单元式住宅楼的结构设计

单元式住宅楼的结构设计

摘要:从工程的结构设计看；我们可以看到,地震作用比较复杂,我们应从结构的整体着眼,针对一些薄弱环节如应力集中部位,连接节点,主要抗侧力构件等进行加强处理。

关键词:结构设计；选型因素分析

Pick to: from the engineering design of the structure of watch; We can see, the role is more complex, we should focus on the integral structure to some weak links such as stress concentration site, link node, the main antioxidant lateral force component of strengthening processing.

Keywords: structure design; Selection factor analysis

1楼盖设计

1.1板的设计

1.1.1板厚取值

现浇楼盖中,板的混凝土用量约占整个楼盖的50%～60%,板厚的取值对楼盖的经济性和自重的影响较大,在满足板的刚度和构造要求的前提下,应尽量采用较薄的板,双向板的最小板厚度为80mm,板的厚度与跨度的最小比值:四边简支板为1/40,连续板为1/50。工程最大板跨为5m,其余板跨均小于4m,考虑到工程为住宅楼,板内有埋机电暗管,因此小于4m的板跨板厚也取100mm,5m板跨板厚取140mm。

1.1.2板的配筋

板的配筋主要对板中某些不合理的配筋进行调整,如工程卫生间,阳台处,标高都为H-0.05m.PKCAD配筋时一般对负筋在板有高差情况下也通长配筋。

1.1.3支座负筋直径的取值

对于工程的设计,一般板厚都≥100mm根据简支板现行混凝土结构设计规范给出的最小构造支座负筋为ø8@200,这与旧规范所给的ø6@200合适,因为ø6@200的筋太软,钢筋架易被踩蹋,致使负筋的有效高度很低而发挥不了构造负筋的作用1现行所规定使用的ø8钢筋虽比ø6钢筋要好些,但如不采取其它措施,也同样易产生构造负筋变位。

2梁设计

随着我国城市经济的迅速发展,大量建筑的兴建,建筑人员根据建筑功能和环境条件有目的的选择主次梁楼（层）盖的设计方案也随之增多,同时也出现在主次梁楼盖设计中应怎样合理布置柱网的综合效益最好。究竟应该选择短跨为主梁还是选择长跨为主梁,在框架梁的弹性受力分析和承载力计算时,是否应该考虑现浇板的共同工作效应,如何有意识地对端跨进行调整会更有利。

2.1如何合理布局主次

梁与柱网主次梁体系的传力途径从广义讲是楼面荷载通过板传给次梁,再由次梁通过受弯传给主梁,最后由主梁传给柱子。在支承和传递荷载的过程中,主次梁的变曲变形,△I均与它们各自承担的弯矩Mi及其自身跨度的平方成正比,而与弹性模量E和弯曲平面内截面惯性矩Ii成正比,另一方面,从设计要求来分析,建筑功能要求主次梁所占的结构空间高度越小越好。

因此,工程做主次梁楼盖的柱网布置时考虑上述影响优先选择的柱网是矩形以短跨为主梁,长跨为次梁,而且短跨与长跨的比例应小于0.75比较经济,工程一般比较常取0.65～0.7,这样设计出来的主次梁截面高度能协调一致,从而保证楼盖的结构高度最小1另一方面,从工程的使用功能和建筑美学方面考虑,主梁的布置是依据房间布局而定的。

以短跨主梁截面尺寸为300mm×600mm,次梁截面尺寸为200mm×300mm现浇板厚为90mm,在正常使用荷载作用下。

2.2现浇板的考虑

在水平荷载作用下,通过框架梁和现浇板的共同受弯来约束柱顶的转动,使柱子产生自上而下的反弯曲,从而形成楼架作用由于梁板的共同作用,不仅提高了框架梁的截面刚度,还提高了梁端负弯矩承载能力。因此设计工程时特别注意了下列问题:

（1）框架弹性受力分析时框架梁的合理截面形式在进行整体现浇梁板分析时,本人为计算方便,把框架梁简化为矩形截面（与无楼板或预制楼板的空框架一样计算,很显然这与现浇梁板框架结构的实际性能不符。

若在进行整体现浇梁板的框架分析时,框架梁的线刚度仅取矩形截面IR 值,计算得出的自振周期明显偏大,而实际上框架位移值要比计算值小,则该框架结构实际承受的地震作用及其效应都将比计算值大。

在垂直荷载作用下的梁端负弯矩计算值偏大,而跨中正弯矩值却偏小等。所以,设计时根据整体现浇梁板共同工作的特性和原理,按规范规定的有效翼缘宽度,将现浇板作为框梁架的翼缘,共同参与弹性受力分析。

（2）梁端负弯矩钢筋的合理分布范围对作为框架梁翼缘的现浇板内与架肋平行的钢筋参与梁端正截面抗弯承载力工作的问题,在《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）和《建筑抗震规范》（GB50011-2001）中都未很明确的规定。

所以,设计时按矩形截面进行极限承载力计算所需的梁端负弯矩钢筋与无现浇板的空框架梁一样布置在梁筋顶部的宽度范围之内,而翼缘板内平行于梁肋的钢筋则按现浇板的受力或构造要求设计布置,这无形之中增加了梁支座处负弯矩钢筋的配筋量,导致负屈服弯矩的相应提高,由于作为梁翼缘板内平行梁肋的钢筋参与梁端抗弯承载力的工作,支座处的负屈服弯矩明显要比无翼缘矩形梁的负屈服弯矩提高,这时裂缝可能不会出现在框架梁上而先在柱上出现塑性铰,形成强梁弱柱现象。

为实现“强柱弱梁”的设计目的,保证在罕遇地震时,能很快地在梁端附近出现塑性铰线,形成具有延性的结构体系。应将按设计荷载,地震作用计算所需的梁端弯矩钢筋合理地分布在梁肋及其有效的翼缘宽度范围之内。

至于多少有效翼缘宽度内的钢筋可以被考虑,共同参加梁支座正截面的抗弯工作也暂时没有定论。根据经验取每一梁侧的6倍的板厚范围内的板上,下钢筋参与共同抗弯。

在工程设计时为保证以上（1）,（2）两点的共同作用,梁端弯矩在SATWE 程序的调整信息下进行调整,梁端弯矩的调幅系数取0.8～1.0。

（3）梁跨中弯矩的取值

在工程的设计过程中未考虑活荷载的不利分布,而仅按满布计算,考虑该工程层数只有6层,可通过调整跨中弯矩增大系数来加大梁的跨中弯矩,以达到考虑活荷载不利分布影响的目的,弯矩增大系数的取值范围为1.0～1.3对于考虑活荷载不利分布的各层,此系数不起作用。

（4）梁扭矩折减工程的现浇楼板采用刚性楼板假定。这时宜考虑楼板对梁抗扭的作用而对梁的扭矩进行折减,折减系数一般为0.4～1.0对于该工程折减系数取0.4。若考虑楼板的弹性变形,梁的扭矩不应折减。

（5）梁刚度增大

主要考虑现浇楼板对数值的作用,楼板和梁连成一体按照“T”形截面梁工作,而计算时梁截面取矩形,因此可将现浇楼面中梁的刚度放大,通常现浇楼面的边框梁取1.5,中间框架梁取2.0。

2．3关于次梁受力

工程所用的设计软件PK引入了构件的内力大小与其刚度成正比,并由变