住宅结构方案（精选12篇）
住宅结构方案 篇1
摘要：结合某高层住宅楼的工程实例,对剪力墙的布置方案进行了探讨,同时对主体结构采用增加两片小墙肢方案进行了计算分析,最终得出了一些具有重要意义的结论。
关键词：高层住宅,框架剪力墙,短肢剪力墙
1 工程概况
本工程长度45.84 m,宽度13.64 m,从室外地坪到主要屋面高度为33.2 m,建筑面积6 932 m2。主要由11层建筑组成,其中地上1层为车库和商网,地上10层为住宅。
该工程所处地理位置情况概述:地震烈度为7度,设计基本地震加速度0.10g,设计地震分组是第一组,Ⅱ类场地。基本风压为0.65 k N/m2,地面粗糙度B类;基本雪压0.4 k N/m2;1层商网要求大通透玻璃,住宅要求大飘窗,给剪力墙布置增加了困难。上部结构为框架剪力墙结构,下部基础形式为独立承台—灌注桩基础。
2 结构布置
框架—剪力墙结构布置形式分为四种:框架与剪力墙(单片墙、联肢墙或较小井筒)分开布置;在框架结构的若干跨内嵌入剪力墙(带边框剪力墙);在单片抗侧力结构内连续分别布置框架和剪力墙;上述两种或三种形式的混合。具体应用到本方案,假定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10%,但不大于50%。所以剪力墙是抗震的第一道防线,剪力墙的合理布置就尤为重要。首先,剪力墙布置宜简单、规则,宜沿两个主轴方向双向布置,并且两个方向的侧向刚度不宜相差过大。其次,剪力墙宜自下而上连续布置,避免刚度过大。最后,剪力墙开洞宜上下对齐、成列布置。据此原则,首先在三处电梯井筒布置了剪力墙,墙厚根据构造要求初步定为250 mm厚,框架抗震等级为三级,剪力墙抗震等级为二级。
计算结果显示,框架部分承担的倾覆力矩为53%,剪力墙承担的倾覆力矩为47%,T周期比1.7。根据计算结果,与原来预想结果不一样。按照《高规》8.1.3条,方案进行第二次调整,于是就逐步在四周增加了短肢剪力墙。第二次增加两片短肢剪力墙(具体位置见图1),第三次增加四片短肢剪力墙(具体位置见图1),表1是两次增加量的比较结果。
通过结果可以看出,增加剪力墙效果很显著,依照经济的原则,选择第二种方案进行重点优化。计算显示,底层带端柱的短肢剪力墙轴压比超限,增加墙厚至270 mm,端柱相应增加到540×540,墙截面高度为900 mm,结果又出现了新的问题:墙肢截面高度与墙厚的比值小于4,所以在最后出图的时候,此段墙肢要按照柱的构造要求进行配筋。查看计算结果,位移比超限,于是又增加周边柱子和梁的截面,最终将位移比控制在1.5范围内。高规规定:抗震设计时,框架—剪力墙结构对应于地震作用标准值的各层框架总剪力应符合下列规定满足Vf0.2V0的楼层,其框架总剪力不必调整;不满足的其框架总剪力应按0.2V0和1.5Vfmax二者的较小值采用。各层框架承担的总剪力调整后,应按调整前、后总剪力的比值调整每根柱子与之相连框架梁的剪力及端部弯矩,框架柱的轴力不调整。再次检查框架—剪力墙中框架柱承担的剪力,发现剪力不足0.2V0,调整剪力,注意此调整剪力是在满足抗规5.2.5条最小剪重比的前提下进行的调整。
3 结构计算分析
最终该主体结构采用增加两片小墙肢方案,并用中国建筑科学研究院编制的pkpm-SATWE程序进行计算,计算结果见表2。
1)周期比。
结构扭转为主的第一自振周期Tt与平动为主的第一自振周期T1之比:Tt/T1=1.019/1.162=0.80,小于0.9,满足《高规》3.4.5条。
2)位移比。
最大位移比为在偶然偏心作用下Y方向最大位移与层平均位移的比值:1.48(第1层第1塔),满足《高规》3.4.5。
3)刚度比。
Ratx2,Raty2:X,Y方向本层塔侧移刚度与上一层相应塔侧移刚度90%,110%或者150%比值;110%指当本层层高大于相邻上层层高1.5倍时,150%指嵌固层。
最小值Ratx2=1.279 7,Raty2=1.253 2,均满足《高规》3.5.1。
4)位移角。
荷载顶点位移(mm)顶点相对位移最大层间相对位移Δui/hi,X向风力12.1/4 648,Y向风力12.1/1 702,X向地震力12.1/1 396,Y向地震力5.1/1 480。
最大楼层层间相对位移为1/1 396,满足《高规》3.7.3楼层层间最大位移与层高之比的限制1/800。
5)剪重比和等效质量系数。
满足《抗规》5.2.5条要求的X,Y向楼层最小剪重比=1.60%;X,Y方向的有效质量系数95%,满足《高规》5.1.13。
6)受剪承载力之比。
X方向最小楼层抗剪承载力之比:0.86层号∶1塔号∶1,Y方向最小楼层抗剪承载力之比:0.82层号∶1塔号∶1,Ratio＿Bu满足《高规》3.5.3条。
7)刚重比。
X向刚重比EJd/GH**2=7.83,Y向刚重比EJd/GH**2=8.15。该结构刚重比EJd/GH**2>1.4,能够通过高规5.4.4的整体稳定验算。该结构刚重比EJd/GH**2>2.7,可以不考虑重力二阶效应。
8)0.2V0调整系数。
首层框架承担的剪力值很小,所以应按《高规》8.1.4条进行调整,即框架总剪力应按0.2V0和1.5Vfmax二者的较小值采用。
4 结语
通过比较得出:1)增加一些短墙肢对框架—剪力墙结构作用非常明显。短肢剪力墙墙厚与填充前墙厚相同,各墙相连的连梁处在同一平面内,避免梁柱可能凸出墙面的情况,墙肢可长可短,可多可少,灵活布置,容易满足扭转的需要。2)框架—剪力墙结构中,剪力墙为抗震的第一道防线,应保证剪力墙数量及计算的安全。在调整框架—剪力墙模型过程中,目标为调整到按照框剪模型计算时,先不要着急增加柱子截面,而应首先想办法从有限的平面图中找到合适的地方增加墙肢。
参考文献
[1]GB50011-2010,建筑抗震设计规范[S].
[2]JGJ3-2010,高层建筑混凝土结构技术规程[S].
[3]康乐.某学院综合楼结构设计分析[J].山西建筑,2012,38(21):66-67.
住宅结构方案 篇2
高层住宅的结构体系不但要承担一系列的垂直荷载，而且还要承担较大的风荷载和因地震而产生的水平荷载，这种水平荷载因建筑物的层数越高而影响越大。
因此，除了必须尽可能的减轻建筑物的自重，尽量选用质地轻，强度高的建筑材料外，还必须使其结构体系具有足够的抗侧移和摆动的能力。
早期的高层建筑承重结构完全采用钢材，因为钢材结构重量相对较轻，材料性能均匀。还可根据需要做成不同的截面，适应性大，还可以制作复杂的大型构件。但是，钢材价格过高，很不经济。只有在建造超高层时才有经济意义。采用钢筋混凝土作为高层建筑的骨架材料，可以做剪力墙结构体系或者框架剪力墙体系，是比较适用的，
目前，我国采用这种形式较多。
一、剪力墙承重体系以一系列剪力墙纵横交错，作为承重结构，又承受水平荷载，并作为分间墙。由于剪力墙承重体系承重墙与分间墙合二为一，采用小开间，则大大约束了住宅平面布置的灵活性，为此，应扩大开间为69m，以满足灵活分隔，增强适应性的要求。
二、框架轻板结构体系框架轻板结构体系能大幅度降低自重，又能使内部空间分隔较为灵活。由于框架结构体系刚度不大，常在其中布置必要的剪力墙共同工作。因而，称作框架剪力墙体系。有时以楼梯，电梯间四周的混凝土墙作为井筒与框架共同工作。有些框架结构既设剪力墙，有设井筒，与框架共同工作。在布置剪力墙时，最好利用这些纵横方向的剪力墙作为分户墙，以避免在墙上开洞。从结构的角度考虑，高层建筑的地下室有助于地面上建筑的稳定，有利于抵抗地震力的冲击。
钢结构住宅如何破壳？ 篇3
一时间，钢结构成了国内住宅产业的香饽饽。
其实，在建筑领域尤其是公共建筑领域，钢结构的运用已经非常普遍，例如众所周知的法国埃菲尔铁塔、日本东京塔以及在“9·11”恐怖袭击中毁掉的美国世贸大厦，国内最有代表性的则是鸟巢。但是在住宅领域，我国的钢结构应用则一直停滞不前。
据中国建筑标准设计研究院钢结构研究所技术部主任王琼介绍，早在“一五”期间，我国就建设了一大批钢结构厂房、桥梁，但由于受钢产量低的制约，在其后的很长一段时间内，钢结构被限制使用在其他结构不能代替的重大工程项目中，这在一定程度上影响了我国钢结构的发展。改革开放以后，经济建设获得了飞速发展，随着钢产量的逐年增加，我国的钢结构技术政策也从“限制使用”改为积极合理地推广应用。
藏钢于民
随着“三去一降一补”政策的提出，钢材去产能又一次被提到国家战略层面，也让大家认识到了钢结构住宅的战略意义。今年2月国务院发布的《关于钢铁行业化解过剩产能实现脱困发展的意见》（以下简称《意见》）中提出，推广应用钢结构建筑，结合棚户区改造、危房改造和抗震安居工程实施，开展钢结构建筑推广应用试点，大幅度提高钢结构应用比例。国家统计局发布的《2015年国民经济和社会发展统计公报》显示，2015年我国钢材产量约为11.23亿吨，利用率为71.5%。而国际上通常认为，产能利用率处于79%-83%之间较为合理，低于75%即为严重过剩。根据国务院文件，5年内钢铁行业需去产能1亿-1.5亿吨。
据首钢房地产副总工程师刘顺全介绍，相比于传统混凝土住宅，钢结构住宅每平方米多用钢材约30千克。根据国家统计局发布的《2015年房地产开发和销售主要指标及其增长速度》，2015年新开工房屋面积为154454万平方米，若全部采用钢结构，记者粗略计算，可以多消化钢材4633.62万吨。
“由于钢结构住宅具有装配式建筑的特点，发展钢结构住宅还可以‘藏钢于民’，在一定程度上可以作为国家战略用钢储备。”王琼说。
歪而不倒
正如上述《意见》中所讲，近年来我国地震频发，也是具有“歪而不倒”之称的钢结构住宅极度受重视的原因之一。
以地震多发的日本为例，自1995年“阪神大地震”之后大力推广钢结构建筑，规定此后的公共建筑中学校抗震能力达到10级以上，普通居民住宅也要能够抵御7-8级以上的地震。实践证明，日本钢结构住宅对减缓地震造成的伤害起到了很大作用。在2011年3月11日，在达到人类观测历史上最高级别的日本“3·11”9级强震中，大多数的普通建筑经受住了强震的考验。
而在2008年四川汶川地震中，同样是钢结构建筑的绵阳九洲体育馆，不但没有受到明显损坏，还成为了安置灾民的临时避难所。2013年四川雅安地震中，由杭萧钢构援助建设的四川广元市利州中学、广元市朝天区沙河镇小学同样也成为了地震中的公众避难所。
遭受重大地震灾害之后，四川省住建厅编制的《四川省建筑产业现代化技术发展导则》中明确指出，全面应用钢结构，推广应用钢结构体系建筑，在政府投资的办公楼、保障性住房、医院、学校、体育馆、科技馆、博物馆、图书馆、展览馆、棚户区危旧房改造工程、历史建筑保护维护加固工程中大力应用钢结构建筑。
低碳环保
“与传统混凝土建筑相比，钢结构住宅要环保得多。”刘顺全告诉《经济》记者，节能环保也是国家大力推进钢结构住宅的重要原因。“无论是在修建过程中，还是在拆除过程中，钢结构住宅都不需要、不用一砖一瓦，大大减少了传统黏土砖、灰砂砖的使用量，黏土砖破坏土地资源等问题也将迎刃而解。”
“钢结构住宅在建筑施工中产生的建筑垃圾少，拆除后可循环利用，平均碳排放可降低35%左右，真正做到了绿色、节能、环保。”王琼补充道。
对于房地产商而言，虽然钢结构住宅的建设成本要高于传统混凝土结构，但是其基础建设费用极低，能够节约25%-33%的建设成本；对于土地的适应性更强，有些钢结构可能只需要打很浅的桩或者干脆不打桩。
“钢结构住宅的工期也很快，因为是装配式建筑，大多数的零件和材料都是厂家生产出来后直接被应用的。从工厂工业化生产加工出来的部件经过层层检验和审核，在用于房屋建造时，质量方面也有很大的保障。”北京建谊投资发展（集团）有限公司副总裁鲍雷说。
同时，如果钢构件和墙面、楼板良好配合，还可以使整套房屋多出5%的实用面积，于业主而言，在目前仍然按照以建筑面积购房的情况下，可以获得更高的得房率；于房地产商而言，虽然增加了建设成本，但是在时间成本和实际面积销售扩大的情况下，综合利润将得到大的提升。
钢结构住宅属于工业化建筑，与住宅产业化要求相符合，是提高劳动效率、提升建筑质量、可持续发展的新型建筑生产方式，也是我国未来建筑业的发展方向。
某高层住宅结构方案选型及优化 篇4
随着经济建设的发展, 我国各地均兴建了大量的高层建筑, 近十年更是取得了令人瞩目的成就, 成为世界高层建筑发展的中心之一。而与此同时, 由于建筑高度的不断增加、建筑功能的多样化, 结构类型也变得更加的复杂。作为结构设计人员, 如果对结构设计概念不清晰, 不但会造成经济上的浪费, 更可能对结构安全产生重大隐患, 特别是是作为国家大力发展的安置房、公租房、廉租房等民生工程, 结构概念设计显得尤为重要。本文将结合实际工程, 从结构的概念设计出发, 完成结构方案的选型及优化。
1 工程概况
本工程为龙岩市某安置小区, 位于龙岩市新罗区, 地下2层, 地上32层, 1、2层为配电房及社区服务用房, 3~32层为单元式住宅, 建筑总高度97.8m。龙岩市抗震设防烈度6度, 设计基本地震加速度为0.05g, 设计地震分组为第一组。设计基准期为50年, 结构的设计使用年限为50年, 建筑结构安全等级为二级。抗震设防类别:丙类建筑, 场地类别暂定为II类。龙岩地区基本风压值ω0=0.35KN/㎡, 地面粗糙度类别为B类, 风荷载体型系数取1.4。结构整体分析采用中国建筑科学研究院建筑工程软件研究所开发的网络版PKPM-SATWE (2010版) 软件计算。
2 结构体系布置及方案优化
2.1 结构体系
(1) 框架结构。由梁和柱为主要构件组成的承受竖向和水平作用的结构, 节点一般为刚性节点。框架结构布置灵活, 可形成较大使用空间, 施工简便, 但抗侧刚度小, 侧移大。变形形式为剪切型。
(2) 剪力墙结构。由钢筋混凝土墙承担全部竖向荷载及水平荷载, 结构抗侧刚度大, 侧移小, 但平面布置不灵活, 且施工比较麻烦, 造价较高。变形形式为弯曲型。
(3) 框架—剪力墙结构。由框架和剪力墙组成的结构体系, 既能形成较大的使用空间, 又具有较好的抵抗水平荷载的能力。变形形式为弯剪型。
本工程高度较高, 地震及风荷载作用较大, 不宜采用框架结构。为了满足地下室及1、2层建筑功能要求, 建筑中间应尽量采用框架, 保证空间利用, 使建筑布置更加灵活, 综上采用框架—剪力墙结构, 建筑高度不超过130m, 属于A级高度的高层建筑结构, 抗震等级为框架三级, 剪力墙三级。
2.2 结构布置
(1) 平面布置。高层建筑平面布置应当尽量简单、规则, 质量、刚度和承载力分布宜均匀, 受力与传力途径应当简单、直接、明确, 减少扭转的影响。
本工程平面对称, 沿两个主轴方向均设有竖向抗侧力构件, Y方向剪力墙墙肢长度较长, 以使两个方向抗侧刚度接近, 且结构在两个主轴方向均设有多道抗震防线, 增强结构抗倒塌能力, 端部及角部设剪力墙以增大结构抗扭刚度。
(2) 竖向布置。竖向抗侧力构件 (剪力墙、框架柱) 沿竖向均匀布置, 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, 避免侧向刚度和承载力突变。
本工程剪力墙截面尺寸位于1~2层部位为250mm, 3~32层为200mm, 框架柱截面不变, 混凝土强度自下而上由C45递减至C30, 竖向抗侧力构件均连续且无突变, 侧向刚度下大上小, 逐渐均匀变化。
2.3 初步方案及分析
根据结构体系选择及结构布置要点, 确定结构初步方案平面布置如图1:
SATWE结果分析如下:
(1) 前三个振型周期如下:
第一、第二振型均分别为Y、X方向平动为主, 扭转系数极小, 第三振型则以扭转为主, 平动系数极小, 故判定结构第一平动周期为3.3889, 扭转第一周期为2.3982。周期比0.71, 满足规范0.9限值要求。
(2) 部结构在各荷载工况下的最大位移如下:
X方向最大层间位移与平均层间位移的比值:1.21, Y方向最大层间位移与平均层间位移的比值:1.25。
框架—剪力墙结构位移不宜大于1/800, A类高度建筑位移比不宜大于1.2, 不应大于1.5。由上表可见, 该结构在Y方向风荷载作用下, 位移偏大, 达到1/859, 十分接近规范限值, 根据SATWE结果检查发现, 最小位移出现在结构角部。两个主轴方向位移比虽未超出规范强制要求, 但也均超出规范建议位移比限值, 宜进行方案优化减小结构位移及位移比。
(3) 底层X向剪重比0.77%, Y向剪重比0.73%。结构第一周期为3.38s, 小于3.5s, 6度区多遇地震下最小剪重比限值为0.8%, 该结构两个方向均不满足规范要求, 应对各楼层两个方向剪力乘以增大系数以满足最小地震剪力要求。考虑到Y方向剪重比与规范限值相差较大, 及结构在Y方向的位移也偏大, 判定结构总体抗侧刚度偏小, 因此进行方案优化, 增加结构整体抗侧刚度。
(4) X方向最小楼层抗剪承载力之比:0.96, Y方向最小楼层抗剪承载力之比:0.96, 满足规范0.8限值要求, 楼层承载力无突变。
(5) X方向最小刚度比:1.0000, Y方向最小刚度比:1.0000, 侧向刚度规则。
初步方案在结构平面布置均匀, 扭转效应影响较小, 竖向布置也均满足规范要求, 但结构整体抗侧刚度偏小, 在水平荷载 (风、地震) 作用下, 位移偏大, 地震剪力系数偏小, 因此在对方案优化时, 应均匀增加结构X向、Y向抗侧力构件, 且着重加强位移最大处角部抗侧力构件。
2.4 优化方案及分析
针对初步方案进行加强优化后, 结构平面布置如图2:
可以看出, 结构在中间及端部增加了部分墙肢, 角部及端部的Y方向墙肢长度均加长, 使结构在X向抗侧力构件有了小幅增加, 而Y方向抗侧力构件则有较大增加, 对原先结构X方向稍弱, 而Y方向较弱的情况进行了加强。
SATWE结果分析如下:
(1) 前三个振型周期如下:
第一、第二振型仍分别以Y、X方向平动为主, 扭转系数为0, 第三周期以扭转为主, 平动系数也只占了0.01, 周期比0.73, 满足规范0.9限值要求。
(2) 上部结构在各荷载工况下的最大位移如下:
X方向最大层间位移与平均层间位移的比值:1.17, Y方向最大层间位移与平均层间位移的比值:1.20, 均满足规范位移比1.2限值要求。
(3) 底层X向剪重比0.80%, Y向剪重比0.81%, 满足规范要求6度区基本周期小于3.5s时结构剪重比0.8%限值要求。
(4) X方向最小楼层抗剪承载力之比:0.94, Y方向最小楼层抗剪承载力之比:0.94, 满足规范0.8限值要求, 楼层承载力无突变。
(5) X方向最小刚度比:1.0000, Y方向最小刚度比:1.0000, 侧向刚度规则。
优化之后结构刚度增大, 各振型下周期均有不同程度减小, 扭转效应也进一步减小。结构最大位移, 位移比均减小且满足规范限值要求, 剪重比也增大至规范要求限值, 结构优化方案达到预期效果。
2.5 结构抗震措施
为实现建筑抗震设防目标, 不但要求框架和剪力墙有必要的承载力和刚度, 还应具有良好的延性和耗能能力, 而成为延性耗能结构, 其中应注重以下几点抗震设计概念:
(1) 强柱弱梁、强墙肢弱连梁。
(2) 强剪弱弯。
(3) 强核心区、强锚固。
(5) 限制柱轴压比, 加强柱箍筋对混凝土约束;限制墙肢轴压比和墙肢设置约束边缘构件。
(5) 设置底部加强部位及薄弱处局部加强。
由于梁是受弯构件, 相比作为压弯构件的柱, 更容易实现大的延性和耗能能力, 应尽量使塑性铰出现在梁端, 除底层柱嵌固端外, 柱端不出现塑性铰。连梁屈服先于墙肢, 使塑性变形和耗能分散于连梁中, 可以避免墙肢过早屈服导致变形过大而形成倒塌机制。为使梁、柱、墙肢出现弯曲破坏, 通过调整截面受剪承载力与受弯承载力相对大小, 来避免构件出现脆性受剪破坏。
框架柱配筋均比计算结果增大至1.2~1.5倍, 梁端支座钢筋配筋量不增加, 较大跨度梁跨中钢筋加大至配筋面积1.2倍, 连梁抗弯刚度折减至0.6, 减小连梁弯矩设计值, 实现连梁先于墙肢屈服。墙、柱轴压比、墙肢稳定性验算均满足规范要求。1~3层设底部加强部位, 剪力墙墙肢设置约束边缘构件, 纵筋及箍筋直径在满足计算面积要求下, 均较规范最小要求提高, 4~5层设过渡层, 墙肢边缘构件抗震构造措施按照规范约束边缘构件要求设置, 使剪力墙墙肢刚度实现由下至上递减。
电梯间、楼梯间避免设于受力复杂的拐角部位及结构单元端部, 由于楼板开洞导致楼面刚度削弱, 因此在电梯间、楼梯间周边板块进行加厚楼板且加大配筋处理。结构Y方向平面凹进尺寸大于该投影方向总尺寸30%, 为了减轻凹角处应力集中问题, 凹角处楼板均加厚处理, 且双层双向配筋, 提高板配筋率到2.5%。
3 总结
本工程结构选型及优化过程把握概念设计要点, 选型合理, 设有多道抗震防线, 沿两个主轴方向均有具有明确的地震作用传递途径, 且动力特性相近, 抗侧力构件布置于平面关键部位, 在保证结构具有合理的刚度和承载力分布同时又做到了经济。构造上对关键部位进行加强, 不拘泥于电算配筋结果, 对于平面薄弱处凹角, 加厚周边板块且加强配筋, 使其有足够的变形能力又不使薄弱层发生转移, 有效的提高了结构总体抗震性能。
时代的发展会产生更多更新的建筑形式, 这将对结构设计提出更高的要求, 而不论结构形式简单还是复杂, 只有抓住结构设计的要点, 注重结构概念设计, 从受力传力的本源出发, 才能做出安全、合理、经济的结构设计。
摘要：本文结合实际高层住宅工程, 从结构概念设计出发, 通过结构方案选型及优化, 简要阐述建筑抗震概念设计各要点在结构设计环节中的实现。
关键词：高层住宅,结构分析,抗震概念设计
参考文献
[1]中国建筑科学研究院.GB 50011-2010建筑抗震设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社, 2011.
[2]中国建筑科学研究院.JGJ 3-2010高层建筑混凝土结构技术规程[S].北京:中国建筑工业出版社, 2011.
[3]中国建筑科学研究院.GB 50009-2012建筑结构荷载规范[S].北京:中国建筑工业出版社, 2012.
[4]钱稼茹, 赵作周, 叶列平.高层建筑结构设计 (第二版) [M].北京:中国建筑工业出版社, 2012.
[5]朱炳寅.建筑抗震规范应用与分析[M].北京:中国建筑工业出版社, 2012.
住宅结构方案 篇5
重点抓好进入施工现场的建筑用钢筋、混凝土、砂石涉及结构安全和人身安全建筑材料的监管,坚决杜绝不合格建材流入施工现场。
在检查中,凡是发现使用不合格建筑材料的,要立即责令停工整改,经专业鉴定机构鉴定后,该拆除的拆除,该加固的加固,该重建的重建。对使用不合格建材产品的相关责任单位和人员,按照合约规定进行处罚,情节严重的,移送司法机关追究责任。
项目现场管理人员定期组织监理、施工单位对对混凝土的强度、钢筋、预拌混凝土质量、模板支撑体系进行检查，是否满足相关规范规定要求。
住宅钢混框架结构的优化设计 篇6
【关键词】住宅建筑；框架结构；优化设计；性能分析
0.前言
随着设计和施工水平的提高，住宅建筑采用钢筋混凝土结构的形势发展较好，由于设计施工的框架结构具有整体性好、围护墙体轻、抗震性好、施工速度快、布局灵活多样等特点，在许多工程中得到广泛应用。其结构体系本可能是多式多样的，但根据其平面特点，通常都利用中部的竖向交通区设置较多的剪力墙，组成一个较完整或基本完整的筒体，伴随着这种施工特点的满足群体不断增大，住宅钢筋混凝土框架结构在现代施工技术中得到了广泛使用。
1.住宅钢筋混凝土结构的形式
1.1框架结构
框架结构的特点是开间大、灵活性好、抗震性能较好、造价较低，但由于柱截面大于隔墙厚度而造成柱角外凸，影响家具的布置和美观，有时由于住宅中房间分隔的不规则性又造成柱网的难以布置。
1.2抗震框架结构
与非抗震结构设计相比，考虑抗震的结构设计在确定结构方案和结构布置时要考虑的是结构的自震周期避开场地的卓越周期，否则应调整结构平面，直至满足为止。在框架结构的抗震设计中大部分可分为以下几个步骤：①根据设计基本资料确定地震计算参数；②进行抗震概念设计，合理布置结构体系；③根据地震设计参数计算结构的总体地震响应，检查各地震控制指标是否满足规范要求，不满足的要调整结构体系直至满足为止；④计算地震力；⑤根据地震力计算结构内力；⑥根据内力计算结果计算各构件配筋；⑦按照规范要求调整截面配筋，并采取各种抗震构造措施。
1.3框架一剪力墙结构
在框架结构中布置一定数量的剪力墙就组成了框架一剪力墙结构。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。
1.4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。
1.5短肢剪力墙结构
短肢剪力墙介乎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、节能指标等多方面效果良好，己成住宅的主要结构形式。
2.住宅钢混结构设计要点
2.1水平荷载
水平荷载是小高层住宅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
对于采用框架体系或框架一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结构延性
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，来保证结构具有足够的延性。
2.4结构侧移
与低层住宅不同，结构侧移也是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，使结构在水平荷载下产生的侧移控制在一定的范围内。这是因为过大的侧移会使人不舒服，影响房屋的正常使用。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。
3.住宅钢筋混凝土框架结构的优化设计
3.1优化设计方法
住宅钢筋混凝土框架结构的优化设计主要是应用住宅结构分析软件，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。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普遍采用的主要方法。
对于同一住宅方案，可以有许多不同的结构（包括基础）布置方案，确定了结构布置的住宅物，即使在同种荷载情况下也存在不同的分析方法。分析过程中设计参数、材料、荷载的取值也不是唯一的，住宅物细部的处理更是不尽相同等等，这些问题目前计算机是无法完全解决的，都需要设计人员自己做出判断。而判断只能在结构设计的一般规律指导下，根据工程实践经验进行，这便是前面所说的概念设计。因此，概念设计存在于设计师对多种备选方案进行选择的过程中。
3.2结构性能分析
①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同时需要满足的条件。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，且富裕量较大，说明两种结构体系满足刚度要求。
②使用性能方面，剪力墙结构由于墙体太多，自重大，导致了较大的地震作用，混凝土和钢材用量也较高，增加了基础工程的投资，而且限制了建筑上的灵活使用。而框架一剪力墙结构的特点是平面使用灵活，适用性强，结构合理，能使框架、剪力墙两种有着不同变形性能的抗侧力结构很好地协同发挥作用。在水平荷载作用下，具有较纯框架和纯剪力墙结构更为有利的水平变形曲线。由框架构成自由灵活的使用空间，容易满足不同建筑功能的要求，同时剪力墙具有相当大的抗侧移刚度，从而使框一剪结构具有较好的抗震能力，也大大减少了结构的侧移。
③经济性比较。通过对三种钢筋混凝土住宅结构直接费的计算，发现三种钢筋混凝土住宅结构单位面积直接费相差不是很多，其中短肢剪力墙结构的单位面积直接费最大，框架一剪力墙结构的单位面积直接费最小，三种钢筋混凝土住宅结构的次要项目造价基本相同。单位面积造价框架一剪力墙结构的最小，框架一剪力墙结构的次之，短肢剪力墙结构的稍微较大。
4.结束语
住宅发展新模式——钢结构住宅 篇7
1、钢结构住宅设计理念
约翰波特曼说过:“建筑师必须建立一套统一的设计理念。这种理念犹如船的舵, 它确保朝一个方向连续行进的过程成为可能。我感到有必要确立一套我能相信的设计理念, 一套能给我的建筑指引方向并经得起时间考验的理念”。结合国情, 建筑钢结构的发展是21世纪建筑文明的体现。人们在居住上越来越注重现代化和人性化, 着眼于人类居住环境的保护, 将传统的住宅设计方法与现代的技术结合, 重视住宅质量、资源消耗、生态环境等综合效益, 这对设计业的改革和理念更新提出了新的课题。建筑设计理念更新的结果是中国钢结构产业快速崛起原因之一。
住宅的建筑设计应结合国情, 坚持以人为本、面向市场的原则, 本着为住户着想、让住户参与、使住户舒适的思想进行设计, 让住户参与就是尽量进行住宅结构的弹性设计, 使住户可根据自己的需要对房屋进行分隔, 实现“我家我设计”的这种全新的住宅设计理念, 使住户舒适就是体现以人为本的理念, 处处为住户着想, 尽量提高住宅的质量, 提高住宅质量就是为了提高住户的生活质量, 尽可能的降低造价, 在进行住宅设计时应注意平面和立面的设计、三板的选用、住宅的智能、节能、耐久性等方面的问题。
住宅建筑必须给住户提供合适的居住空间。住宅建筑中, 户型是根据住户家庭人口构成的不同而划分的住户类型, 套型是指为满足不同户型住户的生活居住的需求, 来设计的各种类型的成套的居住功能空间 (即每套住宅应该有明确的分户界限, 必须独门独户) 。住宅套型的设计往往取决于住户的生理及心理需求, 同时也与空间组合关系、建筑技术经济条件和社会意识形态有着紧密的关系。
2、钢结构住宅优点
从设计角度讲, 钢结构住宅的自由布局可以减少设计人员的盲目性。仅仅靠设计人员的猜测去严格的划分使用空间, 往往不能满足使用者的实际需要, 而传统房屋一旦建成后要改变它的布局很不方便或不可能。如果我们设计人员能在设计阶段多做一些工作, 加上业主参与的选择过程, 设计的针对性就会强的多。
从开发商的角度来说, 钢结构住宅的自由布局使房屋的适用范围更广, 可以扩大购房人群的种类。建筑的速度快, 投资少, 楼盘的销售会更快, 更容易收回投资, 一次性的精装又可以使物业的前期管理更为方便。
从使用者的角度来说, 钢结构住宅的自由布局更为“人性化”, 一户使用自由布局的钢结构住宅可以适用于不同人群的需要, 在选择好适合自己的户型组合后, 委托开发商一次性精装, 可以减少许多现今众多住宅装修过程中不必要的麻烦, 直接放心的入住。可以大大的缩短实际施工工期, 真正的体现民众的参与;并且集中的一次性施工可以减少拆改的费用, 减少设备的损耗和入住前的装修噪音、空气污染、人流干扰等, 真是一举多得。
从施工方的角度来说, 钢结构住宅的自由布局形式可以减少施工的工作量, 提高施工人员的施工水平, 更规范、更节省。这源于钢结构住宅的自由布局方案中本身不可变的结构部分减少, 不同的自由部分又采用轻质墙体施工, 虽然样板的种类增加了, 但构件的工厂预制程度提高却使现场的施工更加工业化, 从而使得施工程式化。
从社会的需求来说, 多元化的社会价值趋向使人们对户型的多变性提出了更高的要求。自由布局的钢结构住宅, 正是在这种前提下出现和发展的, 是符合社会现实需要的。
自由布局的钢结构住宅有高效的自由度, 在住宅的适应性上有很大的扩展。一幢自由布局的钢结构住宅在用典型的规划中甚至可以大量的合并套型, 从而改为办公楼或商场。这是一个值得品味的进步, 住宅在钢结构体系的支配下, 改变很多内在的因素。和传统结构住宅相比, 户与户的隔墙不会再是冷冰冰的禁锢, 标准的套型在多变的组合下有了新的生命。套型之间有了物语, 这是住宅的语言, 在新的设计理念和结构形式下, 我们可以随心所欲的居住。
造型的变化可以创造出丰富的效果。在钢结构住宅体系中, 由于结构跨度的需要, 很可能是整个建筑形态呆板, 虽然有利于施工, 却流于单一。这一点恰恰符合节能建筑的设计技术。平整的墙面可以增加南向的敞开度, 加大日照面积。窗户的设置要有利于组织良好的室内通风, 并保证夜晚室外凉爽的气流进入洞口后能“覆盖”室内平面, 在人体高度范围内通过。从而我们把建筑物的体型塑造的重点放在了屋顶、门窗、雨篷、挑檐上, 用以追求变化。由于排水的要求, 屋顶尽量采用坡屋顶, 并在坡屋顶造型上隐蔽安装太阳能设施。单坡、双坡、四坡、八角坡等屋顶形式在轻钢屋架的支撑下, 造型的组合会更方便快捷, 加上精致的门窗及门窗套、地域特色的遮阳板、钢和玻璃组合的雨篷设计, 用点的精致带动面的灵性, 从而使建筑物的总体造型实用、谦逊, 又不失精致的特色。建筑风格更为灵活, 外观多姿多彩。
钢框架结构使建筑总重大大减轻, 可以降低基础处理费用, 降低建造成本。钢结构住宅由于采用了新型墙板, 其墙体比普通砖墙明显变薄, 增加了室内空间, 比传统建筑可增加6%左右面积, 并具有良好的可修缮性。
钢结构节能住宅在建设施工过程中对环境影响小, 不受季节约束。大量采用了新型建材和新技术、新工艺, 大大减少了砂、石、灰的用量, 减轻了对不可再生资源的破坏, 对周围环境污染少。建筑物拆除时, 钢材可全部回收利用。
由于钢的延展性好, 钢结构住宅的抗震、抗风性能好, 安全性高, 在地震、台风等灾害天气状况下, 能防止住宅建筑倒塌性破坏, 具有较高的性能价格比。
3、结语
钢结构住宅在符合国情的背景下, 及各个方面与传统结构都有独特的优越性。从我国钢结构技术日益成熟的现状来看, 钢结构住宅的大面积推广、户型设计及社会需求现状, 都将会是一场新的住宅革命, 它会在给我们带来崭新住宅理念的同时引领一个强调可持续发展的, 强调个性与合作的新时代。
摘要：随着我国经济的快速发展, 工业化进程的加快, 人口快速的增长、住房制度的改革以及国民经济的发展带来的压力, 可持续发展战略的深入推广, 人们绿色环保意识的增强, 钢结构住宅以它独特的优点, 得到了越来越广泛的重视, 故走钢结构住宅建设新模式之路是大势所趋。
浅述钢结构住宅结构体系 篇8
1) 钢框架与砼筒体 (墙体) 的混合结构体系;2) 钢框架加支撑的结构体系;3) 钢框架与预制砼墙体的框剪结构体系;4) 纯钢框架结构体系;5) 错列桁架结构体系;6) 轻钢龙骨结构体系。
1.1 钢框架与砼筒体 (墙体) 的混合结构体系
钢———砼混合结构的平面布置一般为楼电梯或卫生间采用钢筋砼, 形成主要的抗侧力结构, 而外周的框架则采用钢框架。此结构体系将钢的强度高、重量轻、施工快和砼的抗压强度高、防火性能好、抗侧刚度大的特点有机地结合起来, 外周梁柱连接一般采用刚性连接, 而楼面钢梁与砼墙则采用铰结。
1.2 钢框架支撑体系
对多层及小高层建筑, 可以建筑的外墙, 结合门窗位置布置双向交叉支撑, 支撑采用角钢、槽钢或圆钢, 可按拉杆设计, 而且在轻钢结构中, 支撑也未必自下而上同位置设置, 也可跳格布置, 其目的主要是增加结构刚度。当外墙开有门窗时, 也可在窗台高度范围内布置, 形成类似周边带状桁架的结构形式, 对结构整体刚度进行加强。对高层住宅, 可选择山墙和内墙布置中心支撑或偏心支撑, 值得注意的是, 当采用单斜杆体系时, 应设置不同倾斜方向的两组单斜杆, 以抵抗双向地震作用, 在节点方面, 若支撑足以承受建筑物的全部侧向力作用, 则梁柱可部分或全部做成刚接。
1.3 钢框架———预制砼墙体
该体系一般在预制砼墙体中均埋有钢板支撑, 只在支撑点处与钢框架相连, 且砼墙板与框架梁柱留有空隙。从受力上讲, 它仍是一种支撑, 但其特点是内藏钢板按强度控制设置, 不考虑屈曲。
对砼墙体应双面配筋, 且应布置拉结筋, 在钢支撑端部范围内, 应设置构造加强筋, 如采用梅花筋、螺旋筋、钢箍等。这种体系受力性能好, 支撑构件相对较经济, 且能与隔墙布置相结合。但现场安装比较困难, 制作比较复杂。
1.4 钢框架结构体系
该体系受力明确, 它的延性好, 抗震性能也是最好的。其使用灵活, 制作安装简单, 施工较快, 但为抵抗侧向力所需梁柱截面较大, 一般多用于6层以下的多层建筑, 且一般情况下, 梁柱节点应采用刚接。这种体系用于高层建筑经济性较差, 但用在双向开间较多的多层建筑, 用钢量并不多。在日本60米以下的钢结构大多采用此结构体系。
1.5 错列桁架结构体系
该体系产生于20世纪60年代, 由美国麻省理工学院首先提出, 并成功用于多个公寓及旅馆建筑中。
该体系是由房屋外侧的柱子和跨度等于房屋宽度的桁架组成, 桁架高度等于层高, 在相邻柱上为上下层交错布置, 楼板一端搁置在桁架的上弦, 另一端搁置在相邻桁架的下弦。由于两开间布置一榀桁架, 且中间无柱子, 所以非常适合住宅、旅馆建筑各单元的灵活布置要求。这种体系的用钢量可较框架结构减少30～40%, 因此该体系是一种经济、实用、高效的新型结构体系。
1.6 轻钢龙骨结构体系
该体系主要用于中低层住宅或别墅, 大致可分为两类, 一类为以冷弯C型钢组成的龙骨体系, 另一类以小型热轧型钢组成的龙骨结构体系。
2 柱形式
柱形式一般有:圆钢管砼;方钢管砼;方钢管;热轧H型钢;钢骨砼。
圆钢管砼:其主要优点是受力性能好、小柱截面、耐火性能好、易加工。对于该柱一般不控制其轴压比, 而控制其长细比, 以使柱具有必要的延性, 要求延性系数大于5.0时一般控制其长细比L/D小于8.25即可。如层高小于2.9米, 梁高取400, 钢管取300, 则L/D=8.3, 延性可满足。若层高大于2.9米, 建议钢管直径取为350。
方钢管砼:其主要优点是便于梁柱连接、耐火性能好, 虽受力性能较圆钢管略差, 但受力性能及刚度仍较H型钢柱为佳。该柱的延性与轴压比、长细比、含钢率、钢材屈服强度及砼抗压强度有关。
对该柱, 一般应控制其轴压比。如长细比λ=30, 含钢率α=0.2, Q345钢材Fy=345Mpa, 容许轴压比[n]=0.889, 则可保证柱子的延性系数大于6.0。对C40以上砼, 轴压比应适当加严。
在钢管砼中, 若采用高强钢管砼, 可节省钢、砼用量50%以上, 并大幅减轻结构自重;若采用耐火耐候钢, 防火涂料可省一半以上;若有多层地下室, 地下部分还可采用逆作法施工, 省去大开挖所需可观的岩土工程费用, 更重要的是还可缩短施工工期3～9个月, 综合经济效益巨大。
方钢管:其主要优点是便于梁柱连接, 双向受力性能较好, 抗扭能力强;缺点是耐火性能差、不易加工、节点连接困难, 若无成品钢管, 焊接工作量较大。
热轧H型钢:其主要优点是材料供应充分, 加工制作方便, 连接简单;但弱轴方向刚度较差, 若满足强柱弱梁要求, 柱尺寸要增大许多。
钢骨砼:其主要优点是耐火性能更好, 无需做防火处理。较热轧H型钢、方钢管用钢量省, 能节省材料造价;但施工复杂, 周期长。
3 墙体材料
为体现高层钢结构住宅的优越性, 减轻结构自重, 外墙体一般采用轻质复合墙板, 与梁柱的连接方式, 主要采用外挂式。
外墙材料主要有高密度水泥纤维板、墙用PVC板、轻质加气砼板材、蒸压轻质加气砼 (ALC) 板、GRC板、预应力空心墙板、钢丝网水泥夹心板等。前两种国内基本未生产。
内墙材料一般可采用加气砼砌块, 也可采用纸面石膏板、纤维石膏板、玻璃纤维增强水泥板、预应力空心墙板、GRC板、钢网泡沫塑料墙板、纸面稻草板、定向刨花板等。
墙用保温隔热、隔声材料一般采用玻璃丝棉。
墙用防水材料种类较多。国外一般采用单向透气透水的防水纸, 国内未具备生产能力。
4 楼板体系
钢结构住宅中, 楼板体系一般有以下几种:压型钢板砼组合楼板、预制砼叠合板、现浇钢筋砼楼板
1) 压型钢板砼组合楼板:
由于要满足楼板1.5小时的防火要求, 其上须浇80厚的砼, 采用蝶型压型钢板楼板总厚度将达130～150m m, 且用于居住建筑时, 室内需另加吊顶, 如采用劲扣式的压型钢板楼板厚度可减为110mm, 对钢结构住宅可采用bardeck的BD-40型劲扣式压型钢板, 其肋高仅为40m m, 且内口封闭, 不需要再做吊顶, 仅需在缝隙处加贴绷带即可。由于组合楼板担负着传递水平力的作用, 故而钢梁与压型钢板连接处应设置必要的栓钉, 设计时考虑钢梁与楼板的组合作用, 可显著提高梁的承载力及稳定性, 有效降低梁高。但组合楼板应满足计算标准化撞击声压级小于75dB的要求。楼板的隔声要求在住宅的设计中已显得日益重要。
2) 预制砼叠合板:
砼叠合板就是将现浇结构根据使用要求和制造时的受力特点改为预制的单个构件和现浇部分, 其中预制的单个构件在工厂制造, 然后将其运至现场装配, 再在其上浇捣现浇砼, 从而形成叠合装配整体结构, 这种结构的主要优点是:机械化程度高、工期短、可采用预应力技术及高强度钢材、预制部分体积小、重量轻、运输吊装方便;但预制部分的砼与现浇砼存在龄期上的差别, 两者之间存在收缩应力, 且板缝之间易于出现裂缝。
3)
现浇楼板采用工具式支撑楼板, 其优点是整体性好、装修方便、但模板较费, 钢筋与钢梁的连接和构造比较复杂, 且施工周期较长, 同时为保证砼楼板与钢梁的共同作用, 钢梁上翼缘也必须设置必要的栓钉。
5 梁柱节点及柱脚节点
在钢框架———砼筒体和钢框架加支撑体系中, 梁柱节点均可采用铰接、刚接或半刚接, 在高层钢结构住宅中, 为保证砼筒体开裂后, 钢框架仍有足够的承载力, 一般外围的钢框架采用刚接, 而楼面梁与砼筒体则采用铰接。结构布置时, 一般将主轴设置在钢框架平面内。梁柱采用刚接时, 应满足强柱弱梁的要求。大开间住宅要满足此条件, 柱子尺寸会比较大, 因此在可能的条件下, 外围柱子应尽可能采用小开间, 从现有的工程情况来看, 结构布置时, 除将楼电梯间设成筒体, 还可将卫生间布置成砼筒体。至于钢柱脚的连接方式也可采用铰接或刚接, 对多层和小高层及地下层数较多时可采用铰接, 但应考虑柱脚在地下部分的防腐;而对高层住宅, 柱脚宜采用刚接。《钢框架核芯筒住宅建筑体系技术导则》中推荐了几种连接方式。复杂节点设计可采用ansys等软件分析, 并辅以模型实验验证。
另外, 高层及小高层住宅多采用条形挂板或整开间外挂大板, 但必须注意接缝设计和有安装调节措施。对于高度不太高的建筑 (18米以下) 可通过钢梁与板构件上的预埋件焊接加以解决, 对于高度大于18米的建筑, 除应将接缝处板预埋件与钢梁焊接外, 板中还应设勾头螺栓与钢梁拉接。
6 钢结构住宅的防火要求
根据《高层民用建筑设计防火规范》的规定, 19层以上的住宅防火等级为一级, 构件的耐火时间要求为柱:3小时、梁:2小时、楼板:1.5小时;19层以下的住宅防火等级为二级, 构件的耐火时间要求为柱:2.5小时、梁:1.5小时, 楼板:1.0小时。对防火涂料而言, 一般薄型防火涂料的耐火时间不超过1.5小时, 超过1.5小时应采用厚型防火涂料。钢构件的防火可采用外包砼 (或砖砌法) 、防火涂料、防火板包覆和复合结构等多种方式, 防火板又可分为防火厚板和薄板, 防火厚板厚度为20～50mm, 主要有硅酸钙防火板和膨胀蛭石防火板, 主要品种有KB板、GF板;防火薄板厚度在6～15mm之间, 主要品种有短纤维增强水泥压力板、纤维增强的普通硅酸钙板及玻璃布增强无机板。对型钢柱子, 因柱子的防火要求较高, 一般采用外包砼 (或砖砌法) 、厚型防火涂料、防火厚板和复合结构几种方式, 0.000以下应采用外包砼的方式, 当采用防火厚板包覆时, 大多数情况下4～5cm的板厚可满足3小时的要求, 当采用复合结构防火时, 钢梁钢柱经厚型防火涂料涂覆后用防火薄板作为装饰面板。
钢管砼的耐火性能较型钢柱有很大改善, 且钢管直径越大, 耐火时间越长, 反之直径越小, 达到相同耐火时间所需防火涂料厚度愈厚, 深圳赛格广场的试验及工程实践的数据表明, 直径500的钢管砼防火涂料厚度为15mm即可满足3小时的耐火时间, 而对直径300mm的钢管砼柱, 防火涂料厚度则需25mm。钢梁的防火可采用H型钢翼缘内填充加气砼砌块, 再用金属网抹25厚蛭石砼包覆, 也可采用防火板或防火涂料, 考虑住宅的特殊性, 一般配合装修应采用防火板包覆。
随着冶炼技术的提高, 为适应市场的需求, 多家钢铁企业开发成功了耐火耐候钢。它是通过的技术, 使钢材含有特定的成分 (如加钼等) , 使其表观结构及金相组织发生变化, 从而具有特定的耐火性和耐候性。该钢的耐候性为普通钢的2～8倍, 耐火性可使钢材在600度时屈服强度下降不大于1/3, 使用耐候钢可减少防火涂料1/3, 省去防锈漆, 节约综合成本30%, 但其价格仅比普通钢材增加10%, 综合效益显著。因此耐火耐候钢具有更广阔的发展前景, 应提倡推广应用。
7 钢结构住宅的经济性
钢结构住宅的经济性是阻碍其发展的最大障碍。根据现有水平, 钢结构土建造价要比钢砼住宅高10%～20%左右, 但钢结构较砼结构在基础造价上可节约30%, 且钢结构住宅的得房率较砼住宅高7%～10%, 此外钢结构的施工工期也可减少约30%以上。综合考虑, 钢结构住宅造价大致可与砼住宅持平, 特别是随着房屋层数的增加, 钢结构更能体现其优越性。对于北方地区, 钢结构住宅更能节约节能费用8%。并且住宅到寿需拆除时, 钢结构比砼结构住宅的循环利用价值更高。所以对钢结构住宅的经济性应综合衡量, 工期缩减、使用面积增加、银行贷款利息减少等因素决定了钢结构住宅的有利经济性。根据现有的工程经验, 一般9～14层的钢结构住宅的土建造价约1100～1500元/m2左右, 型钢用钢量约40～50kg/m2左右。
8 需要进一步明确的技术问题 (高层住宅)
高层钢结构住宅结构设计探讨 篇9
在住宅建筑采用高层钢结构材料进行设计优点如下:
1.1 一体化的生产、短周期的设计
钢结构有效利用高科技的计算机以及专门的分析设计软件, 进行结构分析, 大大缩短了设计的完成周期。同时, 钢结构应用比较灵活, 其便捷的特性, 使其能够进行现场安装, 将前期的设计工作与现场的施工进行结合, 通过数控以及计算机软件, 使得在设计完成以后, 得以即时加工制作, 工作精确度与效率获得极大提升, 建设周期大大缩短。
1.2 高强的承载度、抗震性
由于钢材质的特点, 使其承载程度较其他材质强, 也就是说相同承载面的前提下, 钢材质的承载程度就比其他材质的承载程度要高的多。现阶段, 世界进入了地震高发期, 抗震能力成为了建筑设计的重要衡量因素。在抗震设防区中, 钢结构的重量较轻, 轻钢住宅的质量约为砖混结构质量的2/3, 钢结构相比于其他材料抗震性能好, 同时具有加强抗震性能力的耗能能力、高延性, 因此其安全度也是非常高的。
1.3 强大施工优势, 低廉综合造价
钢结构大部分构件在工厂加工完成, 在施工现场可全天候进行组装。如此, 施工现场的工作量大大下降, 占用面积与对周围环境的影响与污染都大大降低。施工时可节省支模、拆模的材料, 成本降低。
2 钢结构住宅结构设计体系
2.1 框架—支撑体系
支撑体系主要由框架体系构成。梁、板、柱子等构成了框架体系的基本组件。框架结构体系由于其结构的布置比较方便, 另外, 钢材质的硬度分布比较均匀, 延展性较好, 可以形成较大的结构空间。但框架结构的侧向刚度比较少, 容易受水平荷载影响发生较大位移, 使得钢结构有受到破坏的可能。在高层建筑住宅中, 由于住宅的层数较高, 因此, 如果钢材料没有良好的立体结构, 便容易使得建筑存在不良因素, 引起极具危害性的后果, 所以, 施工时, 要采取框架支撑的体系来增加其横向的承载力。
2.2 桁架交错的结构体系
桁架、柱子、板等构成了交错桁架结构体系的主要部件。柱子主要是放置在室内的两边位置。桁架的跨度等同于与建筑宽度, 其高度则以住宅楼层的高度等同。桁架两端在外围柱上进行上下层的交叉布设:楼板一端由桁架的上弦杆来支撑, 另一端则由旁边的桁架的下弦杆进行支撑。正是此种结构体系采用的结构少量, 以轴心力为主, 合理适用的受力结构, 形成了此结构体系的主要优势, 尤其显示在横向尺寸为主时。在结构空间上来说, 交错桁架结构体系形成的空间体积相对来说比较大, 比框架结构体系形成的空间要大出一倍多, 同时进深也大增, 在能够提高空间的同时, 由于其使用的柱子数量比较少, 还能节约材料成本。
2.3 钢架—剪力墙结构体系
剪力墙结构体系中, 施工中建筑的承载力全部压放到了剪力墙结构上来, 同时由钢框架的特性决定了其还可以担负起总的地震剪力的1/5以上, 起到多线防震作用;抗剪力墙具有较强的承载力以及抵抗推力, 在地震以及狂风暴雨之下, 产生的侧移可以忽略到不计, 因而, 在高层的住宅建筑中应用居多。应用剪力墙结构体系的住宅建筑, 其墙壁的延展性要高很多, 抗狂风、地震的功能比较强。同时, 利用电梯井作为混凝土核心筒还能有效解决电梯噪声扰民的情况。
3 钢结构住宅结构设计中应注意的问题
3.1 节点设计
震动是危及建筑安全的主要因素, 层出不穷的事故很多都是因为抗震能力弱。在施工建筑进行抗洪抗震性能时, 节点设计的重要作用不容忽视。强度高的梁柱设计、节点设计是高层钢结构建筑在受到较大震动影响时不出现局部失稳或者连续破坏情况的关键。要做到这一点可采使梁两边的翼缘截面进行适度的削减, 提高钢柱抵抗侧移的能度。同时, 要优化梁柱的节点, 更加合理的节点传力路线才能具有更强的承载力与抗震性, 同时节点焊接质量与提高螺栓的联接质量也是重点。
3.2 楼板设计
为满足钢结构的工业化及标准化的要求及保证施工速度快等优点, 在进行楼板设计时要先考虑采用预应力混凝土叠合楼板或装配整体式楼板。在装配整体式的楼板时, 一般是使用栓钉作为工具, 使钢板牢牢的钉嵌在梁上, 然后才能安全的与其他材料进行共同的工作, 以降低不便。而预应力混凝土叠合楼板在施工中应用的更加方便, 主要是用钢板、混凝土薄板, 加以混凝土来组成的叠合板。
3.3 墙体的挑选
在进行施工设计时, 都比较注重于材料的节约以及结构本身的重量的减少, 此时, 墙体的挑选就显得尤为重要。因此, 较轻的材质比较受欢迎, 一般的粘土砖等比较笨重的材料不受欢迎, 应用也不合理。从目前的建筑情况来看, 预制的复合夹心板墙应用居多, 其复合夹心层采用高效保温材料更佳。
3.4 钢结构的防火与防腐
钢材容易锈蚀, 并且锈蚀的速度与环境、湿度、温度等有关。同时, 火灾也是重大安全隐患, 故而做好钢结构的防火与防腐很重要。传统的防腐防火方法是彻底除锈并镀锌或者涂抹油漆。随着要求的提高, 传统的方法已经无法满足需求。对此, 除了采用新型的防火防腐建材外, 还要加大成本采用更有效的防腐防火外部材料, 并且对重点部位进行重点防护。
4 综述
钢结构住宅体系具有混凝土等其他结构无法比拟的优点, 在提倡建设节约型社会, 大力推广住宅产业化且日益重视建设质量的情况下, 钢结构住宅设计必然会成为设计主流。因此, 我们要对高层钢结构住宅设计进行研究, 促进其更长远、更迅速的发展, 使其能发挥应有作用。
摘要：我国的住宅建设经历了很长时间的发展, 材料与工艺都有了极大提升。根据住宅的使用情况, 钢结构住宅具有抗震性好、强度高、污染少、使用率高等优点, 极受欢迎, 是很多住宅建筑的首选。使用钢结构进行住宅建设能够提高住宅的居住功能水平与产业化水平, 本文也据此对多层钢结构住宅设计进行探讨, 以期对住宅建设有所助益。
关键词：高层,钢结构,住宅设计,结构设计
参考文献
[1]杨国建.浅谈高层建筑混凝土框架结构设计[J].价值工程, 2011 (20) .
钢结构住宅结构设计问题探讨 篇10
目前经国内广泛研究、实验分析,钢结构住宅通用体系用于民用住宅,具有独特的优势,与其它住宅通用体系相比,其主要特点是:
自重轻,可减轻建筑物的重量约30%,有利于建设高层,特别是在地质承载力低的地方和地震烈度较高的地方,其综合经济效益优于一般住宅建筑体系。
布置灵活,开间大,使房型丰富,约可提高建筑面积3%~5%。具有充分的灵活性、可改性和安全性,有利于满足现代人的居住需要,适应现代住宅的市场需求。
可以工厂化生产,更易实现工业化、定型化、批量化生产,提高劳动生产率。
施工周期大大缩短。据研究,钢结构建筑施工周期比混凝土建筑施工周期可缩短一半,减少湿作业量,且其节能指标可达50%,属环保型绿色建筑体系。
本文以笔者设计的某多层钢结构住宅试点工程为例,介绍了钢结构设计中值得注意的几个问题及其相应对策。
1 钢结构住宅结构体系布置
目前国内钢结构建筑体系主要有纯框架体系、框架-支撑体系、框架-核心筒体系等结构形式。
钢结构住宅构件的截面形式分为:热轧H型钢截面,焊接H型钢截面、钢骨混凝土截面、焊接箱形截面、冷弯焊接方管或圆管截面等,各种形式的优缺点见表1。
在设计过程中选用何种体系,应该综合考虑多方面的因素,例如突出钢结构优势的大柱网因素和适应现代人生活需要的大开间、易改变的布置因素。为了使结构经济合理,多层钢结构住宅对结构布置有些要求。当然,这些要求不是绝对的,而是在可能条件下这样做会更经济,更合理,主要是:采用矩形平面或由矩形平面单元组成的建筑平面;框架柱在房屋横向宜成列布置;将支撑或桁架腹杆设在无孔口的分户墙中;采用间隔桁架体系时,房屋纵向走廊宜在横向桁架的中部。
2 钢结构住宅设计中若干值得注意的问题讨论
在选择了合适的结构体系、柱网布置以后,在设计过程中还要有以下几个值得注意的问题:
2.1 节点设计
钢结构体系当中,节点的设计和构件的设计具有同等的重要性,因此必须给予充分的重视。钢结构的节点设计包括梁-柱节点、梁-梁节点、柱-柱节点、柱脚节点、柱帽节点等。设计时应确保节点的安全可靠,并尽量采用简捷、稳定、可靠的施工工艺,减少或避免现场的焊缝连接。钢节点的形式按传力特性大体可以分为三类:铰节点、半刚性节点、刚性节点。刚性、铰接节点的受力性能、施工工艺研究得比较成熟,因此在工程中取得了广泛的应用。
采用的几种梁-柱节点连接形式。由结构布置分析,考虑工程实际情况,在设计时,多层房屋钢结构柱多采用焊接工字形或箱形截面,由于焊接工字形截面腹板比较薄,故在此弱轴方向与粱的连接多采用铰接,而强轴方向则采用刚接形式。
2.2 墙体材料的选取
一般来说,为了突出钢结构自重轻、布置灵活、可改性好的特点,钢结构住宅不宜采用传统的黏土砖或其它自重较大的材料。通常采用轻质材料,比如:空心混凝土砌块、加气混凝土、压型钢板加轻质保温材料组成的复合墙体、OSB板、CS板等。目前使用的比较多的是蒸压轻质加气混凝土板(Autoclaved Lightweight Concrete)简称ALC板(块)。这种材料质地较轻,具有较好的防水,防渗透能力,保温性能好,隔声效果与一般混凝土空心砌块相当,自身的强度高,施工方便、快捷。无论做外墙还是内隔墙效果都比较理想。
在进行墙体的设计时,要求对连接件的强度、质料和尺寸有准确的规定。对连接方式充分考虑墙体和主体结构的特性,尽可能采用简捷、快速的连接方法,以便于施工,提高作业效率。
2.3 卫生间、厨房设计
卫生间和厨房的设计是钢结构设计过程中比较重要的环节。因为钢结构材料的防腐能力相对较弱,而卫生间和厨房是住宅中用水最多的地方,所以这两处的防水处理十分重要。在其它建筑体系中,防水有两种方法:结构防水和材料防水。在钢结构中,结构防水的效果比较好。正如前文指出,框架-核心筒结构体系把卫生间和厨房放在核心筒内,具有良好的防水性能。对于其它结构体系要根据工程实际情况而定,比如对于框架-支撑体系采用压型钢板混凝土组合楼板时,通常在墙角处将混凝土上翻100~150mm。由于目前钢结构住宅的工程实例不是很多,故这方面还有待进一步研究、开发。
2.4 楼梯
对其它类型钢结构建筑的楼梯大都采用钢楼梯,而住宅体系中则基本不用,原因是钢楼梯的传音效果较好。故钢结构住宅中常常采用混凝土楼梯或者压型钢板混凝土组合楼梯。在设计时要注意楼梯梁的放置位置和处理,因为通常情况下,这里会出现梁-梁连接,这种连接会使得被连接梁承受集中荷载,这样该梁比较容易发生局部失稳。
该钢楼梯采用6mm钢折板做踏板,上面浇注混凝土,踏板两端用L50×6角钢与楼梯梁(槽钢)通过M12螺栓连接。这种做法利用40mm混凝土克服了一般钢梯传音效果好的弱点,同时槽钢上翼缘可以焊接合金楼梯扶手,施工简便,值得推广。
2.5 楼盖体系
多层房屋钢结构的楼板必须有足够的承载力、刚度和整体性,当前较常采用的是在钢梁上铺设压型钢板,再浇注100mm左右的钢筋混凝土板,即形成压型钢板组合楼板。楼盖梁一般采用简支等高连接,有时也可做成不等高连接,如采用压型钢板组合楼板时,为了便于铺设压型钢板,主次梁顶面需相差压型钢板厚度,同时还可以增大建筑净层高。在设计过程中,要考虑钢梁和楼板的组合作用,这样会显著提高粱的承载力和整体稳定性,并有效降低梁高,节约用钢,降低工程造价。
压型钢板组合混凝土楼板,除了按计算(并满足构造要求)在钢梁上焊接栓钉外,为了保证混凝土和压型钢板共同工作,它们之间应有连接措施,根据规范规定,其连接措施可以依靠压型钢板的纵向波槽或依靠压型钢板的上的压痕、开的小洞或冲成的不闭合孔眼,也可以依靠压型钢板上焊接的横向钢筋。
结束语
住宅钢结构的施工及质量控制 篇11
摘 要：钢结构是环保型和节能型建筑结构，与混凝土结构相比它是环保型和可再次利用的、易于产业化的结构，发达国家在房屋建筑中广泛采用钢结构。本文重点就住宅钢结构的施工及质量控制进行了研究和分析。
关键词：住宅钢结构;施工;质量控制
钢结构属于框架结构，以钢框架和钢筋混凝土框架做比较，在跨度相同情况下，钢梁高度是钢筋混凝土梁高度的一半。在承载力相同的情况下，钢柱外围面积是钢筋混凝土面积的1＼4。这使“肥梁胖柱”的钢筋混凝土框架结构的弊端在一定程度上有所缓解，但是“藏梁包柱”仍然是钢结构住宅设计的一项主要内容。
1.住宅钢结构的问题分析
钢结构体系是一个综合的复杂的技术体系，它涉及到墙体材料、屋面材料、厨卫系统、管线系统等一系列配套体系。这方面最突出的问题是外墙结构体系，现有传统的墙体做法很难满足钢结构住宅的整体装配要求。钢的物理性能决定了钢结构住宅必须考虑防火问题。钢材虽然是不燃材料，但其耐火性能很差，随着温度的变化，其力学指标会发生很大的改变，承载力和平衡稳定性会随温度升高而大幅度下降。对于曝露于外的钢结构构件，由于涂料的使用寿命关系，5-6 年的钢结构需要重新涂刷维护，这给后期用户的使用造成了较大的麻烦，也提高了使用成本，故对钢结构配套材料的提出了更高的要求。钢结构体系的稳定性研究中存在许多随机因素的影响，目前结构随机影响分析所处理的问题大部分局限于确定的结构参数，而在实际工程中，由于结构参数的不确定性，会引起结构响应的显著差异。
2.钢结构的施工
2.1 平面布置和结构选型
钢结构适合于平面布置基本规正、匀称、凹凸变化较少的建筑平面，不适宜轴线错开较多，形心和质心距离较大和易于产生较大扭转的住宅平面。钢结构住宅设计需要对风荷载和地震荷载作用下的水平位移进行控制，因此，抗侧力结构的考虑是非常重要。在住宅结构设计中常常把楼梯问、电梯间墙体设计为抗侧力结构。如果位移仍然不能控制在允许值范围内时，可以把单元之间的分户墙或厨房、卫生间的部分墙体（不动墙）也作为抗侧力结构。任何一种结构形式都有它的适用范围、最佳建造高度。钢结构正是在高层、超高层建筑中具有独到的优势，高层住宅由于地震设防，梁、柱断面虽然与同条件钢筋混凝土梁、柱相比要小的多，但在寻常百姓家的居室中，梁柱的存在仍然是十分尴尬的事。相比之下，我们认为钢结构用于多层和“小高层”，是具备一定优势的。大空间自由分割历来是住宅的希望，在墙体结构中大空间的获得，只有以大开间大进深来实现，其结果是楼板厚度增加造成用钢量和结构自重加大，结构重量加大又造成地震力加大，反过来影响剪力墙的厚度、强度和配筋。
2.2 变形限值的分析
构造节点构造直接影响钢材用量，在试点住宅中集中力量解决了两个部位的节点做法。钢框架的钢梁和钢筋混凝土剪力墙（核心筒）的连接为了确保试点工程安全可靠，设计中没有采用单纯在剪力墙中预埋钢板的连接方法，而是在剪力墙端部和核心筒拐角处自柱脚标高起，设置上下贯通的I型芯柱，并且，在钢梁高度处用钢桁架作为芯柱与芯柱之间的横向连接，以确保该部位节点的工作状态和计算假定相吻合。抗侧力结构可以是钢结构，也可以是钢筋混凝土结构。当采用钢桁架作为抗侧力结构组成纯钢结构时，规范规定：在风力作用下，层闻位移1/400，顶点位移1/500;在地震作用下，层间位移1/250，顶点位移1/300。因此，采用钢桁架作抗侧力结构可能造成用钢指标有较大提高，从而增加造价。若按钢结构限值1/300 控制结构整体刚度，在地震中待钢结构参加工作时，钢筋混凝土剪力墙已经产生了结构破坏，这种考虑不够安全。若按钢筋混凝土剪力墙限值1/800 控制结构整体刚度时，钢梁、钢柱截面会因地震力加大而大幅度增加。
3.钢结构施工安装时的质量控制
3.1钢构件的加工
现已实现工厂化的生产，钢构件的进场质量验收就显得至关重要，构件进场除了核查数量，并进行表面检查外，还需要检查以下资料：钢材材质的检验单;钢材的材质证明;无损检测报告和探伤检测报告。在安装柱，梁时，主要检查柱底版下的垫铁是否稳定，柱是否垂直和位移，粱的垂直、平直、侧自弯曲、螺栓的拧紧程度以及摩擦面清理验收合格后，方可起吊施工。当钢结构安装完，并进行验收合格之后，要求施工单位将柱底板和基础顶面的空间用膨胀混凝土进行二次浇筑。钢结构涂刷前，构件表面不能有异物，涂刷遍数和厚度应符合相关规定。在监理施工过程中，要求施工人员先固定钢窗一边的柱子，待钢窗完全固定并就位之后，再焊接另一边的立柱这样便可以保证钢窗与立柱之间不会有缝隙。
3.2钢结构的建筑
通常都采用混凝土立柱，基础的混凝土丑钢筋、模板的施工与其他工程的施工方法相同而基础立柱中预埋的螺栓是更是质量控制的重中之重，每个螺栓及每组螺栓之间的高度间距的偏差，直接影响着工程的整体质量。具体如下：取钢柱底板大小的钢板三块（其中两块厚20mm，一块8～20mm 均可），2mm 厚的两块铜板按照钢柱底板螺栓孔位置、大小开孔，将三块钢板组装在一起，把一组螺栓插入螺孔，用Φ14～Φ16 的钢筋将螺栓焊接为一体，上下各一道并可以重复多次使用。螺栓间间距及高低必须在规定的偏差范围之内。在混凝土浇筑前，用经纬仪将螺栓组进行精确的定位.再用Φ14～Φ16 的钢筋焊接在柱子的主筋上，固定螺栓钢筋端头顶正模板上，上下各一道，这样每组螺栓之间的间距、高低可以控制并不被损坏。做好施工交接。土建工程结束后.将螺栓组间的（轴线间距）、高低，每一个柱身浇筑的高度用经纬仪进行测量，验收后，组织相关安装人员进行验收，验收后要求钢结构安装人员进行复测。
4.结束语
如果说钢筋混凝土结构的发展使施工从手工进入了机械化，那么钢结构的应用就将使住宅施工实现现代化，钢结构住宅将成为建筑现代化发展的一个重要标志。在我国目前大力推广住宅产业化的时代背景下，钢结构体系必将成为住宅结构体系的主流。
参考文献：
[1]高伊琳，刘岩.浅谈钢结构住宅[J].辽宁建材，2014
住宅装修与结构安全 篇12
1 非承重墙的拆除
墙体是建筑结构承重与空间分隔的主体。一般来说,在住宅建筑中,横墙多用以支承楼面荷载,属承重墙;而纵墙主要起空间分隔作用,属非承重墙。纵、横墙上常根据使用功能开设有门、窗洞,同时它们都要抵抗各自方向的水平地震作用。
住户在装修、改造时,对承重墙一般不会轻易拆除,但对非承重墙却常掉以轻心,认为不涉及承重结构,对结构安全不会造成危害。事实上对于一些门、窗洞开设较多的纵墙,本身抵抗水平地震作用的性能已经削弱较多,如再将非承重纵墙作局部拆除,就有可能造成房屋的纵向抗震强度不足。如将厅与卧室或阳台与卧室间的窗下墙体拆除而置以落地柜,这种装修虽仅拆除了房屋纵墙上的窗下墙体,但拆除后却使窗间墙的高度增加,窗间墙的高厚比增大,导致墙体弯曲变形增大,承担的水平地震剪力减小。
2 承重墙的凿洞、开槽
住宅装修中,在承重墙上凿洞、开槽的情况相当普遍,特别是在厕所与厨房尤为严重,有时会影响到墙体的承载能力,这是需要引起重视的问题。
目前多层住宅的墙体一般多采用一砖厚(224 mm)的黏土砖,有的住户为了在开间不大的厕所中安置浴缸和马桶,常将墙体凿去半砖,然后将浴缸与马桶的水箱嵌入墙体。这样使此段墙体由一砖承重,改变成底部为半砖承重,不仅使墙体承压面积减少,而且使墙体由轴心受压变为偏心受压,严重地影响到墙体的承载能力,大大地降低了结构的可靠度。同时它又成为抗震的薄弱环节,造成事故的隐患。随着墙体改革的深入发展,目前空心砖、空心砌块也已广泛使用。在这类墙体上凿洞、开槽所造成的影响要比黏土砖墙更为严重。因为凿洞、开槽时往往要凿及空心砖、空心砌块的纵肋,而纵肋是空心块材的承重主体,凿洞、开槽后不仅减少了墙体的受力面积,形成偏心受力,而且也影响到空心块材的整体性。
另外,在开槽、凿洞时,无论是手工凿还是用冲击电钻凿,都将使墙体产生较大的振动,造成灰缝松动,破坏砂浆与砖或空心块材间的粘结,从而降低砌体的抗剪、抗压强度,损伤砌体的整体性。特别是当砂浆标号较低时影响更为明显。
有的住户在两个居室间的承重墙上开设门洞,更为严重的是极个别的住户为了满足自己所需的平面组合,而采用托梁拆墙的方法将承重墙拆除,这是非常危险的。“二次施工”的托梁一般很难与上部墙体共同工作,它所造成的危害已远非凿洞、开槽所能比拟的。
3 封闭阳台
将原有阳台封闭也是目前住宅装修中相当普遍的一个问题,处理不当也会给结构安全留下较多隐患。
住宅建筑中的阳台一般分为梁式阳台和板式阳台两种。对于设有栏板的梁式阳台,如在其上部用铝合金窗或用木窗三面封闭时,由于荷载增加不多,且均直接作用在梁上,不会对阳台结构带来明显不利的影响。但是,对于设有栏板的板式阳台,如在其正面上部采用铝合金窗或木窗,下部用砖将栏杆缝填实,两侧用半砖墙封闭,这将使荷载增加较多,可能成为隐患。当两侧的实墙体直接作用在阳台板端部时,对于梁式阳台,尚需验算梁的承载力;对于板式阳台则应按悬臂板上作用有局部荷载进行验算。板式阳台是悬挑结构,阳台封闭后,相当于在悬臂板端增加了较多的局部荷载,这些荷载在板上有效分布宽度不大,可能直接影响到悬臂板本身的强度和刚度(见图1)。如某一阳台的悬挑长度为1.2 m,板厚为100 mm,荷载总值按5.80 kN/m2计,原设计为栏板,现封闭后两侧半砖墙高度为2.8 m,将新砌的半砖墙所增加的局部荷载换算为有效宽度内的板的荷载为7.0 kN/m2,则新增加的弯矩为原设计弯矩的1.2倍,超载120%。若取半砖墙高为2.8-0.9=1.9 m,则新增加的弯矩为原设计弯矩的0.80倍,超载82%。即使对于后者,已使悬臂板达到了极限状态。悬臂板的超载使用,不仅削弱板的强度和刚度,严重的还会造成相应横向承重墙体的开裂,或者悬臂板的断裂、倒塌。
在施工中,封闭阳台后砌的半砖墙常砌至上层阳台的底板,板与墙不密实,在构造上与原有外墙没有任何联系,事实上只是一片悬墙,一旦遇到横向荷载或振动极易倒塌,同时这种半砖墙的外侧往往不作粉刷,与原有建筑极不协调,破坏了原有建筑的整体色调。
4楼面装修
目前住宅建筑中的楼面多采用120厚预应力混凝土圆孔板,设计时一般取静荷载为2.9 kN/m2(包括板自重、灌缝重、板面30厚细石混凝土和板底15厚抹灰垂),楼面使用活荷载取1.5 kN/m2,荷载计算总值为5.58 kN/m2。如以最常见的3.3 m五孔板为例,该类A号截面板允许最大荷载为6.7 kN/m2,差值为6.7-5.58=1.12 kN/m2。因此当采用一般的木地板装修时,新增加荷载不大,不致引起楼面超载。随着装修标准的提高,大理石或磨光花岗岩面层也进入了一般住宅的厅、房,这时在原有的楼面面层上铺设大理石或花岗岩,新增加荷载达1.2 kN/m2～1.61 kN/m2,则板面承受的荷载值超过允许值,严重地危及楼层安全。
另外,在楼板下设置悬挂吊柜,或任意移动分隔墙,都会使楼板增加局部集中荷载,而导致楼板超载。
住宅装修是目前存在的一个比较普遍的现象,如何防止装修改造可能带来的危害,必须引起广泛的重视,有关部门亦应加强管理与控制。现根据不同情况建议如下:
1)已建成投入使用的住宅。
建议房管部门或房产业主单位向住户说明各类房间以及阳台的允许荷载值,并制订房屋装修规则。进一步明确凡涉及结构的装修,应经有关部门同意。同时,组织力量对现已装修改造情况作一次调查,对已造成隐患的必须采取相应措施。
2)正在兴建的住宅。
建议只做墙、地面刮糙,卫生间、厨房,预留设备位置和必要的孔、槽。然后由业主单位制订若干装修等级,统一进行装修设计与施工。住户可根据需要选定,并承担相应费用。以免住户自行“二次施工”给房屋造成危害。
3)正在设计的住宅。
建议设计单位对住宅的平面组合、辅助空间的利用等方面多为住户着想,尽量做到精工细作,精打细算。如采用大空间,灵活隔断,适当兴建复式住宅,提高使用面积。同时建议设计人员对目前住宅装修中较普遍存在的问题作些调查研究,设计时可以有针对性地留有适当余地。如阳台封闭即为一个较普遍的问题,因此宜将板式阳台改为梁式阳台。为防止楼面超载,在楼面板设计时对允许荷载值也应留有必要的余地。
摘要：结合人们在住宅装修中存在的问题,重点从非承重墙的拆除,承重墙的凿洞、开槽,封闭阳台,楼面装修等方面进行了探讨,分析了上述住宅装修对结构的危害,以引起有关部门和住户的充分重视,从而确保生命和财产安全。
关键词：住宅,装修,结构,承重墙,阳台,楼面
参考文献