关于建筑结构选型及其设计探讨曾志明

关于建筑结构选型及其设计探讨曾志明

曾志明

安徽省人防建筑设计研究院东莞分部

摘要：随着经济的快速发展，建筑行业也获得了不断进步。在建筑领域当中，科学合理的对建筑结构进行选型及设计不但可以确保建筑工程项目的整体质量，还可以保障人们生命及财产的安全。建筑的相关人员只有确保选用的结构造型与设计符合标准，才可以切底保证建筑施工的整体质量。本文从建筑的结构选型和设计上进行详细的分析。望可以为相关人员及本领域提供一定的参考。

关键词：建筑；结构选型；结构设计

在实施建筑结构的选型时，需参照各种功能来实施有效的选择。只有如此才具有针对性，并且也防止了材料及人力的成本损耗。所以合理的参照标准来实施建筑结构的设计，才是确保建筑施工整体质量的基础。

1、框架结构与其设计

1.1、柱与梁的截面需遵循合理性的原则

梁的跨度大就得选取大的截面，相反梁的跨度小就选取小的截面，如是连续性的跨梁，最合理的选取方式就是选择宽度一样的截面。为了降低资源的浪费和减小资金的投入，柱的截面应尽量在每隔三层的时候就收小一次，每次在进行收小的时候，每侧收小的范围都大大等于50mm小等于200mm之间，顶部的基层需设置成300mm见方，防止刚度产生变化。如此利用收小柱截面的方法可以达到使用面积变大的效果。

1.2、严格要求混凝土的强度等级

用于建造建筑物的梁与柱的混凝土其强度一定要统一。对柱截面有调整的地方，为了避免刚度发生突变，对混凝土等级要求一定要与之前的一样不可改变。用于板建造的混凝土其强度不可小于C40，在建造楼板与屋面板时，如选用普通混凝土，混凝土强度应不超过C30，如是基础底板及地下室的外墙，这时混凝土的强度需不超过C35。

1.3、对于建筑物中柱的建造标准要求

柱在进行建造的时候，纵向配筋率需不可低于5%，如配筋率低于3%时，那么对箍筋的直径与间距也有相应标准的要求。在实施抗震的设计时，配筋率不可低于5%。如有高的标准规定时，配筋率不可超过6%。箍筋不一定非得做成封闭环式的。各纵筋间的距离必须要超过50mm，在实施抗震的设计时，所使用柱的截面需大于，其纵筋之间距离不可超过200mm。各柱截面直径和配筋率一定要统一，如此才可以给施工提供便利。建筑工程当中讲究的是强柱弱梁，纵筋不可过小，除第一层与第二层之处，尽量都使用以上的筋。对于建筑箍筋肢距同样有统一标准，如设计的是一级的抗震等级，箍筋的肢距便不可低于200mm，如果设计的是二级或三级抗震等级的，箍筋的肢距不可低于250mm，如果设计是四级的抗震等级，那箍筋的肢距不可低于300mm。通常情况下结构的设计人员将两根箍筋间的水平距离当作箍筋的肢距，箍筋的肢距不可太小，如太小会给混凝土浇筑带来影响，在实际的施工过程中，主筋可采用一拉一的方式，通过这样的方式可以节约钢筋的使用量。配筋率不但和柱轴压比有关系，还和混凝土的强度及箍筋抗拉强度有关。

1.4、钢筋混凝土的结构当中对于楼梯的设计一定需有科学依据

楼梯一定不可以使用砌体的支撑，尽量使用小框架的支撑，梁柱需与三级抗震的标准相符。在设计钢筋混凝土中的柱时，柱的上端需和梁板间保持弱连接，也可不连，构造柱的上端和梁板间应保持在20mm到30mm的距离，不然会造成上端梁板受力情况产生变化。构造柱中的箍筋是不能进行加密处理的，它不是抗震构件。在建设构造柱的时候，构造柱需先砌设填充墙，先浇注混凝土方式的施工是非常不合理的。并且同时，在钢筋混凝当中的砌体填充墙不可以与砌体的结构相同，需严格的依据抗震的设计标准来施工。

2、剪力墙的结构与其设计

2.1、建筑中剪力墙的结构应遵循法律法规的规定

通常剪力墙hw/bw的比值应大于8m，hw所表示的是肢截面高度，bw所指的是墙肢截面的厚度，墙肢截面高度需小于8m，相对于长的剪力墙最好可以开设一个结构洞。短肢的剪力墙其截面的高度与厚度的比值应处于5m-8m间，并且抗震的等级需在加增加一级。如其比值小于4m，那就属于不合格的柱子了。剪力墙的侧面刚度不需要太大，如果在工程建设时期，运用的是全剪力墙的结构，不含有一片石头的填充墙，在第一周期时侧面的刚度只有1.02，如侧面刚度太大，地震反应便会较大，如此不但不经济而且也不合理。

2.2、对于建筑中剪力墙厚度也有标准规定

高层建筑的结构不可以全部使用短肢剪力墙，如过多的应用短肢剪力墙，在实施抗震的设计时，筒体与普通的剪力墙其所担负的地震倾覆力矩不可小于整个底部的50%。SATWE程序实行计算的时候，是将每个墙肢厚度进行独立的计算，只要截面的高度与厚度的比值是在5m至8m间，均可视其是短肢的剪力墙。这种剪力墙底部的地震倾覆力矩较易大于50%。在此同时，剪力墙配筋的设计通常都是墙肢一端的配筋数量。

2.3、在工程建设中，对配筋率需合理计算

有些工程的建设中，一些人员在对配筋率进行计算时，计算出的结果是0.3%，而在具体的建设中，现实的配筋率是小于0.3%的，如此是很不合理的。因为纵向分布筋的配筋率会影响剪力墙配筋率的计算成果，造成计算的结果不精准。对于剪力墙纵向与横向筋的分布不必太大，如此可以有效的避免剪力墙产生开裂的情况。

2.4、对剪力墙结构中钢筋的分布的标准要求

在部分的剪力墙结构当中，短肢的剪力墙比较多，通常设计人员会把较短墙段分成构造边缘构件及约束边缘的构件，在实施计算的时候把纵向钢筋平均配置于整个墙段当中，如此行为是非常不合理且不科学的。主要会使在墙肢当中的钢筋无法发挥其真正的作用，因此纵向的钢筋需集中于墙肢的端部。在实施抗震的设计时，抗震墙其墙肢长度不可超过墙本身厚度的三倍，最好是依据柱的标准来实行设计。

3、框架与剪力墙相结合的结构与其设计

框架与剪力墙的组合结构是把框架与剪力墙两种结构合理的相结合，同时具有框架结构及剪力墙结构的所有优点，不但可以保障建筑工程的整体质量，还可以确保人们的生命安全。剪力墙所担负的地震倾覆弯矩不可小于50%，不然实现不了抗震作用，依据框架结构来对确定抗震等级设计，这一结构最大的适合高度只可以比框架结构增大一点。

框架与剪力墙组合的结构当中，尽量不选用短肢的剪力墙或是多层的砌体结构。砖最低抗压强度为10兆帕，砌块的最低抗压强度为7.5兆帕，大于五层的石块其抗压强度为30兆帕。框架与剪力墙组合的结构其水泥砂浆的强度会非常的不好，尽量不要使用M5规格的水泥砂浆。如此施工其施工的质量最终只能是B级，门窗之间的墙宽与转角墙长度不可小于1000mm，如转角的墙长度不足1000mm,那最适合设计成L形的构造柱。不可以设置成单独的混凝土柱子让其担负重力，在实施构造柱的过程中，拉强筋的长度需是1000mm的，一、二楼层不需要做此设计。

结束语：

由于建筑行业的快速发展，对于建筑结构选型与设计就显得特别的重要。建筑结构选型与其设计是不是科学合理，对建筑行业的发展有着直接性的联系，其不但影响着人们的生活，还会给入住业主的权益带来影响。所以建筑工程中的人员，在实施建筑结构的选型与其设计的时候，需参照本地区的经济情况，制定出即经济实惠又科学适合的方案，通过这样来实现人们的各种需求，促进建筑行业的持续发展与进步。

参考文献：

[1]刘利.高层建筑设计与选型[J].城市建设理论研究（电子版）.2011(25).

[2]陈子强.建筑结构选型的思路及其抗震设计应用[J].建筑设计管理.2010（04）.