钢筋混凝土框架结构体系设计及用钢量控制

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1、钢筋混凝土框架结构体系设计及用钢量控制【摘要】：本文以我国目前结构设计的现状为切入点，从设计与工程造价的联系等几个方面进行分析，总结出一些切实可行的设计方法，对设计的重要性，以及在设计中应给与重视的设计要点给与论述，进而保证设计的实用性和安全性、经济性，还要保证其美观性。关键词：优化设计;用钢量;框架结构Abstract:Thispaperpresentthestatusofthestructuraldesignasthestartingpoint,thelinksfromdesignandengineeringcostanalysis,summedu

2、panumberofpracticaldesignmethods,theimportanceofdesigninthedesignshouldbegivegreatimportancetothedesignfeaturesgivethediscourse,therebyensuringthedesignofthepracticalityandsafety,economy,andalsotoensurethatitsaesthetics.Keywords:optimaldesign;theamountofsteel;framestructure中图分类号

3、：TU2文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）07-0020-02前言8结构设计的首要任务是实现建筑功能的需求，保证其应有的舒适度，使建筑更有生命力。结构造价在建筑产品中的比重很大，精心设计能带来可观的经济效益，不容忽视。对于钢筋混凝土结构而言，用钢量则是直接影响造价的重要指标。结构安全更是生命枚关的大事，我国规范有明确的设防标准，结构设计应避免薄弱环节。所以结构设计应充分运用结构各种手段在真实的受力机理基础上，既保证结构达到安全设防水准，又节省工程造价，这就是真正意义上的结构优化设计。1、结构体系的优化1.1钢筋混凝土框架结构体系的基

4、本结构形式高层建筑设计中关键是控制水平荷载作用下结构的侧移。按抗侧力结构体系的不同，高层住宅常用的钢筋混凝土结构体系有框架结构、框架-剪力墙结构(矩形柱和异形柱)、大开间剪力墙结构、短肢剪力墙结构。每一种结构形式都有其相应的适应性和抗震性能，各自的经济性也有所差别。1.1.1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。1.1.2框架-剪力墙结构8在框架结构中布置一定数量的剪力墙就组成了框架-剪力墙结构。它是高层住宅中

5、应用比较广泛的一种主体结构型式。由于异形柱无外露柱角能够取得较好的室内效果，近年来在高层住宅中异形柱框架一剪力墙结构使用较多。采用异形柱后对结构整体受力性能影响不大，但对加强结构空间整体性、提高结构抗风、抗震性能是有利的。1.1.3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。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。承重墙的开间达到4.5m~7.5m，进深达到7.5~1lm，室内一般无承重的横墙和

6、纵墙，可以按照住户的不同要求灵活分隔。1.1.4短肢剪力墙结构短肢剪力墙(墙肢截面高度与厚度之比为5~8的剪力墙)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，己成高层住宅的主要结构形式。1.2结构体系优化分析1.2.1抗震性能分析8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。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。但就使用性能方面，剪力墙

7、结构由于墙体太多，结构自重大，导致了较大的地震作用，混凝土和钢材用量也较高；同时也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-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。1.2.2经济性比较主体结构的经济性主要体现在单位面积用钢量和混凝土用量这两项指标，统计中未记入构造柱、过梁、构造钢筋、预埋钢筋等零星构件。由于不同地区不同地质条件下基础做法差别较大，故经济性分析也不包含基础部分。例如某建筑采用剪

8、力墙结构体系的用钢量明显高于框一剪结构体系，为了便于比较，按C3O混凝土单方成本价格310元，