某五层钢筋混凝土住宅楼设计(方案一)【文献综述】

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土木工程

某五层钢筋混凝土住宅楼设计（方案一）

1、文献引用概述

为了提高设计的准确度，同时又提高住宅的实用性与经济性，本人查找了很多文献资料。这些内容包括：建筑结构荷载规范，建筑抗震设计规范，混凝土结构设计规范，高层建筑混凝土结构技术规程，建筑结构制图标准，房屋建筑制图统一标准，房屋建筑学，建筑结构构造规定及图例，土木工程专业毕业设计指导，建筑工程毕业设计指南，新编高层建筑结构等。

2、钢筋混泥土住宅楼的历史与现状

钢筋混凝土结构是指承重的主要构件是用钢筋混凝土建造的。包括薄壳结构、大模板现浇结构及使用滑模、升板等建造的钢筋混凝土结构的建筑物。混合结构是指承重的主要构件是用钢筋混凝土和砖木建造的。如一幢房屋的梁是用钢筋混凝土制成，以砖墙为承重墙，或者梁是用木材建造，柱是用钢筋混凝土建造混凝土结构与砌体结构、钢结构、木结构相比，历史不长，但自19世纪中叶开始使用后，由于混凝土和钢筋材料性能的不断改进，结构理论施工技术的进步使钢筋混凝土结构得到迅速发展，目前已经广泛应用于工业和民用建筑、桥梁、隧道、矿井以及水利、海港等土木工程领域[1]。建筑用混凝土的发展简史可以追溯到古希腊、罗马时代，甚至可能在更早的古代文明中已经使用了混凝土及其胶结材料。但直到1824年波特兰水泥的发明才为混凝土的大量使用开创了新纪元，至今仅有160多年的历史。

20世纪初，钢筋混泥土开始用于工业与民用建筑。随着理论研究的深入、设计规程的颁布和其自身具有的优点，钢筋混泥土被越来越广泛地运用于单层和多层建筑中。近几十年它被越来越多地应用于住宅建筑中，并取得了良好的经济效益和建筑效果。住在建筑历来居建筑业首位，住宅钢筋混泥土结构，考虑抗震要求，一般不宜超过12层，同时又由于我国人口众多，土地资源相对不足，城市住宅需求量迅速增长，所以宜发展多层和小高层钢筋混泥土结构住宅，但在人口密度大的城市，仍然是以高层为主。住宅钢钢筋混泥土结构，具有柱子用量少，室内有效使用空间大，房屋空间布置灵活，结构性能好等优点。它所选择的结构体系一般是：5～6层以下，框架体系或框梨一支撑体系；6层以上，框架体系、支撑体系或框架、混凝土剪力墙体系；多层，大多采用双重体系。因此，在住宅钢结构中推广钢管混凝土势在必行。

3、设计思路与计算方法

主要的设计思路是先进行荷载分析，其次是受力分析，然后是整体结构的布置和梁柱尺寸的设计，最后是绘制结构图和建筑图。

荷载分项是做好一个设计的前提，荷载有恒载和各种活载等。分析和计算荷载时有很多要注意的地方，比如说计算由楼板传到梁上的活载时，要考虑梁的承荷面积，党梁的承荷面积较大时，梁的荷载要乘以露面的折减系数；计算墙及柱上的活荷载时，要按计算截面以上的层数多少，将墙或柱上的总荷载乘以楼层折减系数[2]，具体规范需要参看建筑荷载规范[3]。

经过合理的荷载分析和受力分析后，就到了最为关键的部分，那就是结构布置的确定和梁柱的确定。一个设计的好坏优良都取决以此。从结构上看，柱网应该规则、整齐，并且每个楼层的柱网尺寸应相同，要能形成由板-次梁-框架梁-框架柱-基础组成的传力体系，并且使之、直接而明确[4]。就承受竖向荷载而言，由于楼板布置方式不同，有主要承重框架和非主要承重框架之分；就承受水平荷载而言，两个方向的框架分别抵抗与框架方向平行的水平荷载。因此，在确定框架的组成以及梁柱截面尺寸时，要综合考虑上述各因素，既要考虑楼板的合理跨度及布置，又要考虑抗侧刚度的要求，当然，设计时还要注意抗震要求[5]。框架梁，柱的截面尺寸，应该由承载力及抗侧刚度要求决定。但是在内力、位移计算之前，就需要确定梁柱截面，通常是在初步设计时由估算或经验选定截面尺寸，然后通过承载力及变形验算最后确定[6]、[7]。除了很多计算要求外，很多的设计部分采用构造要求，建筑构造是研究建筑物各组成部分的构造原理和构造方法的学科，是建筑设计不可分割的一部分。建筑构造原理就是综合多方面的技术知识，根据多种客观因素，以选材、选型、工艺、安装为依据，研究各种构、配件及其细部构造的合理性以及能更有效地满足建筑使用功能的理论[8]。

在计算框架内力时，我们经常用分层计算法[9]。多层多跨框架在一般竖向荷载作用下侧移时很小的，可按照无侧移框架的计算方法进行内力分析。由影响线理论及精确分析可知，各层荷载对其他层杆件的内力影响不大，因此，可将多层框架简化为多个单层框架，并且用力矩分配法求解杆件内力，这种分层计算法是一种近似的内力计算法[10]。分层计算所得到的梁弯矩即为最终弯矩；每一根柱都同时属于上，下两层，必须将上、下两层所得到的同一根柱子的内力叠加，才能得到盖住的最终内力。另外，D值法也是我们常用的内力计算方法。在水平荷载作用下，框架有侧移，梁柱结点有转角，通常在柱中都有反弯点，高层框架的底部几层可能没有反弯点。近似计算方法是利用柱的抗侧刚度求出柱的剪力分配，并确定反弯点的位置，然后梁柱的内力便可迎刃而解了[11]。

建筑图和结构图是最后成果的体现，以后施工人员都是根据施工图来进行施工建造的。对于结构施工图的基本要求是图面清楚整洁、标准齐全、构造合理、符合国家制图标准及行业规范，能很好的表达设计意图，并且与计算书一致[12]、[13]。通过结构施工图的绘制，我们也应该掌握各种结构构件工程图表达的方法，会应用绘制工具手工绘图，，修改和校正，同时能运用常用软件通过计算机绘图和出图。现在我们一般都用AutoCAD来制图，也会用到PKPM软件[14]、[15]。绘制建筑和结构施工图能帮助我们提升画图的能力和熟练度。

参考文献

[1] 同济大学等.房屋建筑学[M].第四版.北京：中国建筑工业出版社,2001.

[2] 贾莉莉等.土木工程专业毕业设计指导[M].合肥：合肥工业大学出版社,2002.

[3] GB50009-2001，建筑结构荷载规范[S].

[4] 沈蒲生主编.建筑工程毕业设计指南[M].北京：高等教育出版社，2006

[5] GB50011-2001，建筑抗震设计规范[S].

[6] GB50010-2002，混凝土结构设计规范[S].

[7] JGJ3-2002，高层建筑混凝土结构技术规程[S].

[8] 国振喜等.建筑结构构造规定及图例[M].北京：中国建筑工业出版社,2005.

[9] Matthys Levy. Engineering in the 21st Century[J]. IASS Symposium 2001, Nagoya. 2001

[10] Fawei Qiu , Wenfeng Li, Peng Pan, Jiaru Qian. Experimental tests on reinforced concrete columns under

biaxial quasi-static loading[J]. Engineering Structures 24 (2002) 419–428. 2002.

[11] 包世华编著. 新编高层建筑结构[M]. 北京：中国水利水电出版社，知识产权出版社，2005.

[12] GB/T50105-2001，建筑结构制图标准[S].

[13] GB/T50001-2001，房屋建筑制图统一标准[S].

[14] 王小洪等.建筑CAD-PKPM软件应用[M].北京：中国建筑工业出版社，2004.

[15] 张宇鑫，刘海成，张星源编著. PKPM结构设计应用[M]. 上海：同济大学出版社，2006.