淺析鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計

1、<p>　　淺析鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計</p><p>　　摘要:論文從某鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)廠房三種不同方向的次梁布置、對鋼筋和混凝土兩種材料的用量統(tǒng)計進(jìn)行分析比較、得出一種最經(jīng)濟的次梁布置方式。但隨著樓面荷載的變化，最經(jīng)濟的次梁布置方式也發(fā)生改變。同時對新材料的應(yīng)用在筋混凝土框架結(jié)中的優(yōu)化也進(jìn)行了探討。 </p><p>　　關(guān)鍵詞:次梁布置；樓面荷載；新材料 ；優(yōu)化 &

2、lt;/p><p>　　中圖分類號： TU37文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A </p><p><b>　　0 前言 </b></p><p>　　傳統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(包括現(xiàn)在的一些結(jié)構(gòu)計算軟件)主要是在規(guī)范的基礎(chǔ)上進(jìn)行的一種結(jié)構(gòu)分析,其大致過程是先假設(shè)構(gòu)件截面,進(jìn)行分析校核,然后再調(diào)整所選截面,再進(jìn)行校核的重復(fù)過程。大多數(shù)情況下框架結(jié)構(gòu)設(shè)計只注重了安全,而沒有

3、從經(jīng)濟的角度去考慮,這樣對一些大型結(jié)構(gòu)就會造成比較大的浪費。 </p><p>　　框架結(jié)構(gòu)是我們在工作中經(jīng)常使用的一種結(jié)構(gòu)形式，近年來建筑設(shè)計市場競爭激烈，工程造價已成為開發(fā)商衡量設(shè)計院設(shè)計質(zhì)量的一個重要指標(biāo)。這樣在結(jié)構(gòu)安全合理的前提下降低工程造價，優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計方案就顯得尤為重要。 </p><p><b>　　1 結(jié)構(gòu)平面布置 </b></p>&l

4、t;p>　　1.1框架柱網(wǎng)的確定 </p><p>　　框架結(jié)構(gòu)的柱網(wǎng)一般是由建筑功能的需求決定的。結(jié)構(gòu)師通過建筑所提的資料，選取一個比較合適可行的柱網(wǎng)尺寸，經(jīng)過建筑師結(jié)構(gòu)師的反復(fù)探討，最后確定既能滿足建筑功能要求，又能滿足結(jié)構(gòu)安全需要的經(jīng)濟合理柱網(wǎng)。 </p><p>　　選取豎向荷載傳至柱的傳荷路徑最短的結(jié)構(gòu)布置形式。框架柱、框架梁的布置應(yīng)選取在上下各層墻體基本對齊的軸線上，以使

5、絕大部分墻體荷載直接經(jīng)框架梁傳至框架柱；次梁的布置應(yīng)使墻體荷載及樓、屋面恒活荷載傳至框架梁的傳力路線最短，這樣使用強度梁的數(shù)量最少。 </p><p>　　1.2次梁布置方案的選取 </p><p>　　下面以一工程實例進(jìn)行對比分析，本工程位于江蘇省常州市橫林鎮(zhèn)某電子廠房，五層鋼筋混凝土框架，具體主要設(shè)計參數(shù)如下： </p><p>　　設(shè)計樓面荷載為4.0KN/m

6、2;混凝土設(shè)計等級為C30;梁板柱均采用HRB400；柱截面大小600x600mm;柱網(wǎng)尺寸8000x9000mm </p><p>　　1.2.1十字形布置次梁 </p><p>　　框架梁截面：長方向250x750mm，短方向250x700mm，次梁截面均為250x650mm，板厚120mm結(jié)構(gòu)布置如下圖： </p><p><b>　　工程量統(tǒng)計表

7、</b></p><p>　　1.2.2一字形長方向布置次梁 </p><p>　　框架梁截面：長方向250x750mm，短方向300x800mm，次梁截面均為250x700mm，板厚120mm結(jié)構(gòu)布置如下圖： </p><p><b>　　工程量統(tǒng)計表 </b></p><p>　　1.2.3一字形短方向布

8、置次梁 </p><p>　　框架梁截面：長方向300x800mm，短方向250x750mm，次梁截面均為250x650mm，板厚120mm結(jié)構(gòu)布置如下圖： </p><p><b>　　工程量統(tǒng)計表 </b></p><p>　　通過方案1）、2）、3）的工程量統(tǒng)計表對比可知：方案2）的混凝土用量比方案1）減少了3.1%比方案3）減少了1.2

9、%；方案2)的鋼筋用量比方案1）減少了2.3%，比方案3）減少了1.4%。 </p><p>　　綜上所述，方案2）較方案1）和方案3）降低了造價，并且降低了模板的費用，但是增加了建筑的有效凈高，在對建筑的凈高要求不是很嚴(yán)格的情況下，用方案2）更有利于降低工程造價，滿足建筑工程的使用要求。 </p><p>　　當(dāng)樓面設(shè)計荷載為6.0 KN/m2時，底層柱截面改為700x700mm，其它條

10、件不變： </p><p>　　十字形布置次梁的工程量統(tǒng)計如下： </p><p>　　一字形布置次梁的工程量統(tǒng)計如下：（板厚130mm） </p><p>　　當(dāng)樓面荷載較大時，十字行布置的次梁鋼筋用量較一字形反而減少了1.98%，混凝土用量僅僅增加了0.29%，綜合整體的經(jīng)濟性，此時十字形布置的次梁造價更低一些。 </p><p>　　2

11、 應(yīng)用國家推薦的新技術(shù)、新材料 </p><p>　　隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，國內(nèi)外技術(shù)的交流，用于工程建設(shè)的新技術(shù)、新材料不斷出現(xiàn)并應(yīng)用于工程實踐，如高強度高性能混凝土、高強度鋼材、輕質(zhì)墻體材料等，工程技術(shù)人員應(yīng)及時收集這方面的資料及工程應(yīng)用情況，從工程經(jīng)濟的角度分析其應(yīng)用條件，以使得工程設(shè)計經(jīng)濟合理。 </p><p>　　由于工程綜合效益的需要設(shè)計寬扁梁時，寬扁梁的受力縱筋選用HRB40

12、0 鋼筋較為合理，一方面降低了配筋率，另一方面使得縱筋配筋排數(shù)最少，梁的有效高度增大。對于地面以下或處于潮濕工作環(huán)境中的梁，由于梁的裂縫寬度控制較嚴(yán)，梁的受力縱筋選用HRB400鋼筋有時就不經(jīng)濟了。 </p><p>　　輕質(zhì)墻體材料較普通墻體材料單方價格要高，但工程中如果墻體較多，柱網(wǎng)跨度較大，地基承載力又低，采用輕質(zhì)墻體材料是最適合的了，這些都要具體分析選取。 </p><p><

13、;b>　　3 結(jié)語 </b></p><p>　　當(dāng)樓面荷載不是很大（一般小于等于5.0KN/m2）時，一字形較十字形次梁布置更經(jīng)濟一些；當(dāng)樓面較大（一般大于5.0KN/m2）時，十字形較一字形次梁布置更經(jīng)濟。 </p><p>　　結(jié)構(gòu)方案的布置是影響結(jié)構(gòu)造價的關(guān)鍵，通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)方案既能降低結(jié)構(gòu)造價，又能有效的滿足建筑功能要求，而結(jié)構(gòu)的方案布置需要用概念的思維去探索結(jié)構(gòu)

14、的最優(yōu)布置，用先進(jìn)的計算機程序來驗證我們的這些想法。 </p><p><b>　　[參考文獻(xiàn)] </b></p><p>　　[1] 王珺 徐勤. 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計探討[J] .工程與建設(shè) ,2010,24(6): 724-726 </p><p>　　[2] 張文祿. 鋼筋混凝土房屋設(shè)計結(jié)構(gòu)分析若干問題探討[J]. 工程與建設(shè) ,

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