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1、建筑结构选型论文：小区小高层住宅建筑结构选型分析与研究摘要本文针对目前应用较普遍的小高层住宅建筑,结合实际工程对各种结构体系特点进行了经济适用性、抗震性能等的对比分析,对结构选型设计具有一定的参考价值。 关键词结构选型;框架结构;框架剪力墙;剪力墙0引言 随着我国经济的持续快速增长,城市规模也日益扩大。伴随着城市居民对经济文化和社会生活等各方面需求的快速增长,对住房的要求也日益提高。但是,城市土地资源非常有限,势必要求其住宅建筑更多地向空中发展,其中小高层住宅建筑由于其经济适用的诸多优点,受到了许多开发商和用户的青睐。 通常情况
2、下,小高层住宅一般是指层数从7~12层的集合性住宅建筑。因其具有高层建筑的特点,但从高度的角度上说又是较低的住宅建筑,因此称之为小高层建筑。小高层建筑相对于多层住宅建筑有着明显的优点,因为建筑容积率比多层住宅高,使土地得到了更充分的利用,也有效降低了开发商的投资。城市小高层住宅建筑普遍都采用钢筋混凝土结构,且大多采用梁板结构来进行平面布置,因此小高层住宅在户型设计方面相对于砌体结构等有很大的灵活性。 对于小高层住宅建筑的结构设计,结构选型是摆在工程师面前的首要问题。应用哪种结构体系既能满足抗震性能的要求,又能使结构的适用性和经济性最
3、佳。本文结合太原市某小区小高层住宅楼的结构选型设计,对目前应用较普遍的几种结构体系的特点进行了分析比较,对工程同行具有一定的参考意义。 1结构形式特点概述 太原市某小区的某幢小高层住宅建筑,12层,一梯两户,两单元结构完全对称。楼层层高均为3.00m,建筑总高度为36.00m,通长34.20m,宽为13.90m,每层面积约480m2,总建筑面积约5800m2。场地属于抗震烈度8度区,场地土类别为三类,基本风压为0.40kN/m,现对其不同的结构方案特点进行分析比较。 1.1框架结构 由横梁和柱通过节点连接组成的结构体系是框架结
4、构[1]。框架结构的梁和柱,在施工和使用期间,既承受垂直方向的荷载,也承受水平方向的荷载;既有动荷载,也包括静荷载。在小高层住宅结构设计中,随着建筑层数的逐渐增多和建筑总高度的升高,横向水平侧力对结构构件的横截面尺寸和配筋量的影响就越显著,而且这种影响在框架结构建筑中尤其突出。框架结构中梁所受的内力,主要包括剪力和弯矩。柱的内力则主要包括轴力和弯矩,有时也受一定的剪力。由框架结构承重的结构体系,建筑平面布置相对灵活能构成相对较大的空间;立面设计时,采用轻质隔墙可大大减轻结构的自重,这些都是框架结构体系的优点。但是,通常情况下,框架柱尺
5、寸相对过大而造成内凸的现象,也直接影响到户型的美观和空间的实际使用效率。 1.2框架剪力墙结构 通常情况下,城市小高层住宅建筑的普遍结构形式为框架结构体系[2]。但是,在抗震设防高烈度地区,如果仍单纯地采用框架结构,由于抗震设计的要求将直接导致柱的横截面尺寸过大,严重影响建筑的美观或使用效率,并使得结构设计极不经济。在这种情况下,若采用框架剪力墙结构体系进行设计,则可极大地降低柱的受力负担,减小柱截面,同时结构的侧移也能得到有效改善。 通常框架剪力墙结构体系也简称框剪结构,它是通过在框架结构体系中布置数量合适的框架柱,以便进行自
6、由灵活的平面布置,满足使用功能不同的建筑要求。同时,又因剪力墙的设置,使结构体系具有足够的刚度。在城市小高层住宅建筑中,采用框架剪力墙结构体系,利用钢筋混凝土核心筒做成电梯间,用于承受绝大部分的水平荷载,框架柱则主要承受来自竖向的垂直荷载。这样使得建筑设计上既可进行自由灵活的平面布置,结构设计上又能满足强度和刚度方面的需求,但是内凸的框架柱同样影响到户型的美观和空间的实际使用效率。 1.3剪力墙结构 建筑的内、外墙体都是采用实体钢筋混凝土的结构体系称为剪力墙结构体系,其剪力墙承受建筑物全部的垂直荷载和水平荷载[3]。因为剪力墙结构
7、墙体都是由实体钢筋混凝土墙构成,楼面又是由刚性楼盖构成,所以剪力墙结构在其平面内有很大的抗侧刚度,属于刚性结构体系,能抵抗相对较大的水平侧力。在水平侧力作用下,剪力墙结构可看做是底部固接的竖向悬臂梁构件,由于墙肢受到的拉力或压力主要产生“弯曲型”变形。剪力墙结构体系把建筑划分成若干个单独空间,使得建筑的平面布置不够灵活,受到很大的限制,而且相对造价也较高,故仅应用于较高抗震烈度地区的住宅建筑。剪力墙结构的另一特点是可根据建筑平面的布局而设置钢筋混凝土墙体,户型的美观和空间的实际使用效率得到了改善。 2结构抗震性能的比较 2.1结构
8、抗震概念设计 当建筑物遭遇强烈地震作用时,其破坏机理和过程相当复杂,但我们可以通过加强对建筑物结构的抗震概念设计,从概念上把握建筑结构设计的抗震合理性,避免其遭遇强烈地震时发生严重破坏甚至倒塌[4]。住宅建筑的外形设计
