浅析工业与民用建筑的混合结构设计办法

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[摘要] 工业与民用建筑的混合结构设计是关系着工民建工程质量的基础和前提，因此，我们必须高度重视对工业与民用建筑的混合结构设计的探讨，不断提高设计水平，提升建筑质量。 建筑结构的设计要充分利用建筑材料，建筑材料的合理选择既可以满足使用功能，提高工程质量的要求，又达到可以节省资金，降低造价的目的。本文通过度混合结构布置与设计要点的介绍，着重说明了框架—剪力墙结构体系的概念设计，并且对工业与民用楼面结构进行了总结概况。

[关键词] 混合结构设计；框架—剪力墙结构；民用建筑

[abstract] of industrial and civil architecture mixed structure design is the relationship between civil engineering quality foundation and prerequisite, therefore, we must pay much attention to industrial and civil architecture mixed structure design of the discussion, and constantly improve the design level, to improve building quality. The design of the building structure to make full use of building materials, construction materials can meet the reasonable selection of use function, improve the quality of the project requirements, and also can achieve save money, reduce the cost of the goal. This article through the degree of composite structure arrangement and the design key points, and emphatically that the rc frame-shear wall structure of the concept of system design, and for industrial and civil floor structure are summarized situation.

[key words] mixed structure design; Frame-shear wall structure; Civil building

中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：

1、混合结构布置与设计要点

1.1 结构总体布置。（1）混合结构房屋平面的外形宜简单规则，宜采用方形、矩形等规则对称的平面，并尽量使结构的抗侧力中心与水平合力中心重合。建筑的开间、进深宜统一；（2）混合结构的侧向刚度和承载力沿竖向宜均匀变化，构件截面宜由下至上逐渐减少，无突变。当框架柱的上部与下部的类型和材料不同时，应设置过渡层。对于刚度突变的楼层，如转换层、加强层、空旷的顶层、顶部凸出部分、型钢混凝土框架与钢框架的交接层及邻近楼层，应采取可靠的过渡加强措施。钢框架部分设置支撑时，宜采用偏心支撑和耗能支撑，支撑宜连续布置，且在相互垂直的两个方向均宜布置，并相互交接；支撑框架在地下部分宜延伸至基础。

1.2 设计要点。

1.2.1 抗震设计时，应采取有效措施确保混凝土筒体的承载力和延性。（1）混合结构体系的高层建筑，7 度抗震设防且房屋高度不超过 130m时，宜在楼面钢梁或型钢混凝土梁与钢筋混凝土筒体交接处及筒体四角设置型钢柱；7 度抗震设防且房屋高度大于 130m及 8 度，9 度抗震设防时，应在楼面钢梁或型钢混凝土梁与钢筋混凝土筒体交接处及筒体四角设置型钢柱；（2）为了保证钢筋混凝土筒体的延性，可采取下列措施：1）保证钢筋混凝土筒体角部的完整性，并加强角部的配筋；2）通过增加墙厚控制筒体剪力墙的剪应力水平；3）剪力墙的端部设置型钢柱，四角配以纵向钢筋及箍筋形成暗柱；4）筒体剪力墙配置多层钢筋，必要时在楼层标高处设置钢筋混凝土暗梁；5）采用型钢混凝土剪力墙或带竖缝剪力墙；6）筒体剪力墙的开洞位置应尽量对称均匀；7）剪力墙洞口处的连梁采用交叉配筋方式或在连梁中设置水平缝。

1.2.2 设置外伸桁架加强层。采用外伸桁架加强层可以将筒体剪力墙的部分弯曲变形转换成框架柱的轴向变形，以减小水平荷载作用下的侧移，所以外伸桁架应与筒体剪力墙刚接且宜伸入并贯通抗侧力墙体，同时应布置周边桁架以保证各柱受力均匀。因而外伸桁架宜分段拼装。

1.2.3 钢框架柱地震剪力调整。抗震设计时，钢框架-钢筋混凝土筒体结构各层框架柱所承担的地震剪力不应小于结构底部总剪力的 25%和框架部分地震剪力最大值的 1.8 倍二者的较小者；型钢混凝土框架—钢筋混凝土筒体各层框架柱所承担的地震剪力，应符合钢筋混凝土框架—剪力墙结构中框架柱的相应规定。

2、框架—剪力墙结构体系的概念设计

框架—剪力墙结构应设计成双向抗侧力体系。抗震设计时，结构两主轴方向均应布置剪力墙。在一个独立结构单元内，平面布置力求简单、规则、对称，避免应力集中的凹角和狭长的缩颈部位；避免在凹角和端部设置楼、电梯间；避免楼、电梯间偏置以免产生扭转的影响。竖向体型尽量避免外挑，内收也不宜过多、过急，力求刚度均匀、渐变，避免刚度突变，避免薄弱层，结构的承载力和刚度宜自下而上逐渐地减小，避免产生变形集中，结构的承载力，变形能力和刚度要均匀连续变化，以适应结构的地震反应要求。高层框架—剪力墙结构抗震设计中在设计构造上宜有多道防线。节点的承载力和刚度要与构件的承载力与刚度相适应。节点的承载力应大于构件的承载力，要从构造上采取措施防止反复荷载作用下刚度过早退化。构造设计时应采取有效措施防止脆性破坏，保证构件有足够的延性。框架—剪力墙

结构体系存在框架和剪力墙之间如何很好地协同工作的问题。框架—剪力墙结构中剪力墙宜均匀布置在建筑物的周边附近，楼梯间、电梯间、平面形状变化及恒载较大的部位，剪力墙间距不宜过大；平面形状凹凸较大时，宜在凸出部分的端部附近布置剪力墙；纵、横剪力墙宜组成 L 形、T 形和[形等型式；框架梁、柱与剪力墙的轴线宜重合在同一平面内。

3、工业与民用楼面结构

多层轻钢建筑楼板必须有足够的刚度、强度和整体稳定性，同时应尽量采用技术和构造措施减轻楼板自重，并提高施工速度，组合楼盖是常用的楼盖之一。到目前为止，组合楼盖主要有以下三种形式：压型钢板组合楼盖，其下表面凹凸不平，在民用建筑中需做吊顶，造价较高；现浇整体组合楼盖，其整体性能好，但需要支模板，施工速度慢；钢筋混凝土叠合板组合楼盖，其整体性好，还能节省支模和吊顶的费用。在组合楼板的应用中，为使楼层高度减到最小，提供更大的无柱空间，现在的趋势是把楼板和钢梁合为一体，形成组合扁梁楼盖。支撑和剪力墙形式，多层框架钢结构体系的侧向刚度较弱，随着层数的增加，为了抵抗

水平地震作用，减小层间错移，常在墙体内布置垂直支撑，为了方便门窗开洞，支撑形式可以灵活采用，如X型、单斜杆型、K型、M 型、W 型、V 型和人型等。建议多采用偏心支撑，因其在地震作用下具有较好的延性和耗能性能。剪力墙按其材料和结构的形式可分为钢筋混凝土剪力墙、钢筋混凝土带缝剪力墙和钢板剪力墙等。钢筋混凝土剪力墙刚度较大，地震时易发生应力集中，导致墙体产生斜向大裂缝而脆性破坏，为避免这种现象，可采用带缝剪力墙，钢板剪力墙是以钢板做成剪力墙结构，与钢框架组合，起到刚性构件的作用，应根据当地抗震设防烈度、场地类别、结构材料、施工技术水平等综合情况，选用经济合理的结构体系，在满足建筑功能布局要求的前提下，尽量考虑到结构规范的各项限值，尽可能保证建筑平面、立面的规则性，控制长宽比、高宽比、平面凹凸尺寸、楼板开洞面积，避免建筑立面刚度突变等，有效控制钢筋的用量，有效降低工程造价。

4、结束语

结构设计的首要任务是选用经济合理的结构方案，其次是结构分析与构件和连接的设计，并取得规范规定的安全系数或可靠指标以保证结构的安全性。框架—剪力墙结构体系是高层钢筋混凝土结构中的一种较好的常用的结构体系，值得我们工程设计人员在实际工程设计中认真探讨与研究，从实践中不断积累总结多方面的经验，不断创新，使建筑结构合理以求得合适的经济技术指标。

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