建筑工程期刊論文發(fā)表實(shí)用新型結(jié)構(gòu)體系探討

　　摘要:重點(diǎn)從結(jié)構(gòu)體系的靈活性和適用性角度，探討了在我國常用的幾種新型建筑結(jié)構(gòu)體系，為工程設(shè)計(jì)人員進(jìn)行結(jié)構(gòu)體系選型提供了一些參考。

　　關(guān)鍵詞:實(shí)用,新型結(jié)構(gòu),靈活

　　任何一種建筑結(jié)構(gòu)的推廣和應(yīng)用必須經(jīng)得起安全、適用、經(jīng)濟(jì)三方面的考驗(yàn)。尤其是隨著市場經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們對建筑結(jié)構(gòu)體系所帶來的經(jīng)濟(jì)效益越來越重視。以下主要從結(jié)構(gòu)體系的靈活性和實(shí)用性角度方面探討了目前在我國常用的幾種建筑結(jié)構(gòu)體系。

　　1型鋼混凝土結(jié)構(gòu)

　　型鋼混凝土結(jié)構(gòu)是指在型鋼周圍配置少量鋼筋并澆筑混凝土的結(jié)構(gòu)。型鋼混凝土結(jié)構(gòu)有諸多優(yōu)點(diǎn):1)承載力高，剛度大，延性與抗震性能好，在多地震的我國有很大的使用空間。2)具有較大的抗扭及抗傾覆能力。3)相同截面的構(gòu)件，SRC結(jié)構(gòu)是RC結(jié)構(gòu)承載能力一倍以上，可以設(shè)計(jì)出最佳截面尺寸，從而減輕結(jié)構(gòu)自重，增加凈空高度和使用面積。4)施工安裝時，梁柱型鋼骨架本身構(gòu)成了一個強(qiáng)度、剛度較大的結(jié)構(gòu)體系，可以作為澆注混凝土?xí)r掛模、滑模的骨架，大大減少支模的人工與材料，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)化施工，縮短施工工期。5)與鋼結(jié)構(gòu)相比，鋼骨混凝土構(gòu)件的外包混凝土可以防止鋼構(gòu)件的局部屈曲，明顯地減少在鋼結(jié)構(gòu)中設(shè)置大量支撐的工作量。6)型鋼混凝土防火防腐蝕性能好。基于此，型鋼混凝土結(jié)構(gòu)已與傳統(tǒng)的四大結(jié)構(gòu)并列，共同形成五大建筑結(jié)構(gòu)體系。

　　但是，還有一些問題，諸如型鋼與混凝土之間粘結(jié)滑移理論，節(jié)點(diǎn)構(gòu)造問題，以及制定適合我國國情、有我國自己特色的型鋼混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范等多方面還需要做大量工作，使型鋼混凝土的設(shè)計(jì)更加優(yōu)化和經(jīng)濟(jì)。

　　2鋼管混凝土結(jié)構(gòu)

　　鋼管混凝土是指在鋼管中填充混凝土而形成的構(gòu)件。它可以避免或延緩鋼管發(fā)生局部屈曲，使混凝土改變?yōu)槿蚴軌旱膽?yīng)力狀態(tài)，因而混凝土抗壓強(qiáng)度大大提高，使混凝土的抗壓性能更為有利地發(fā)揮，這是在混凝土技術(shù)上的一大突破。

　　鋼管混凝土由于其受力性能及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使其具有以下主要優(yōu)點(diǎn):1)承載力高、剛度大、延性和抗震性能好。2)抗壓、抗扭和抗剪性能好。3)構(gòu)件截面小，節(jié)約了建筑材料，增加了使用空間，且結(jié)構(gòu)自重減輕，從而減小了基礎(chǔ)的負(fù)擔(dān)，同時減小了地震反應(yīng)。4)可有效地防止高強(qiáng)混凝土的脆性破壞，為使用高強(qiáng)、高性能的材料奠定了基礎(chǔ)。5)取材容易，施工方便，可為逆作法施工創(chuàng)造條件，可適應(yīng)先進(jìn)的泵灌混凝土工藝，是一種具有高效施工技術(shù)的結(jié)構(gòu)。6)抗疲勞、耐沖擊，耐火性能優(yōu)于鋼結(jié)構(gòu)。7)在相同的條件下，相比其他結(jié)構(gòu)體系，可節(jié)省鋼材約50%，這就帶來相當(dāng)可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

　　目前對于鋼管混凝土結(jié)構(gòu)體系還有一些問題，諸如節(jié)點(diǎn)及墻柱的連接、屈服后的性能、在周期反復(fù)荷載下混凝土和鋼的粘結(jié)力表現(xiàn)、鋼管局部壓屈的可能性、混凝土的水化熱等諸多問題都有待進(jìn)一步的研究。

　　3底部框剪砌體房屋結(jié)構(gòu)

　　底部框剪砌體房屋是指底部一層或兩層為空間較大的框架一抗震墻，上部為多層砌體的結(jié)構(gòu)。多層砌體房屋結(jié)構(gòu)，這一傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)體系由于構(gòu)造簡單，施工方便，造價(jià)較低以及就地取材等優(yōu)點(diǎn)，一直是我國民用建筑的主要結(jié)構(gòu)形式之一。改革開放以來，底部框剪砌體房屋得到了廣泛重視和迅速發(fā)展。這是由于市場經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，促使沿街建筑的底部或底部兩層成為商業(yè)和辦公用房。另一方面，對小區(qū)環(huán)境質(zhì)量要求的提高，多層建筑的底部成為開放式大空間，這不僅改善了房屋之間空氣流通條件和居住質(zhì)量，并且增加了小區(qū)的公共活動空間和居民之間的交流條件。這些都促使了框架一剪力墻砌體房屋結(jié)構(gòu)的研究、發(fā)展和推廣應(yīng)用。

　　底部框剪砌體房屋中框剪層具有較大的抗震承載能力和良好的變形、耗能、減震作用，但側(cè)向剛度較小，破壞狀態(tài)一般為延性破壞，而砌體層具有一定的抗震承載能力，側(cè)向剛度較大但變形和耗能能力相對較差，破壞狀態(tài)屬于脆性破壞。為了協(xié)調(diào)解決這一矛盾，提高這種結(jié)構(gòu)的整體抗震能力，應(yīng)經(jīng)過合理設(shè)計(jì)使房屋的薄弱層既能出現(xiàn)在變形和耗能能力較好的底部框剪層，又可避免框剪層變形過分集中，而過早失去抗震能力，于是要求:底層應(yīng)設(shè)置為框架一抗震墻體系，對房屋的抗震能力要求應(yīng)更高一些，過渡樓層的抗震能力應(yīng)適當(dāng)加強(qiáng)，上部砌體房屋的縱橫墻布置應(yīng)盡量做到規(guī)則，以滿足“小震不壞，中震可修，大震不倒”的抗震設(shè)防三水準(zhǔn)設(shè)計(jì)原則。

　　4密肋壁板輕框結(jié)構(gòu)

　　密肋壁板輕框結(jié)構(gòu)主要由輕型框架(隱形框架)與密肋復(fù)合墻板構(gòu)成。密肋復(fù)合墻板是以截面及配筋較小的鋼筋混凝土為框格，內(nèi)嵌以爐渣、粉煤灰等工業(yè)廢料為主要原料的加氣硅酸鹽砌塊。

　　密肋壁板輕框節(jié)能結(jié)構(gòu)體系的特點(diǎn):1)結(jié)構(gòu)自重輕、抗震性能好、承載力高、整體性好，形成三級地震能量釋放體系，即先填充塊、再框格、后外框架的破壞機(jī)理，從而滿足抗震設(shè)防的二階段三水準(zhǔn)的設(shè)計(jì)思想。2)結(jié)構(gòu)適應(yīng)性強(qiáng)。它打破了傳統(tǒng)的建筑模式，以板塊裝配，組體靈活。針對不同層數(shù)，不同使用功能的建筑，通過改變墻板肋梁、肋柱的間距及配筋以調(diào)整墻板剛度及承載力，并可通過改變墻體間框架柱的截面及配筋調(diào)整結(jié)構(gòu)的剛度和承載力。3)雖然墻體厚度減小，但是保溫性能好，且使凈使用面積增大。4)施工速度快。結(jié)構(gòu)采用裝配現(xiàn)澆式施工，機(jī)械化程度高，大大縮短工期。5)填充塊體可有效提高結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力剛度，拓展框架結(jié)構(gòu)的建造高度。6)復(fù)合墻板不僅起圍護(hù)、分隔空間和保溫作用，而且可作為承力構(gòu)件使用，從而可有效減小框架截面尺寸及配筋量，降低結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。7)社會與經(jīng)濟(jì)效益顯著。保護(hù)環(huán)境，節(jié)約土地，大量利用工業(yè)廢渣，降低造價(jià)。

　　為適應(yīng)國家節(jié)能建筑、墻體改革、保護(hù)耕地及住宅產(chǎn)業(yè)化的需要，西安建筑科技大學(xué)歷時10年之久，研究開發(fā)以密肋復(fù)合墻板為主要承力構(gòu)件的新型建筑結(jié)構(gòu)體系—密肋壁板輕框結(jié)構(gòu)體系。這種結(jié)構(gòu)體系在小高層以下的居住建筑中具有極好的應(yīng)用前景。目前，密肋壁板輕框結(jié)構(gòu)體系己在陜西省推廣應(yīng)用，同時被列入2002年建設(shè)部科技成果推廣計(jì)劃。

　　7結(jié)論

　　新型建筑結(jié)構(gòu)體系首先應(yīng)該采用組合結(jié)構(gòu)的形式，充分發(fā)揮了混凝土和鋼材的優(yōu)點(diǎn)，使其承載力高、延性好，與鋼結(jié)構(gòu)相比，提高了結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度，解決了鋼結(jié)構(gòu)中存在的耐火性和耐腐蝕性問題，并降低了結(jié)構(gòu)的造價(jià);與混凝土結(jié)構(gòu)相比，可以大大減小構(gòu)件截面尺寸，減輕了結(jié)構(gòu)的自重，還可以使基礎(chǔ)的造價(jià)降低，在南方軟土地區(qū)這個優(yōu)勢尤為明顯。考慮到我國鋼產(chǎn)量已居世界前列，因而新的多高層建筑結(jié)構(gòu)體系應(yīng)當(dāng)是以鋼材為骨架，采用組合結(jié)構(gòu)柱，鋼或鋼一混凝土組合梁，樓(屋)蓋則主要由預(yù)應(yīng)力預(yù)制混凝土樓板或壓型鋼板混凝土組合樓板構(gòu)成，側(cè)向荷載由組合框架、剪力墻承擔(dān)，擁有多道抗震、抗火防線的結(jié)構(gòu)。由于長期在建筑領(lǐng)域占統(tǒng)治地位的粘土磚將被環(huán)保節(jié)能建筑材料所取代而逐漸退出歷史舞臺，這無疑給新型建筑結(jié)構(gòu)體系在我國的大力發(fā)展提供了極佳的機(jī)遇。

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