浅析工业与民用建筑的混合结构设计方法 蒙尔川

发表时间:2020/8/24   来源:《基层建设》2020年第12期   作者:蒙尔川
[导读] 摘要:虽然工用和民用建筑的实际通途不同,其设计理念和施工技术也存在着很大的差异,但是根据相关的调查数据显示,工用和民用建筑各自都存在一定的优势和缺陷,如果取长补短,将两者的优势结合,就能更加满足人民对基本建筑功能的需求,工业建筑与民用建筑混合结构在建筑过程中起着很重要的作用。
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        摘要:虽然工用和民用建筑的实际通途不同,其设计理念和施工技术也存在着很大的差异,但是根据相关的调查数据显示,工用和民用建筑各自都存在一定的优势和缺陷,如果取长补短,将两者的优势结合,就能更加满足人民对基本建筑功能的需求,工业建筑与民用建筑混合结构在建筑过程中起着很重要的作用。工业与民用建筑的混合结构设计关系到工业、民用建筑工程质量的基础,也是其前提。同时,工业与民用建筑混合结构的实施,其结构的好坏将直接影响着整个建筑过程。因此,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。本文深入分析了工用和民用建筑的混合结构设计方法。
        关键词:工用;民用;混合结构;设计
        引言
        对建筑进行分类,从实际用途角度出发,可将建筑分为工用和民用两大类。工用建筑一般是指为了满足工业生产需求所建设的建筑物,而民用建筑,顾名思义,就是为了满足人民群众的日常生活需求的建筑物。在实际的设计过程中,由于民用和工用建筑物的用途不同,所以其设计也各有侧重。但是无论选用何种设计方法,都存在一定的局限性。所以,相关的学者专家开始试图将工用和民用建筑的结构进行混合,通过这种设计方法来满足人们日益增长的需求。工业与民用建筑混合结构的总平面设计科学合理,就不会妨碍公共交通,还适应城市景观规划。
        1、混合结构布置与设计要点
        1.1、结构总体布置
        一方面,工用和民用混合结构的承载力和侧向度应该呈现出不同的变化,并且加强顶层、支持层和各种框架结构层等结构构件。在框架结构施工过程中,可以采取三角定理,这样可以加强建筑的牢固性以及稳定性。从两个相互垂直的方向进行修筑和牢固,与斜向连接可以为下一个环节的实施奠定了坚实的基础,在一定程度上也可以保证建筑物的质量。另外一方面,工业与民用的混合结构设计的建筑物外形应该要简单、规则,可以采用方形、矩形这样具有规则对称美的平面,这样设计出的建筑物大方、得体、美观,满足了人们的审美需求。在设计过程中尽量考虑将结构的抗侧力中心和水平合力中心相重合,这样可以增加建筑的稳定性,同时也增加了建筑物的使用寿命。
        1.2、混合结构设计要点
        1.2.1、设置外伸桁架加强层
        采用外伸桁架加强层可以使简体剪力墙的部分产生变形,使其转变成框架柱的轴向变形,从而减小水平荷载作用下的侧移,所以要将外伸桁架应与筒体剪力墙刚接且宣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。
        1.2.2、钢框架柱地震剪力调整
        任何建筑物在设计阶段都要涉及抗震设计,尤其是在地震灾害频发地区,都要保证建筑物的抗震效果。由于抗震的系数和级别有所不同,其实际参考数据也会有所差异。当然,具体的数据应该按照相关国家的基本建筑文件的条例进行确定,不符合抗震设计的地震剪力数值的需要按照国家规定的参考数值进行调整。
        2、混合结构的运用——框架一剪力墙结构体系的设计
        2.1、框架一剪力墙结构应设计成双向抗侧力体系
        在设计抗震建筑时,应该在剪力墙的两个主轴方向设置抗震装置。在独立的结构单元里,平面设计需要遵循简单大方、规则对称的原则,尽量减少凹凸不平的地方和缺失部位,避免在拐角凹角和端部处建筑楼梯、电梯,避免楼梯、电梯间偏向,以免发生偏转。沿竖直方向的建筑避免向外突出,向内也不能过多,所以必须遵循均匀合适的要求。同时避免发生弯曲以及过薄的现象,因为这些都会影响设计要求,所以要尽量避免这些现象的发生,以免影响抗震能力。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。构造设计时应防止脆性破坏,保证构件有足够的延性。

质量是保证企业生存的主要因素,也可以大大地降低成本,应该主要抓工程的质量问题,在施工中严格管理,杜绝重新施工的现象,避免造成不必要的人力、物力浪费,从而保证质量、降低成本。
        2.2、框架一剪力墙的设计要求
        框架剪力墙设计较为复杂,在设计时,要兼顾结构中的各个因素。剪力墙的高度和宽度较大但是厚度较小,在剪力墙结构中,墙是一个平面,它承担着向下的压力,还有左右的张力,在各种力混合的情况下起着作用。在地震作用下,剪力墙需要满足刚度的要求外,还必须具有延性、不会裂缝、不会倒塌的功效,否则将会适得其反。框架剪力墙结构,简称为框剪结构,它是框架结构和剪力墙结构两种体系的结合,它们吸取了各自的优点,不但增大了墙面的使用空间,而且增大了抗震性能,这种结构已经被用在各种房屋的建筑中。虽然增大了墙面的使用空间,但框架的优点使墙的抗侧能力减小,这样不利于抗震。
        3、混合结构的实施
        混合结构的实施需要对施工水平、工艺等进行控制,在使用钢板构造成的剪力墙,与钢框架相组合,互相利用各自的长处,起到了很大的作用。不同的剪力墙有不同的特点,应根据当地的防御地震措施和场地的不同、结构材料的不同以及施工技术水平的不同,选用经济合理的建筑体系,在满足广大居民的要求、建筑功能需要的前提下,选择合适的材料,减少材料的浪费,降低成本,尽可能地保证建筑的简单大方,规则对称,将建筑的每个细节,不论长、宽、厚,各种比例都要严格处理,这样才能成功完工。
        高层建筑对混合结构设计要求更为严格,且设计方案更为复杂。多层高楼的建筑楼板必须保证适当的刚度、强度和很好的楼层稳定性,并且尽可能地利用设计方案减小楼板的重力,还得提高施工的速度,顺利完成建筑工作。高层建筑主要有三种形式的建筑:压力比较大的高层建筑,楼的下面凹凸不平,在居民居住的建筑中需要做吊顶,并且成本比较高;高层建筑,如果想要其整体性能较好,需要用模板来支撑,但是施工的速度较慢,影响工作的进程;钢筋混凝土叠合板的高层建筑,整体性能较好,也可以节省材料与费用。在这种形式的建筑中,为了降低楼层的高度,增大人们的居住空间,更应该实施这样高层建筑楼房的方案。要选择合适的钢筋,一般造成钢筋裂缝的原因可以分为两大类:温差过大造成,荷载过大造成,这两种原因都会使钢筋不能使用。混凝土结构是建筑工程中较为常见的,且与建筑工程质量息息相关,在一定程度上,混凝土结构的强度决定了建筑物整体的稳定度。所以,在选择混凝土时,也应注意裂缝问题,将裂缝问题大大减少,地震是造成房屋倒塌的主要原因,会造成人员伤亡和巨大的经济损失,所以要严格做好防护措施,选择好的材料,增大抗震率,这样才能保证施工的正常执行。由于多层框架建造的房屋偏向的刚度很弱,但是楼层逐渐地增加,为了防止地震破坏楼层建筑,并且减小层间的错位,建筑师经常利用垂直的效果维护墙体,还可以较灵活地利用各种材料,方便建筑的实施。建议多使用偏向的维持,因为它良好的延性功能可以尽可能地减小地震发生的危害。剪力墙按照它本身材料的不同、构造的不同,分为了很多不同功能、不同质地的剪力墙,这样使建筑设计方面有了更大的选择空间。钢筋与混凝土混合的剪力墙,它的刚度较大,在地震时受力较为集中,从而造成墙体的倾斜,墙面裂缝会使建筑遭到破坏,为了减少这种现象的发生,可以采用带缝剪力墙。
        4、结束语
        综上所述,工用和民用建筑的混合结构设计非常适合建筑业以后的发展,因为这样的混合结构建筑的楼层,抗震能力很强,可以增长人们的居住时间,完全适应时代的进步。虽然科技发展迅速,在建筑楼层时,不要急于求成,要选择适合的建筑材料,尽量降低成本,严格针对每一个细节,遵循各种原理,顺利完成每个环节。以上内容表述了工业与民用建筑的混合结构的布置与每个细节的重要点,并且介绍了一种很实用的体系,框架一剪力墙结构体系,为这种混合结构奠定了基础,还介绍了框架剪力墙的优点,最后表述了工业与民用居住楼面的构成,希望对相关行业的工作者有借鉴意义。
        参考文献:
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        [2]李大望,霍达,金焰,李海领.基于动力可靠性分析的滑移隔震体系的优化设计[J].地震工程与工程振动,2010(04):45~46.
        [3]瞿伟廉,李卓球,姜德生,官建国,袁润章.智能材料结构系统在土木工程中的应用[J].地震工程与工程振动,2011(03):32~33.
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