型鋼混凝土在底部大空間結(jié)構(gòu)中應(yīng)用

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1、型鋼混凝土在底部大空間結(jié)構(gòu)中應(yīng)用　　摘要：鋼筋混凝土框支剪力墻結(jié)構(gòu)作為底部大空間建筑中使用最廣泛的結(jié)構(gòu)形式，梁柱截面尺寸較大，造成很多使用和施工中的問題。本文通過分析鋼筋混凝土框支框架的受力情況，得出混凝土自身材料性能較差是造成梁柱截面過大的主要因素。關(guān)鍵字：型鋼混凝土轉(zhuǎn)換層框支施工中圖分類號(hào)：TU37文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A1.前言隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，城市建設(shè)步伐不斷加快，土地供應(yīng)也越發(fā)緊張，建筑物不斷向高層、多功能發(fā)展?？陀^上要求建筑物下部樓層能提供較大空間用于停車、商業(yè)，上部樓層為滿足辦公或居住要求，需要

2、在有限的規(guī)劃高度內(nèi)盡可能增加樓層數(shù)，這就要求結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)用大跨度結(jié)構(gòu)滿足下部樓層空間要求，用小跨度結(jié)構(gòu)滿足上部功能要求。2.工程概述某工程，地上21層，轉(zhuǎn)換層位于第2層，上部19層為剪力墻結(jié)構(gòu)，抗震設(shè)防烈度6度，場地類別II類，底部框支框架的抗震等級為二級，底部加強(qiáng)部位剪力墻抗震等級為三級，其中框支梁KZL1和框支柱KZZ1情況見下表：構(gòu)件名稱跨度截面尺寸標(biāo)號(hào)Mmax（支座）7Mmax（跨中）NmaxVmax剪壓比支座配筋跨中配筋KZL16.1m800x1500C453113210940936640.1

3、4968004800構(gòu)件名稱層高截面尺寸標(biāo)號(hào)MmaxNuVmax軸壓比全截面配筋率KZZ14.8m900x900C4522710651640.620.95%注：數(shù)據(jù)取自框支層。3.問題及成因分析首先，框支梁柱截面尺寸均很大，較大的柱截面觀感很差，占用了不少樓層面積；框支梁占用樓層高度較多，造成為滿足建筑使用高度要求，樓層高度很大，為使樓層等效剪切剛度比滿足《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（以下簡稱《高規(guī)》）相關(guān)規(guī)定，落地剪力墻厚度需要增大更多，進(jìn)一步占用了樓層面積。而且衛(wèi)生間、廚房等房間下方如果存在框

4、支梁，則梁較大的寬度也對豎向管線布置造成很大的困難?？蛑Я鹤灾剡_(dá)到3.0t/m，施工時(shí)的模板支撐難度較高，從其他工程的實(shí)際情況來看，腳手架立桿和橫桿的間距較密，人員器材穿越困難，而且下部樓層頂面無法承擔(dān)巨大的施工荷載，必須從基礎(chǔ)筏板頂部開始層層支撐，造成施工進(jìn)度和成本增加。7　　其次，分析截面控制條件，根據(jù)《高規(guī)》對于抗震條件下轉(zhuǎn)換梁截面組合的剪力設(shè)計(jì)值控制公式γREV≤0.15βCfCbh0（即剪壓比要求不大于0.15），KZL1的截面尺寸剛剛滿足剪壓比要求?！陡咭?guī)》規(guī)定對于二級框支柱，軸壓比μ不

5、大于0.7。對于KZZ1，由于其剪跨比大于2，根據(jù)規(guī)范公式μ=N/（A*fc），其截面尺寸剛剛滿足要求。由于梁柱截面尺寸是分別由剪壓比和軸壓比控制，截面主筋大多只是按最小配筋率要求控制，造成一定得浪費(fèi)。綜上所述，鋼筋混凝土框支梁柱目前面臨的最大的問題就是截面尺寸過大。原因是在巨大的荷載下，鋼筋混凝土本身的材料強(qiáng)度過低成為截面設(shè)計(jì)的控制因素。要想改善肥梁胖柱造成的不利影響，應(yīng)采用性能更好的材料。4.型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及優(yōu)勢型鋼混凝土很好的解決了上述混凝土轉(zhuǎn)換構(gòu)件的缺點(diǎn)，與鋼筋混凝土構(gòu)件相比，由于配置

6、了型鋼，大大提高了構(gòu)件的承載力，改善了受剪破壞時(shí)的脆性性質(zhì)；受壓區(qū)存在的型鋼，不但提高了抗壓承載力還使構(gòu)件的延性有一定的提高，提高了結(jié)構(gòu)的抗震性能。《型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ138-2001）（以下簡稱《型規(guī)》）規(guī)定：抗震設(shè)計(jì)時(shí)的型鋼混凝土框架梁受剪截面應(yīng)滿足公式:γREV≤0.36fCbh0和fatwhw≥0.1fcbh0；型鋼混凝土框架柱軸壓比計(jì)算公式為：N/(fcAC+faAa)。7按上述公式，梁剪壓比限制為0.36，比鋼筋混凝土構(gòu)件的0.15提高近1.5倍，這是因?yàn)樾弯摌?gòu)件的受壓

7、、受剪承載力遠(yuǎn)大于混凝土，承受了相當(dāng)一部分壓力和剪力。5.計(jì)算結(jié)果對比5.1結(jié)構(gòu)構(gòu)件計(jì)算結(jié)果對比按《型規(guī)》相關(guān)構(gòu)造要求，型鋼采用強(qiáng)度和經(jīng)濟(jì)性均較好的Q345鋼制作。以滿足梁剪壓比和柱軸壓比為優(yōu)先設(shè)計(jì)條件，初步設(shè)計(jì)型鋼混凝土框支梁柱尺寸見下表,其中框支梁型鋼截面為工字截面500x220x12x20；框支柱型鋼構(gòu)件截面十字截面400x220x16x20。進(jìn)行結(jié)構(gòu)整體計(jì)算后，構(gòu)件主要計(jì)算結(jié)果見下表：構(gòu)件名稱跨度截面尺寸標(biāo)號(hào)Mmax（支座）Mmax（跨中）NmaxVmax剪壓比支座配筋跨中配筋XKZL16.

8、1m500x800C45194497143827360.3439001200構(gòu)件名稱層高截面尺寸標(biāo)號(hào)MmaxNuVmax軸壓比全截面配筋率　　XKZZ14.8m700x700C4527710524810.670.95%注：數(shù)據(jù)取自框支層。7比較鋼筋混凝土梁柱數(shù)據(jù)，型鋼混凝土梁柱的截面面積分別減少60%和40%。梁高的減少使樓層凈高增加0.7米,由原來的3.3米增加至4.0米，意味著在原有基本使用空間的基礎(chǔ)上可以增加中央空調(diào)通風(fēng)管道或者擴(kuò)大營業(yè)面積所需的噴淋系統(tǒng)，梁寬的