结构设计的经济性措施试卷.docVIP

PAGE  PAGE 11 结构设计的经济性措施 1 建筑体型 2 结构计算 2.1 整体计算指标控制 2.2 重力荷载 2.2.1 重力荷载的计算要点 2.2.1 重力荷载标准值控制范围 2.3 基本自振周期 3 结构材料 3.1 钢筋 3.2 混凝土 4 结构构件设计 4.1 楼板设计 4.2 梁设计 4.3 墙柱设计 4.4 基础及地下室设计 5 高层住宅经济性指标参考 1 建筑体型 多层建筑一般是竖向重力荷载起主导作用，而对于高层建筑，如何抵抗水平荷载则是首要问题。建筑物的体型对抗风、抗震的影响非常大，好的体型决定了建筑物抗风、抗震的上限，合理的计算和构造只是去接近这个上限。在建筑方案阶段，结构工程师的重要工作就是要说服建筑师采用较为规整的体型。 抗震设计时，平面不利于抗震的体型有凹凸过大、细腰和角部重叠形、楼板开大洞等；立面不利于抗震的体型有头重脚轻、h形立面等。 抗风设计时，要控制建筑物体型的光滑程度。圆形、椭圆形是最佳体型，方形切角，整个平面没有直角或锐角也是比较好的体型。建筑外表面要尽量避免装饰性的突起，尽量光滑。 2 结构计算 2.1 整体计算指标控制 结构整体计算需要控制的指标有：位移比、周期比、刚度比、层间受剪承载力比、剪重比、刚重比、层间位移角、轴压比等。结构计算要让所有参数满足规范要求，但为了经济性又不能远远超过标准值，整个建模计算过程需要结构设计人员不停的尝试、不停的纠错，在整体指标“通过计算”和“经济合理”之间找到契合点。 2.2 重力荷载计算 重力荷载一般由4部分组成：①结构自重；②楼、底面粉刷、吊顶自重，屋面找坡、防水、保温层等自重；③填充墙及门窗自重；④使用活荷载。结构设计时候应建立两个清楚的概念： （1）轻。尽量采用轻质、高强的建筑材料，减轻自重； （2）准。重力荷载的计算牵一发动全身，它的准确计算，关系到建筑物的实际安全度的准确控制，也关系到结构设计的经济性。 2.2.1 重力荷载的计算要点 （1）计算结构自重时，扣除梁板重叠部分的板重、墙板重叠部分的板重、梁柱重叠部分的梁重等； （2）使用活荷载计算要根据《建筑结构荷载规范》GB5009-2012第5.1.2条的规定进行折减； （3）消防车活荷载计算要根据板跨和覆土厚度进行折减，折减系数可参见《荷载规范》附录B； （4）设计楼面梁时，消防车活载应做折减，单向楼盖次梁和双向楼盖主、次梁折减系数取0.8，单向楼盖的主梁折减系数取0.6； （5）计算填充墙自重时，应扣除梁高，且根据门窗洞口的大小进行适当的折减。 2.2.2 重力荷载标准值控制范围 采用普通轻质填充墙（墙密度为1000~1300 kg/m3）的各类现浇混钢筋混凝土结构的平均重力，其范围大致如下表2.2所示： 表2.2 重力荷载标准值控制范围 结构体系框架结构框架-剪力墙结构剪力墙结构、筒体结构平均重力（kN/㎡）10~1413~1514~16 附件1为荷载计算书范例，设计人员应根据工程实际情况填写，施工图审查时作为结构计算书的依据之一。 附件2为消防车荷载计算表，供设计人员参考，用于工程设计时，设计人员应仔细验证。 2.3 基本自振周期 高层建筑结构的基本自振周期，是在自身质量和侧移刚度确定后，自身固有的及其重要的力学特性。它的大小直接影响到水平荷载，如风和地震这两类动力荷载作用于建筑物自身的效应，同时又是衡量一个高层建筑结构质量和刚度是否匹配、刚度是否合理的重要指标。 高层建筑结构基本自振周期较佳幅值： T1=（0.10~0.14）n 框架结构 T1=（0.08~0.12）n 框剪、框筒结构 T1=（0.05~0.08）n 剪力墙结构 n为高层建筑结构层数。 3 结构材料 3.1 钢筋 结构受力钢筋均采用三级钢（HRB400），构造钢筋采用三级钢（HRB400）或一级钢（HPB300），避免使用二级钢（HRB335）。 3.2 混凝土 粱、板：C40~C25，尽量不宜超过C35，高标号混凝土不经济且容易开裂，除屋面外住宅上部楼层可以采用C25； 框架柱：C60~C30，当地条件应许下，应尽可能提高柱子的混凝土强度等级，减小柱截面尺寸； 剪力墙：C50~C30； 侧 壁：C30，地下室侧壁一般长度较大对混凝土强度要求不高。 4 结构构件设计 4.1 楼板设计 （1）楼板受力钢筋采用三级钢HRB400时，其最小配筋率采用0.15和45ft/fy中的较大值。例如：厚度100mm的楼板，砼等级为C30时，最小配筋率为max{0.15%，0.179%}=0.179%，按最小配筋率可配Φ6@150（188mm2/m）。 （2）楼板底筋最小直径可取Φ6，支座筋最小直径宜为Φ8。 （3）地下室、屋面等