房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計論文精品(七篇)

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篇(1)

【關(guān)鍵詞】房屋；結(jié)構(gòu)設(shè)計；對策

中圖分類號：TB482.2 文獻標識碼：A 文章編號：

作為當代合格的建筑工程設(shè)計師，應(yīng)該良好的把握好建筑的設(shè)計細節(jié)、建筑功能的實現(xiàn)、建筑質(zhì)量的基礎(chǔ)保障，具有強烈的社會責任感，職業(yè)素養(yǎng)。本論文根據(jù)自身經(jīng)驗、參考文獻以及調(diào)查研究，對房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計常見且容易忽視的問題進行總結(jié)，提出了相應(yīng)的解決對策，為我國的建筑工程設(shè)計貢獻自己的力量。

1.房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計概述

1.1結(jié)構(gòu)設(shè)計概念

結(jié)構(gòu)設(shè)計是指使用結(jié)構(gòu)語言傳達工程師或建筑師表達的內(nèi)容，其中結(jié)構(gòu)語言是指從建筑及專業(yè)圖紙里提煉出來的簡化后的元素，如柱、板、樓梯等。結(jié)構(gòu)設(shè)計主要包括基礎(chǔ)設(shè)計、上部設(shè)計以及細部設(shè)計三方面內(nèi)容。

1.2結(jié)構(gòu)設(shè)計環(huán)節(jié)

結(jié)構(gòu)設(shè)計環(huán)節(jié)主要包括方案設(shè)計環(huán)節(jié)、結(jié)構(gòu)計算環(huán)節(jié)、設(shè)計施工圖環(huán)節(jié)，三方面。

1.2.1方案設(shè)計環(huán)節(jié)

按照建筑的主要功能以及當?shù)乜拐饛姸取⒌刭|(zhì)勘查報告、場地類別、建設(shè)高度等要求確定建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計形式，并結(jié)合不同結(jié)構(gòu)的特點要求對建筑的承重體系以及受力部分進行布置與設(shè)計。

1.2.2結(jié)構(gòu)計算環(huán)節(jié)

一是計算荷載，荷載分為外部荷載與內(nèi)部荷載，這些荷載的計算應(yīng)該根據(jù)相應(yīng)的要求規(guī)范以及相關(guān)系數(shù)進行不同工程情況的計算。二是試算構(gòu)件，按照算出的荷載以及構(gòu)造要求，對構(gòu)件的截面進行試算。三是計算內(nèi)力，按照算出的構(gòu)件的截面以及荷載對內(nèi)力進行計算，如扭距、拉力等。四是計算構(gòu)件，按照算出的結(jié)構(gòu)、內(nèi)力、規(guī)范要求及限制，對結(jié)構(gòu)試算進行復(fù)核，確定是否與規(guī)范的要求相符。如無法滿足規(guī)范要求，應(yīng)該及時調(diào)整構(gòu)件截面或者布置。

1.2.3施工圖設(shè)計環(huán)節(jié)

在確定好了設(shè)計方案以及核算好了結(jié)構(gòu)計算，即可開始進行施工圖的設(shè)計。嚴格按照規(guī)范比例以及核算要求進行設(shè)計[1]。

2.房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計常見問題分析

2.1地基基礎(chǔ)方面

一是施工圖設(shè)計多層房屋過程中僅僅參考建筑地附近房屋基礎(chǔ)的設(shè)計資料或者建設(shè)單位的口頭描述，并無詳細的地質(zhì)勘測報告作為參照，這種不科學(xué)的方式已經(jīng)成為了現(xiàn)在建筑設(shè)計常見錯誤。二是設(shè)計師認識不夠，不重視軟弱地基所隱藏的危害。在使用換土墊層處理軟弱地基時，僅僅按照經(jīng)驗處理，而不進行設(shè)計，簡單的使用砂墊層對承載力進行加強，對墊層的寬、厚等沒有進行詳實的計算，最終導(dǎo)致浪費與安全隱患。三是進行民用建筑設(shè)計時，對其柱、梁、基礎(chǔ)等負荷沒有根據(jù)規(guī)范要求乘以相應(yīng)折減系數(shù)。如設(shè)計多層的民用建筑過程中，計算負荷時未乘以折減系數(shù)，導(dǎo)致荷載值不準。

2.2結(jié)構(gòu)設(shè)計方面

一是結(jié)構(gòu)設(shè)計中出現(xiàn)該種情況時，會讓構(gòu)造柱的受力提前，降低了其對墻體進行的拉結(jié)與約束的效果，一旦出現(xiàn)地震，結(jié)構(gòu)柱將會產(chǎn)生應(yīng)力集中，遭受破壞。因此，該種結(jié)構(gòu)的設(shè)計不僅使得構(gòu)造柱不能起到承重的作用，甚至使得該結(jié)構(gòu)成為了整個房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中最為脆弱的部分。

二是構(gòu)造柱于地圈梁中扎根，并未設(shè)有其他的基礎(chǔ)，如果將構(gòu)造柱還作為承重柱，則很難滿足柱底基礎(chǔ)所需要的抗彎度、抗沖切、局部承壓度等要求。最終導(dǎo)致柱底基礎(chǔ)出現(xiàn)沖切、局部承壓等情況時發(fā)生裂縫。

三是對承重柱的截面設(shè)計高度太小。這種現(xiàn)象常常發(fā)生在6度抗震的設(shè)防區(qū)。部分結(jié)構(gòu)設(shè)計者誤會成不設(shè)防，對受力分析簡化，有意將承重柱的截面高度值設(shè)計較小，讓其線的剛度比變大，將結(jié)構(gòu)中的梁用鉸支梁簡化計算，柱則根據(jù)軸心的受壓進行計算。這對結(jié)構(gòu)的受力分析進行的簡化過程中也給房屋的安全埋下了隱患。主要原因是這樣設(shè)計忽視了梁柱間剛接的作用，以及梁柱的截面配筋小，一旦發(fā)生受力就會導(dǎo)致柱頂?shù)目箯澚Χ炔蛔?，柱子及梁底會產(chǎn)生很多水平的裂縫，造成塑性鉸。因此，在平常使用時柱子里就存在鉸了，對房屋的耐久性以及用戶的放心度都會有很大的影響。更嚴重的情況是該結(jié)構(gòu)在遭遇到地震時，就會造成倒塌，嚴重違背抗震規(guī)范中強調(diào)的強柱弱梁原則。

四是進行框架設(shè)計過程中，常常會發(fā)生忽略縱向框架設(shè)計規(guī)范要求著重橫向框架設(shè)計的情況。但是水平地震的作用需要根據(jù)縱向與橫向兩個主軸分別進行計算，并且針對來自不同方向地震的作用需要該方向擁有的抗側(cè)力構(gòu)件進行承擔。換言之，進行框架設(shè)計中，縱向和橫向的框架設(shè)計同樣重要。部分設(shè)計師對此類非抗震房屋設(shè)計上僅按照縱向普通連續(xù)梁設(shè)計，而造成了梁柱節(jié)點以及框架的縱筋、箍筋等配置難以達到構(gòu)造設(shè)計要求。對地震的縱向影響欠缺考慮，最終導(dǎo)致梁支座出現(xiàn)負筋，配筋分配不足的情況。

五是選用的懸挑梁梁高時，設(shè)計者在結(jié)構(gòu)設(shè)計中很容易犯只關(guān)注梁強度以及傾覆的驗算，忽視梁撓度驗算。這樣會導(dǎo)致梁高的選用較小，梁截面受壓區(qū)的應(yīng)力太高，如正常使用的情況下，梁截面的受壓區(qū)會出現(xiàn)徐變。然而梁撓度會隨時間的累集不斷增加，挑梁產(chǎn)生變形造成梁板裂縫的出現(xiàn)，且裂縫的寬度會隨著挑梁的變形程度不斷變寬，使得房屋很難正常使用。通過自身經(jīng)驗以及調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，挑梁變形不斷發(fā)展進入后期時，梁支座的截面以及附近的受拉區(qū)會產(chǎn)生較寬豎向裂縫。然而由于受到支座剪彎作用，豎向的裂縫會向下進行延伸最終發(fā)展成斜裂縫，這時的梁已經(jīng)快要被破壞，而托墻挑梁，選擇過大繞度的梁會導(dǎo)致梁支座出現(xiàn)裂縫。隨著裂縫的繼續(xù)蔓延，越靠近上部變得越寬。挑梁截面太小會使得房屋結(jié)構(gòu)的抗震性能很弱，粱高越小截面受壓區(qū)高度越大，梁延性越小，遇到地震情況下越脆弱，尤其是豎向地震，發(fā)生坍塌[2]。

2.3樓板設(shè)計方面

在進行樓板設(shè)計時，常常為方便計算或者對受力的認識不夠，將雙向板簡單的用單向板計算，使得計算的實際受力與假定計算狀態(tài)不相符，使得配筋出現(xiàn)不足，板發(fā)生裂縫。此外，雙向板在兩個方向都會出現(xiàn)彎矩，因此縱橫疊放雙向板的跨中鋼筋，而短跨方向跨中鋼筋應(yīng)該放在下方，長跨方向跨中鋼筋放于短跨鋼筋上方，并且兩個方向計算時應(yīng)該使用各自的有效長度。部分設(shè)計人員對板受力的認識不足，選取有效高度進行計算，導(dǎo)致有效高度太大，配筋太小，使得構(gòu)建存在嚴重的質(zhì)量安全問題，樓板開縫情況出現(xiàn)[3]。

3.針對房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計問題解決對策

一是對地基與基礎(chǔ)設(shè)計過程中，做到有根有據(jù)，嚴格按照規(guī)范要求進行設(shè)計，嚴禁僅憑借經(jīng)驗做事，注重細節(jié)。二是設(shè)計房屋結(jié)構(gòu)過程中承重大梁下的柱子必須按照承重柱設(shè)計。如梁上的荷載與跨度較小，可將構(gòu)造柱布置在梁下，結(jié)構(gòu)設(shè)計時不考慮構(gòu)造柱作用驗算其墻體局部承壓、抗彎強度。在驗算合格后便可布置構(gòu)造柱于梁下。三是對結(jié)構(gòu)設(shè)計各個數(shù)據(jù)的計算過程中，需細心檢查，并進行反復(fù)檢查計算，不要忽視細節(jié)。嚴格按照相關(guān)規(guī)定以及要求。四是對建筑設(shè)計人員進行培訓(xùn)與考核，提高設(shè)計人員自身水平與工作積極嚴謹?shù)膽B(tài)度[4]。

4.結(jié)語

綜上所述，經(jīng)過對房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計常見問題的分析與闡述，房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計人員應(yīng)該根據(jù)相應(yīng)的設(shè)計規(guī)范以及嚴格的要求進行設(shè)計執(zhí)行，不斷提升設(shè)計人員自身素質(zhì)以及嚴謹?shù)膽B(tài)度，這樣才能確實有效的對設(shè)計質(zhì)量進行保障。

【參考文獻】

[1]張美雁.房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計常見問題探討[J].科技資訊，2006，27：120.

[2]鄭建輝.論房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計常見問題分析[J].廣東科技，2007，03：41-42.

篇(2)

［論文關(guān)鍵詞］高層建筑；結(jié)構(gòu)特點；結(jié)構(gòu)體系

我國改革開放以來，建筑業(yè)有了突飛猛進的發(fā)展，近十幾年我國已建成高層建筑萬棟，建筑面積達到2億平方米，其中具有代表性的建筑如深圳地王大廈81層，高325米；廣州中天廣場80層，高322米；上海金茂大廈88層，高420.5米。另外在南寧市也建起第一高樓：地王國際商會中心即地王大廈共54層，高206.3米。隨著城市化進程加速發(fā)展，全國各地的高層建筑不斷涌現(xiàn)，作為土建工作設(shè)計人員，必須充分了解高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計特點及其結(jié)構(gòu)體系，只有這樣才能使設(shè)計達到技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、安全適用、確保質(zhì)量的基本原則。

一、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的特點

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計與低層、多層建筑結(jié)構(gòu)相比較，結(jié)構(gòu)專業(yè)在各專業(yè)中占有更重要的位置，不同結(jié)構(gòu)體系的選擇，直接關(guān)系到建筑平面的布置、立面體形、樓層高度、機電管道的設(shè)置、施工技術(shù)的要求、施工工期長短和投資造價的高低等。其主要特點有：

（一）水平力是設(shè)計主要因素

在低層和多層房屋結(jié)構(gòu)中，往往是以重力為代表的豎向荷載控制著結(jié)構(gòu)設(shè)計。而在高層建筑中，盡管豎向荷載仍對結(jié)構(gòu)設(shè)計產(chǎn)生重要影響，但水平荷載卻起著決定性作用。因為建筑自重和樓面使用荷載在豎向構(gòu)件中所引起的軸力和彎矩的數(shù)值，僅與建筑高度的一次方成正比；而水平荷載對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的傾覆力矩、以及由此在豎向構(gòu)件中所引起的軸力，是與建筑高度的兩次方成正比。另一方面，對一定高度建筑來說，豎向荷載大體上是定值，而作為水平荷載的風(fēng)荷載和地震作用，其數(shù)值是隨著結(jié)構(gòu)動力性的不同而有較大的變化。

（二）側(cè)移成為控指標

與低層或多層建筑不同，結(jié)構(gòu)側(cè)移已成為高層結(jié)構(gòu)設(shè)計中的關(guān)鍵因素。隨著建筑高度的增加，水平荷載下結(jié)構(gòu)的側(cè)向變形迅速增大，與建筑高度H的4次方成正比（＝qH4/8EI）。

另外，高層建筑隨著高度的增加、輕質(zhì)高強材料的應(yīng)用、新的建筑形式和結(jié)構(gòu)體系的出現(xiàn)、側(cè)向位移的迅速增大，在設(shè)計中不僅要求結(jié)構(gòu)具有足夠的強度，還要求具有足夠的抗推剛度，使結(jié)構(gòu)在水平荷載下產(chǎn)生的側(cè)移被控制在某一限度之內(nèi)，否則會產(chǎn)生以下情況：

1.因側(cè)移產(chǎn)生較大的附加內(nèi)力，尤其是豎向構(gòu)件，當側(cè)向位移增大時，偏心加劇，當產(chǎn)生的附加內(nèi)力值超過一定數(shù)值時，將會導(dǎo)致房屋側(cè)塌。

2.使居住人員感到不適或驚慌。

3.使填充墻或建筑裝飾開裂或損壞，使機電設(shè)備管道損壞，使電梯軌道變型造成不能正常運行。

4.使主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件出現(xiàn)大裂縫，甚至損壞。

（三）抗震設(shè)計要求更高

有抗震設(shè)防的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，除要考慮正常使用時的豎向荷載、風(fēng)荷載外，還必須使結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性能，做到小震不壞、大震不倒。

（四）減輕高層建筑自重比多層建筑更為重要

高層建筑減輕自重比多層建筑更有意義。從地基承載力或樁基承載力考慮，如果在同樣地基或樁基的情況下，減輕房屋自重意昧著不增加基礎(chǔ)造價和處理措施，可以多建層數(shù)，這在軟弱土層有突出的經(jīng)濟效益。

地震效應(yīng)與建筑的重量成正比，減輕房屋自重是提高結(jié)構(gòu)抗震能力的有效辦法。高層建筑重量大了，不僅作用于結(jié)構(gòu)上的地震剪力大，還由于重心高地震作用傾覆力矩大，對豎向構(gòu)件產(chǎn)生很大的附加軸力，從而造成附加彎矩更大。

（五）軸向變形不容忽視

采用框架體系和框架——剪力墻體系的高層建筑中，框架中柱的軸壓應(yīng)力往往大于邊柱的軸壓應(yīng)力，中柱的軸向壓縮變形大于邊柱的軸向壓縮變形。當房屋很高時，此種軸向變形的差異將會達到較大的數(shù)值，其后果相當于連續(xù)梁中間支座沉陷，從而使連續(xù)梁中間支座處的負彎矩值減小，跨中正彎矩值和端支座負彎矩值增大。

（六）概念設(shè)計與理論計算同樣重要

抗震設(shè)計可以分為計算設(shè)計和概念設(shè)計兩部分。高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計計算是在一定的假想條件下進行的，盡管分析手段不斷提高，分析的原則不斷完善，但由于地震作用的復(fù)雜性和不確定性，地基土影響的復(fù)雜性和結(jié)構(gòu)體系本身的復(fù)雜性，可能導(dǎo)致理論分析計算和實際情況相差數(shù)倍之多，尤其是當結(jié)構(gòu)進入彈塑性階段之后，會出現(xiàn)構(gòu)件局部開裂甚至破壞，這時結(jié)構(gòu)已很難用常規(guī)的計算原理去進行分析。實踐表明，在設(shè)計中把握好高層建筑的概念設(shè)計也是很重要的。

二、高層建筑的結(jié)構(gòu)體系

（一）高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計原則

1.鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)與建筑、設(shè)備和施工密切配合，做到安全適用、技術(shù)先進、經(jīng)濟合理，并積極采用新技術(shù)、新工藝和新材料。

2.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)重視結(jié)構(gòu)選型和構(gòu)造，擇優(yōu)選擇抗震及抗風(fēng)性能好而經(jīng)濟合理的結(jié)構(gòu)體系與平、立面布置方案，并注意加強構(gòu)造連接。在抗震設(shè)計中，應(yīng)保證結(jié)構(gòu)整體抗震性能，使整個結(jié)構(gòu)有足夠的承載力、剛度和延性。

（二）高層建筑結(jié)構(gòu)體系及適用范圍

目前國內(nèi)的高層建筑基本上采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)體系有：框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架—剪力墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)等。

1.框架結(jié)構(gòu)體系?？蚣芙Y(jié)構(gòu)體系是由樓板、梁、柱及基礎(chǔ)四種承重構(gòu)件組成。由梁、柱、基礎(chǔ)構(gòu)成平面框架，它是主要承重結(jié)構(gòu)，各平面框架再由連系梁連系起來，即形成一個空間結(jié)構(gòu)體系，它是高層建筑中常用的結(jié)構(gòu)形式之一。

框架結(jié)構(gòu)體系優(yōu)點是：建筑平面布置靈活，能獲得大空間，建筑立面也容易處理，結(jié)構(gòu)自重輕，計算理論也比較成熟，在一定高度范圍內(nèi)造價較低。

框架結(jié)構(gòu)的缺點是：框架結(jié)構(gòu)本身柔性較大，抗側(cè)力能力較差，在風(fēng)荷載作用下會產(chǎn)生較大的水平位移，在地震荷載作用下，非結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞比較嚴重。

框架結(jié)構(gòu)的適用范圍：框架結(jié)構(gòu)的合理層數(shù)一般是6到15層，最經(jīng)濟的層數(shù)是10層左右。由于框架結(jié)構(gòu)能提供較大的建筑空間，平面布置靈活，可適合多種工藝與使用的要求，已廣泛應(yīng)用于辦公、住宅、商店、醫(yī)院、旅館、學(xué)校及多層工業(yè)廠房和倉庫中。

2.剪力墻結(jié)構(gòu)體系。在高層建筑中為了提高房屋結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力剛度，在其中設(shè)置的鋼筋混凝土墻體稱為“剪力墻”，剪力墻的主要作用在于提高整個房屋的抗剪強度和剛度，墻體同時也作為維護及房間分格構(gòu)件。

剪力墻結(jié)構(gòu)中，由鋼筋混凝土墻體承受全部水平和豎向荷載，剪力墻沿橫向縱向正交布置或沿多軸線斜交布置，它剛度大，空間整體性好，用鋼量省。歷史地震中，剪力墻結(jié)構(gòu)表現(xiàn)了良好的抗震性能，震害較少發(fā)生，而且程度也較輕微，在住宅和旅館客房中采用剪力墻結(jié)構(gòu)可以較好地適應(yīng)墻體較多、房間面積不太大的特點，而且可以使房間不露梁柱，整齊美觀。

剪力墻結(jié)構(gòu)墻體較多，不容易布置面積較大的房間，為了滿足旅館布置門廳、餐廳、會議室等大面積公共用房的要求，以及在住宅樓底層布置商店和公共設(shè)施的要求，可以將部分底層或部分層取消剪力墻代之以框架，形成框支剪力墻結(jié)構(gòu)。

在框支剪力墻中，底層柱的剛度小，形成上下剛度突變，在地震作用下底層柱會產(chǎn)生很大內(nèi)力及塑性變形，因此，在地震區(qū)不允許采用這種框支剪力墻結(jié)構(gòu)。

3.框架—剪力墻結(jié)構(gòu)體系。在框架結(jié)構(gòu)中布置一定數(shù)量的剪力墻，可以組成框架—剪力墻結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)既有框架結(jié)構(gòu)布置靈活、使用方便的特點，又有較大的剛度和較強的抗震能力，因而廣泛地應(yīng)用于高層建筑中的辦公樓和旅館。

4.筒體結(jié)構(gòu)體系。隨著建筑層數(shù)、高度的增長和抗震設(shè)防要求的提高，以平面工作狀態(tài)的框架、剪力墻來組成高層建筑結(jié)構(gòu)體系，往往不能滿足要求。這時可以由剪力墻構(gòu)成空間薄壁筒體，成為豎向懸臂箱形梁，加密柱子，以增強梁的剛度，也可以形成空間整體受力的框筒，由一個或多個筒體為主抵抗水平力的結(jié)構(gòu)稱為筒體結(jié)構(gòu)。通常筒體結(jié)構(gòu)有：

（1）框架—筒體結(jié)構(gòu)。中央布置剪力墻薄壁筒，由它受大部分水平力，周邊布置大柱距的普通框架，這種結(jié)構(gòu)受力特點類似框架—剪力墻結(jié)構(gòu)，目前南寧市的地王大廈也用這種結(jié)構(gòu)。

（2）筒中筒結(jié)構(gòu)。筒中筒結(jié)構(gòu)由內(nèi)、外兩個筒體組合而成，內(nèi)筒為剪力墻薄壁筒，外筒為密柱（通常柱距不大于3米）組成的框筒。由于外柱很密，梁剛度很大，門密洞口面積?。ㄒ话悴淮笥趬w面積50%），因而框筒工作不同于普通平面框架，而有很好的空間整體作用，類似一個多孔的豎向箱形梁，有很好的抗風(fēng)和抗震性能。目前國內(nèi)最高的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)如上海金茂大廈（88層、420.5米）、廣州中天廣場大廈（80層、320米）都是采用筒中筒結(jié)構(gòu)。

（3）成束筒結(jié)構(gòu)。在平面內(nèi)設(shè)置多個剪力墻薄壁筒體，每個筒體都比較小，這種結(jié)構(gòu)多用于平面形狀復(fù)雜的建筑中。

（4）巨型結(jié)構(gòu)體系。巨型結(jié)構(gòu)是由若干個巨柱（通常由電梯井或大面積實體柱組成）以及巨梁（每隔幾層或十幾個樓層設(shè)一道，梁截面一般占一至二層樓高度）組成一級巨型框架，承受主要水平力和豎向荷載，其余的樓面梁、柱組成二級結(jié)構(gòu)，它只是將樓面荷載傳遞到第一級框架結(jié)構(gòu)上去。這種結(jié)構(gòu)的二級結(jié)構(gòu)梁柱截面較小，使建筑布置有更大的靈活性和平面空間。

除以上介紹的幾種結(jié)構(gòu)體系外，還有其他一些結(jié)構(gòu)形式，也可應(yīng)用，如薄殼、懸索、膜結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架等，不過目前應(yīng)用最廣泛的還是框架、剪力墻、框架—剪力墻和筒體等四種結(jié)構(gòu)。

［參考文獻］

［1］GB50011－2001建筑抗震設(shè)計規(guī)范.

［2］GB50010－2002混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范.

篇(3)

關(guān)鍵詞：廠房；大跨度結(jié)構(gòu)；桁架結(jié)構(gòu)；方案選擇

中圖分類號：TU393文獻標志碼：A文章編號：1006-6012（2015）12-0075-01

近年來，大跨度房屋鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用較為廣泛，按照剛性差異以及組合方式的不同，可以劃分為2種結(jié)構(gòu)形式，一種是剛性結(jié)構(gòu)，另一種是柔性結(jié)構(gòu)。剛性大跨度房屋鋼結(jié)構(gòu)一般由空間桁架、網(wǎng)架等鋼桿件構(gòu)成。對于剛性大跨度房屋結(jié)構(gòu)來講，其主要設(shè)計依據(jù)是所受荷載。

1工程概況

某兩連跨廠房，長300m，跨度70m，采用鋼結(jié)構(gòu)方案，基礎(chǔ)采用混凝土獨立基礎(chǔ)。本工程屋頂形式采用張弦桁架構(gòu)件，同時連接格構(gòu)柱剛性，格構(gòu)柱的柱腳主要采用鉸接的連接方式。

2結(jié)構(gòu)方案的選定

根據(jù)建筑外形尺寸對項目結(jié)構(gòu)方案進行對比與分析，以優(yōu)選出最佳的結(jié)構(gòu)方案，經(jīng)過分析，本工程屋頂鋼結(jié)構(gòu)方案選定了張弦桁架方案，并與格構(gòu)柱剛性連接。這種方案具有以下幾方面的優(yōu)點：一是張弦結(jié)構(gòu)具有操作方便、重量輕、承載力好，有利于解決了結(jié)構(gòu)剛度問題；二是屋頂構(gòu)件與格構(gòu)柱剛性連接，實現(xiàn)了地震作用下側(cè)向位移及風(fēng)荷載的有效控制；三是柱腳采用鉸接連接，在地震作用下，上部結(jié)構(gòu)不會產(chǎn)生彎矩，這樣能夠合理利用原有基礎(chǔ)。屋頂結(jié)構(gòu)采用弦桿截面為219mm×10mm的張弦桁架，并與腹桿連接，其拉索采用￠15.2鋼絞線，其抗拉強度為1860MPa一共6束。同時，采用6孔夾片式錨具，將3道截面為180mm×8mm鋼管的立桿設(shè)置于張弦桁架與拉索之間。為了滿足錨固的作業(yè)需要，將315mm×40mm錨杯設(shè)置在下弦桿上，同時，確保弦桿與錨杯焊接。

3大跨度結(jié)構(gòu)設(shè)計中注意問題

在進行大跨度鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計時，需要做好單榀主桁架的驗算工作，并對單榀主桁結(jié)構(gòu)中墻面、屋頂?shù)奈恢眠M行分析與確定。同時，本工程所受的結(jié)構(gòu)荷載包括以下幾種：屋面荷載、雪荷載以及地震作用等。項目所處區(qū)域為50年一遇，屋面地震烈度為6度。本工程采用張弦桁架結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布受到拉索預(yù)張力大小的影響。因此，在拉索預(yù)張力確定時，我們需要考慮到以下幾個方面的因素：

（1）單跨屋面在荷載作用時，其張弦桁架對格構(gòu)柱不會產(chǎn)生水平推力，這樣有利于自平衡體系的形成。

（2）單跨屋面在荷載作用后，在正常使用下，其相對撓度值與反拱值相互抵消，滿足了使用極限狀態(tài)要求。

（3）在風(fēng)荷載作用時，按照結(jié)構(gòu)設(shè)計中相關(guān)規(guī)定，拉索要小于應(yīng)力比。

（4）屋頂桁架在風(fēng)荷載作用下，要確保其拉索具有足夠的拉力，以免造成拉索失去作用。在進行大跨度鋼結(jié)構(gòu)分析時，要按照桿單元對桁架腹桿進行分析，同時要按照梁單元對弦桿進行分析。在結(jié)構(gòu)計算的過程中，本工程采用SAP2000V1462軟件進行結(jié)構(gòu)計算，并控制好拉索拉應(yīng)力和最大應(yīng)力比，一般來說，拉索拉應(yīng)力為900MPa，最大應(yīng)力比為0.48，以提升拉索材料的強度。經(jīng)過結(jié)構(gòu)分析，張弦桁架的拉索初始內(nèi)力為198kN，初始反拱值為86mm。由此可見，在溫度荷載作用下進行結(jié)構(gòu)分析，應(yīng)選擇正溫，不能選擇負溫。但在負溫作用下，由于拉索拉力較大，所以拉索不會失去作用。屋頂張弦桁架具有一定的平衡性，所以其拉索可以提高屋頂桁架的剛度，在施加預(yù)張力的過程中，我們要充分考慮到屋頂桁架的剛度，當剛度滿足要求后，屋頂桁架要與格構(gòu)鋼柱進行焊接。對于兩跨張弦桁架來說，要確保內(nèi)力構(gòu)造與尺寸的一致性。此外，我們還應(yīng)對單跨屋頂張弦桁架結(jié)構(gòu)的施工工況進行分析，旨在為了施工吊裝作業(yè)提供依據(jù)。在進行單榀結(jié)構(gòu)模態(tài)分析時，應(yīng)選用前5階周期的結(jié)構(gòu)模態(tài)進行分析，經(jīng)分析得知，結(jié)構(gòu)側(cè)向的剛度不足。同時，張弦桁架結(jié)構(gòu)是一種平面受力結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)平面的需要一定支撐體系，以確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，為此，應(yīng)將次桁架設(shè)置于桁架與立桿的相交位置，同時將交叉支撐設(shè)置于次桁架之間，這樣就可以形成一個穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)空間體系。經(jīng)過以下因素分析與比較，最終選擇了桁架桿件截面。

4施工過程控制

在張弦桁架結(jié)構(gòu)安裝時，應(yīng)按照建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范要求進行施工，同時，在結(jié)構(gòu)分析時，要對不同的施工工況進行模擬與分析。在本工程張弦桁架施工安裝的過程中，要結(jié)合現(xiàn)場結(jié)構(gòu)特點，按照以下步驟進行施工。焊接屋頂拱形桁架；安裝鋼拉索，張拉反拱，以達到初始預(yù)張力值；焊接屋頂桁架與邊柱柱，從而形成兩連拱結(jié)構(gòu)；將交叉支撐安裝于兩連拱結(jié)構(gòu)之間，這樣有利于形成一個穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)空間體系。安裝桁架。綜上分析得知，拉索張拉工作極其重要。在施工過程中，要確定好拉索節(jié)點的位置，盡可能地降低理論長度的偏差。在拉索張拉的過程中，要控制好屋頂反拱值，一般控制在87mm左右。拉索內(nèi)力值為110kN，拉索軸向變形值為50mm。在施工監(jiān)測時，我們要對拉索內(nèi)力進行監(jiān)控，確保監(jiān)測結(jié)果滿足設(shè)計要求。在拉索張拉時，要先固定好立桿臨時支撐，待張拉完畢后，要采用U形夾將立桿下部與拉索夾緊，防止拉索出現(xiàn)串動。

5結(jié)束語

綜上所述，通過對某廠房大跨度鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計分析，得到了以下幾個方面的結(jié)論：

（1）本工程與其他大跨結(jié)構(gòu)的不同之外在于大跨度設(shè)計是由結(jié)構(gòu)剛度控制，需要考慮到結(jié)構(gòu)整體側(cè)向的剛度，同時要對原有基礎(chǔ)進行利用。

（2）在施加預(yù)張力時，要控制好預(yù)張力的大小，確保張弦桁架結(jié)構(gòu)的承載力及剛度。

（3）張弦桁架結(jié)構(gòu)是一種平面受力結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)平面的需要一定支撐體系，因此，在張拉過程中要確保張弦桁架的穩(wěn)定性。

（4）對于大跨度預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，應(yīng)采用專用連接構(gòu)造，確保計算模型與實際結(jié)構(gòu)的一致性，確保結(jié)構(gòu)傳力的明確性。鋼結(jié)構(gòu)作為房屋建筑結(jié)構(gòu)形式之一，具有重量輕、安裝方便、強度高、施工周期短等優(yōu)點。在房屋鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，要結(jié)合工程實際情況，優(yōu)選最佳的結(jié)構(gòu)形式，在選擇鋼結(jié)構(gòu)材料時，要充分考慮到房屋建筑結(jié)構(gòu)的尺寸和受力形式。一般來說，由于建筑鋼結(jié)構(gòu)都是采用現(xiàn)場拼裝的安裝方式，因此在設(shè)計時要考慮到鋼結(jié)構(gòu)在運輸和起吊中的剛度，以確保結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性。

參考文獻：

[1]JGJ7－2010空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2010.

篇(4)

關(guān)鍵詞： 冷彎薄壁輕型鋼結(jié)構(gòu)； CAD/CAM； 軟件架構(gòu)； 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)； 軟件開發(fā)

中圖分類號： TU392；TP317.4文獻標志碼： B

CAD/CAM software of cold-formed thin-wall lightweight

steel structure for residence buildings

YANG Huizhu1,2, CHANG Zhiguo1, WANG Xiaofeng1, ZHANG Qilin1

(1. College of Civil Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China;

2. Shanghai Tonglei Civil Engineering Technology Co., Ltd., Shanghai 200433, China)

Abstract： To develop a special CAD/CAM software for residence building structure system of cold-formed thin-wall lightweight steel structure, the constitution and construction characteristics of this kind of structure system and its typical connection joints are introduced and analyzed, and the function design and logical division of working flow are implemented according to the practical design work; the software framework and operation procedures are designed as starting from design model to calculation model then to detailing model. The structural design, calculation and installation of the structure system is based on assemblies, hereby basic software objects are determined as wall sheet, floor region, single sheet of planar roof truss. A hierarchy data structure of assembly-member object is designed to meet the different requirements of structural design and detailing design. The CAD/CAM software is developed based on AutoCAD graphics platform, and the kernel functions are realized for modeling, calculation, drawing, and so on.

Key words： cold-formed thin-wall lightweight steel structure; CAD/CAM; software framework; data structure; software development

0引言

冷彎薄壁輕型鋼結(jié)構(gòu)住宅是一種以冷彎薄壁型鋼構(gòu)件和輕型板材共同作為承重和維護結(jié)構(gòu)的新型綠色住宅，見圖1.

冷彎薄壁輕型鋼結(jié)構(gòu)住宅具有節(jié)能環(huán)保、質(zhì)量輕、強度高、抗震性能好以及易于規(guī)?；c標準化生產(chǎn)等諸多優(yōu)點，在國外已被大量使用，近年來國內(nèi)也開始逐步推廣應(yīng)用.

國外已經(jīng)具備比較完善的輕型鋼結(jié)構(gòu)住宅CAD/CAM軟件，已實現(xiàn)設(shè)計加工一體化、無紙化的自動數(shù)控加工；而在國內(nèi)，由于這種軟件的復(fù)雜性以及國外對此類軟件的技術(shù)與商業(yè)壟斷，輕型鋼結(jié)構(gòu)住宅CAD/CAM軟件成為國內(nèi)各生產(chǎn)廠家普遍的技術(shù)瓶頸.

龍骨結(jié)構(gòu)體系是冷彎薄壁輕型鋼結(jié)構(gòu)住宅的主要結(jié)構(gòu)形式.針對該結(jié)構(gòu)體系，本文開發(fā)出三維可視化的CAD/CAM集成化軟件.

1結(jié)構(gòu)體系與構(gòu)造

龍骨式低層冷彎薄壁輕型鋼結(jié)構(gòu)住宅由屋面系統(tǒng)、樓面系統(tǒng)和墻面系統(tǒng)等3部分組成，見圖2.

墻面系統(tǒng)由冷彎薄壁輕型鋼柱和內(nèi)、外層結(jié)構(gòu)覆面板組成，見圖3.墻體是主要的豎向和水平承重系統(tǒng)，起維護和承重的雙重作用.墻柱體系由C形鋼柱和導(dǎo)軌組成鋼骨架，并設(shè)置鋼拉帶支撐，墻體外側(cè)OSB板和內(nèi)側(cè)石膏板通過自鉆螺釘與鋼骨架相連.樓面系統(tǒng)由冷彎薄壁輕型格柵鋼梁，上、下結(jié)構(gòu)面板以及樓面細石混凝土等材料構(gòu)成，柵格鋼梁間亦設(shè)置鋼拉帶等支撐構(gòu)件，見圖4.屋面系統(tǒng)由冷彎薄壁輕型鋼桁架、屋面水平支撐及屋面板材料構(gòu)成，見圖5.

豎向載荷由樓蓋和屋蓋分別傳遞到墻體，再傳遞到基礎(chǔ)；風(fēng)和地震等水平向載荷全部由載荷方向的墻體承擔.

龍骨式低層冷彎薄壁輕型鋼結(jié)構(gòu)住宅的所有部件均由薄壁的C形鋼、U形鋼及鋼帶拼裝而成，再用自攻螺釘連接.從功能和構(gòu)造上看，連接節(jié)點可分為2類：一類是墻面、樓面及屋面各子系統(tǒng)中構(gòu)件的連接節(jié)點；另一類是子系統(tǒng)之間的連接節(jié)點.典型的連接節(jié)點見圖6.

(a)墻體與基礎(chǔ)的連接(b)墻體構(gòu)件的連接(c)上下層墻體的連接(d)樓蓋梁與基礎(chǔ)的連接(e)樓蓋梁與墻體的連接(f)屋蓋桁架的屋脊節(jié)點

2系統(tǒng)功能與架構(gòu)組織設(shè)計

軟件功能［1］在總體上可分為2部分：建模以及圖紙繪制與數(shù)控加工CNC數(shù)據(jù)的輸出.由于軟件本身的專業(yè)性質(zhì)是結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件，根據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計流程，可劃分為結(jié)構(gòu)布置設(shè)計、結(jié)構(gòu)力學(xué)計算、結(jié)構(gòu)深化設(shè)計以及圖紙與數(shù)據(jù)輸出等4個功能階段.

在結(jié)構(gòu)布置設(shè)計階段，根據(jù)建筑設(shè)計圖布置與搭建墻體、樓蓋與屋蓋結(jié)構(gòu)部件，形成住宅的主結(jié)構(gòu)模型.在該階段中，忽略次構(gòu)件以及構(gòu)件的連接節(jié)點等細部構(gòu)造，重點是形成整個主結(jié)構(gòu)，為下一步的結(jié)構(gòu)計算和規(guī)范驗算作準備.在此階段的模型上還要施加和編輯所有的外部載荷，包括恒載、活載、雪載、風(fēng)載和地震作用等.

龍骨式低層冷彎薄壁輕型鋼結(jié)構(gòu)住宅結(jié)構(gòu)的力學(xué)計算方式不同于一般的房屋結(jié)構(gòu)計算.通常的房屋結(jié)構(gòu)計算，如多層鋼框架結(jié)構(gòu)或磚混砌體結(jié)構(gòu)進行包含墻、柱、梁和樓板在內(nèi)的整體結(jié)構(gòu)計算，而冷彎薄壁輕型鋼結(jié)構(gòu)住宅是基于屋蓋、樓蓋及墻體等結(jié)構(gòu)部件的計算.外載荷按受載荷面積進行分配，如屋面載荷分配到各榀屋面的桁架；然后按連接關(guān)系進行載荷傳遞計算，即屋蓋桁架與樓蓋的載荷傳遞到墻體，上層墻體載荷傳遞到下層墻體.各部件單獨形成計算模型，進行結(jié)構(gòu)內(nèi)力與位移計算，并按相關(guān)規(guī)范進行部件及其中各構(gòu)件的驗算.一般情況下會將結(jié)構(gòu)的計算結(jié)果返回結(jié)構(gòu)布置設(shè)計階段，進行結(jié)構(gòu)部件和構(gòu)件的調(diào)整，然后再進行結(jié)構(gòu)的力學(xué)計算.如此往復(fù)，直到各個結(jié)構(gòu)指標均滿足要求.

深化設(shè)計階段是連接節(jié)點與構(gòu)件細部的設(shè)計，并進行節(jié)點和構(gòu)件的歸并與編號，為鋼結(jié)構(gòu)施工圖、加工圖和CNC加工數(shù)控輸出進行模型和數(shù)據(jù)準備.繪圖及CNC數(shù)據(jù)的編制完全依據(jù)深化模型，并形成一一對應(yīng)關(guān)系.

由上述可知，整個設(shè)計過程是模型由部件到構(gòu)件、由構(gòu)件到節(jié)點的逐步深入和細化過程，見圖7.其中，計算模型由結(jié)構(gòu)模型映射而來，結(jié)構(gòu)的構(gòu)件將被映射為有限元計算模型的單元和節(jié)點，并根據(jù)結(jié)構(gòu)模型的支撐情況在計算模型上設(shè)置正確的支座約束；結(jié)構(gòu)模型上的載荷也被轉(zhuǎn)換為有限元計算模型上的單元或節(jié)點載荷.

3模型對象的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計

3.1模型對象的范圍劃分和界定

可獨立操作模型對象的范圍界定直接影響軟件內(nèi)部的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)組織，同時也在很大程度上決定軟件在使用界面上的基本模式.［2］

龍骨式低層冷彎薄壁輕型鋼結(jié)構(gòu)住宅全部由C形或U形構(gòu)件搭建而成，如果以單根構(gòu)件為基本操作對象，則各對象自身的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡單統(tǒng)一，對深化設(shè)計階段的節(jié)點和細部操作非常有利.但是，對于建立和維護對象間的邏輯關(guān)聯(lián)信息，基于構(gòu)件的對象界定方法顯得非常復(fù)雜和繁瑣，而且這種結(jié)構(gòu)體系是基于墻、樓板及榀架等部件的結(jié)構(gòu)計算，單根構(gòu)件的對象界定方式非常不利于部件計算模型和載荷的組織與信息關(guān)聯(lián).

根據(jù)龍骨式低層冷彎薄壁輕型鋼結(jié)構(gòu)住宅的建模和結(jié)構(gòu)計算的特點看，結(jié)構(gòu)的物理對象可分為2個層次：（1）部件層次，包括墻體、樓蓋區(qū)塊（由墻體圍成的平面封閉區(qū)域）和屋蓋的各榀平面桁架.其中，屋蓋桁架的上弦沿坡屋面的形狀轉(zhuǎn)折起伏，需通過一個“坡屋面”的虛擬對象用于桁架的建模，此外，還用于屋面載荷向各榀桁架的導(dǎo)算分配.（2）構(gòu)件層次，即組成結(jié)構(gòu)部件的C形、U形冷彎薄壁構(gòu)件以及鋼拉帶和外覆面板等支撐構(gòu)件.因此，建立以部件為基本操作對象的層次化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是更好的組織方案.

3.2模型的層次化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計

構(gòu)件對象內(nèi)嵌在部件對象中.部件是多個構(gòu)件的有機集成體，在部件對象中存儲并維護部件本身的總體信息和部件內(nèi)各根構(gòu)件對象之間的關(guān)聯(lián)信息，各根構(gòu)件自身的信息存儲在構(gòu)件對象內(nèi).該層次化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)［2］的統(tǒng)一描述見圖8.

將上述層次化的參數(shù)描述關(guān)系具體到墻體、樓蓋和屋架等3個子系統(tǒng)，則有如圖9所示的邏輯組織關(guān)系.構(gòu)件集成體（子系統(tǒng)）內(nèi)部各構(gòu)件之間連接節(jié)點內(nèi)置為子系統(tǒng)內(nèi)部的連接功能，構(gòu)件集成體之間的連接節(jié)點（如連接板與抗拔錨栓等）則由外部的連接零件對象和連接功能予以表示和實現(xiàn).

(a)墻體對象的層次化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

(b)樓蓋對象的層次化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

(c)屋架對象的層次化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

(d)單根構(gòu)件對象的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

4程序設(shè)計

在AutoCAD三維圖形平臺［3］上，以二次開發(fā)接口ObjectARX［4］和VC++為工具，用普通PC機開發(fā)該CAD/CAM軟件系統(tǒng).軟件的開發(fā)和運行環(huán)境的層次結(jié)構(gòu)［1］見圖10.

墻體、樓蓋和屋架的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)拓樸具有很大的相似性，應(yīng)用C++的“繼承”和“多態(tài)”特性，建立基類和繼承類的派生關(guān)系，見圖11.多構(gòu)件集成體類從ObjectARX的AcDbEntity類派生，構(gòu)件類從AcDb3dSolid類派生.AcDb3dSolid是三維實體類，具有C形和U形截面構(gòu)件的三維造型與編輯操作.

軟件的主要功能模塊組織［5-6］見圖12，結(jié)構(gòu)三維實體模型是系統(tǒng)核心數(shù)據(jù)庫.

5軟件核心功能

墻體和樓蓋的建模示例見圖13，軟件根據(jù)門窗和樓蓋洞口的位置進行構(gòu)件的布置調(diào)整以及周邊構(gòu)件的加強處理.結(jié)構(gòu)外周墻體形成一個封閉的平面邊界，軟件根據(jù)此邊界以及指定的坡度自動生成坡屋面，然后再依據(jù)坡屋面的形狀自動排列生成各榀屋蓋桁架，見圖14.平面桁架腹桿的劃分布置按對稱與不對稱區(qū)域，三角區(qū)域、梯形區(qū)域及任意形狀區(qū)域進行優(yōu)化.

屋蓋上的載荷按受載荷面積經(jīng)導(dǎo)算后分配到各榀桁架.作用在結(jié)構(gòu)設(shè)計模型上的恒載、活載、雪載及風(fēng)載等經(jīng)導(dǎo)算后有不同的方向和分布模式，見圖15.但是，當設(shè)計模型映射為有限元計算模型后，所有載荷都歸為統(tǒng)一形式的有限元載荷.

樓蓋對象以每個單連通的平面區(qū)域（即房間）為單位，樓蓋上的均布載荷也需經(jīng)過分配和傳遞后導(dǎo)算到每根構(gòu)件上，見圖16.

通過對話框的交互方式進行模型的深化設(shè)計，見圖17.軟件根據(jù)深化設(shè)計三維實體模型進行圖紙繪制和數(shù)控加工CNC數(shù)據(jù)的輸出，圖18為樓蓋施工圖示例.

6結(jié)論

（1）根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計流程進行軟件功能階段和模型深化過程的劃分和組織，一方面符合實際設(shè)計工作的要求，另一方面也實現(xiàn)從結(jié)構(gòu)設(shè)計到深化設(shè)計，從建模到結(jié)構(gòu)計算以及繪圖的功能集成一體化.

（2）基本模型對象的范圍界定直接決定軟件的內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計，也在很大程度上影響軟件在界面上的使用模式.

（3）與常規(guī)的框架和剪力墻結(jié)構(gòu)體系相比，龍骨式低層冷彎薄壁輕型鋼結(jié)構(gòu)住宅的構(gòu)造和設(shè)計模式有較大不同.多集合體的層次化模型設(shè)計方法同時兼顧結(jié)構(gòu)部件設(shè)計的宏觀性和構(gòu)件深化設(shè)計的細節(jié)性.

（4）龍骨式低層冷彎薄壁輕型鋼結(jié)構(gòu)住宅不是整體結(jié)構(gòu)計算，而是基于部件的結(jié)構(gòu)分析，各部件的外載荷需經(jīng)多次傳遞和分配導(dǎo)算后確定.由于實際工程結(jié)構(gòu)布置的復(fù)雜性，載荷導(dǎo)算的正確性顯得尤為重要.

（5）基于三維深化模型進行圖紙繪制和CNC數(shù)據(jù)的編制，是該軟件與常規(guī)參數(shù)化直接二維繪圖的重要區(qū)別.該方式的最大優(yōu)點是結(jié)果表達的正確性和精確性，需要進一步改善的是二維圖紙的可讀性和美觀性.

(本文獲計算機輔助工程及其理論研討會2011(CAETS 2011)優(yōu)秀論文獎.)參考文獻：

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篇(5)

【關(guān)鍵字】：壓型彩鋼板 嚴寒地區(qū) 應(yīng)用 防治

中圖分類號：TU511.3+5 文獻標識碼：A 文章編號：

壓型彩鋼板的組成及使用要求

壓型彩鋼板是薄板經(jīng)過冷壓或者冷軋而成型的鋼材，它應(yīng)用的板材種類非常多，包括不銹鋼板、鍍鋁鋅板、鋁鎂合金板、鈦合金板等。由于壓型彩鋼板的結(jié)構(gòu)特性，它具有造型美、強度高、價格低、質(zhì)量輕、建造周期短等優(yōu)點，在工程建設(shè)中受到青睞，成為圍護結(jié)構(gòu)、樓板等建筑物的重要建筑材料。壓型彩鋼板一般采用烤漆工藝進行處理，可以根據(jù)不同的建筑要求涂裝你不同的顏色。根據(jù)不同的功能要求，壓型彩鋼板也有不同的分類，常見的分類有波形、雙曲波形、V型等。壓型彩鋼板的制作樣式有很多種類，可以根據(jù)所要使用的要求制成各種形狀。屋面和墻面的建筑中常用板厚為0.4~1.6毫米的壓型彩鋼板，承重樓板和筒倉的建筑中常用板厚為2~3毫米及以上厚度的壓型彩鋼板。

壓型彩鋼板的用途十分廣泛，可以用作內(nèi)外裝飾材料，也可用作民用住宅樓的樓面結(jié)構(gòu)。但是壓型彩鋼板最重要的用途還是在于廠房或者展覽館、火車站等公用建筑。壓型彩鋼板的外形美觀、設(shè)計合理、安裝操作簡便，因而具有很高的實用性、經(jīng)濟性與市場占有率。

由于建筑材料的使用對環(huán)境有一定的要求，所以在不同的地理環(huán)境條件下，壓型彩鋼板的使用壽命也有所不同。壓型彩鋼板由于板件的剝膜效應(yīng)，只要其整體不發(fā)生較大規(guī)模的損壞，它的使用能力就不會喪失。因而壓型彩鋼板的設(shè)計允許一定范圍內(nèi)的局部屈曲，在使用上更加靈活。

在北方地區(qū)，冬季漫長并且寒冷，在這種較為嚴峻的條件之下，對于建筑材料的使用有更加嚴格的要求。在嚴寒或者寒冷地區(qū)，當?shù)氐慕ㄖ仨毑扇」?jié)能措施，在保證室內(nèi)熱環(huán)境質(zhì)量的前提下，建筑設(shè)備的能耗必須控制在一定的范圍之內(nèi)。壓型彩鋼板的連接時其建造廠房及其他建筑的主控項目。若壓型彩鋼板的保溫工作沒有做好，那么在冬季將會呈現(xiàn)外部彩鋼板結(jié)冰而內(nèi)部的彩鋼板結(jié)霜的情況，這關(guān)乎建筑物的使用壽命以及使用效果。同時，建筑材料必須適應(yīng)嚴寒地區(qū)密封性、漏水性以及冷凝水的要求。應(yīng)對這些問題，我們在論文中進行了相信的分析以及應(yīng)對對策。

壓型彩鋼板使用中的密封問題及對策

壓型彩鋼板進行屋面施工的主要過程為：檀條安裝屋面底層板安裝鋼絲網(wǎng)、防潮貼面及保溫棉安裝上層板固定支座安裝屋面上層板安裝。

在檀條的安裝中，采取由屋面低處向屋面中心施工的方式，這是整個屋面系統(tǒng)的基礎(chǔ)，也是使用壓型彩鋼板建造廠房的基本工序。屋面底層板的安裝包括鋪設(shè)板材、板材安裝連接節(jié)點的處理。將已經(jīng)選定的下層板根據(jù)版圖提升至檀條的上端再進行固定，才連接點處理問題上采取螺釘方式，這樣能夠更好地保證廠房的氣密性，這是防治廠房內(nèi)部的水蒸氣進入保溫層的有效措施。在鋼絲網(wǎng)、防潮貼面及保溫棉安裝中，有幾點注意事項：一是在鋪設(shè)上層的保溫棉時，要事先在屋面固定位置開口將固定座穿入；二是要等到保溫棉充分回彈到自身尺寸時在進行測量，這樣可以保證測量的準確度；三是要實現(xiàn)保溫棉與屋面板的平行施工，這樣做是為了保證進行廠房的建設(shè)時盡可能地減少受外界環(huán)境的影響。在上層板固定支座安裝中，首先要進行測量放線，其次要進行固定座的安裝，最后需要檢查安裝質(zhì)量并進行修正，實現(xiàn)此工藝的要點是屋面板固定支座需要首先鑄造成型一個整體，并且在支座安裝時，底部應(yīng)當安放絕緣墊，從而有效降低“冷橋”效應(yīng)帶來的影響。在屋面上層板安裝中，所遵照的工藝流程是：堆放就位（堆放時為了保護鋼板的表面，應(yīng)當在其下放置好墊塊）安裝固定（在這一步中，我們應(yīng)當抑制室內(nèi)外溫差的傳遞速度，防止“冷橋”效應(yīng)的產(chǎn)生）屋板面的現(xiàn)場施工（這是上層板固定支座安裝種最重要的一步）檢驗及調(diào)整（需要檢驗板材與固定座是否完全連鎖并調(diào)整屋板面的平行度，最后要咬口固定）。

密封性的問題時壓型彩鋼板使用過程中非常重要的一部分，通過以上工藝可以良好地解決這一問題。

壓型彩鋼板使用中的房屋漏水問題及對策

目前我國大部分壓型彩鋼板屋經(jīng)過調(diào)研發(fā)現(xiàn)存在漏水嚴重的問題，尤其是在南方地區(qū)，漏水主要集中在雅興板搭接、屋面采光帶、水泥墻面相連等部位。

彩鋼板屋面漏水主要原因是由于材料自身的特性而引發(fā)的漏水。眾所周知的，金屬的導(dǎo)熱系數(shù)是比較大的，當外界環(huán)境的溫度發(fā)生較大的變化時，彩鋼容易收縮變形，在接口處產(chǎn)生較大的位移，從而使其物理性質(zhì)發(fā)生改變，也就是人們常說的熱脹冷縮，這樣就容易發(fā)生漏水的現(xiàn)象。這種問題在嚴寒地區(qū)發(fā)生地尤為嚴重，也是我們在使用鋼材作為建筑材料時不得不去考慮的。其次是因為房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計或者板型缺陷而引發(fā)的漏水。在如今越來越激烈的市場競爭中，施工方為了追求降低造價，節(jié)省原料，在結(jié)構(gòu)設(shè)計師，減小房屋坡度，產(chǎn)生積水、漏水現(xiàn)象。還有就是目前在我國輕鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計時，并未考慮地區(qū)氣候差異而采用不同的防水措施，例如在南方梅雨環(huán)境下的防水措施以及沿海地區(qū)季臺風(fēng)環(huán)境下的防水措施，有其各自的結(jié)構(gòu)特點，要選用適合本地區(qū)的防水材料，這也是產(chǎn)生漏水的原因之一?？傊a(chǎn)生彩鋼板房屋漏水的原因還有很多，這里就不一一列舉了。那么對于壓型彩鋼板房屋在嚴寒地區(qū)的漏水問題，我們應(yīng)當采取以下的措施予以解決：

首先我們應(yīng)該進行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計，綜合考慮造價，屋頂坡度，板型等多種因素，求得最佳的方案，這是解決這一問題的首要關(guān)鍵。除了考慮結(jié)構(gòu)設(shè)計之外，我們就還要充分考慮建筑物所在地區(qū)的氣候特點，采用合適的防水措施以及材料。其次由于金屬屋面材料的特性，我們可以借鑒國外的先進經(jīng)驗，選用適合金屬屋面的防水材料，比如說采用有較高粘結(jié)強度、好的追隨性以及耐候性極佳的材料做粘結(jié)帶。彩鋼板鋼結(jié)構(gòu)房屋脊部位漏水，我們應(yīng)該把屋脊蓋板做寬些，另外坡度找大點；或者搭接處敷設(shè)膠泥或硅膠。這些都是解決壓型彩鋼板在房屋漏水問題上的有效據(jù)舉措。

壓型彩鋼板使用中的冬季冷凝水問題及對策

在使用壓型彩鋼板建造建造廠房時，必須要考慮到車間內(nèi)外部環(huán)境的影響。氣溫、溫度、濕度以及地理條件都是所要考慮的因素。為了解決這一問題，在寒冷地區(qū)使用壓型彩鋼板時，應(yīng)當采取雙層保溫棉，并且加強防腐蝕工作。在冬季，由于室內(nèi)外溫差較大，極易產(chǎn)生冷凝水，尤其是在車間的四角部位，因為室內(nèi)熱空氣沿縫隙與外界板面進行相遇，所以在這些部位冷凝水最為嚴重。另外，在鋼天溝下部也存在點狀分布的冷凝水，這也是由于熱空氣遇冷形成的。

為了解決這一問題，我們必須要采取相應(yīng)的措施。應(yīng)對第一種原因產(chǎn)生的冷凝水，我們可以在下層板之間的縫隙處采用中性的硅酮密封膠進行密封。應(yīng)對第二種原因產(chǎn)生的冷凝水，我們采取閉泡塑膠填實的方法，并且用角鋼托舉。壓型彩鋼板必須是屋面梁安裝完成之后以及外墻基層驗收合格后進行。經(jīng)過生產(chǎn)實踐，我們采取的措施的確起到了一定的防治效果。但是單純靠堵的方式，不能夠從根本上解決這一問題，我們還需要再生產(chǎn)工藝上進行提升。通過綜合措施的防治，才能更好地解決問題。

壓型彩鋼板使用的建議

彩鋼板長用于建筑物的墻面以及屋面，具有裝飾性強、成型靈活、施工速度快、外形美觀、重量輕、易于工業(yè)化、商品化生產(chǎn)等優(yōu)點。但其也有需要注意的地方。

在安裝壓型板的時候，測量屋面沿長度、坡度方向的尺寸，以山墻面為基準，定出屋脊中心線，并以該線長度方向的伸縮縫處垂直線作為基準線，從基準線向山墻的方向每隔7一段距離劃出記號，按此方向?qū)⒄麄€屋面長度方向均勻度量。 墻面板、山墻包角及墻梁應(yīng)采用M6 自鉆螺絲連接，山墻檐口包角處還應(yīng)該采用泡沫塑料外封頭。擋風(fēng)板、波形板與泛水搭接波峰處最好用連接螺栓固定。 墻角開口部位的泛水板應(yīng)安裝在內(nèi)側(cè)，并用M6 自鉆螺絲將墻面板、泛水板一起緊固在墻筋上。將建筑密封膏涂敷在泛水板間的接縫處，墻面上外露的螺栓均滿涂防銹漆或密封膏。此外還需要注意防火措施采用防火性能比較好的巖棉作為芯材。在搭建過程中，芯材要遠離電焊、氣焊等明火作業(yè)在使用過程中，一些熱源、火源不要緊挨著鋼板。要保持一定的距離。電線、電纜最好不要從芯材中穿過，如果需要穿過，應(yīng)該加保護套管，彩鋼板房至少應(yīng)保持6米的安全距離

綜上所述，壓型彩鋼板的質(zhì)量對維護工程的防水效果以及耐久性有著非常重大的影響，合理地使用壓型彩鋼板可以建造效果十分優(yōu)良的建筑。我國目前的工業(yè)項目對于鋼結(jié)構(gòu)廠房的需求不斷增加，而壓型彩鋼板因為它優(yōu)良的質(zhì)地受到廣泛的青睞，必將成為新型建筑材料的佼佼者。

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篇(6)

Abstract： In accordance with the different characteristics of people's living environment， on the basis of enhancing seismic foundation of building， the important safety precaution measures for building earthquake construction need to be taken into account. Based on the analysis of factors affecting the seismic performance of the building， this paper explored technology applications in the construction process. In architectural design specification， the seismic standards for different architectural structure of building are the same， and the building structural engineers will ensure seismic performance. In this paper， combining with actual work experience， the author discussed several building structures related to the seismic performance and the influencing factors.

關(guān)鍵詞： 住宅建筑；建筑技術(shù)；抗震施工；抗震應(yīng)用

Key words： residential buildings；construction technology；seismic construction；seismic applications

中圖分類號：U45 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2012）32-0117-02

0 引言

圍繞研究怎么樣通過建筑的室內(nèi)區(qū)域劃分、陳設(shè)和家具的安排設(shè)計、材料的選擇等各個方面做了不同的詳細考慮，主要目的就是要保障建筑物居住者的生命和財產(chǎn)安全。目前，在建筑施工的框架中有很多的優(yōu)點，比如，抗震性能良好、整體性能好、圍護的墻體輕便、施工運行速度較快、布局設(shè)置靈活等等。在實際的工程中，抗震施工已經(jīng)成為非常重要的結(jié)構(gòu)構(gòu)成。因此，要求工程的負責技術(shù)人員嚴格依據(jù)圖紙進行施工和操作，從而確保施工的安全和質(zhì)量。尤其要注意在施工環(huán)節(jié)中重視對防震設(shè)施的建筑質(zhì)量，要加強對防震設(shè)施建筑的監(jiān)督和專項部門檢查，將抗震設(shè)防納入到規(guī)范化管理，只有保證建筑施工的質(zhì)量，才能滿足抗震設(shè)防對房屋結(jié)構(gòu)的要求，才能杜絕抗震隱患。

1 住宅建筑抗震施工技術(shù)及應(yīng)用的影響因素分析

住宅建筑的抗震施工技術(shù)及應(yīng)用能夠取得成功，其中諸多的影響因素起到至關(guān)重要的作用，同時，能夠直接或者間接影響到住宅建筑抗震性能的因素也是有許多的，各種復(fù)雜因素之間通過相互作用共同構(gòu)成住宅建筑的抗震性能。比如，在影響住宅建筑抗震施工技術(shù)及應(yīng)用的主要外部原因就是住宅建筑的設(shè)計是否始終按照規(guī)范的程序進行建設(shè)，其中包含住宅建筑的抗震構(gòu)造設(shè)計是否合理、在住宅建筑施工過程中施工質(zhì)量是否較高、住宅建筑選擇的地位是否合理等諸多原因。對于住宅建筑本身的抗震性能來說，更多的需要考慮住宅建筑的房屋結(jié)構(gòu)、使用年限、后期改造等方面的問題。

從抗震施工技術(shù)及應(yīng)用的角度來看，主要包括以下幾個方面的原因：

首先，最主要的就是住宅建筑的結(jié)構(gòu)是否合理，整體建筑結(jié)構(gòu)是否符合規(guī)則，在特性方面是否呈現(xiàn)出均勻、對稱等特點，在上述特點之下，住宅建筑的抗震性能會比較強大。反之，那種不規(guī)則的住宅建筑，甚至頭重腳輕式的住宅建筑，扭轉(zhuǎn)的不規(guī)則住宅建筑，等等此類情況，其建筑的抗震性能都比較差。這里需要修正一個近年來通常認為的誤區(qū)，那就是隨著生活水平的提升，人們對于躍層、錯層和復(fù)式等類型的住宅建筑情有獨鐘，誠然此類結(jié)構(gòu)的住宅建筑在提升居住舒適度等方面有其不可比擬的優(yōu)勢，但是從增強住宅建筑抗震性能的角度上來講，平層的住宅建筑的抗震性能更勝一籌。

其次，還需要考慮住宅建筑施工技術(shù)及應(yīng)用的時間長短，有的住宅建筑雖然符合建筑規(guī)則，但是因為建造的時間較長，以往的住宅建筑的施工過程中雖然考慮抗震性能，但是由于技術(shù)水平等方面的限制，當時的住宅建筑抗震標準相對較低，導(dǎo)致住宅建筑的抗震性能相對較弱。而且隨著人們對于自然災(zāi)害的認識越來越深刻，因此在住宅建筑抗震標準上也會隨著實際情況的變化而進行相應(yīng)的調(diào)整，總起來說，住宅建筑的抗震標準越來越嚴格，標準越來越高。

再次，住宅建筑的抗震施工技術(shù)及應(yīng)用受到當時當?shù)氐慕ㄖ牧霞笆┕べ|(zhì)量的影響。有的住宅建筑抗震標準要求較高，因此對于建筑材料的標準、型號等要求也相對較高，比如建材質(zhì)量的好壞，混凝土標號是否合理，鋼筋是否合格等諸多因素，都能夠在一定程度上影響抗震施工技術(shù)及應(yīng)用。施工隊伍的施工技術(shù)的高低也是影響施工技術(shù)及應(yīng)用的重要因素，有的施工隊伍技術(shù)高超，因此建造的房屋質(zhì)量就高，抗震性能相應(yīng)的就好。最后，住宅建筑的抗震施工技術(shù)及應(yīng)用受到住宅建筑的后期改造的影響較大。在住宅建筑的初期設(shè)計過程中，大多數(shù)住宅建筑均會充分考慮到房屋的抗震需要，因此對于建筑內(nèi)的有些部分是不能夠進行改動的，因為一旦破壞建筑的整體防震設(shè)計和抗震結(jié)構(gòu)，那么就會較大程度的降低建筑的抗震性能，甚至在發(fā)生強烈地震的時候，住宅建筑很有可能會發(fā)生整體坍塌的情況。

2 住宅建筑抗震施工技術(shù)及應(yīng)用的幾點對策建議

近年來，住宅建筑抗震施工技術(shù)及應(yīng)用日益完善和提升，但是在實施過程中仍然面臨著這樣或者那樣的弊端和缺陷。因此，結(jié)合實際工作經(jīng)驗，現(xiàn)對加強住宅建筑的抗震施工技術(shù)及應(yīng)用提出幾點粗淺的建議。

一是，加強住宅建筑墻體砌筑的抗震性能。因為，通常認為，住宅建筑的墻體框架結(jié)構(gòu)是決定住宅建筑抗震施工技術(shù)及應(yīng)用的關(guān)鍵所在，其所采用的圍護構(gòu)件屬于承重構(gòu)件的范疇，其所能夠產(chǎn)生的抗震性能的高低，也重點取決于建筑施工材料的質(zhì)量，以及建筑承重結(jié)構(gòu)的連接方式，還要考慮到建筑施工的質(zhì)量和建筑地基狀態(tài)。比如，在實際的抗震施工技術(shù)及應(yīng)用的過程之中，墻體的需要通過砂漿的粘結(jié)構(gòu)共同構(gòu)成墻面的整體，才能夠有效實現(xiàn)住宅建筑的抗震要求，因此需要在抗震施工過程中采用高標號水泥，嚴格合理控制砂漿配比等方面，嚴格住宅建筑施工規(guī)范的要求，整個墻體的砌筑砂漿飽滿度達到相應(yīng)的標準。有的住宅建筑墻體的砌筑經(jīng)常采用的是“三一”的砌磚方法，其中在豎向灰縫這一個環(huán)節(jié)上需要較高的技術(shù)和技巧。另外，在住宅建筑的框架結(jié)構(gòu)施工過程之中，需要事先將墻體內(nèi)的短鋼筋埋置好，然后再進行砌筑前的焊接等各項工作，堅決避免那些拉結(jié)筋在墻體之中任意擺放，導(dǎo)致其彎折嚴重影響了住宅建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量等問題的存在。針對上述幾種情況，需要在住宅建筑施工之前，即對所需要的各種型號的配筋一次性備齊備足，動態(tài)檢查是否有遺漏的情況。

二是，加強住宅建筑構(gòu)造柱的抗震性能。在抗震施工技術(shù)之中構(gòu)造柱和圈梁的施工處于比較重要的位置，必須予以加強和改進技術(shù)。因為，在眾多的磚混結(jié)構(gòu)的住宅建筑的抗震施工中，重點通過科學(xué)合理設(shè)計構(gòu)造柱和圈梁等方式來確保抗震性能，從而實現(xiàn)整個住宅建筑的最大抗震效果和能力，特別是要高度重視構(gòu)件之間的連接部分，需要更加注重采取強有力的施工措施。因為，這兩者共同構(gòu)成了住宅建筑的骨架，充分發(fā)揮著有效約束墻體的重要作用，進一步增強了縱橫磚墻之間的有效連接，進一步增強了住宅建筑的整體抗震性。

三是，加強住宅建筑框架節(jié)點的抗震性能。因為住宅建筑的框架節(jié)點發(fā)揮著連接框架柱和梁之間的作用，因此框架節(jié)點比較符合抗震標準才能夠?qū)崿F(xiàn)整體抗震性能的提升。如果框架節(jié)點遭到破壞，直接就可能導(dǎo)致住宅建筑的整體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)位移甚至傾倒，由此可以看出，框架節(jié)點抗震技術(shù)施工的重要性和現(xiàn)實性。要全面加強框架節(jié)點及其周邊區(qū)域的混凝土的強度，相關(guān)的配置應(yīng)當采取積極有效的抗震性能保護措施。在實際的抗震技術(shù)施工過程中，一般情況下是將混凝土澆筑到梁底的標高位置，然后將框架節(jié)點的混凝土，連同梁板進行澆筑。對于施工隊伍來說，要進一步增強抗震施工技術(shù)應(yīng)用的超強意識，從堅決杜絕施工隱患的角度入手，嚴格遵守住宅建筑施工過程中的施工圖紙要求，嚴格按照住宅建筑抗震構(gòu)造圖進行施工，確保建筑的整體框架柱的始終處于高強度的狀態(tài)。在框架節(jié)點及其周邊區(qū)域，住宅建筑框架柱的橫斷截面通常會包含梁的橫斷截面，這就要求在配置住宅建筑的柱箍筋和梁箍筋等環(huán)節(jié)上，更加的小心謹慎，堅決避免“形式箍筋”的情況出現(xiàn)，務(wù)必采取焊接封閉箍筋等方式，確?？蚣芄?jié)點及其周邊區(qū)域的箍筋整體質(zhì)量。如果在施工過程中將配筋的材料改為采用拉筋的方式，那么拉筋的位置應(yīng)該是緊緊貼近縱筋，同時加緊鉤住封閉的箍筋，確保箍筋可以發(fā)揮對整體混凝土抗壓作用發(fā)揮更大的作用。

3 結(jié)束語

就當前來說，大多數(shù)人對地震等自然災(zāi)害的了解甚少，因此和抗震有關(guān)的建筑設(shè)計情況也是基本處在探尋摸索的階段，當前抗震的相關(guān)設(shè)計也未達到相當科學(xué)的程度。我國人口分布廣泛，單純的依靠建筑物來提高抗震性是不科學(xué)的、不全面的，并不能減少太大的地震損失?？拐鹪O(shè)計的建筑物現(xiàn)在大都分布在新建建筑和大規(guī)模城市群中，而早期的一些建筑物尤其是農(nóng)村的簡陋建筑抗震設(shè)計幾乎沒有，從而導(dǎo)致最近幾年我國發(fā)生地震損失傷亡尤為嚴重的就在這些地區(qū)。要求建筑物具備良好的抗震能力，應(yīng)在做好建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計上實現(xiàn)良好的抗震，同時加上室內(nèi)的抗震設(shè)計，共同實現(xiàn)建筑物的抗震性能，減少因建筑物自身質(zhì)量、功能等問題而帶來的地震損失。所以，如果對建筑物的室內(nèi)設(shè)計也進行有序的科學(xué)的研究和設(shè)計安排，可以很好的保障人民在發(fā)生地震等自然災(zāi)害時造成的生命財產(chǎn)安全。這就給建筑物是設(shè)計要求提高了規(guī)范性和操作性，要加大多層磚房的建筑質(zhì)量和抗震設(shè)計，把民用的建筑地震損害程度降到最低。同時，隨著經(jīng)濟社會的飛速發(fā)展和人口的激增，在建筑物的質(zhì)量和耗能等方面有了新的標準和要求。施工部門和單位就需要進一步打破傳統(tǒng)建筑理念，不斷的探索、學(xué)習(xí)和創(chuàng)新，努力實現(xiàn)建筑行業(yè)的健康快速高效發(fā)展。

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篇(7)

【關(guān)鍵詞】滑移減震、石墨助滑劑、錯動位移。

1滑移減震建筑適應(yīng)工程抗震技術(shù)的發(fā)展

1.1震災(zāi)的嚴重性

本世紀世界陸地7級以上地震，中國有66次占1／3，人口死亡200多萬，中國有115萬占1／2。在最近期的1978年唐山大地震中死24萬，死傷40萬，經(jīng)濟損失100億人民幣。在國內(nèi)的各種災(zāi)害中，屬災(zāi)死人占54％。經(jīng)濟損失占6％。

1.2震災(zāi)預(yù)報的艱難性

至今世界上發(fā)生了無數(shù)次的大小地震，據(jù)資料介紹，只有海城與墨西哥兩次地震的臨震預(yù)報稍準，由于中長期預(yù)報不準，海城與墨西哥城的建筑物損壞與震災(zāi)還是嚴重的。關(guān)于地震發(fā)生的機理目前總說紛壇，例如，斷裂帶錯動、地殼板塊插入、整板變形斷裂，學(xué)說越多說明可靠的學(xué)說尚未形成。日本是震災(zāi)較多，研究地震機理及預(yù)報人員最多、水平最高的國家，可是1995年1月17日偏偏在其預(yù)報安全區(qū)西部的阪神發(fā)生大地震，死5oo0多人，經(jīng)濟損失1000億美元，全國一遍震驚。因此在1994年在西班牙召開的國際地震會議上有關(guān)專家指出，目前地震是不可預(yù)報的，因此各國應(yīng)將重點放在建造耐震的建筑上。

1.3如何吸取唐山大震的經(jīng)驗教訓(xùn)

海城地震后，天津市有些工程搞了抗震加固。在唐山大地震時，這些加固過的工程表現(xiàn)了明顯的耐震性能，因此唐山地震后全國開始了大規(guī)模的現(xiàn)有建筑抗震加固與新建建筑抗震設(shè)防工作。我國的抗震設(shè)防是按地區(qū)設(shè)防烈度劃分等級的，例如按六度設(shè)計的房屋的設(shè)防目標是：遭迂從值烈度（5．5度）時建筑不損壞；遭迂基本烈度（7度）時建筑有些損壞，但可修復(fù)使用；遭遇罕遇地震（8度強）時，破壞嚴重，但下例塌。海城地震時海城是9度，唐山地震時唐山中心區(qū)是10度。7度設(shè)計的房屋迂海城、唐山那樣的9度、10度大震就要破壞倒塌了。全國把大多數(shù)地區(qū)均劃為七度、六度區(qū)，由于經(jīng)濟的原因及技術(shù)的困難，尚無法按10度的條件設(shè)計這些地區(qū)的房屋結(jié)構(gòu)，因此無法避免唐山地震的悲劇重演。我國地震工程科技人員尋找新的方法，也就是開始研究隔震、減震。消能與控制技術(shù)，從”硬抗”轉(zhuǎn)到“軟消”。我院滑移減震建筑技術(shù)就是在這種形勢下從1985年開始列題研究的項目。

2滑移減震技術(shù)研究的主要成果及水平

為了避免唐山大地震的悲劇重演，為了尋求抵御十度大震的建筑技術(shù)，在1985年開展了滑移減震技術(shù)的研究。從1985年至1990年為項目研究，以機理為主；第二階段1995年至1997年結(jié)合試點建筑，進行設(shè)計、構(gòu)造及施工等配套技術(shù)研究。

2.1項目研究成果

（1）石墨是較理想的助滑劑材料：它耐久、構(gòu)造簡單、適宜的上部結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)造與適宜的最大錯動位移值。

（2）最大錯動位移是54mm；殘存錯動位移小于20mm；

（3）高寬比控制為2，能保證只滑不搖擺；

（4）能起到保險絲作用，滑譽減震房7度強時起滑，10度時上部建筑只滑不破壞倒塌。

1990年經(jīng)全國著名抗震專家宋秉譯、周福霖、劉季、李桂肴、霍自正等組成的鑒定委員會鑒定認為課題成果具有重大的社會效益與經(jīng)濟效益，成果的廣度和深度達到國內(nèi)先進水平，有關(guān)計算參數(shù)均可為滑移減震消能多層磚房的設(shè)計提供依據(jù)。

然后根據(jù)研究報告編寫的論文在第十屆世界地震工程會議（西班牙）與國內(nèi)“建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報”上發(fā)表。均獲較高評價。

2.2試點建筑的研究成果

（1）上部結(jié)構(gòu)設(shè)計安全度，橫墻安全度是相應(yīng)按7度抗震設(shè)計的1.5倍；縱墻是1.8倍。這與遼寧地區(qū)目前7度區(qū)的七層磚混住宅結(jié)構(gòu)相當；

（2）配套研究了上、下水管、煤氣管及暖氣管穿過滑移層的柔性接頭或柔性構(gòu)造；

（3）構(gòu)造簡單施工方便；

（4）采用挖孔樁基礎(chǔ)時，由于樁的配筋減少使總造價不增加；采用其它基礎(chǔ)時總造價增加較少。

試點建筑研究成果在1997年經(jīng)楊玉成、梁發(fā)云與省內(nèi)專家組成的鑒定委員會鑒定，認為該試驗建筑可達到相當于6一7度地震不壞，7度強地震時，滑動層剛開始動作，9～10度地震時下倒塌。這是一項防止房屋倒塌、減輕地震災(zāi)害的有效的創(chuàng)新途徑。用石墨作分隔層材料建成六層住宅在國內(nèi)、國際上屬首創(chuàng)。

3滑移減震建筑在市場中經(jīng)過檢驗得到房產(chǎn)育及用戶歡迎

（1）同行專家認可——技術(shù)上過硬；

（2）政府部門支持——適合我國、我省情況；

（3）符合市場法則一一房產(chǎn)商能掙錢；用戶歡迎。

滑移減震建筑技術(shù)就是闖過以上三關(guān)于1998年進入遼寧市場，并獲得了成功。

3.1同行專家認可

研究項目及試驗性建筑的兩次鑒定會文件及有關(guān)于中、外重要學(xué)術(shù)會議及國內(nèi)重要刊物均表明該項成果的學(xué)術(shù)水平是高的，獲得了同行專家的認可與好評。

3.2政府部門支持

滑移減震研究項目經(jīng)1990年至1995年近5年等停后，在全國橡膠墊隔震技術(shù)發(fā)展的形勢促進與1995年初日本阪神地震震災(zāi)的推動下，我于1995年5月給原遼寧省省長聞世震寫了一封信，呼吁”我省應(yīng)加快新型建筑隔震技術(shù)的發(fā)展”省長很重視批示支持，省建設(shè)了廳長也批示支持，隨之擬定了推廣規(guī)劃，并具體落實到遼寧省建設(shè)事業(yè)“九五”科技成果重點推廣項目和2010年科技成果轉(zhuǎn)化規(guī)劃綱要中。這就為項目的應(yīng)用獲得了可靠的紅頭文件。

3.3符合市場法則

因為地震預(yù)報不準，而按預(yù)報劃分的烈度設(shè)計抗震建筑，其安全性不高的現(xiàn)實不但科技人員明白，一般百姓亦理解。因此1997年夏季在遼寧省錦州市，1998年春季在丹東市當有地震傳言時、百姓就人心慌慌，盡力想法躲避。錦州屬下的凌海市與丹東屬下的東港市有的房產(chǎn)公司抓住百姓的怕震心態(tài)，建了一些現(xiàn)澆樓板的磚混住宅，造價增加40一50元／m2，但有購房自的百姓還是爭先選購了此種住宅。

滑移減震建筑技術(shù)就是在這種百姓對現(xiàn)有抗震建筑心有余悸，并且自己有了購房權(quán)，可以購買優(yōu)質(zhì)優(yōu)價房的形勢下于1998年走進市場的、在東港市及海城市推廣了約六萬平方米，當年建成3萬平方米。經(jīng)幾棟樓的施工實踐，采用滑移減震技術(shù)后，房屋價格僅增加12一20元／m2，每戶也只增加1000多元。因此滑移減震建筑深受房產(chǎn)商與用戶歡迎。

在1998年12月初在東港市召開的”遼寧省滑移減震建筑現(xiàn)場技術(shù)交流會”上，省建設(shè)廳領(lǐng)導(dǎo)認為滑移減震技術(shù)應(yīng)成為建筑業(yè)的新增長點。目前政府與群眾積極性均很高：領(lǐng)導(dǎo)重視、地方支持、專家認可與有震情百性需要，因此這項技術(shù)已經(jīng)開始成熟，可以走向市場，經(jīng)濟實用性較高。房建公司的經(jīng)理認為這項技術(shù)施工方便，造價增加較少，耐震概念易懂，滑移減震建筑技術(shù)是加快住宅業(yè)更新?lián)Q代，使之更好地為人民免災(zāi)造福。