建筑工程室內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)加層設(shè)計(jì)探討.pdf

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1、建筑工程室內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)加層設(shè)計(jì)探討■張玉一合肥工業(yè)大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院。安徽合肥230000摘要：隨著我國(guó)建筑行業(yè)的飛速發(fā)展，各種新型結(jié)掏的應(yīng)用。有效的提高的建筑的質(zhì)量．促進(jìn)建筑業(yè)的發(fā)展。而鋼框架和混凝土框架是室內(nèi)加層結(jié)構(gòu)的兩種結(jié)構(gòu)方式．在建筑工程室內(nèi)加層設(shè)計(jì)中得到了廣泛的應(yīng)用。本位將結(jié)合工程實(shí)例，通過(guò)對(duì)比兩種室內(nèi)加層結(jié)構(gòu)方式的周期、地震剪力、層間位移側(cè)角等技術(shù)指標(biāo)．分析了兩種結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)，進(jìn)而探討了適合建筑工程室內(nèi)加層設(shè)計(jì)的鋼結(jié)構(gòu)體系．以期對(duì)建筑工程室內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)加層設(shè)計(jì)的發(fā)展有所啟示和借鑒關(guān)鍵詞：建筑工程室內(nèi)加層鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)探討前言建筑的主要功能之一便是舒適度，

2、因此，在建筑工程滿足安全和舒適度的同時(shí)，在對(duì)室內(nèi)加層的設(shè)置時(shí)，需要滿足建筑凈空的要求，這就要求設(shè)計(jì)合理的室內(nèi)加層結(jié)構(gòu)形式．并選取合適的結(jié)構(gòu)材料和結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面，從而保證建筑功能的最大限度的實(shí)現(xiàn)：而鋼筋混泥土和鋼材是現(xiàn)代建筑的主要原材料，由于室內(nèi)加層受到整個(gè)主體建筑的布局和設(shè)計(jì)載荷等因素的制約，這就要求室內(nèi)加層需要有較輕的自重，并且需要強(qiáng)度高、截面小，同時(shí)還需要滿足環(huán)保的要求。而鋼結(jié)構(gòu)室內(nèi)加層技術(shù)具有布局靈活、自重輕、輕度高、延性好、截面小、對(duì)主體結(jié)構(gòu)影響小等特點(diǎn)，并且材料可回收利用．符合可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略要求，使得鋼結(jié)構(gòu)成為室內(nèi)加層結(jié)構(gòu)的理想選擇。1建筑室內(nèi)

3、鋼結(jié)構(gòu)加層設(shè)計(jì)的應(yīng)用工程實(shí)例1．1工程介紹：如下表一所示：表一某綜合商業(yè)樓層數(shù)／高結(jié)構(gòu)體系基礎(chǔ)類型主粱界邊梁截樓板度(m)面尺寸厚度鋼筋混凝土55rm×踟bm某綜合12／62框架——核平板式和50cmx80cm×60cm20cm商業(yè)樓心筒結(jié)構(gòu)體筏板60‘、m系，對(duì)稱雙塔其中，l～2層為裙房．商業(yè)用途，3一12層為商住綜合用途。建筑的主體結(jié)構(gòu)柱、墻等豎直構(gòu)件混凝土強(qiáng)度為c40，梁、板等水平構(gòu)件為混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C35，鋼梁、鋼柱采用Q235：1．2未加層前和加層后的載荷條件。分別如下表二、三所示表二：未加層前荷載條件主體結(jié)構(gòu)樓面恒活載標(biāo)準(zhǔn)值標(biāo)準(zhǔn)層固定隔荷載

4、(KN／耐)(K、／nf)墻線荷載(KN／rr『)454．06．4表三：加層后荷載條件主體結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)層加層樓板加層恒加層加層鋼梁、樓面恒荷載活載值固定隔墻自重荷載值活載值鋼柱自重線荷載(KN／耐)(KN／frf)(KN／耐)(KN／斫)粱上：3．2；2．020150．72．0O．3梁下：3．22建筑室內(nèi)加層鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的研究方法建筑工程室內(nèi)加層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要有鋼框架和混凝土框架兩種結(jié)構(gòu)形式，通常我們可以通過(guò)以下方法來(lái)對(duì)室內(nèi)加層鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究：(1)多方案理論對(duì)比研究法。與鋼結(jié)構(gòu)室內(nèi)加層結(jié)構(gòu)相比，鋼筋混凝土室內(nèi)加層結(jié)構(gòu)的自重和剛度都較大，這樣可能會(huì)導(dǎo)致主體結(jié)構(gòu)的

5、部分構(gòu)件如柱、強(qiáng)等荷載增大，延性減?。拐鹦阅苡兴鶞p弱，安全效果不理想。通常我們可以通過(guò)對(duì)不同的室內(nèi)加層結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行方案對(duì)比．從而給定設(shè)計(jì)的參數(shù)和準(zhǔn)則．這樣有利于設(shè)計(jì)的計(jì)算和技術(shù)的推廣．(2)數(shù)值計(jì)算模擬仿真分析法。該種分析方法主要運(yùn)用相關(guān)軟件對(duì)不同的室內(nèi)加層結(jié)構(gòu)方案建立計(jì)算模型．并進(jìn)行比較分析研究。通?？梢韵扔肞KPM軟件建立計(jì)算模型，然后用sATWE軟件進(jìn)行計(jì)算。3鋼框架結(jié)構(gòu)和混凝土框架結(jié)構(gòu)室內(nèi)加層設(shè)計(jì)的對(duì)比研究通過(guò)上述研究方法，我們對(duì)上述工程實(shí)例進(jìn)行不同結(jié)構(gòu)的室內(nèi)加層設(shè)計(jì)，進(jìn)而對(duì)比兩者加層后的效果。(1)鋼框架結(jié)構(gòu)室內(nèi)加層方案。針對(duì)建筑的實(shí)際條件和

6、主體結(jié)構(gòu)的布置，使用鋼結(jié)構(gòu)來(lái)對(duì)室內(nèi)加層：為了鋼設(shè)置鋼柱腳底板的方便與可靠，在主體建筑結(jié)構(gòu)體系的框架梁上設(shè)置鋼柱，并根據(jù)建筑室內(nèi)的額分隔來(lái)設(shè)置鋼柱柱網(wǎng)，使鋼柱截面寬與隔墻厚度保持一致，取值20cm，保證鋼柱的的布置不影響建筑的效果。同時(shí)為了保證建筑凈空的高度，多數(shù)鋼梁截面高應(yīng)小于等于35cm。如圖1所示：一i—KlI=_1卜●-I’r-●二tj’。F一●I＼ln／／，I?！瘛／L：}}j—T—11●，●圖l鋼框架結(jié)構(gòu)加層平面圖從圖中我們看出，加層結(jié)構(gòu)的水平方向跨度相對(duì)較大為llm，并且剛度較弱，則．在加層設(shè)計(jì)時(shí)需要加強(qiáng)該方向的抗震性設(shè)計(jì)。而在EH軸和3、

7、4軸，5、6軸之間的區(qū)域，應(yīng)加大箱型鋼柱截面的厚度，與中間的核心筒形成雙口型加強(qiáng)區(qū)?？谛屯膺B接的箱型鋼柱截面厚度也應(yīng)加大。其余鋼柱截面厚度滿足需求即可。(2)混凝土框架結(jié)構(gòu)室內(nèi)加層設(shè)計(jì)方案。選取混凝土框架柱截面的最小寬度為30cm，由于加層結(jié)構(gòu)混凝土柱底荷載較大，容易導(dǎo)致建筑主體結(jié)構(gòu)樓面難以承受，依據(jù)主體結(jié)構(gòu)的平面布置，可不另設(shè)混凝土柱，框架梁截面寬度取20cm。同樣水平跨度較大為llm，需要加強(qiáng)該方向的抗震設(shè)計(jì)：而水平方向的加層結(jié)構(gòu)易加大框架梁截面高度。由于混凝土框架結(jié)構(gòu)的自重較大，這樣容易增加建筑的基礎(chǔ)載荷．截面高度大，很難滿足凈空的要求，也不方便以

8、后室內(nèi)的改造。在經(jīng)過(guò)精確的計(jì)算后，采用兩種方案加層結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面尺寸如下表四、五