某商服建筑结构的设计与分析
开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇某商服建筑结构的设计与分析范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！
摘要:结合大庆湖韵新村安置区商服建设工程，开展了对该商服建筑结构的设计与分析，建立了一个三维建筑结构的计算模型，采用中国建筑科学研究院PKPMCAD工程部编制的结构分析程序SATWE对结构的内力和变形进行了计算，并与相应规范进行了对比，均满足规范要求，为今后同类工程的设计提供参考。
关键词:结构设计；PKPM；计算模型；SATWE；
Abstract: combining the daqing lake rhyme relocation areas ShangFu saemaul undong construction projects, began to the ShangFu building design and analysis of structures, set up a three-dimensional architectural structure calculation model, a Chinese construction science research institute of PKPMCAD engineering structure analysis program to structure SATWE the internal forces and deformations are calculated, and compared with the corresponding standard, will meet the standards and requirements for similar projects in the future reference to the design of.
Keywords: structure design; PKPM; Calculation model. SATWE;
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号
1.工程概况
随着工程建设快速发展，建筑结构设计的要求也越来越高。建筑结构设计的原则是适用、安全、经济、美观，同时要便于施工。这些因素各有所重，最优建筑结构设计是这5个方面的结合。因此研究建筑设计和结构设计很好的结合，对新体系的开发具有重要的作用。
大庆龙凤地区的湖韵新村安置区商业服务楼由大庆市龙凤区向阳村村民委员会建设，采用节能建筑。考虑到所处的地理条件及其功能需求，湖韵新村安置区商业服务楼采用了框架结构。商服住楼需要在底层形成大空间，而框架结构体系因其柱网布置灵活，易于满足功能需要，因此在商业住宅设计中越来越多被采用。该建筑结构受力合理、用料经济、造型美观、施工简便，能覆盖较大空间，是发展前景广阔的一种结构形式。本文利用PKPM结构软件对结构的受力进行了验算，能够很好的满足规范要求。
2.建筑设计
该商服位于大庆市龙凤区，建筑总面积为190.75m2，总高度为14.245m。采用框架结构，地上层数为二层，局部为三层。结构的柱距为6m，跨度为30米，连接的横墙分别为1.8m和7.5m，采用钢筋混凝土楼盖[1]。建筑立面如图1。建筑外墙采用350厚的高保温陶粒混凝土砌块墙体，内墙采用200厚陶粒混凝土砌块，砌块砂浆要求饱满。墙体四周严密无缝。女儿墙也采用200厚厚陶粒混凝土砌块，现浇细石混凝土压顶板与构造柱可靠连接。屋面防水工程为三级设防，平屋面防水层采用自粘防水卷材防水[2]，保温层设在找平层以下。建筑采用外排水，雨水斗、雨水管采用UPVR管。建筑的防火等级为二级， 每层为一个防火分区，每个防火分区的面积小于2500m2,能够满足规范要求。根据《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068-2001）规定，建筑结构的使用年限为50年。根据《建筑工程抗震设防分类标准》（GB50223-2008）抗震设防烈度设为6度。
图1 建筑立面图
3.结构设计
结构设计的安全性与经济性不单体现在结构设计本身的安全度与材料用量,而且应结合建造的难度、技术措施费用、能源消耗等因素综合考虑[3]。设计与施工的关系变得越来越密切,只有在结构设计中充分考虑施工建造技术及可能遇到的各种因素,才能最终实现安全、经济的设计目标,体现结构设计与施工技术的完美结合。考虑该结构的使用功能，则选定为框架结构，柱距为6米，跨度为30m。
3.1材料和截面的选取
对于该工程, 梁和板采用强度等级为C25的混凝土, HRB400级钢筋现浇梁顶，楼板厚为120mm，梁高150mm，宽同墙厚；采用采用强度等级为C30的混凝土[4]，柱采用HRB400级钢筋现浇，柱截面尺寸为300mm×300mm构造柱截面尺寸为200mm×
200mm；基础采用强度等级为C30的混凝土, HRB335级钢筋现浇。吊环采用HPB235级钢筋制作，严禁使用冷加工钢筋，吊环埋入混凝土的深度不应小于30d，并应焊接或绑扎在钢筋骨架上。型钢和钢板采用Q235-B碳素结构钢。防潮层以下外墙采用MU10普通混凝土小型砌块，Mb10砌筑，且用Cb20灌孔混凝土灌实；防潮层以上外墙采用300厚陶粒混凝土砌块，内墙采用200厚陶粒混凝土砌块，砌块强度为MU5.0，采用Mb5.0混合砂浆。
3.2荷载统计
该工程处于抗震设防烈度为6度的地区, 因此只进行竖向荷载作用下的内力分析。根据《筑荷载规范》（GB50009-2001）取值，建筑隔墙恒荷载标准值为2.8kN/m2，住宅办公区活荷载标准值为2.0kN/m2, 楼梯、公共走廊活荷载标准值为3.5kN/m2，卫生间活荷载标准值为4.0kN/m2，不上人屋面荷载标准值为0.5kN/m2。基本风压为0.55 kN/m2。
4.PKPM软件计算
4.1 三维模型输入
需要按实际模型, 真实地输入设计结构的梁、柱、板等所有受力构件, 建立框架结构的整体模型，以便整体分析时能够准确计算结构的刚度, 把楼板厚度取为0, 不考虑楼板的作用,将节点视为弹性节点，用总刚分析的方法进行计算，否则程序分析时自动按刚性楼面假定进行计算，与实际情况不符。
4.2结构分析计算
针对建筑结构, 用SATWE 软件进行结构分析输入时, 要注意下列一些问题:
1）根据工程特点选用合适的空间计算程序，设置正确的参数、建立合理的模型
2) 结构整体控制和构件设计。SATWE 程序中会自动按照有侧移和无侧移框架, 根据钢筋混凝土结构规范线刚度比方法, 确定柱的计算长度系数。
3) 风荷载定义和组合。框架结构要考虑屋面的风吸力的影响, 风荷载体型系数的选取,按荷载规范选取。基本风压按50年一遇的基本风压0.55 kN/m2计算，地面粗糙程度为B类。
4）地震荷载定义分析。建筑抗震设防烈度为六度，设计基本地震加速度为0.05g，设计地震分组为第一组，场地类别为B类，总结特征周期为0.45s，建筑抗震设防分类为两类，抗震等级为四级。
4.3计算结果分析
SATWE计算时, 一般可按下述四轮结构计算法进行计算: 首先是计算前的处理, 选择计算软件及设置计算初始条件、计算参数、特殊构件、特殊条件等; 接着进行第一轮计算, 完成整体参数的合理设置, 振型数量、最大地震方向、基本周期、结构类型等; 第二轮计算确定整体结构的科学性, 周期比、位移比、刚度比、层间受剪承载力之比、刚度比、剪重比、抗倾覆能力等; 第三轮计算对结构构件做优化设计, 内力、轴压比、超筋、挠度、裂缝等; 第四轮计算满足规范抗震措施, 满足最大配筋率、最小配筋率和配筋方式等。对于框架结构部分按钢筋混凝土结构计算内容进行计算并输出计算结果。钢筋混凝土框架部分内力计算后可进行施工图设计[5]。
4.4基础分析
本工程持力层为第一层粉质粘土层，地基承载力特征值fak=160kPa,基础埋深自室外设计地坪下4.150米开始计算。结构采用柱下独立基础。基础采用C30混凝土，HRB33级钢筋现浇。隔开间采用地梁连接, 以减少地基不均匀沉降对结构的不利影响。
5总 结
结合大庆湖韵新村安置区商服建设工程，本文对该商服进行了建筑结构设计与分析，给出了材料和截面的选取，并建立了一个三层建筑结构的计算模型，对框架结构, PKPM 软件提供了整体设计的方法, 设计中应用软件时, 应注意结构的性能和要求, 合理运用软件提供的功能。得到的结果与相应规范进行了对比，均满足规范要求，最后给出构造措施，为今后同类工程的设计提供参考。
参考文献
[1]GB50352-2002.建筑结构可靠度设计统一标准[S].北京：中国建筑工业出版社，2002.
[2]GB50068-2001.建筑结构荷载规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2001.
[3]GB50009-2010.混凝土结构设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2010.
[4]GB50011-2010.建筑抗震设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2010.
[5]GB50011-2010.建筑地基基础设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2010.
第一作者简介：姜良芹（1978- ），女，硕士，工程师，山东临沂人，主要从事结构设计工作。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。