扁梁设计在高层建筑中的应用

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1、!""#年$!月总第$!%期陕西建筑4扁梁设计在高层建筑中的应用刘乃言（西安有色冶金设计研究院）摘要：兴建高层建筑中要确定经济合理的层高。首先建筑室内净高有一定要求，各设备专业要在各层顶安装管道；结构上要布置纵横方向框架大梁，这样势必在高层建筑中会经常发生互争高度尺寸的“空间大战”。要解决设计的诸多矛盾，有效的利用空间，经济合理的确定建筑层高，笔者阐述了在高层工程设计中采用“扁梁”设计结构方案，大大降低了高度增加了层数。在高层建筑中取得了明显的技术经济效益。关键词：层高；扁梁；高层建筑!"问题的提出因此按常规设计层高就较大，一般为(&(’(&%米，有的祖国四化建设日

2、新月异，全国各地高楼大厦如雨更大，这样是很不经济的。如果我们将梁的高度尽量后春笋般拔地而起，在兴建每座高层建筑中要确定经减少，管道也做成扁平状，将各层高减少"&("’"&,#济合理的层高是一个大问题。首先建筑室内净高有一米，如一幢("层大楼就可减少-’$(&#米。相当于(’,定要求；各设备专业在各层顶安装管道；如风管&水管层高度，反之如果总高度不变则可多建(’,层，相当及灯具&灯罩等，特别是采暖通风管道要占去较大的空于增建面积$".以上，这在经济上是很有意义的。间尺寸。结构上要布置纵横方向框架大梁，这样势必但单纯减小梁高会大大削弱框架梁和结构整体在每项高层建筑中会经

3、常发生互争高度尺寸的“空间刚度；在水平风力或地震力作用下会增加建筑侧向位大站”。有的工程中也曾采用管道穿梁，大梁留洞的做移；梁的配筋面积也会骤然增大，甚至无法配筋；梁的法，但采用这一方案时会造成设计上配合矛盾较多，变形，抗裂及建筑侧向位移也不能满足，因此在减少管道布置不自由，施工图复杂化，施工上困难多，梁又梁高的同时，还应增加梁宽，最后必须满足梁的强度，高，层高也不能降低下来，材料有浪费等缺点，因此采刚度等要求。这样在设计中将梁高减少而增加梁宽使用高梁留洞方案往往不被采用。梁的断面形成扁平状，改变了以往普通梁的常规做要解决设计上的诸多矛盾，有效的利用空间，经法，本文

4、我们将梁宽大于梁高/包括板厚0的梁称之为济合理的确定建筑层高则是各专业需要共同探讨的“扁梁”，如图$所示：重要课题，为此笔者针对层高问题初步探索在高层工程设计中首先采用“扁梁”结构方案。$2!2众所周知，普通钢筋混凝土梁高与梁宽的比值在1!!’(之间是合理断面，而按常规设计梁高为梁跨度的1$1!32!$)*’$)$!，通常高层建筑中框架梁跨度在%’$"米之普通梁扁梁间。设计这些梁的断面大部分为"&!#+"&%"’"&(#+$&"米。由此可见梁高将占去较大的空间尺寸，再加上风图$管，吊顶等又要占去一定的高度，又要保证建筑净高，#“"扁梁”工作状态及适用范围,陕西建筑!

5、""#年$!月总第$!%期为了说明问题列出以下二种最简单的情况：设二情况$对梁的断面可以降低要求，即可降低梁的刚根梁其跨度，荷载相同。度。由上述二种情况的启示：当梁的二端支座有一定&’情况$：二端简支梁约束时，则梁的断面可以比简支状态时缩小许多。而高层建筑中一般柱子较粗，梁的二端处于一定的约束状态。其受力状态接近于本文情况!，根据这一原理，我们就可充分利用这一有利条件，在高层建筑结构设计中，以“扁梁”代替普通梁在技术上是完全可行的。$!$$($中)($*&+)-./$&0我们假设：2!)!2$，A!)A$得7!)7$，将新的7!),!5$51$*&+)!-./$20

6、$7$代入（!?）式得：3!*&+)<5-.’’’’/40。由/40式可54,567$5#-.53$中)3$*&+)4,567/$80见3!*&+仍然小于3$*&+)#-.’当然上述情况是理想4,567$2’情况!9二端固定梁化的固定约束条件B在实际工程中柱子对梁处于一种弹性约束条件。约束力大小取决于柱子的刚度，在一定层高情况下柱子越粗其约束力越大，越接近于情况!。因此在高层建筑中采用“扁梁”方案除满足抗弯强度，抗裂要求之外，其变形也同样可以满足要求。由于“扁梁”与普通梁相比降低了梁刚度，这也正(!中)$-.!/!&0好符合高层建筑中强柱弱梁这一高层结构设计原则，!

7、5尤其在高层建筑大柱网体系中采用“扁梁”更有实际$!(!:)(!;)<-./!20$!意义。$!值的注意的是在低层建筑中因柱子断面不大，柱(!*&+)=(!:=)-./!80$!子刚度小难以抑制梁的变形，离本文情况!差别较$1!*&+)-./!>0大，因此在低层建筑中不宜采用“扁梁”，特别是跨度!大，跨数少或混合结构中更不宜采用“扁梁”结构。5$-.3!中)3!*&+)4,567/!?0!“"扁梁”结构的技术经济效益剖析从以上二种情况可以看出：二根跨度相同，荷载我们通过上述简明的分析，对扁梁有了一定认识，一样，刚度也一致的梁在不同支座条件下会使梁的内并确认在高层