浅析高层住宅结构设计中的含钢量控制

2022-09-11

1 结构设计方案对含钢量的影响

1.1 平面体型的规则性和均匀性对含钢量的影响

在高层建筑当中, 建筑的含钢量受到建筑平面体型的均匀性以及规则性的影响较大, 比如说:建筑平面体型的内收程度及其平面刚度等方面, 这些问题都会对XY轴的动力特性产生非常大的影响。同时建筑物两个方向的刚度差异也会导致建筑物的平面出现不均匀的现象, 从而导致建筑工程的整体刚度受到影响。

1.2 竖向高宽比对含钢量的影响

对于高宽度较大的高层建筑来说, 由于建筑钢含量受到竖向高宽度的影响也很大, 因此在进行设计的过程中要增加建筑物的侧向刚度, 以此来保证其整体的稳定性, 满足建筑物对抗震性以及舒适度的需要。

1.3 总高度的变化对含钢量的影响

当前大多数的高层建筑设计大多都是A级, 并且大部分的建筑结构布置都是采用了剪力墙的结构形式。在进行设计的过程中要根据建筑物的总高度来确定其含钢量。

1.4 转换层对含钢量的影响

通常情况下, 两道三个标准层的配筋量就是转换层所需要的配筋量, 同时在进行转换层设计的过程中要避免以转换作为工程设计中基本的设计理念, 这是因为转换层的属相抗力构建的不连续性会造成墙体以及转换柱的配筋较大, 从而导致住宅结构的含钢量变大, 影响到住宅的安全性和稳定性。

1.5 层高的控制对含钢量的影响

对于高层的建筑物来说, 其含钢量在一定程度上也受到了层高的控制。建筑物的含钢量随着建筑物的层高增加而不断的增加。

1.6 抗侧力构件的布置对含钢量的影响

在影响建筑物含钢量的诸多因素当中, 抗侧力构件的布置也是一个非常重要的因素。构件布置的合理会让建筑物的质量中心与刚度中心相接近, 这样能够有效的将结构位移比控制在规范允许的范围内, 以此来防止住宅结构由于构件位置不合理或者是数量过多而出现多筋以及超筋问题, 从而保证结构的性能。

此外建筑的立面造型以及细部的处理也是影响建筑工程含钢量的一个重要因素, 因此在进行设计的时候要注意建筑物的立面造型以及细部处理。

2 应选取适用的荷载

通常情况下, 抵抗竖向以及水平荷载作用是高层或者是超高层建筑必须要具备的性能。但是针对于高层建筑来说, 建筑结构需要更多的抵抗水平力。在进行设计的过程中, 其主要的问题就是建筑抗侧力的问题, 同时地震对于高层建筑的威胁也非常大。因此在进行建筑结构设计的过程中, 在进行结构计算时, 要检查其荷载输入值的选用是否正确, 从而保证整个工程的含钢量处于正常的水平。比如说在填充墙的开窗门洞处不能够随意的加大线恒载。在进行设计方案的选择过程中也要采用轻质的材料, 有效的减轻结构的自重。在进行高层建筑的室内设计时要采用轻质的隔墙, 隔墙体系也要采用轻质的石膏板。这样不但能够降低建筑的工程造价和成本, 还能够将建筑结构的荷载降低, 从而降低结构含钢量以及建筑的基础截面等。

3 优化设计, 适当减少剪力墙数量

设计人员在布置建筑工程高层结构的过程中要将剪力墙的布置数量适当降低。同时要尽量的避免剪力墙的暗柱箍筋出现重叠的现象。在剪力墙高度的三分之二的地方要布置构件, 通常采用的都是封闭箍来对边缘构件的小箍筋进行约束, 而构件的稳定也要采用封闭箍, 同时也可以采用拉筋, 但是需要注意的就是箍筋之间要留有一定的距离。纵向钢筋的直径若是两种以上, 那么就要将直径较大的钢筋设置在角部。连体建筑的链接部位都是采用的大开间的剪力墙, 这就在一定程度上减少了剪力墙的数量, 也就有效的降低了整体建筑的含钢量。在实际的试件当中, 要在允许的范围内进行建筑结构的优化设计, 将剪力墙的数量适当的减少, 同时将大框架梁的跨度加大, 在进行开间的布置时要与建筑专业的人员进行协商, 避免出现错位的情况, 避免因错位而导致竖向构件的增加, 从而降低建筑物的含钢量。在进行地下室顶板的设计时, 采用带柱帽的普通钢筋混凝土无梁楼盖是较为适合的方案, 其余的部位宜采用普通钢筋混凝土梁板结构, 当两轴尺寸接近的时候, 宜采用双向板的布置方式, 若两者的尺寸相差过大宜采用单向板的布置方式。

4 应该路径简洁、形式合理

设计人员在设计水平构件的过程中首先要保证的就是楼面的荷载能够快速的传递到结构主体, 确保结构楼面荷载传递的简洁性, 在结构的主体接收到了荷载之后要通过其剪力墙、属相构建以及结构的框架来将荷载传送到建筑结构的基础部位上。在进行构建设计的过程中, 若是采用了平面构件布置不合理的结构形式, 就会增加建筑工程造价, 同时还会对含钢量的控制产生较大的影响。在选择构件形式的时候也一样, 比如说在进行地下室的基础设计时, 梁板式与平板式相比较, 采用平板式更加的节省建筑的钢筋, 相反则会增加施工的复杂性, 同时还会增加建筑的含钢量。

5 宜采用高强度钢筋

通常来说, 办公建筑以及住宅的荷载相对较低, 但是因为其建设要满足电线的埋设要求, 因此在进行设计的过程中要保证其板厚大于100mm。在进行结构布置的时候, 通常其原则就是板的跨度不宜过大, 其配筋要由内力控制而非构造, 因此在进行配筋的过程中, 楼板的配筋应采用HRB335的钢筋来节省建筑用钢量。住宅的板跨度相对较小, 若是采用高强度的钢筋, 那么其大部分的板底钢筋都是构造配筋。总之就是板的跨度越大, 就能够节省越多的钢筋, 建筑的含钢量也就更少。

6 结语

在进行高层建筑的设计过程中, 要想控制结构的含钢量, 不仅要通过工程师, 同时还需要获得业主以及其他专业人员的配合。在结构设计阶段进行含钢量的控制并不是一项单一的任务, 这个控制工作要贯穿于整个工程的设计过程当中, 保证设计的合理性以及科学性。

摘要:国家土地的出让方式随着我国经济的高速发展而不断的完善, 在城市当中, 可用于住宅建设的土地随着城市化进程的加快而逐渐的减少, 国家相关的规费以及土地的价格也急剧攀升, 尤其是近年来, 国家对于房地产行业的宏观调控使房地产开发的主要方向变成了占地面积较小的高层建筑, 目前这种建筑业成为二流城市居民居住的主要形式。本文就分析了在进行高层住宅设计的过程中如何控制含钢量。

关键词:高层,住宅结构,设计,含钢量,控制

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