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小高层住宅钢筋混凝土结构设计的

要点及策略

    小高层住宅钢筋混凝土结构设计的要点:
  

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 轴向变形不容忽视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。

  

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,使结构在水平荷载下产生的侧移控制在一定的范围内。这是因

:

① 过大的侧移会使人不舒服,影响房屋的正常使用。②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。

  

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,
来保证结构具有足够的延性。

  
    小高层住宅钢筋混凝土框架结构设计策略:
  

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普遍采用
的主要方法。对于同一小高层住宅方案,可以有许多不同的结构

(包括基础)布置

方案

;确定了结构布置的小高层住宅物,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;小高层住宅物细部

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。

  

2 性能分析