况下, 我国每年不光要毁掉农田, 还要付出破坏自然生态的代价。混凝土砌块与传统实心粘土砖的比较优势: (1) 节约土地资源。粘土砖采用优质粘土烧结而成, 经计算每万块粘土砖需取土毁田0.0007～0.01亩; (2) 节省能源。每块粘土砖仅烧结就需900kcal, 而混凝土砌块包括水泥、成型和蒸气养护的总耗能, 折合成标准砖为429kcal, 其能耗不足粘土砖的一半; (3) 自重轻, 有利于地基处理和抗震。混凝土砌块标准块尺寸为390×190×190, 空心率46%, 重18kg, 有效减少墙体自重20%～40%。从而相应地减少基础设计宽度, 基础处理费用要降低10%～12%; (4) 小型砌块, 对多层及中高层房屋均可采用190 厚墙, 在同等建筑面积条件下, 可增加有效使用面积3%～5%; (5) 小型砌块的砌筑工作量小, 砂浆用量也少。每平方米190 厚小型砌块墙的砂浆用量, 仅为粘土砖的20%～30%。另外由于小型砌块外型比粘土砖做得更规整, 外型尺寸误差更小, 墙面抹灰可减薄或作成清水墙, 简化了抹面工序, 使墙面抹灰厚度也较粘砖墙减少25%以上, 减轻了墙的重量; (6) 缩短建设周期20%, 提高劳动效率。由于砌筑1m2 的小砌块墙需标准块12.5 块, 而1m2 240厚砖墙需用128块砖, 工人砌筑同面积的小砌块墙时弯腰取块挂灰的次数将可减少90%, 不仅降低了砌筑的劳动强度, 而且提高了砌筑速度。 (7) 降低建设成本, 节约资金。根据实际工程决算, 每平方米降低成本约10%, 相同建筑面积的材料用量减少15%～20%; (8) 装饰面层可工厂化生产, 可变性强。以房屋外墙而言, 当采用劈裂块、凸凹块, 或某些表面加工的砌块时, 其造价也低于贴釉面砖或马赛克的墙面。
2 砌块结构住宅的一些设计要点
砌体结构在正常使用极限状态下的设计要求一般由相应的构造来保证, 除采用砖混结构中常用的构造柱、圈梁、柱墙拉接钢筋、梁墙连接钢筋、马牙槎等构造措施以外, 砌块砌体还通过设置混凝土芯柱、钢筋混凝土芯柱、局部或全部孔洞混凝土灌实、配置通长钢筋网片等方法来改善砌体的脆性和不均匀性, 提高砌体的弹性模量和剪变模量, 增强砌体的抗弯、抗剪能力, 加强建筑物的空间整体性, 最终达到减少裂缝数量和宽度的目的。
(1) 保证砌体的稳定性。
墙太宽 (净宽≥6.0m) 时宜在墙中部配合门窗洞边设置稳定构造柱, 主筋锚入上下层圈梁内;墙太窄 (净宽≤0.3m) 时宜采用芯柱或构造柱;对于水平方向无收头的悬墙端部应设置芯柱或构造柱;对于垂直方向无收头的悬墙顶部应设置钢筋混凝土压顶。
(2) 减少干缩裂缝。
砌块的干缩和受潮膨胀值较普通砖大得多, 而建筑结构本身的整体性阻碍了砌体的自由收缩, 导致干缩应力的产生, 当某些部位的附加应力大于砌体的抗拉、抗剪强度时墙体就开裂。因此一方面要严把施工质量关 (如控制砌块28d 龄期以后才能上墙;严禁受潮和浸水砌块上墙;保证砌块间水平灰缝和竖向灰缝的饱满度、均匀性;限制每天的砌筑高度等) , 对易受潮墙体做好墙面的防水处理工作, 减少干缩变形量, 降低附加应力值。另一方面在设计中加强对易产生干缩裂缝部位的刚度, 如设置通长钢筋网片提高墙体的抗拉、抗剪能力;在抹灰层中设置钢丝网片或掺加界面剂 (防裂纤维的一种) 以提高墙面的抗裂性等。
(3) 减少温度裂缝。
温差变化引起砌体的热胀冷缩, 加上砌块、砂浆和钢筋混凝土楼屋面之间线膨胀系数的不一致, 使得各部位变形量的不同, 结果是处于约束状态下的墙体内产生程度不一的温差应力, 薄弱处墙体开裂。因此一方面通过合理设置施工后浇带和永久性温度缝、加强保温措施、改变局部结构形式等方法达到减少温差应力的目的, 如在顶层、次顶层外墙的砌块孔洞内, 填充膨胀珍珠岩等保温隔热材料;改变局部屋盖与支承结构之间的连续连接为可滑动连接;屋盖封顶时间避开炎热夏天和寒冷冬季, 以秋天为最佳;在顶层加强保温隔热措施或设置架空通风屋面;对屋面保温隔热层上的刚性面层及砂浆找平层设置分隔缝等;另一方面加强对温差应力比较敏感部位的刚度, 减少发生裂缝的机率, 如在房屋的顶层、次顶层设置圈梁;顶层墙体内设置通长钢筋网片;在外墙窗台处设置现浇钢筋混凝土板带;门窗洞口两侧设置构造柱或芯柱等。
(4) 调整建筑结构布置, 增加抗震能力。
一方面通过合理设置抗震缝, 调整建筑物的形状满足规则建筑的布置要求, 调整墙体的平面布置和竖向布置满足规则结构要求, 减少扭转影响, 避免应力集中, 形成薄弱部位、薄弱层;另一方面通过一些构造措施 (构造柱、芯柱、圈梁等) 的实施, 提高建筑物的整体抗震能力。施工图绘制时可借助程序进行, 对自动布置的构造柱和芯柱、需要填实的孔洞位置等, 通过交互修改编辑方式, 满足规范、规定要求。
3 结束语
本文从实际使用角度出发说明了多层砌块住宅设计的一些要点, 当然要点通俗易懂, 但是在设计中也是不容忽视的问题。随着人们对粘土资源保护意识的增强和国家对发展新型墙体材料力度的加大, 混凝土砌块必将成为墙体材料的主导品种, 砌块的发展前景必将更加广阔, 随着研发工作逐步深入, 实践经验不断积累, 技术难点将逐步地克服, 这一新型建筑材料所产生的社会综合经济效益将是十分明显的。
参考文献
[1]GB50045-95.高层民用建筑设计防火规范 (1997年版) .
[2]GBJ68-84.建筑结构设计统一标准.
[3]JGJ99-98.高层民用建筑钢结构技术规程.
[4]JGJ3-91.钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程.
多层建筑结构 篇2
赴5.12汶川地震灾区,分别对绵竹、汉旺、都江堰、汶川、映秀等地进行了实地调查,全面了解多层砌体结构的.震害现象,并针对多层砌体结构在水平地震作用下窗下墙的交叉裂缝提出新的研究方法.
作 者：张璇 郑军鹏 张霄 作者单位：张璇,郑军鹏(西安建筑科技大学土木工程学院,陕西,西安,710055)
张霄(西安三建建设有限公司,陕西,西安,710054)
多层砌体结构抗震问题研究 篇3
【关键词】多层砌体；抗震概念设计；结构体系
1.科学布局建筑平面和立面
建筑平面和立面的规整性是整个结构设计中一个十分基础、十分重要的内容。在砌体住宅设计中，为了追求朝阳的室内布局，而使得建筑物平面凹凸部分尺寸较大，有的甚至超过该方向总尺寸的30%，属于平面不规则建筑。建筑体型包括建筑的平面形状和主体的空间形状的设计。抗震设计中，应符合抗震概念设计的要求，不应采用严重不规则的设计方案，如果由于使用功能的要求而不可避免时，应尽量在适当部位设置防震缝，将体型复杂，平面特别不规则的建筑平面布局分割成几个相对规则的独立单元。在实际工程设计中，应尽可能在既兼顾建筑造型，又满足使用功能的前提下，将平面布置和立面外观造型设计得较为规整、简洁、美观大方，同时又能有效的满足建筑本身的抗震性能。震害表明，许多平面形状复杂，如平面上的外凸和凹进、侧翼的过多伸悬、不对称的侧翼布置等在地震中都遭到了不同程度的破坏，汶川大地震就有不少这样的震例。平面形状简单规则的建筑在地震中未出现较重的破坏，有的甚至完好无损。沿高度立体空间形状上的复杂和不规则在地震时都会造成震害，特别是在建筑结构刚度发生突变的部位更易产生破坏。在体型布置上尽可能使建筑结构的质量和刚度比较均匀地分布，避免产生因体型不对称导致质量与刚度不对称的扭转反应。
2.结构体系要合理
2.1应优先采用横墙承重和纵横共同承重
纵墙承重的砌体结构，横墙虽然也承受荷载，但设置横墙的主要目的是为了满足空间刚度和整体性的要求，因此，其间距可以相当大。这种承重体系房屋的空间较大，有利于使用上的灵活布置。横墙由于为非承重墙，受剪承载能力降低，破坏程度较为严重。
横墙承重的砌体结构，由于横墙开洞较少，横墙间距小，又有纵墙在纵向拉结，所以房屋整体刚度大，整体性好，具有较好的传递地震作用的能力。纵横墙共同承重的多层砌体结构房屋能够比较直接的传递纵横向地震作用。所以应优先采用横墙承重或纵横共同承重。多层砌体房屋抗震横墙的间距应符合《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)(2008年版)第7.1.5条的规定。
2.2纵横墙的布置应均匀对称，竖向应上下连续
墙体是承担地震作用的主要构件，墙体的布置和间距对房屋的空间刚度和整体性影响很大。因而，对建筑物的抗震性能有重大影响。纵横墙的布置应均匀对称，沿平面宜对齐，沿竖向应上下连续，同一轴线上的窗间墙宽度宜均匀。
2.3防震缝的设置
对于抗震设防烈度高的地区，由于房屋立面高差、错层以及各部分结构刚度和质量截然不同，防震缝应沿房屋全高设置，从而将房屋分成若干体型简单、结构刚度均匀的独立单元。对于多层砌体房屋，防震缝的设置应符合《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)(2008年版)第7.1.7条的规定。
2.4房屋高度及高宽比的限制
随着房屋高度的增大，地震作用也将增大，因而，房屋的破坏将加重。震害调查表明：六层砖房的震害较四、五层砖房明显加重，而二、三层砖房的震害又较四、五层砖房轻得多。同时，砌体房屋高度过高，将使砌体截面增大，从而导致结构自重增大，地震作用加重的不利后果。因此，从技术和经济角度来看，对砌体房屋总高度应予以限制。另外，随着房屋高宽比的增大，地震作用效应将增大，由整体弯曲在墙体中产生的附加应力也将增大，房屋的破坏将加重。对于多层砌体房屋，房屋高度及高宽比的限制应符合《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)(2008年版)第7.1.2条和7.1.4条的规定。
2.5楼梯间不宜设在房屋的尽端和转角处
楼梯间的刚度一般较大，受到的地震作用往往比其他部位大。同时，其顶层的层高又较大，墙体受嵌入墙内的楼梯段的削弱，所以，楼梯间的震害比其他部位严重。因此，楼梯间不宜布置在房屋端部的第一开间及转角处，不宜突出，也不宜开设过大的窗洞，以免将楼层圈梁切断。同时，应特别注意楼梯间顶层墙的稳定性。楼梯间的构造应符合《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)(2008年版)第7.3.8条的规定。
3.增强砌體房屋的整体性及刚度
3.1采用现浇钢筋砼楼板及屋盖
房屋是纵横向承重构件和楼屋盖组成的一个具有空间刚度的结构体系，其抗震能力的强弱取决于结构的空间整体刚度和整体稳定性。地震作用主要集中在楼盖水平处，并通过楼盖与墙体的连接传给下层墙体，因此，楼盖与墙体应有可靠连接，以保证地震作用的传递。现浇钢筋砼楼板及屋盖具有整体性好、水平刚度大的优点，是较理想的抗震构件，不但可以消除预制楼板所产生的滑移、散落问题，还可以增加房屋的整体性，增大楼板的刚度，同时楼屋盖现浇增加了楼板对墙体的约束。因此，采用现浇楼屋盖是一种较好的增强楼房结构空间刚度和整体稳定性的方法。
3.2合理设置圈梁和构造柱
1976年的唐山大地震和2008年的汶川大地震震害调查表明，两次地震砌体结构破坏严重的原因在于没有合理的设置构造柱和圈梁，或者是构造柱上下端箍筋应加密而没有加密。如果根据本地区抗震设防烈度进行合理的设置及配筋，将会使墙体的抗剪能力提高10%~20%，变形能力大大增加，延性可提高3~4倍。当墙体周边设有钢筋砼圈梁和构造柱时，在墙体达到破坏的极限状态下，由于钢筋砼构造柱的约束，使破碎的墙体中的碎块不易散落，从而能保持一定的承载力，以支承楼盖而不致发生突然倒塌。
构造柱作为一种竖向构件，一般沿墙高截面不变，配筋也少有变化。因此，在各楼层柱高处必须有圈梁作为锚固点，有了二者的拉结作用，才能形成对上下和左右墙段的约束作用，从而限制墙体开裂发展，并减少裂缝与水平面的夹角，保证墙体的整体性和变形能力，提高墙体的抗剪能力。圈梁可加强墙体间以及墙体与楼盖间的连接，在水平方向将装配式楼屋盖连成整体，因此，设置圈梁可以增强房屋的整体性和空间刚度，从而提高房屋的抗震能力，达到“裂而不倒”的目的。
根据我国历次地震灾害调查，解决砌体结构整体性和提高抗震性能，主要是如何落实抗震规范执行的问题，特别是落实圈梁和构造柱抗震措施。所以，现浇钢筋砼构造柱和圈梁的设置部位、截面、与其他构件的连接及加固措施必须符合《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)(2008年版)第7.3条的要求。
4.结束语
显然，砌体结构的抗震性能与其他结构相比相对较差，所以在方案阶段就应该通过结构抗震试算，去不断的调整建筑平立面的布置，使方案在满足抗震设计规范的前提下达到最优化。在施工设计阶段，只要严格按照《建筑抗震设计规范》，通过合理的抗震设计，采取恰当的抗震构造措施，就能使地震破坏降低到最低限度，达到“三水准”抗震设防的目的。
【参考文献】
［１］中华人民共和国建设部.建筑抗震设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2008.
多层建筑结构的震害特点研究 篇4
中国是世界上有地震历史记载最丰富的国家,有文字可考的历史约有4 000多年。历史上死亡人数最多的地震是明嘉靖四年(1556年)陕西关中(华县)8级地震,其震中烈度达到11度,死亡人数有名可查者就达82万余人,是有记录的世界上死亡人数最多的地震灾害。自20世纪以来,中国共发生破坏性地震2 700多次,其中8级以上地震9次,6级以上破坏性地震560余次。上个世纪全球两次造成死亡20万人以上的大地震均发生在中国分别是1920年宁夏海原8.5级地震(死亡23.4万人)和1976年唐山7.8级地震(震中烈度11度,死亡24.2万人)。地震灾害已经成为中国主要的自然灾害之一。
地震灾害的严重程度及人员伤亡与经济损失的大小取决于多方面的因素,如地震的震级、发生地点、发生时刻、震源深度、地震类型,城市对地震的设防情况,建筑物的建筑质量、场地条件、抗震能力、地震诱发的次生灾害的种类与规模,以及防灾减灾意识的高低等等。目前的科学技术水平尚不能准确预测地震的发生。因此,通过总结现有地震中建筑结构的破坏特点并对后续的结构防灾减灾设计进行指导、对建筑结构进行抗震设计已成为工程结构防止地震灾害的一种有效的方法。
工程抗震实践表明,除理论和实验研究外,总结工程结构的实际震害经验是工程抗震的重要途径之一,也为防御地震灾害提供了有效的手段。因此,对近年来典型地震中各类建筑的震害进行分析研究,对改进建筑抗震设计具有十分重要的现实意义。
1 典型地震事件震害
1.1 日本东京大地震
1923年9月1日,日本东京发生了8.1级特大地震。这是日本明治时代以来伤亡最惨重的1次地震,也是世界历史上伤亡最大的10次地震之一。在这次大地震中,东京城内85%的房屋毁于一旦,横滨96%的房屋被夷为平地(如图1所示),整个大东京地区死亡和失踪者人数超过14万人,负伤人数超过20万,财产受损的则超过300多万人。
1.2 中国唐山大地震
1976年7月28日,河北省的唐山、丰南一带发生7.8级强地震,新兴的重工业城市唐山蒙受惨重灾难,被夷为一片废墟。地震震中在唐山路南区的吉祥路一带,震中烈度达11度,震源深度12 km。地震的影响区域极大,强震波及我国东部的广大地区,北起黑龙江的满洲里,南至河南的漂河,东临渤海湾,西抵宁夏的名咀山,14个省、市、自治区、200多万km2土地上居住的几亿人受到扰动。遭受地震破坏的区域约21万多km2,其中严重破坏区3万多km2。区内民房大量倒塌,农田淤满泥沙,水渠、水并堵塞,公路,铁路、桥梁损毁。据京津唐地区累计,地震中死亡24.2万余人,重伤16.4万余人,轻伤者不计其数。
1.3 日本阪神大地震
1995年1月17日在日本关西兵库县发生了自1923年以来在高度人口密集地区最大一次地震。造成这次地震的起因为关西明石海峡地壳断层活动所致。震源在距神户市南部20 km的谈路岛的正下方20 km处。地震持续时间约为20 s左右。根据地震观测记录结果,最大加速度约为813 gal。
震后调查表明:中低层的房屋破坏相当严重,其中包括钢筋混凝土结构的住宅、商场、体育馆、电影院、办公楼等。高层、超高层的钢结构、劲性钢筋混凝土(SRC)结构、低层钢结构停车场等,相对破坏比较轻微。木结构私人住宅在日本有相当大的比例。这次地震除地基下沉造成整体失稳倒塌以外,大部都是由于火灾造成房屋被焚和人身的伤亡。神户作为日本历史悠久的对外城市,保留了较早的砖石结构及50年代的带有钢筋混凝土构造柱圈梁的多层砖结构,在这次地震中这类房屋倒塌较多。阪神大地震对体育馆等大跨度空间网架和析架结构的破坏也是相当严重的,主要发生在析架或网架结构支承处的螺栓连接或焊接连接剪拉破坏。析架、网架与钢筋混凝土或钢支承结构脱离而倒塌。这次地震中有不少剪力墙端柱或边缘构件压坏。相邻建筑碰撞破坏、2栋建筑之间空中连廊脱落倒塌、高层与裙房产生差异沉降、石材墙面脱落以及大玻璃窗破坏等情况也较普遍。
1.4 台湾集集地震
1999年9月21日1 h 47 min 12.6 s,台湾发生了里氏7.6级强烈地震。震中位于台湾中部日月潭西南12 km的南投县集集镇,此后共发生大小余震1.5万多次。本次地震在台湾全岛强烈有感,福建、广东、江苏、浙江、上海、香港等均受到波及。地震在台湾省南投、台中、云林、台北、彰化五县及台北市造成大量建筑破坏、人员伤亡和经济损失。截止1999年12月24日的统计,有5万多间房屋倒塌,5万多间半倒,共有2 470多人死亡、11 300多人受伤,直接经济损失约118亿美元。据台湾建筑研究所和地震工程中心所收集到的8 773栋建筑的震害资料统计,震中区的南投县和台中县破坏最为严重,分别有4 500多栋(占53%)和2 800多栋(占32%)建筑破坏。在远离震中150 km的台北市,由于盆地效应仍有300多栋建筑破坏。从建造年代和用途看,1982年以前建造的占60%,住宅和商住建筑占85%以上,带骑楼的建筑占55%以上。
1.5 其他地震
2000年1月15日中国云南姚安县境内相继发生5.9级、6. 5级地震,震源深度均为30km。受灾地区包括5个县城、46个乡镇,共计死亡7人,重伤99人,轻伤2 429人。这后调查表明:框架结构及砖混结构房墙体严重开裂,墙体大多数严重开裂,出现大量梭瓦。框架结构及砖混结构房墙体普遍开裂。房屋以轻微破坏和基本完好为主,各类结构的房屋多数墙体出现微裂,有个别承重结构受损。
2005年11月26日江西省九江市发生了5.7级地震。此次地震持续时间大约为6 s左右,震源深度在10 km左右,对江西省瑞昌市、九江县和湖北省的一些城市和农村的建筑和构筑物等造成了很大程度的破坏。此次地震为浅源地震,地震区的砌体结构房屋较多,破坏严重。根据九江市政府的统计,九江地震中造成17人死亡,其中重伤37人。倒塌房屋近万间。水、电、交通、通信等生命线工程在地震中也不同程度受损。
2006年7月22日,云南省昭通市盐津县发生了里氏5.1级地震。此次地震的震源深度为9公里左右,属于浅源地震。地震波及盐津县的10多个乡镇和大关、彝良、永善等县,昭阳、鲁甸等县区均有强烈震感。地震共造成22人死亡,100多人受伤。房屋倒塌1 400多间,严重受损的7 000多间。光缆线受损3 000余m,中断通讯线路3万余m,饮水管道受损2万余m,公路塌方6 800余方,路面损毁8 000余m,铁路受损1万余m。
1992年3月13日土耳其东部城市埃尔津詹发生地震,震级为里氏6.8级,造成653人死亡,近4 000人受伤。
2 多层建筑结构震害特点
钢筋混凝土结构结构形式简单,传力途径明确,设计理论相对成熟,再加上房间建筑平面布置灵活和造价便宜等特点,受到广泛应用,在新建和既有建筑结构中均占有相当大的比例。台湾集集地震表明钢筋混凝土建筑的破坏占了相当大的比重。近年来在中国大陆发生的多次地震中,震害较为严重地集中在老旧民房和砌体建筑,钢筋混凝土建筑、特别是高层钢筋混凝土建筑的破坏相对较少。以下就简要介绍各类建筑的震害特点。
2.1 钢筋混凝土结构震害特点
地震作用下,钢混框架结构首先在弹性范围内工作。随着地震作用的加强,结构迅速进入塑性工作状态,构件出现裂缝,构件端部出现局部混凝土被压碎,钢筋屈服等现象,而后进入破坏状态,部分构件失效后退出工作,结构内力进行重新分配,这时,整体结构并没有倒塌,随着更多的构件先后因失效而退出工作,结构局部发生坍塌,最后因失稳而整体倒塌。钢筋混凝上框架结构以梁、板、柱和基础一起形成承重结构,抗侧刚度小,在水平地震作用下框架整体变形为剪切型,当高度较大时,受力特点由受竖向力为主转变成受侧向荷载为主。当前世界范围内的多层建筑中,钢筋混凝土框架结构数量庞大,多层建筑也大多是框架结构,在历次比较大的地震灾害中,框架结构的震害是相当严重的。1995年日本阪神大地震和1999年台湾集集地震中,钢筋混凝土框架结构的震害,除了砂土液化引起房屋整体沉降或失稳,以及个别建筑发生竖向地震作用过大引起的整体松散外,主要的震害是柱端抗弯能力不足引起的层间破坏,结构竖向刚度和平面不规则引起的结构扭转产生柱的压弯或拉弯破坏,以及其它典型的强梁弱柱型破坏。
阪神大地震的调查表明:在梁、柱节点处除个别建筑以外,大部分建筑未发现框架节点破坏以及梁端出现塑性铰现象,这说明在以竖向地震为主的条件下,框架柱的承载力是主要的。由于地基严重液化、地基下沉,框架结构的震害除上述情况外,有不少整体倾斜倒塌,与此同时,也有部分房屋在中间楼层发生倒塌。钢混框剪结构的连梁与剪力墙连接处严重剪切破坏,首层剪力墙端部混凝土压碎,钢筋压屈暴露,同时由于地基下沉,局部建筑物产生倾斜。框架结构主体部分未发现严重破坏,由于有了剪力墙,增加了竖向和横向承载力,框架结构得到一定的保护。其他框架一剪力墙结构的破坏,大部由于地基液化造成结构整体失稳而倒塌。
总结钢筋混凝土框架结构的震害可知,其震害主要集中于框架梁、柱的两端,其中尤其以柱端破坏为最常见。原因主要是填充墙中间开门洞或墙造成其有效长度减小,形成短柱短梁。梁柱破坏集中在两端是由于框架结构的两端弯矩、剪力通常较大,在轴力、弯矩和剪力的共同作用下,容易首先发生以上各种形式的破坏。由于窗台墙体对柱子的约束作用,使柱子的有效长度减小了一半,成为短柱。地震作用下,柱子发生严重的剪切破坏。若柱子断面过小、箍筋约束不足、混凝土抗压强度不足、竖向地震作用较大,在水平和竖向地震作用的共同作用下,则容易产生剪压破坏。若竖向荷载太大,柱子断面过小、受力钢筋压屈成灯笼型状破坏,则发生所谓的柱子压屈破坏。柱子塑性铰破坏主要为内框架结构内柱的柱顶和柱脚均出现塑性铰,吸收了地震能量。尽管结构产生了较大变形,但整体未倒。框架结构中填充墙开门洞使框架梁变成短梁(净跨与截面高度之比小于4),则导致了短梁剪切破坏。梁端塑性铰破坏主要为框架梁与柱子切点处。
2.2 钢结构震害特点
阪神大地震的调查表明:低层轻型钢结构在近年内建成的比较多,主要用于住宅及一般公共设施,阪神地震中除装饰材料及围护结构破坏之外,整体来说破坏并不十分严重,主要是由于重量轻、支撑布置比较合理、整体性较好。
钢框架破坏情况主要集中在梁柱混合连接节点上。混合连接是一种现场连接,其中梁翼缘与柱用全燥透坡口对接焊缝连接,梁腹板通过连接板与柱用高强度螺栓连接。焊接钢框架节点的破坏,主要发生在梁的下翼缘,而且一般是由焊缝根部萌生的脆性破坏裂纹引起的。裂纹扩展的途径是多样的,由焊根进入母材或热影响区。一旦翼缘坏了,由螺栓或焊缝连接的剪力连接板往往被拉开,沿连接线由下向上扩展。最具潜在危险的是由焊缝根部通过柱翼缘和腹板扩展的断裂裂缝。
焊缝存在的缺陷造成了许多结构构件的破坏。对破坏的连接所作调查表明,焊接质量往往很差,很多缺陷可以看出明显违背了规范规定的焊接质量要求,不但焊接操作有问题,焊缝检查也有问题。很多缺陷说明,裂缝萌生在下翼缘焊缝中腹板的焊条通过孔附近,该处的下翼缘焊缝是中断的,使缺陷更为明显。该部位进行超声波检查也比较困难,因为梁腹板妨碍探头的设置。因此,主要的连接焊缝中由于施焊困难和探伤困难出现了质量极差的部位。上冀缘焊缝的施焊和探伤不存在梁腹板妨碍的问题,因此可以认为是上翼缘焊缝破坏较少的原因之一。
3 震害原因
3.1 地震烈度与设防烈度不符
在集集地震中,南投县和台中县属设防二区,其对应加速度峰值高达230 gal (相当于中国地震区划烈度8度)。而实际地震纪录的平均PGA高达500～600 gal。由此可见,实际地震烈度远高于设防烈度,即地震作用远远高出建筑物50年寿命期内预计可能遭遇到的地震作用。
3.2 结构体系不合理
中国现行《建筑抗震设计规范》提出了一系列非常重要的基本要求,如“建筑设计应符合概念设计的要求,不应采用严重不规则的设计方案”;“建筑及其抗侧力结构的平面布置宜规则、对称,并具有良好的整体性;建筑的立面和竖向剖面宜规则,结构的侧向刚度宜均匀变化,竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小,避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变”等等。这些基本要求是基于对震害的不断认识、试验和理论研究的大量成果而提出的。以往的一些震害很多都由结构重重不规则、结构体系不合理、地震作用传递途径不明确或缺少多道抗震防线所导致。结构设计过于大胆,如开窗太多,剪力墙面积太小,柱子太少,短柱、短梁太多,底层由住宅改成商店等等很多因素使建筑物的抗震性能大打折扣。随意改变建筑物的结构,改变承重构件的尺寸,拆除层间承重墙等将致使建筑物的抗震性能减弱,在强震作用下倒塌。
3.3 未考虑抗震
主要表现为在设计上避开抗震审查。台湾抗震设计规范规定,高于50 m以上或高于15层楼的建筑应进行抗震设计审查。而一些建筑商为了避开抗震设计审查,就将建筑物的高度设计为14层楼以下或低于50 m。在台湾集集大地震中倒塌、破坏的建筑物,许多就是低于14层楼以下的建筑。
3.4 施工质量不佳
施工中比较明显的偷工减料现象。台北县家因大厦,有的梁柱在原设计图上规定是28根钢筋,而施工中只用了20根同型号钢筋,致使大厦在集集地震中倒塌,造成30多人死亡。台中县天朝大楼和东势大楼在集集地震中倒塌。事后检查发现梁柱内用沙拉油桶及一捆捆报纸填充,用以代替钢筋。云林县一些高楼大厦在集集大地震中倒塌。而看其梁柱在单薄的钢筋混凝土内居然是空的沙拉油桶。一些建筑物的钢筋仅仅是互相搭起,根本没牢固绑扎,甚至有的钢筋根本就没有绑扎,地震时建筑物不能形成一个整体共同承受地震作用。建筑物的钢筋绑扎不按要求施工,其箍筋之间的距离超出规定的要求。
长期实践证明,地震灾害的大小与建筑物是否采取合理的抗震设计和抗震措施以及建设质量的优劣相关。事实说明结构抗震是减轻地震损失的有效途径。河北邢台地区和山西大同阳高地区分别在1966年和1989年发生6.s级和6.1级强烈地震,造成严重人员伤亡和房屋破坏,但震后恢复重建时两地都采用了合理的抗震设防标准,在1981年和1996年两地分别再次发生5.8级破坏性地震时,震区房屋经受住了考验,损失较小。最近几年在日本、土耳其及我国台湾等地发生的一系列大地震还表明,凡是按新抗震规范或较合理的抗震规范设计的建筑物受损坏程度就低,凡按旧规范或未严格按合理规范设计的建筑物受破坏程度就高。
4 结 语
该文阐述了多层建筑结构的震害特点问题。首先介绍了地震对结构造成的灾害事故的危险程度。其次,结合近年来各国发生的一些典型的地震灾害,总结了地震造成破坏的后果。在此基础上,总结了目前工程结构地震灾害的一些可能原因。表面上看震害所揭示的是建筑物的质量问题,实际上里面包含了很多如设计不合理、施工不可靠、管理监督不善等各种人为因素的影响。因此总结历次地震的经验教训,提高抗震认识,提高设计、施工、管理等各方面的质量意识很有必要。
参考文献
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[10]姚谦峰,苏三庆.地震工程[M].陕西:陕西科学技术出版社,2001.
多层住宅建筑立面色彩设计论文 篇5
置身室外,视觉上的建筑空间环境包含两个部分,一部分是建筑立面的整体色彩,另一部分是建筑相关的景观色彩。两者对比、调和,共同形成多层住宅的园区景观色彩氛围。以绿化较多的园区景观为参照。植被树木在春夏秋三季呈现绿色调,冬季落叶则呈现棕褐色调。在考虑建筑与景观主色调的搭配时,不宜选择互补色范畴内、色彩对比关系强烈的颜色来搭配。以绿化较少、人造小品较多的园区景观为参照。设计时要整合景观主色调,然后考虑建筑立面色彩与景观色彩的搭配关系。由于两大块的色彩都具有较强的可塑性,所以设计发挥的余地较大。多层住宅建筑色彩的设计要依托于其园区景观的风格定位,选择色彩相貌,在建筑与景观的色彩对比、色彩调和关系中选择色彩相貌,调适色彩明度,确定色彩纯度。
多层建筑结构 篇6
【关键词】钢结构；多层建筑；高层建筑；安装；施工技术
在建筑工程结构类型中，钢结构体系是最为常见的一种结构类型，其主要是以钢材为主对建筑工程进行设计与施工，可以提高建筑工程的稳定性与质量。高层、多层建筑物是建筑行业发展的必然趋势，为了保证其稳定性与质量，施工人员开始将这一结构体系应用在其中，不仅具有施工简便、施工周期短等优点，还能够延长工程的使用寿命，提高其承载力及整体性能。但是从另一个方面来讲，由于我国已命令限定钢材的使用，导致钢材成本较大，这就提高了工程造价，并且在施工中对于其防火要求相对较高，因此在实际工作中，工作人员必须要对其中的因素进行综合考虑，然后采用有效解决措施进行施工，以此保证建筑工程的施工质量。
一、钢结构在安装前的准备工作
1、钢结构的预检工作及配套设施的准备工作
在采用钢结构体系进行施工的过程中，相关技术人员应该对已进场的钢结构进行复查，保证材料的尺寸、质量、规格等都符合设计规定之后再进行施工。在对钢材的质量进行检查的过程中，施工人员应该尽量以生产商提供的质量报告为准；针对较为关键的钢结构，必须要对其数量进行全面检查，而对于一般的钢材，那么技术人员可采用抽样检查的方式，并将检查结果全部记录。
钢结构配套设施在检查的过程中，技术人员应严格遵循施工流程，然后将准备好的钢构件分类堆放在施工现场，在每一个施工流程开始实施之前都需要对钢构件进行再一次检查，如果发现存在质量差或已损坏的钢构件，必须及时处理，严重者必须弃之不用。然后再将一检查好的配套运往施工现场进行施工，在运输过程中一定要对其加以保护，一旦出现损坏，就会严重影响到钢结构的安装质量，到最后也就无法有效施工，其施工质量更是无从谈起。
2、钢柱安装前的检查工作
在安装钢柱的过程中，为了保证其稳定性，施工人员一定要将钢柱的第一节直接渗入到钢筋混凝土板上，并且在施工之前应对钢筋混凝土板的轴线以及标高进行全面分析与检查。其主要措施有：1）在进行基础施工之前，施工人员应该对基础底板的定位轴线进行全面的检查，也就是制作控制桩并对其进行浇筑之后再对其定位轴线进行检查；2）需要对钢柱的间距进行检查，在必要的情况下，施工人员可以采用标准尺等测量工具对其进行测量，一般情况下，其间距的误差不得超过±3mm，这样才能够便于钢柱及后期工程的施工；3）钢柱中心线也是施工人员需要检查的重点，严格按照设计要求对其进行适当的调整，然后据此明确地脚螺栓的预埋位置；4）最后在对基准的标高进行检查，当检查完毕之后可在其底板合理位置設置一个标高，并对其加以保护，便于后期施工人员就根据这一标高进行施工。
3、标高控制块的设置要求及钢柱底部的灌浆措施
首先，需要对钢柱的规格、尺寸等进行全面的检查，然后在降低进行吊装施工，当该施工完成之后就需要施工人员采用无收缩砂浆对钢柱安装的位置进行浇筑，等到钢柱安装达到设计的强度之后在其中埋设一块合适的钢板。等到施工完毕之后，我们还需要对其表面凿毛，再进行一次混凝土的浇筑，以保证其施工质量。
当上述工程施工完毕后，施工人员可以在钢柱的周边设施一定的模板，并且必须要保证模板的清洁度，以保证后期灌浆的质量。在对其进行灌浆的过程中，必须要保证其连续性，然后灌浆完毕之后在对其采取有效的养护措施，等到混凝土达到设计强度为止。
4、钢构件现场堆放
按照安装流水顺序由中转对称配套运入现场的钢构件，利用现场的装卸机械尽量将其就位到安装机械的回转半径内，由运输造成的构件变形，在施工现场要加以矫正。
5、安装机械的选择
高层钢结构安装均用塔式起重机，要求塔式起重机的臂杆长度具有足够覆盖面，要有足够的起重能力，满足不同部位构件起吊要求：多机作业时臂杆要有足够的高差，达到不碰撞的安全转运。各塔式起重机之间应有足够的安全距离，确保臂杆不与塔身碰撞。
如用附着式塔式起重机，锚固点应选择钢结构，以便于加固，有利于形成框架整体结构和便于玻璃幕墙的安装，但需对锚固点进行计算。
6、安装流水段的划分
高层钢结构安装需按照建筑物平面形状、结构形式、安装机械数量和位置等划分流水段。平面流水段划分应考虑钢结构安装过程中的整体稳定性和对称性、安装顺序一般由中央向四周扩展，以减少焊接误差。
立面流水段划分，以一介钢柱高度内所有构件作为一个流水段，一个立面流水段内的安装顺序为：第N节钢框架安装准备→安装登高爬梯→安装操作平台、通道→安装柱、梁支撑等形成钢框架→及诶单螺栓临时固定→检查标高、垂直度、位移→拉好校正用缆索→整体校正→中间验收签证→高强度螺栓终拧紧固→接柱焊接→梁焊接→超声波探伤→拆除校正用缆索→塔式起重机爬升→第N+1节钢框架安装准备。
二、钢柱的安装
1、绑扎与起吊
钢柱的吊点在吊耳处（柱子在制作时于吊点部位焊有吊耳，吊装完毕再割去）。根据钢柱的质量和起重机的起重量，钢柱的吊装可用双机抬吊或单机吊装。单机吊装时需在柱子跟步垫以垫木，以回转法起吊，严禁柱根拖地。双击抬吊时，钢柱吊离地面后在空中进行回直。
2、安装与校正
钢结构高层建筑的柱子，多为3～4层一节，节与节之间用坡口焊连接。在吊装第一节钢柱时，应在预埋的地脚螺栓上架设保护套，以免钢柱就位时碰坏地脚螺栓的丝牙。
钢柱就位后，先调整标高，再调整位移，最后调整垂直度。柱子应按现行《钢结构工程施工质量验收规范》规定的数值进行校正，标准柱子的垂直偏差校正到零。
当上柱与下柱发生扭转错位时，可以连接上下柱的耳板处加垫板进行调整。为了控制安装误差，对高层钢结构先确定标准柱，一般选择平面转角柱为标准猪。正方形框架取4根转角柱，长方形框架当长边与短边之比大于2时取6根柱，多边形框架则取转角柱为标准柱。
三、结束语
在现代化社会发展中，建筑工程的施工技术也在不断提高，钢结构体系在建筑工程中得到了广泛的应用，有效的提高了建筑工程的承载力、稳定性、质量与安全性。
参考文献
[1]王向祎，潘娜.浅谈建筑钢结构吊装施工技术[J].技术与市场，2011（07）
[2]郝志成.钢结构工程施工质量的控制[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2009（08）
多层建筑新型粘土砌块 篇7
为多层住宅和商业建筑创造的一种新的WS砖系列产品“Unipor WS 10 Coriso”———这种新型粘土砌块用矿棉颗粒填充, 独特之处在于其良好的绝缘隔音性能与高强度结构组合。新型砌块在保温隔热方面有显而易见的优势, 导热系数为0.10 W/m·K。特别开发的“Unipor's W07 Coriso”绝缘隔热粘土砌块能被住宅全方位使用。因为粘土砌块的导热系数为0.07 W/m·K, 就使建筑物整体外墙的传热系数的值约为0.14 W/m2·K成为可能。此砌块使用后墙体最大传热系数值达到0.15 W/m2·K。此外还有专用粘土砌块产品, 这个相当特别的创新在一定程度上讲是“以粘土为基础的百叶窗”。担当一个外部百叶窗辅助部件, 它能提供足够的空间以正常大小的百叶窗为形状阻止夏天过热的热气侵袭室内空间。
浅谈多层民用钢结构建筑结构设计 篇8
在施工过程中, 为促进工程结构体系的健全, 满足其建筑的抗侧力及其承重力的需求, 需要对房屋结构的薄弱环节进行优化设计。通过对框架的相关链接模式的应用, 促进其实际难题的解决。在框架的纵、横方向上我们要进行其刚接模的应用。在此过程中, 如果不存在其他的抗侧力体系, 我们就称之为纯框架结构。这种结构的抗侧力及其承载力的提升, 需要实现对刚接框架的有效控制。
工程建设中承重墙环节的优化, 有利于实现对建筑空间的有效应用, 从而促进其建筑功能的提升。实现对其空间功能的有效应用, 促进其建筑立面设计环节的优化。方便其结构构件的有效控制, 方便实际施工环节的优化。通过对框架结构各个环节的刚度均匀性的控制, 来保障其抗震能力的提升。由于其框架结构体系的优越性, 其得到了多层钢结构住宅的有效应用。由于其框架结构的侧向刚度问题, 容易导致比较大的侧向位移的出现, 不能实现对其整体结构的有效控制。很容易引起非结构构件以及整体结构的破坏, 这也是框架结构的主要缺点。在设计时要注意梁柱的截面尺寸和连接节点刚度, 因为它们对该结构的侧向刚度影响很大, 同时要遵守“强柱弱梁”和“强节点弱构件”的原则, 从而减小地震反应, 以确保结构的安全。
2 关于框架支撑体系及其剪力墙体系的分析
所谓的框架支撑体系就是针对框架结构的应用, 通过对建筑的纵横方向的控制, 进行其结构体系的优化, 其相应用模式与框架结构体系类似。其框架支撑体系的平面设置也具备灵活性的特点, 实行了建筑空间的有效应用, 有利于促进其制作环节、设计环节、施工环节的优化, 从而促进其高层钢结构住宅的结构体系的深化应用。正是由于框架支撑体系的应用, 才促进框架结构的优化, 从而促进其抗侧能力的提升, 实现其框架系统及其支撑系统的有效应用, 实现对水平剪力环节的有效控制, 从而有效降低结构的侧移距离, 促进整体施工工程的完善。框架和支撑两系统的侧向变形协调一致, 降低了支撑上部和框架下部的较大层间位移角的数值, 从而使各层的层间位移角得到了有效的控制。框架-支撑体系作为一种双重抗侧力体系, 即使在罕遇地震下支撑系统发生破坏, 结构自动进行内力的调整, 使框架结构承担相应的水平荷载, 起到了两道抗震设防的目的, 进一步增强了结构的安全度。由于受到支撑系统的影响, 框架-支撑体系的钢结构房屋在建筑立面设计、门窗布置不像框架结构那么自由, 并且经常与支撑的布置发生冲突。这也是框架-支撑结构体系最主要的缺点。
在实际工作中, 剪力墙体系的应用有效, 促进结构水平剪力的有效控制, 保障结构的侧向刚度的有效控制, 满足了建筑施工的需要。框架剪力墙体系仍作为一种双重抗侧力体系, 并且框架与剪力墙两者协同工作, 也使层间位移得到了很好的控制, 减少了非结构构件在地震作用下发生破坏的可能性。由于剪力墙的侧向刚度很大, 尤其是钢筋混凝土剪力墙, 在地震时很容易造成应力集中, 结构发生脆性破坏, 通常的做法是在墙体中每隔一定间距设置竖缝。对于钢板剪力墙结构, 应力集中相对较小, 但仍能起到刚性构件的作用。
3 关于框架-核心筒体系及其墙板体系的分析
该模式的应用离不开对框架剪力墙体系或者支撑体系的应用, 通过对这两种模式的应用, 促进其外侧周边设计钢框架环节的有效应用, 从而保障了高层建设的应用需要。确保其多层钢结构房屋综合效益的提升, 实现了其相关性能的有效使用。在应用过程中, 由于其筒体的抗侧刚度的影响, 其抗扭能力是比较强的, 我们通过应用于日常楼梯建设、电梯建设等, 这一环节的应用, 有利于其材料的利用率的提升, 有利于建筑的内部施工环节的优化。和框架支撑体系、框架剪力墙体系类似, 筒体承担90%以上的水平力的作用和全部扭矩, 竖向荷载则由核心筒和框架按一定的比例分配来承担。核心筒与框架的协同工作, 同样很容易满足结构的层间位移以及整体变形的限值。虽然该体系中的核心筒的刚度很大, 但其延性相对较差。尤其是在地震持续作用下, 筒体很容易产生裂纹造成刚度下降, 造成结构整体侧移过大。因此在强震地区要采取必要的措施或者改用筒中筒等体系。
其框架墙板体系的应用是以框架作为应用前提的, 它实现了对框架这一基本结构的应用, 通过对其建筑纵、横方向的有效应用, 实现对其预制墙板结构体系的优化, 该体系的应用, 需要进行钢筋混凝土墙板的有效预制, 促进其竖缝环节的应用, 从而实现对其壁柱环节的优化, 确保其耗能环节的控制。该模式的应用有利于实现地震能量的吸收, 有利于抗震性能的提升。在实际运用过程中, 我们需要进行其墙板预制环节的优化, 避免出现刚度突变的现象。多层民用钢结构房屋的结构体系各有优缺点, 但最主要的区别是结构的抗侧力体系不同, 因而抗侧能力也不同。对于层数不多、抗震设防要求不高的建筑物, 应优先考虑采取框架结构体系, 对抗震设防要求较高的建筑物, 宜优先考虑采取框架-支撑结构体系, 因为其抗侧力效果显著且构造相对简单。
结语
尽管在多层民用建筑钢结构设计领域已取得一定进展。但我们仍需要继续进行结构系统的优化, 确保结构内部各个环节的协调, 以满足民众的要求。
参考文献
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多层砖混结构房屋建筑的抗震设计 篇9
1 重视建筑平面和立面的规整性
多层砖混结构房屋建筑的设计过程中要重视建筑平面和立面的规整性，只有保证了这种规整性才能才能增加抗震的能力。保证了房屋的平台规整性，就保证了结构的质量和刚度，保证了地震过程中不会发生扭转效应。
对于建筑立面，应最大限度的使房屋的重心降低，不要头重脚轻，同时为防止地震时产生鞭梢效应，建筑立面应避免错落，其突出部分不要过高。所以，在进行建筑设计时，要符合建筑抗震设计的规范要求，建筑平面和立面应尽量简洁、有规则，使结构的质心与刚心尽可能保持一致;若无法避免不规则，则应注意增设防震缝或分成相对规则的独立单元来设计。总之，尽可能提高建筑的抗震能力。
2 控制砌体房屋的总高度及总层数
每有地震发生时，砌体房屋的高度越高，层数越多，受地震破坏的程度也就越大。这是由于房屋楼盖的重量占了房屋总重的一半，层数越多，房屋受侧向地震的作用力及底部的倾覆力矩也越大，因此在设计房屋时，为了有效减小地震对房屋的影响，应减轻房屋自重、在砌体房屋的层数和高度方面严格控制。因此，针对砌体房屋的总层数和总高度进行合理的规范，确保满足建筑抗震设计的要求。
3 加强砌体房屋结构的稳定性和抗变形能力
砌体房屋是一个具有空间刚度的结构体系，它由纵、横向承重构件及楼盖组成的，建筑的抗震能力是由空间整体结构的稳定性和抗变形能力所决定的，因此必须加强空间整体的稳定性和抗变形能力。而楼盖的作用是把地震作用力合理的分配给抗侧力构件，让侧力构件发挥各自抵抗形变的能力。现在的楼盖和房板都是使用钢筋混凝土浇筑而成，在水平方向上的刚度较大，整体性能较好，能够有效消除滑移和散落的问题，并因其具有一定传递水平力的作用，故对平面上墙体对齐的要求也不那么严格，作为抗震构件是较理想的。采用钢筋混凝土来浇筑楼盖和房板，对砌体房屋的稳定性和抗变形能力都有一定的增强作用。另外，在合适的位置增设钢筋构造柱和钢筋配置梁，不仅可以消除散落问题，还可以在一定程度上加强房屋的稳定性，达到改善砌体房屋抗震能力的目的。
4 砌体房屋在纵向和横向墙体上的合理布置
针对房屋的结构问题来说，不同的结构承重方式也不同，多层砖混合结构的房屋，在承重结构应选择纵横墙混合的承重方式，在空间上两者需对称布置，同一直线上的墙体，其宽度要均匀，若纵墙无法贯通，应采取措施加强纵横墙的交接处，如增加构造配筋，增加钢筋混凝土构造柱。
目前常用的方法是纵墙承重或横墙承重的多层砌体房屋，两种方式在非承重的方向上，对墙体都起不到约束的作用，相差距离较大，让空间整体抵抗变形的能力和稳定性降低，强震下无约束的墙体因失去稳定性而受到破坏，失去稳定性的房屋被破坏得更严重。
纵墙和横墙混合承重，通过对限纵、横墙在侧向发展空间的限制，加强空间整体的稳定性，从而提高房屋抗震的能力。
5 规范设置砌体房屋的圈梁和构造柱
对数次的地震灾害研究调查表明，在多层砖混结构房屋中设置圈梁是一种提高房屋抗震能力的有效措施，且经济性较高。由于圈梁具有对构成整体箱形结构的楼盖与纵横墙的约束作用，能有效约束预制板的散落，使各墙体充分发挥抗震能力，从而降低砖墙出平面倒塌的可能;同时，圈梁设置在屋盖和基础顶面处，可增强房屋的竖向刚度和抗地基不均匀下沉。
因此须建筑抗震设计规范来设置砌体房屋的圈梁：现浇圈梁必须是闭合的，若没有则应进行搭接使之闭合，且其截面高度应大于120m m，设置时应与预制板同一标高处或紧靠板底。
将圈梁水平设置在砌体房屋的楼板边沿处，这时圈梁是作为边缘性的构件，具有加强内外墙连接性，且水平面内约束楼盖、屋盖的作用，使得房屋的整体稳定性得到提高;而圈梁和构造柱共同设置时，则是在竖向平面内约束墙体，减小裂缝和水平面间的夹角，使墙体裂缝只在两道圈梁之间沿伸，增加墙体整体抵抗变形的能力，对墙体的结构方面进行改善，确保墙体的稳定性。
参考文献
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[2]王亚刚.砖混结构房屋建筑的抗震设计[J].中国新技术新产品, 2011.
多层框架结构设计心得 篇10
1 底层计算高度如何取
按《混凝土结构设计规范》 (GB50010-2002) 第7.3.11条的规定, 底层框架柱的高度从嵌固端算起。实际工程的底层计算高度一般可能会有三种取法:
从基础顶面算起、从基础系梁顶面算起、从室外地面下500mm处算起。
框架结构的基础一般为独立基础或条形基础, 一般情况下底层计算高度从独基或条基顶面算起是没有任何问题的。但有的工程独立基础之间设基础系梁, 那么底层计算高度是否可以从基础系梁顶面算呢?我认为肯定不行, 最简单的道理, 基础系梁不是框架柱的嵌固端。一些设计者可能会碰到这种情况, 如果底层计算高度从基础顶面算起, 底层的抗侧移刚度可能小于上一层刚度的70%, 或小于上三层抗侧移刚度平均值的80%, 根据《建筑抗震设计规范》 (GB50011-2001) (2008年版) 第3.4.3条, 底层为薄弱层;如果计算高度从基础系梁顶面算, 底层可能不是薄弱层。这时一些设计人可能采取加大基础系梁截面尺寸和配筋的方式, 底层计算高度从基础系梁顶面算起, 从而避免薄弱层的出现。这种做法是不对的, 因为即使加大基础系梁的截面和配筋, 基础系梁仍不能作为底层框架柱的嵌固端。
因此, 底层计算高度应从基础顶面算起, 而不应从基础系梁顶面或室外地面下500mm处算起。
2 关于柱的设计
2.1 框架柱的截面设计
在多层或高层钢筋混凝土结构中, 柱的截面尺寸从下到上逐渐缩小, 以节约投资, 使设计更合理。笔者的经验是柱截面尺寸减小的间隔层数为3 5层, 如果间隔太密, 会造成模板浪费、施工不便;太疏又起不到节约投资、降低造价的目的。每次每侧减小的尺寸以100~150为宜, 如减得太多, 有可能导致结构竖向刚度突变。另外, 柱的最小截面尺寸应符合《混凝土结构设计规范》 (GB50010-2002) 第l1.4.11条的规定:矩形柱的宽度和高度均不宜小于300mm;圆柱的截面直径不宜小于350mm。
2.2 框架柱的箍筋肢距
《混凝土结构设计规范》 (GB 50010-2002) 第l1.4.15条规定“柱箍筋加密区内的箍筋肢距:一级抗震等级不宜大干200mm;二、三级抗震等级不宜大于250mm和20倍箍筋直径中的较大值;四级抗震等级不宜大于300mm”。此处的“箍筋肢距”的定义, 规范没有明确的说明。按一般的理解, 箍筋肢距应为每J肢箍筋的水平距离。因此不少设计人员在设计时将箍筋肢距一律按均匀分布且不大于200mm。
3 关于梁的设计
3.1 框架梁的负筋只需按计算配够, 不必增加配筋量
在框架结构的计算中, 由于地震作用、风荷载等水平力的作用, 往往使得框架梁的粱端负弯距远大过跨中正弯距。为了避免框架梁负筋过多过密, 我们往f往都将框架梁的负弯距乘以一个0.85左右的调幅系数进行调幅, 使梁端负弯距减少, 并相应增加跨中正弯距, 使梁的上下配筋均匀一些。如果在框架计算是作了负弯距调幅, 而配筋时又将负筋放大, 就是没有道理而且是自相矛盾的。
3.2 梁侧纵向钢筋的配置
梁侧纵向钢筋包括梁侧纵向构造钢筋和梁侧抗扭纵筋。新混凝土设计规范规定梁腹板高度hw≥450mm梁侧应沿高度配纵向构造钢筋, 且间距不大于200mm。梁侧纵向构造钢筋对防止梁侧面的开裂具有非常重要的作用。梁侧纵向钢筋的直径不应太大, 一般以Ф12~Ф16为宜。在实际设计中, 常常见到梁侧抗扭纵筋很大的情况, 这是由于电算结果显示抗扭纵筋的面积较大。对这种情况应在计算和设计上做一些调整:
3.2.1由于目前电算程序在结构构件分析时尚不能考虑现浇楼板对梁扭转的影响, 而是由程序给出一个梁扭距折减系数, 合理选用梁扭距折减系数对控制梁的扭距是很重要的, 一般情况可取0.4~0.6。3.2.2对跨度较大的次粱支承于主梁上时, 次梁的支承端会对主梁产生较大的扭距, 这时可在电算程序中指定该次梁的端支座为绞接。这种方法对解决梁在受剪扭情况下的超筋超限是非常有效的。3.2.3有时虽然做了以上调整, 但梁的抗扭纵筋面积仍然较大。此时应将抗扭纵筋面积分摊一部分到梁的四根角筋, 其余部分面积按梁侧腰筋设置, 梁腰筋直径仍以Ф12~Ф16为宜。
3.3 非加密区的箍筋的配筋率
抗震设计时框架梁的非加密区的箍筋的配筋率应满足《混凝土结构设计规范》 (GB50010-2002) 第11.3.9条的规定:p SV≥0.26ft/fyv。
4 多层钢筋混凝土框架结构设计应该注意的问题
4.1 关于强柱弱梁节点
这是为了实现在罕遇地震作用下, 让梁端形成塑形铰, 柱端处于非弹性工作状态, 而没有屈服, 但节点还处于弹性工作阶段。强柱弱梁措施的强弱, 也就是相对于梁端截面实际抗弯能力而言柱端截面抗弯能力增强幅度的大小, 是决定由强震引起柱端截面屈服后塑性转动能否不超过其塑性转动能力, 而且不致形成“层侧移机构”, 从而使柱不被压溃的关键控制措施。柱强于梁的幅度大小取决于梁端纵筋不可避免的构造超配程度的大小, 以及结构在梁、柱端塑性铰逐步形成过程中的塑性内力重分布和动力特征的相应变化。因此, 当建筑许可时, 尽可能将柱的截面尺寸做得大些, 使柱的线刚度ic与梁的线刚度ib的比值尽可能大于1, 并控制柱的轴压比满足规范要求, 以增加延性。验算截面承载力时, 人为地将柱的设计弯距按强柱弱梁原则调整放大, 加强柱的配筋构造。梁端纵向受拉钢筋的配筋不得过高, 以免在罕遇地震中进入屈服阶段不能形成塑性铰或塑性铰转移到立柱上。注意节点构造, 让塑性铰向梁跨内移。
4.2 楼板开大洞结构计算注意问题
楼板开洞的结构比较普遍, 如果开洞面积大于该层楼面面积的30%, 就属于平面不规则了, 计算时必须进行处理。以PKPM软件为例来说, TAT和SATWE分别采用了两种方式进行处理。TAT软件是将无楼板的节点定义为弹性节点, 也就是表明该节点不受刚性楼板假定的限制, 其平动自由度独立 (在这里所指的节点为梁柱交点) ;SATWE软件是将所有楼板定义为弹性膜, 由软件真实的计算楼板的平面内刚度, 忽略楼板的平面外刚度。建议如果某层洞口面积大于楼层面积的30%以上时, 应将全楼所有楼板定义为弹性膜比较符合实际, 也可以将该层洞口边缘节点定义为弹性节点 (即不考虑楼板的刚度) ;如果屋面为刚网架时, 应输入一板厚, 定义为弹性膜, 真实计算楼板的平面内刚度, 比较符合实际。在正确定义了弹性节点或弹性膜后, 在后续计算中必须采用总刚计算法, 否则侧刚计算法仍按刚性楼板计算结构内力和配筋, 计算时应特别注意这一点。
5 结论
以上主要阐述了多层框架结构在设计过程中的基本问题, 当然实际工程可能会遇到更多问题, 在此不再赘述。设计多层框架结构, 设计人应首先判断结构方案的可行性, 对可能碰到的问题, 提前采取措施予以解决, 并对所有计算结果认真分析、判断, 准确无误后方可应用于实际工程。另外, 应用计算机程序进行分析时, 应仔细阅读程序编制技术手册, 了解程序计算模型编制的原理, 才能根据有关规范对所得的结构内力和计算结果的正确与否作出判断并做相应调整, 以消除因对程序缺少应有了解给设计带来缺陷和隐患。结构构造必须满足相关规范条文尤其是强制性条文的要求。
摘要：钢筋混凝土结构是由钢筋和混凝土两种性质截然不同的材料组成的, 因其具有诸多的优点而广泛应用于土木工程中。把多层钢筋混凝土框架结构应用于建筑中会遇到的一些具体问题, 主要论述了多层框架结构的设计及设计过程中遇到的设计问题及相应的结构措施进行探讨。
关键词：多层框架设计,常见问题,结构措施
参考文献
[1]GB50011-2001 (2008年版) , 建筑抗震设计规范[S].[1]GB50011-2001 (2008年版) , 建筑抗震设计规范[S].
多层建筑结构 篇11
关键词：钢筋混凝土 多层框架房屋 结构设计问题
多层框架结构设计是进行结构设计较为基础的设计,也是结构设计中较为重要的一种结构形式的设计。本文结合施工中的各个方面，针对建筑钢筋混凝土多层框架结构设计问题展开论述。
一、设计构造方面的问题
（1）框架节点核芯区箍筋配置应满足要求对于规范中规定的框架柱箍筋加密区的箍筋最小体积配箍率的要求，绝大部分设计人员都能给予足够的重视，但对于《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）中规定的“一、二、三级框架节点核芯区配箍特征值分别不宜小于0.12、0.10、0.08且体积配箍率分别不宜小于0.6％、0.5％，0.4％。”设计中经常被忽视，尤其是柱轴压比不大时，常常不满足要求。这一规定是保证节点核芯区延性的重要构造措施，应严格遵守。
（2）底层框架柱箍筋加密区范围应满足要求建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）中规定：“底层柱，柱根处箍筋加密区范围为不小于柱净高的1/3”这是新增加的要求，设计中应重点说明
（3）框架梁的纵向配筋率应注意《建筑抗震设计规范》（GB50011一2001）中规定：“当框架梁梁端纵向受拉钢筋配筋率大于2%时，梁箍筋最小直径的数值应比表6.3.3中规定的数值增大2mm.”在目前设计中，这一规定常被忽视，造成梁端延性不足。
（4）框架梁上部纵筋端部水平锚固长度应满足要求《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）中规定：“框架端节点处，当框架梁上都纵筋水平直线段锚固长度不足时，应伸至柱外边并向下弯折，弯折前的水平投影长度不应小于0.4LaE.”当框架柱截面尺寸小于400×400mm时，应注意梁上部纵筋直径的选择，否则这一项要求不容易得到保证。
二、结构的抗震等级
在工程设计中，多数房屋建筑按其抗震设防分类属于丙类建筑，如民用住宅、办公楼及一般工业建筑等等，其抗震等级可根据烈度、结构类型和房屋的高度按《抗震规范》确定。而电讯、交通、能源、消防和医疗等类建筑以及大型体育场馆、大型零售商场等公共建筑，首先，应当根据《建筑抗震设防分标准》（GB50223-95）确定其中哪些建筑属于乙类建筑。乙、丙类建筑，地震作用均按本地区抗震设防烈度计算。对于乙类建筑，一般情况下，当抗震设防烈度为6～8度时，抗震措施应符合本地区抗震设防列度提高一度的要求。所谓抗震措施，在这里主要体现为按本地区设防烈度提高一度由《抗震规范》确定其抗震等级。例如，位于8度地震区（如北京）的乙类建筑，应按9度由《抗震规范》确定其抗震等级为一级；当8度乙类建筑的高度过规定的范围时，还应经专门研究，采取比一级抗震等级更有效的抗震措施。如北京某大型零售商场和某三级医院的门诊楼本属乙類建筑，但设计人员错当成丙类建筑来设计，使建筑物的抗震能力为降低，不得不对设计计算做重大修改。
三、地震力的振型组合数
地震力的振型组合数，对高层建筑，当不考扭转耦联计算时，至少应取3；当振型数多于3时，宜取3的倍数，但不应多于层数；当房屋层数≤2时，振型数可取层数。对于不规则的结构，当考虑扭转耦联时，对高层建筑，振型数应取≥9；结构层数较多或结构刚度突变较大，振型数应多取，如结构有转换层、顶部有小塔楼、多塔结构等，振型数应取≥12或更多，但不能多于房屋层数的3倍；只有当定义弹性楼板，且采用总刚分析，必要时，振型数才可以取的更多。《抗震规范》指出，合适的振型个数一般可以取振型参与质量达到总质量的90％所需的振型数。SATWE等电算程序已有这种功能，可以很方便地输出这种参与质量的比值。有些设计人员不大重视电算程序使用手册的应用，选取振型数时比较随意，这是应当改进。此外，由耦联计算的地震剪力通常小于非耦联计算，仅当结构存在明显示扭转时才采用耦联计算，但在必要时应补充非耦联计算。
四、结构周期折减系数
框架结构及框架——抗震墙等结构，由于填充墙的存在，使结构的实际刚度大于计算刚度，计算周期大于实际周期，因此，算出的地震剪力偏小，使结构偏于不安全，因而对结构的计算周期进行折减是必要的，但对框架结构的计算周期不折减或折减系数取得过大都是不妥当的。对框架结构，采用砌体填充墙时，周期折减系数可取0.6～0.7；砌体填充墙较少或采用轻质砌块时，可取0.7～0.8；完全采用轻质墙体板材时，可取0.9。只有无墙的纯框架，计算周期才可以不折减。
五、框架梁、柱箍筋间距
《抗震规范》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做了了明确规定。根据这些规定，工程习惯上常取梁、柱箍筋加密区最大间距为100mm，非加密区箍筋最大间距为200mm。电算程序总信息中通常也内定梁、柱箍筋加密区间距为100mm，并以此为依据计算出加密区箍筋面积，由设计人员要据规范确定箍筋直径和肢数。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，非加密区箍筋间距采用200mm会使梁的非加密区配箍不足，因此建议程序内定梁箍筋改为取梁的非加密区间距200mm。这样，既可保证梁非加密区的抗剪承载力，又可适当增加梁端箍筋加密区（箍筋间距为100mm）的抗剪能力，梁的强剪性能更能充分体现。当框架梁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。这也是为什么当梁端纵向受拉钢筋配筋率大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。因此，我们也建议程序内定柱的箍筋间距改为取柱的非加密区的箍筋间距200mm。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。
六、柱部分
（1）地上为圆柱时，地下部分应改为方柱，方便施工。圆柱纵筋根数最少为8根，箍筋用螺旋箍，并注明端部应有一圈半的水平段。方柱箍筋应使用井字箍，并按规范加密。角柱、楼梯间柱应增大纵筋并全柱高加密箍筋。幼儿园不宜用方柱。
（2）原则上柱的纵筋宜大直径大间距，但间距不宜大于200。
（3）柱内埋管，由于梁的纵筋锚入柱内，一般情况下仅在柱的四角才有条件埋设较粗的管。管截面面积占柱截面4%以下时，可不必验算。柱内不得穿暖气管。
（3）柱断面不宜小于450×450，混凝土不宜小于C25，否则梁纵筋锚入柱内的水平段不容易满足0.45La的要求，不满足时应加横筋；否则在梁柱节点处钢筋太密，混凝土浇筑困难。异型柱结构，梁纵筋一排根数不宜过多，柱端部纵筋不宜过密，否则节点混凝土浇筑困难。当有部分矩形柱部分异型柱时，应注意异型柱的刚度要和矩形柱相接近，不要相差太大。
（4）柱应尽量采用高强度混凝土来满足轴压比的限制，减小断面尺寸。
（5）尽量避免短柱，短柱箍筋应全高加密，短柱纵筋不宜过大。
（6）考虑到竖向地震作用，柱子的轴压比及配筋宜留有余地。
（7）独立柱上或柱的中部（半层处）有挑梁时，挑梁长度应有限制。
多层建筑节能设计策略分析 篇12
据统计, 世界的全部能源消耗当中, 大约有一半是用于建筑的建造、使用和维护, 西方发达国家建筑能耗一般占到全国总能耗的30%～40%。建筑业对国民经济的影响举足轻重, 建筑用能的状况关系全局。因此, 开展对建筑节能设计方法和策略的探讨具有极为重要的意义。
1总体规划对多层建筑节能的影响
1.1 场地的选择和开发
场地的选取是一种综合的考虑, 场地的方位、风速和风向、地表结构、植被、土壤、水体等都会影响其整体状况。在总体规划和场地设计的时候, 从建筑设计的节能出发, 应考虑将支持建筑使用的公共设施布置在公共走廊中, 或在选址时尽量利用现有的公共设施管网。这种合并能使场地的破坏实现最小化, 并有利于建筑的维修和检查。公共的场地市政设施走廊应该沿着曾经受到干扰的地区或新修的道路或人行构筑物集中的地方, 这样既能尽量减少必要的场地清理和挖沟, 又为不断地维修提供方便。
1.2 合理利用太阳能
好的总体规划应保证建筑室内外在恰当的时间接受合适的太阳光照。设计之时应最大限度地满足在使用室外公共休闲场所, 如广场、座位区和休息区时人的舒适感, 还可通过设计道路、景观和附属结构来使太阳的加热效果和阴凉、气流、湿度的制冷效果最大, 使场地的微气候冬暖夏凉, 形成适宜的生活环境。合理设计建筑间距, 保证每幢建筑物都能最大限度地利用太阳能, 也是总体规划要注意的重要问题。
1.3 利用外界气流来组织自然通风
采用自然通风方式的根本目的就是减少空调制冷系统的能源消耗。如果设计师通过与自然界充分的合作而不是对立, 在过渡季节主要依靠自然通风满足工作环境的需求, 不但可以节省大量的空调能耗, 还能塑造一个比以往更加健康的工作环境。
2加强多层建筑单体的标准化节能设计
2.1 建筑体形设计
建筑的体形系数是建筑体形设计的重要参数。
为从空调节能的角度出发来控制建筑形状可以采取用形体系数和形状系数两个指标, 即用形体系数来控制建筑造型。选用建筑最佳“节能”体形设计是空调节能的先决条件, 因此, 建筑专业是否重视空调专业的设计是建筑节能与否的根本, 对节能而言, 空调建筑物的体形系数并非愈小愈好, 而是存在一个最佳节能体形系数的问题, 矩形建筑的最佳节能体形系数与建筑物的平面长宽比、建筑热工特性及当地气候有关, 而与建筑物的体量、层高无关。
2.2 围护结构
从多层建筑运行能耗的角度来看, 提高建筑物围护结构的保温隔热性能, 是节能设计中最重要的措施。对于夏季炎热的地区, 外围护结构应设计成既可获得日照, 同时又能隔绝热量, 直接被太阳照射的外墙面应该是隔热的, 并且要注意其时间延迟的影响。外墙材料应该是有效的隔热构件, 或设计成“双层的”通风空间。
对建筑外墙所受热辐射的有效防护措施, 选择某些在炎热条件下具有吸收和辐射性能的材料。这些材料首先要对热辐射的反射大于吸收, 而吸收的热量又能迅速地以热辐射方式释放出去, 以降低室内温度。外立面色调应该越浅越好, 以减少城市的热岛效应和建筑的总空调负荷。在不同气候条件下, 窗墙比也很重要。
2.3 开敞式室内空间
如果要降低能源消耗, 建筑中的开敞式空间将在特定的条件下成为一个有意义的补充。与这个开敞式空间相连的房间不仅可以减少一半的热量流失, 同时可以减少制冷能耗。开敞式空间特别适合充分利用太阳能, 并将其功能在建筑物内充分扩展。根据使用要求还可以将该开敞式空间设计成热缓冲中庭、边庭、室内花园, 以进一步改善室内小气候, 其本质就是一种凹进开敞的空间。
3节能材料的合理选用
3.1 隔热材料的选用
对房屋进行隔热可以通过在墙体上增设隔热材料或设置空气间层等方法来实现。玻璃材料的保温技术也是建筑节能的关键之一。随着现代科技的不断发展, 在这一领域陆续出现了吸热玻璃、热反射玻璃、低辐射玻璃、电敏感玻璃、调光玻璃、电磁波屏蔽玻璃等。设计师可将它们组合成复合的构造形式, 达到建筑的保温和采光要求, 如:吸热中空玻璃、热反射中空玻璃、低辐射中空玻璃、低辐射一热反射中空玻璃、硅气凝胶特种玻璃等, 这些先进的复合玻璃可使门窗的保温隔热性能大幅度提高。
3.2 蓄热材料的选用
采用蓄热材料作为建筑围护结构能够大大地减缓日照等因素对室内温度的影响, 使室温更稳定、更均匀。在夏季夜晚利用室外温度较低的冷空气对蓄热材料进行充分的通风降温, 是改善夜间室内温度, 发挥蓄热材料潜力的有效手段。在建筑的节能设计时, 整体综合设计显得尤为重要, 在不同的地区, 应根据实际情况考虑其他降温技术如:喷洒蒸发冷却、地下冷空气降温、冷却水降温、机械辅助通风降温等结合起来, 以保证蓄热材料得到充分降温。
4多层住宅建筑节能设计的实践性分析
建筑物的耗热量主要与下面几个因素有关:①体形系数;②围护结构的传热系数;③窗墙面积比;④楼梯间开敞与否;⑤换气次数;⑥朝向;⑦建筑物入口处设置门斗或采取其他避风措施。
在建筑物的朝向、体形系数、楼梯间开敞是否及建筑物入口处处理一定的情况下, 建筑物的耗热量与其围护结构有着密切的关系。一栋六层三个单元的单元式多层住宅, 其体形系数一般都小于0.3, 而且对于北方寒冷地区的住宅, 其窗墙面积比一般都能满足节能标准的要求, 楼梯间均设计为封闭式楼梯间, 建筑物入口处常设置门斗或其他避风措施。
在同样的室内外温差条件之下, 建筑围护结构保温隔热性能的好与坏, 直接影响到流出或流入室内的热量的多少。从传热耗热量的构成来看, 外墙所占比例最大, 约占总耗热量的1/3左右;其次是窗户, 传热耗热约占总能耗的1/4, 空气渗透约20%;再次是屋顶和楼梯间隔墙 (在有不采暖楼梯间情况下) , 地面、户门和阳台门下部所占比例较小, 但这些部位的保温是不可忽视的, 否则, 建筑物的节能效益以及经济效益都受到影响。随着外墙保温层厚度的不断增加, 节能效果的增加不再显著;当达到一定厚度以后, 节能效果将趋于不变。因此, 不仅要对围护结构的主体外墙、窗户和屋面进行保温设计, 而且必须对建筑物其他部位的构造做法对建筑节能的影响引起足够的重视。
5结束语