抗震支架深化设计方案范文1
对结构分析、造价影响最大的还是结构所受荷载（常规的恒、活楼面荷载、屋面荷载、积灰荷载、设备荷载、设备运转动荷载、堵料事故荷载、仓载、偶然荷载等），尤其是在抗震设计计算直接影响结构的重力荷载代表值的取得，从而决定地震作用的大小，因此荷载的正确有效施加在高烈度工况下对结构的合理优化显得越发重要。计算地震作用时，建筑的重力荷载代表值应取结构和构配件自重标准值和各可变荷载组合值之和，抗震规范规定了各可变荷载的组合值系数，见表4。另外规范也规定：在确定重力荷载代表值时，可变荷载应根据行业的特点，对楼面活荷载、楼面检修荷载、成品或原料堆积楼面荷载、设备和料斗及管道内的物料等采用相应的组合值系数，贮料的荷载组合值系数可采用0.9。除此外《构筑物抗震设计规范》对此也有部分规定可供借鉴，其规定构筑物的重力荷载代表值应取结构构件、内衬和固定设备自重标准值和可变荷载组合值之和，可变荷载的组合值系数见表5。《水泥工厂设计规范》也给出了地震作用时部分可变荷载的组合值系数，见表6。综上所述，在抗震分析中，荷载施加过程中有以下几点需要注意：（1）对于屋面活荷载（用作楼面用途的屋面除外）其组合值系数为0，不需要考虑，这对具有很大覆盖面积的屋面（如储棚结构，大型框架结构的屋面等）的地震作用的降低有很大影响，需要引起注意。（2）当确有根据时，楼屋活荷载可根据实际情况（楼面面积较大、活荷载有排它性不同时出现等），选用较小的组合值系数，以减小地震作用，达到优化的目的。（3）对于在水泥厂中有吊车的车间，其吊车大部分用于检修吊装，工作频率很低，大都为吊车工作级别处于A1~A5的软钩吊车，因此在地震分析中其荷载不参与组合。（4）对于空旷的转运站、厂前区的办公楼、设备较少的结构或者楼层面积较大从而汇聚很大的楼面活荷载而设备荷载占比又较少的结构，可以参照荷载规范对活荷载按楼层折减，其楼层折减系数见表7。对于有设备的车间，以上系数可供借鉴，并可根据设备荷载所占总荷载比重做出调整，合理优化结构墙、柱、基础的结构设计。（5）在工业建筑中，设备荷载占有很大的比例，因此其荷载的合理施加对高震区结构有至关重要的影响。设备荷载通常包括自重、运行时产生的活荷载、动力设备产生的动力荷载（目前这一荷载通常采用静力荷载乘以动力系数的拟静法加以处理）、事故时产生的堵料等意外荷载等，规范对于设备荷载的地震作用时的组合值系数0.8，指的应是设备活荷载，当然设备自重按恒载的组合值系数1.0考虑，其动力系数附加部分作为非有效质量是不应考虑进地震作用组合的。另外，地震作用为小概率事件与堵料意外荷载同时发生的概率微乎其微，因此将堵料等意外荷载工况不列入地震作用工况下同时分析是合理的。由于楼面活荷载的组合值系数为0.5，而设备荷载的组合值系数为0.8，但现有计算程序无法区分楼面荷载的性质，也无法严格区分实际屋面与计算顶层的关系，而统一将结构计算的最顶层作为屋面考虑，这就给规范的严格执行留了漏洞。对于此种情况，建议根据设备荷载达到总荷载的占比在0.5~0.8之间采用内插的方法确定两者的综合组合值系数进行抗震分析。鉴于荷载问题的多样性，建议在结构分析中采用两步甚至多步分析法，即考虑非地震作用下结构最不利工况的静力分析，再采用相同模型考虑合理的荷载组合工况下的地震作用分析，对各构件取两种情况分析下的包络值作为设计结果采用。以收尘器为例，设备荷载包括设备自重及设备正常运转时的活荷载、设备发生事故时堵料的荷载，可以建立两个相同模型来进行分析。一个模型用于考虑除地震作用外的其他各种工况，另一个模型用于考虑地震作用分析，两个模型分别输入相应荷载工况。对于前一种模型可以考虑堵料等意外荷载等最不利荷载，对于后一种模型施加合理优化后的荷载进行抗震分析，两个模型分别分析完成后对各构件选项取最不利设计输出进行设计。通常这一调整过程要相互进行多次才能完成。（6）除以上情况外，由于工业建筑设备荷载的复杂性，在产生竖向荷载的同时也经常会产生水平荷载，如输送头尾轮、转动设备等。因此我们要根据工艺或设备厂家提供的荷载参数分设备正常运转情况及启动关闭情况考虑，在进行地震分析时，可以只考虑设备正常运转时产生的水平力和地震作用。
二、清楚认识位移比
在我们目前的设计中，位移比指标是个很重要的设计复核指标。抗震变形验算是满足建筑正常使用功能的重要措施，也是抗震性能设计的重要内容之一，我国抗震设计采用两阶段三水准设防，弹性变形验算实现的是第一水准的设防要求，属于正常使用极限状态的验算；弹塑性层间位移角限值是确保在罕遇地震作用下，建筑主体结构遭受破坏或严重破坏时不倒塌，实现第三水准的高防要求。因此，抗震规范对弹性层间位移比限值有清楚的限定。对单层钢筋混凝土柱排架结构和单层及多层框排架结构，规范未明确其弹性层间位移角限值，其值可参照规范5.5.5条的规定,确定为1/330，单层及多层框排架结构的弹性层间位移角限值可结合实际工程中框架与排架的布置情况，取1/330~1/550的中间数值（框架为主时，取接近1/550的数值，排架为主时，取接近1/330的数值），并应从严控制，偏框架取值。除此外，规范也提出了最大层间位移与其平均值的比值这一比例系数，用以控制结构的扭转不规则程度，本文暂不做讨论。在目前我们常用的设计软件PKPM的计算结果中，会提供地震作用及地震作用规定水平力下两种情况的最大层间位移角及最大层间位移与平均层间位移的比值，应清楚认识此位移比，以避免不必要的错误。新的抗震规范在进行扭转不规则的判断（扭转位移比的计算）及地震倾覆力矩（包含框架倾覆力矩、短肢墙倾覆力矩、框支框架倾覆力矩和一般剪力墙的倾覆力矩）的计算方面均要求采用规定水平力。该水平力一般采用振型组合后的楼层地震剪力换算的水平作用力，并考虑偶然偏心。原则上水平作用力的换算为每一楼层处水平作用力，取该楼面上下两个楼层地震剪力差的绝对值。采用规定水平力可避免有时CQC计算的最大位移出现在楼盖边缘的中部而不在角部，而且无限刚楼盖、分块无限刚楼盖和弹性楼盖均可采用相同的计算方法处理。在结构楼层位移和层间位移控制值（位移角）验算时，仍采用各振型位移的CQC的效应组合。可以根据考虑地震作用的方式不同，采用不同的组合方式，对于平面振动的多质点弹性体系，可以用SRSS法，简称“平方和开平方”，它是基于假定输入地震为平稳随机过程，各振型反应之间相互独立而推导得到的；对于考虑平—扭耦连的多质点弹性体系，采用CQC法，即完全二次项组合方法，它不光考虑到各个主振型的平方项，而且还考虑到耦合项，对于比较复杂的结构比如考虑平扭耦连的结构使用完全二次项组合，其结果比较精确。简单说，就是RSS近似认为每个振型的振动是相互独立的，而CQC考虑了平扭耦联效应、振型间的相互影响，对复杂结构采用此法。由于高震区地震作用很大，结构弹性层间位移比限值经常不满足规范要求，这种情况下要么牺牲结构的经济性加大竖向构件的尺寸，要么改变结构形式，如框架结构调整为框剪结构，但在此种情况下出于工艺布置的考虑，往往不能得到很好的结构方案，给我们的设计工作带来很多因难。鉴于此，对于工业厂房中应用较多的混凝土框架结构，对不满足位移角限值的结构提出以下建议供参考，我们可根据实际情况采取三步走：调微改方案改变结构形式。第一步：调，即首先仔细查看程序计算结果，对其进行判断，如位移角未达到规范要求，查明哪层何处位移过大未达到要求，找到相应的节点，返回查看模型，找到问题所在，调整模型，加强相应位移大的节点附加的梁柱或者薄弱层。此外对于周期的查看也是调整的辅助手段，对于受力合理的结构，尽量避免前二阶振型为扭转振型，除此外也要注意根据结构特点使两平动振型的周期不要相差较大，如相差较大说明结构两个方向刚度相差较大，应调整结构竖向构件，达到合理的平衡。第二步:微改方案，当通过第一步仍无法达到要求时，我们可以在未达到相应位移限值的方向布置少量抗震墙，从而使其弹性层间位移角满足要求或者在满足位移限值的基础上改善框架结构的抗震性能，形成带少量抗震墙的框架结构。目前对此种结构的分析还有一定的难度，规范对带墙的框架结构体系的判断是通过结构底部竖向构件分别承受的倾覆力矩比例来判定的。对这一特殊的框架结构，可以遵照以下设计原则来设计。（1）对框架结构按纯框架结构（不计入抗震墙）和按框架与抗震墙协同工作（即按框架-抗震墙结构）分别计算，包络设计。对纯框架结构进行大震弹塑性位移验算。框架的抗震等级及轴压比限值按纯框架结构确定。（2）对抗震墙抗震墙抗震等级可取框架-抗震墙结构中框架的抗震等级。对于抗震墙的配筋设计：对计算不超筋的抗震墙按计算配筋；对抗剪不超筋而抗弯超筋的抗震墙，按计算要求配置抗震墙的水平及竖向分布钢筋，按抗震墙端部最大配筋要求（配筋率不超过5%）配置端部纵向钢筋。对抗剪超筋的抗震墙，按抗震墙的剪压比限值确定抗震墙的抗剪承载力并确定墙的水平钢筋，按强剪弱弯要求确定墙的竖向钢筋。在抗震墙很少的框架结构中，框架是主要的抗侧力结构，在风载或地震作用很小（低于多遇地震作用）时，抗震墙辅助框架结构能满足规范对框架结构的弹性层间位移角要求，提供的是抗震墙的弹性刚度，在设防烈度地震及罕遇地震时，抗震墙退出工作。当然对于处于框架结构上的大型动力设备,为降低结构震动，减小设备引发的结构位移，也可采用此种结构。第三步:改变结构形式，在以上情况下如还不能满足要求，只能寻求改变结构形式来实现位移比限值要求。对于框架结构可以通过加钢支承形成框架支承结构，也可以在上一步配置很少剪力墙的基础上尽一步加大剪力墙配筋形成框架-剪力墙结构，可以采用异型柱结构或者下部为框架剪力墙结构、上部为框架结构的混合结构。其实对于框架结构而言，在提高结构塑性能力的前提下（加强竖向构件水平筋的设置）或者根据厂房实际情况牺牲部分安全度，规范规定的位移角限值也是可以有限降低的，但是这个限度需要合理把握。
三、构造及概念
抗震支架深化设计方案范文2
关键词：结构设计；转换桁架；预应力；抗震超限
中图分类号：TU318文献标识码： A 文章编号：
一、工程概况
“广西桂东人民医院外科、门诊综合楼” 位于广西梧州市西江三路，设一层地下室(建筑功能为车库、设备用房及六级人防地下室)，地面以上分为主楼及其裙楼部分，主楼二十三层，屋面檐口标高90.700，各层层高为3.6m～4.50m，室内外高差0.45m。裙楼5～6层，裙楼由两部分构成，一部分为医院原有的旧门诊大楼，一部分为新建裙楼。总建筑面积48890m2主楼和裙楼间设缝，地下室部分不设缝。因医院的大型设备和贵重医疗仪器均安装于旧门诊大楼北面“放射楼”部分中，如拆除该部分，移动医疗仪器，费用过高的同时，也会使医院长时间无法正常运作，鉴于上述原因，业主要求新门诊综合楼的设计必须保留原有旧门诊楼的“放射楼”部分。根据业主要求，我院设计了25m跨度预应力转换桁架，跨过旧门诊“放射楼”将其保留。
二、设计要求及自然条件
1、基本风压：W0= 0.35kN／m2 (建筑物高度超过60m考虑100年重现期风压)，地面粗糙度为B类。
2、抗震设防标准：按《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)第3.1.1条及《建筑工程抗震设防分类标准》第6章规定，本工程抗震设防类别为乙类，设计基本地震加速度值为0.05g，设计地震分组为第一组，本工程地震作用按6度考虑，抗震措施按7度考虑，结构设计使用年限50年，结构安全等级为二级。
3、地基基础设计等级：根据GB 50007-2002第3，0.1条规定，取为乙级。
4、人防等级：人防地下室为平战结合核6级防空地下室。
5、地下室防水等级：根据GB 50108-2001第3.2.2条规定，取为二级。
6、工程地质慨况：根据《岩土工程勘察报告》，本工程建设场场地地形地貌较复杂，平整场地后，地面高程在23.200-23.80m，最大高差0.6m，拟建建筑物周围有多栋6～7层旧有房屋。场地东面约300m有一南北走向的较大断层通过，但对场地影响较小。场地基岩为寒武系随口群泥质粉砂岩、砂岩。基岩上覆盖有第四系土层，包括人工素填土、坡积粉质粘土、碎石土及冲积粉质粘土。本工程采用桩基础，根据钻探揭露，桩基可供选择的主要持力层分布自上而下为：泥质粉砂岩⑤1：局部结构已全部破坏，母岩矿物已土化。石英岩⑤2：该层为基岩中的石英矿脉，岩质坚硬，在场地内仅局部有，分布无规律。强风化粉砂岩⑤3-1：岩质上软下硬，岩芯多呈碎块状。中风化粉砂岩⑤3-2：岩芯呈碎块或短柱状。微风化粉砂岩⑤3-3：仅少数转孔钻到该层，岩芯呈长柱状，少量碎块状。
《岩土工程勘察报告》中桩基可供选择的主要持力层的极限侧阻力标准值qsk及桩端极限端阻力标准值qpk见下表：
本工程建设场地的地下水主要为潜水及基岩裂隙水，主要补给来源为大气降水及地表水，潜水主要分布于第四系土层中，水量、水位季节变化性较大。基岩裂隙水主要分布在基岩裂隙中，水量较大。混合水位稳定埋深5.70～17.60m，高程介于6.23～17.68m。
建筑场地类别为II类，属可建筑的一般场地，该场地可不考虑液化的影响。
三、结构设计
（一）、桩基础选型及方案比较
1、静压预制管桩
该方案以石英岩2或中风化粉砂岩3－2为持力层，单桩承载力较高，施工速度快；但由于原有旧门诊楼紧贴拟建的新门诊楼，拟建门诊楼框支柱底的轴力大约有35000KN，采用静压管桩，大约需要16桩左右，必定会与旧门诊楼基础相冲突，因此静压预制管桩基础无法实现。
2、人工挖孔桩
人工挖孔桩具有造价低廉，成桩质量有保证，施工技术成熟的优点。根据地勘报告，场地内虽然有地下水，但水量不大，挖孔桩施工过程中地下水可抽排干净，原医院旧门诊楼便是采用人工挖孔桩基础，本工程将该桩基形式作为第一方案， 以石英岩2或中风化粉砂岩3－2为持力层。
3、大直径钻（冲）孔灌注桩
大直径钻孔灌注桩穿透能力强，以石英岩2或中风化粉砂岩3－2为持力层，基础施工可不受地下水影响，但该桩型对场地污染较大，且施工过程中噪音影响大，对医院环境有一定影响，且旧楼紧贴拟建建筑物，施工机械就位有一定困难，本工程将大直径钻（冲）孔灌注桩作为后备方案，人工挖孔桩施工时如因地下水、流沙或圆砾层等原因发生困难，可采用此种桩型，该桩基形式应严格控制孔底沉渣厚度，以免对桩基承载力产生不利影响。
（二）、基坑开挖与支护
本工程基础埋深约为9.1m，应该考虑基坑施工时基坑稳定性及地下水问题应进行深基坑支护设计及止降水设计。
（三）、上部结构选型
根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）6.1.14条及该条的条文解释，本工程采用剪切刚度模型计算得到地下室部分的侧向刚度与相邻上层侧向刚度：X方向为3.28；Y方向为2.50。两个方向的侧向刚度比均大于2，所以可判定地下室顶板为上部楼层嵌固端。在地下室顶板上为一栋二十三层主楼及两栋多层裙楼，裙楼层数分别为五层和六层。主群楼间采用110mm宽防震缝分开成为3栋互相独立的单体。根据《建筑抗震设计规范疑问解答》第11.8问，该种情况不属于《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)第10.6节规定的多塔结构，裙楼和主楼之间无相互影响。
1、主楼
抗震支架深化设计方案范文3
一、房屋的抗震等级以及设计要求
（一）震级的划分
1.抗震等级：是设计部门依据国家有关规定，按“建筑物重要性分类与设防标准”，根据烈度、结构类型和房屋高度等，而采用不同抗震等级进行的具体设计。以钢筋混凝土框架结构为例，抗震等级划分为四级：很严重、严重、较严重及一般。
2.地震烈度：是国家主管部门根据地理、地质和历史资料，经科学勘查和验证，对我国主要城市和地区进行的抗震设防与地震分组的经验数值，是地域概念。全国大部分地区的房屋抗震设防烈度一般为8度。
3.震级是表示地震强度所划分的等级，中国把地震划分为六级：小地震3级，有感地震3～4.5级，中强地震4.5～6级，强烈地震6～7级，大地震7～8级，大于8级为巨大地震。
（二）建筑结构抗震等级的一般规定
1.多高层建筑结构的抗震措施是根据抗震等级确定的，抗震等级的确定与建筑物的类别相关，不同的建筑物类别在考虑抗震等级时取用的抗震烈度与建筑场地类别有关，也就是考虑抗震等级时取用烈度与抗震计算时的设防烈度不一定相同。
2.建筑结构应根据其使用功能的重要性分为甲、乙、丙、丁类四个抗震设防类别。
（三）抗震设计的基本要求
1.选择对抗震有利的场地、地基和基础：应根据工程需要掌握地震活动情况、工程地质和地震地质的有关资料，对抗震有利、不利和危险地段作出综合评价。应选择有利地段；避开不利地段。当无法避开时应采取有效措施。
2.建筑设计和建筑结构的规则性：建筑设计应符合抗震概念设计要求，不应采用严重不规则的设计方案。建筑及其抗侧力结构平面布置宜规则、对称，并应具有良好的整体性；建筑的立面和竖向剖面宜规则，结构的侧向刚度宜均匀变化，竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小，避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。
二、房屋结构形式及其抗震性能
（一）钢结构及其抗震性能
由于人类文化生活不断提高，对高层、大跨度建筑的要求也就越来越高。而钢结构本身具备自重轻、强度高、施工快等独特优点，因此对高层、大跨度，尤其是超高层、超大跨度，采用钢结构更是非常理想。目前世界上最高、最大的结构采用的都是钢结构。由于钢材料的匀质性、强韧性，可有较大变形，能很好地承受动力荷载，具有很好的抗震能力。
（二）框架结构及其抗震性能
框架结构是指以钢筋混凝土浇捣成承重梁柱，再用预制的加气混凝土、膨胀珍珠岩、浮石、蛭石、陶烂等轻质板材隔墙分户装配成而的住宅。适合大规模工业化施工，效率较高，工程质量较好。框架结构建筑的优点是抗震性能好，结构牢固，使用寿命长，房屋的结构可以随客户的意愿而改变，大开间建筑均采用此结构。
（三）砖混结构及其抗震性能
主要指房屋主要承重结构为砖砌墙体。楼板、过梁、楼梯、阳台、挑檐等构件由钢筋混凝土浇制（或预制）建造的房屋。砖的抗压性强，但韧性差，一遇到6、7度地震破坏就会局部开裂和散落，8度时裂缝会更大，稳定性差的会倒塌。但施工质量好，砖的形状规则，砂浆强度高，灰缝均匀，这类房屋只有在10度时才会被严重破坏或倒塌。通常这种结构房屋易发生问题的部位和构件有：跨度大的横梁、楼梯间墙体和开有较大洞口的墙体等。砖混结构抗震性能好于砖砌体结构，砖混结构在唐山地震经历了考验，受灾小很多，其抗震性能比起上述两者相对弱一些。
（四）砖木结构及其抗震性能
砖木结构，主要承重构件是由砖和木两种材料制成的，由于力学工程与工程强度的限制，一般砖木结构是平层（1～3层）。这种结构建造简单，材料容易准备，费用较低。但其稳定性较差，6、7度地震时极易倒塌。
三、目前防震和抗震的问题和措施
（一）防震和抗震存在问题
缺乏岩土工程勘察资料或资料不全；结构的平面布置；一个结构单元内采用两种不同的结构受力体系；底框砖房超高超层；抗震设防标准掌握不当；结构的竖向布置；抗震构造柱布置不当；框架结构砌体填充墙抗震构造措施不到位；结构其他问题；平面布局的刚度不均；防震缝设置；墙体局部尺寸限值；同一结构单元基础形式不同；基础的埋置深度；结构抗震等级掌握不准。
（二）现代防震和抗震具体措施
1.一般的建筑物通常都是采用抗震方法（设置抗震构件、抗震墙）和防震措施（如设置防震缝）来预防地震灾害的，隔震和减震仅适用于特殊要求和高烈度抗震结构。
2.由于强调“强剪弱弯”故需改变传统的做法――箍筋只用Ⅰ级钢，现在提倡用Ⅱ、Ⅲ级钢箍；砼强度越高，其脆性越大，抗裂性能越低，所以对砼强度等级的采用是有所限制的，不是越高越好，正确的设计方法是恰当、适用就行。采用高强砼时，有关构件剪力、轴压比、柱墙箍筋特征值都比普通砼要求严。
3.“部分框支抗震结构”指首层或底部两层框支抗震墙结构，意即不包括高位转换层框支结构，换句话说，即高位转换层结构的最大高度应从严控制。对于部分框支抗震墙结构的框支层框架，不管设防烈度高低也不管房屋高度如何，其抗震等级最低为二级，不存在三级，意即其结构计算及构造措施要求都较严。部分框支抗震墙结构属于复杂结构之一，框支层楼板厚度、砼强度等级、楼板的配筋率等都有特别要求，设计时务必给予满足。
4.设置抗震缝时即出现“抗撞墙”，什么情况下需设置抗撞墙，如何合理设置，均应按规定实施。
5.应注意框架―剪力墙结构中的抗震墙连梁刚度要求大，而在抗震墙结构和部分框支抗震墙结构中的抗震墙连梁的刚度要求小，两种结构处理方法截然不同。
6.扁梁楼盖的抗震性能并不优于传统梁板结构，因此扁梁楼盖不宜用于一级框架结构，即扁梁楼盖的应用是有一定限制的。只有当客观条件受到限制，比如房屋总高与层数关系、层高与净高关系等，才考虑采用扁梁楼盖。
抗震支架深化设计方案范文4
关键字：高层住宅；结构选型；优化设计
Abstract: this paper briefly introduces the selection of high-rise residential structure based on how to for high-rise residence of the key factors are optimized selection of some Suggestions are given, and the necessity of optimization is discussed.
Key word: high-rise residential; The structural type; Optimization design
中图分类号：TU318 文献标识码：A 文章编号：
1 引言
在顺应人们急剧增长的住房需求下，高层住宅的结构形式从简单的层数和高度增长的基础上，逐步发展到对平面形状和空间体型的复杂化要求。这不仅要求建筑满足功能多样，建筑风格提高，还要满足城市发展的景观需求。高层住宅在延续最初的结构形式和框架设计的基础上，还应对建筑中的相关因素进行优化设计，使得住宅不仅满足基本的功能需求外，还能在设计水平上有进一步的提升。
2 控制高层住宅结构选型的关键因素
2.1 高层住宅结构中新型材料的选型
高层建筑结构材料的发展从最初选用铸铁和钢材作为框架主体材料，演变到使用混凝土材料作为主体框架承重材料，最终结合发展成为采用钢筋混凝土材料并在巴黎的弗兰克林公寓大楼中得到首次应用。在这几十年的时间里，混凝土钢结构形式并没有得到较快的发展，只是在高层建筑中零散的使用，在看到钢结构的众多优点的同时，因其造价较高和由于建筑物高度增加结构所受内力变换等原因，对性价比高材料的需求不断增加，所以加快对优质建筑材料的研究、开发和选型也成了建筑业发展的重点方向。
2.2 高层住宅中结构体系的选型
2.2.1 高层住宅结构合理选型的重要性
高层建筑的发展不仅节约及充分利用城市土地资源，还能节省市政开销，增加城市吸纳能力，缓解群众住房紧张心理。所以在高层住宅带来种种利好效益的同时，因其规模、高度和复杂性的增加，也显示出合理进行结构选型的重要性。在进行合理选型时不仅要考虑工程造价和投资能力等商业因素，还应考虑施工条件、技术能力以及材料和能源供应等技术问题，使得建筑在不仅满足功能和工期需求外，也能做到经济、合理。
2.2.2 高层住宅的常见结构形式
1）在一般高层建筑结构体系中主要采用框架、剪力墙、筒体及框架－剪力墙、框架－筒体、筒中筒等结构体系
2）复杂高层建筑结构一般指带转换层的结构体系，悬挑、带加强层或连体结构体系，平面不规则结构体系也属于复杂高层建筑，在进行结构选型时要进行单独设计。
3）近些年还出现了一些新颖的高层建筑体系，如巨型框架、脊骨和束筒体等结构形式。
2.2.3 如何进行高层住宅的结构选型
在进行高层住宅的结构选型时，应该遵循以下原则：首先，应进行明确合理的简图计算和地震传递路线分析。其次，在设计时应设立多道抗震防线，避免出现因部分结构或构件失效导致整体抗震能力下降或丧失的现象。最后，要确保刚度和承载力的均匀分布，避免产生应力集中或塑性变形等现象，保证结构具有良好的抗震、抗变形和承载能力。下面列举出几种结构体系：
1)框架体系。纯框架结构宜用于20层以下的高层住宅建筑，该结构的优点是制作安装简单，整体刚度和承载力分布均匀, 但也存在侧向刚度较小的缺点。
2) 钢框架―支撑结构其特点是能够双重抗侧力，在遇到地震时支撑系统能够避免破坏且内力能够重新分布到框架，这就是所谓的双重抗震防线。该结构的抗震原理为水平力由框架和支撑系统共同承担。在设计时可根据水平力作用的情况及建筑物的高度来调整支撑数量、形式及刚度。
3）钢框架―钢筋混凝土核心筒混合结构的主要特点是其抗震性能取决于混凝土核心筒。设计时要考虑核心筒的高宽比小于10，因为高宽比大的结构容易超过设计规范中要求的水平位移的极限值。该结构在我国7度地区有广泛的应用，在8度地区的应用较少。
4） 筒体结构因其内外筒均可形成较强抗弯刚度，也能达到钢框架―支撑结构的双重抗震效果，能够较好的承受水平力，所以该结构是高层住宅结构中较好的受力结构。
5）巨型体系随着城市建设的发展出现的新高层建筑结构体系，它是由常规结构构件组成的次结构与巨型梁和巨型柱组成的主结构共同作用不同于常规梁柱概念的新型结构体系。
2.3 高层住宅结构中建筑基础的选型
关于高层住宅结构中建筑基础的选型是高层建筑下部结构选型的重要组成部分。地基作为承受来自高层巨大载荷在受体，其结构形式的选择不仅关系到整体结构的安全性，同时也是影响工期和造价的重要因素。
高层基础的选型设计应该满足以下几方面的要求：首先，在地震区进行高层住宅的建设时应选择抗震有利地段，如果条件不允许应在进行建设时采取可靠措施，避免地震时导致过量下沉或地基失稳。其次，在进行基础的选型时应进行测算保证天然地基或复合地基满足承桩要求，差异沉降量和总体沉降量在规范允许的范围内。
高层住宅的基础设计选型应充分考虑以下因素的影响：
1）对建筑用地的地质条件进行准确合理的勘察，根据所提供的地质资料进行分析和判断，掌握地质条件的复杂和多变性，地质条件是影响高层住宅基础选型的重要因素。因为建筑用地的地质条件还具有隐蔽性，所以在施工过程中应该根据地质条件的变化灵活修改设计。
2）因不同的上部结构对基础形式的要求也各不相同，在进行基础选型还应充分考虑不同上层结构对基础的要求，对于因地基不均匀沉降敏感度不同的上部结构，应选择加固或刚度较大的地基形式以保证基础选型的合理性。
3）因地震对高层建筑的安全性影响较大，所以抗震性能也是影响基础选型的重要因素，在地震敏感区域，应考虑基础可能出现变形、沉降不均或倾覆等现象保证基础选型的安全性。
4）高层住宅的基础选型还应充分考虑构造要求和使用要求，如满足埋深、人防和地下车库等各种建筑具体要求。
5）在根据建筑的层数、高度及结构特点、载荷大小选择最佳基础形式的同时，还应充分考虑造价和施工条件等经济因素。
高层住宅基础形式通常有以下几种：首先是适合土质较好、层数不多的柱下独立基础。当地基为岩石时,可采用地锚将基础锚固在岩石上,锚入长度≥40d。其次是适合于土质一般、层数不多的交叉梁基础。再次是刚度较弱，适合层数不多土质较弱或层数较多土质较好的片筏基础，该结构在基岩埋置很深，地下水位较高但地表有一定承载力和一定厚度的情况下，表现出较桩基工期短和节省资金的优点。
3 关于如何优化高层住宅结构选型的设计
3.1 对于高层住宅结构选择优化的必要性
通过对高层建筑设计方案选择、机构体系及地基基础的优化设计，是减低工程造价成本实现经济利益最大化的有效手段，还能使技术和方案得到进一步的提高，缓解技术控制资本对立的现象。同时通过优化设计可以使建筑不仅满足基本的功能需求，还能在适用、经济、美观及安全等多方面得到提高，对于工程成本的降低和建筑质量的提高也是衡量设计和优化人员专业水平及能力的重要标准，所以在进行高层住宅设计时进行合理优化对技术和经济都具有较高的必要性，应该得到设计人员的重视。
3.2 对高层住宅结构设计方案的优化
结构设计方案的选择和优化是降低工程造价、保证工程质量的重要方面。在进行总体结构方案的构思时，不仅要体现整体概念，还要充分利用和发挥构件在整体中的最佳受力状态。整体结构不仅满足刚度和承载力的要求，还能做到受理和传力途径简单、明确。达到安全和可靠的高度统一的同时，处理好构建与整体结构之间的关系，尽可能保证结构选择的合理性，避免或降低因载荷分布不均或地震等外力造成结构扭转的现象。
3.3 对高层住宅结构体系选型的优化
对高层住宅的结构优化，要遵循以下原则，首先要选择抗震、抗风性能好且经济实惠的结构体系，重视结构的可靠稳定性，选择适用的材料及进行必要的加固都是合理优化的目的。在保证结构安全性的同时，考虑到结构的耐久性及长期的维修费用成本也是设计者在优化时要考虑的因素。其次要重视结构选型与平、立面的规则性，这不仅使设计更加合理还能减少为抵抗不必要应力的材料用量.
3.4 对高层住宅建筑基础选型的优化
对高层住宅基础方案进行优化首先要确保图纸勘察资料真实可靠，地基和桩基的承载力及图的参数至关重要，详尽准确的地质资料是确保基础设计可靠稳定，工程造价经济合理，工期和施工满足要求的重要保证。
基础方案的优化是一项系统复杂的工程，不仅要求设计合理满足相关规范标准的要求，还应做到计算准确，构造合理，有度有量。要在充分吸收已建工程的实践经验基础上，全方面的考虑空间利用、埋深和沉降缝等因素，尽可能做到合理选择和优化。
4 高层住宅的优缺点
4.1 高层住宅相对于其他住宅的优点
高层住宅相对于普通多层住宅的优势主要表现在以下几个方面： 首先，高层住宅能明显的节约建筑用地，建筑密度是显示这方面优势的重要数据，研究表明在相同的容积率条件下，高层与多层的建筑密度之比为5:3，与此同时还增加了消费群体的购买意愿，有利于社会价值和经济价值的双重实现。
4.2 高层住宅相对于其他住宅的缺点
在分析了高层住宅相对于其他住宅的优点后，因所有事物都具有利弊的两面性，高层住宅也不可避免的具有相应的缺点：首先，由于高层建筑的投资和成本较高，钢材及混凝土的用量较多，在容积率提高的同时并没有给降低房价让出很大的利益空间，在价格方面与多层相比没有明显优势。其次，由于高层住宅的设计难度较大，尤其是塔楼的设计在朝向和通风方面很难做到每户都合理。最后，是人们所熟知的高层建筑高公摊和高物业费的问题，因高层建筑中的配套设施较多层中的高级，在维修和维护这方面的成本较高，给购房之后的房主造成一定的经济困扰。
5 结语
在经济发展、人口增加、城市建设等多方面因素的推进下，我国高层住宅的建设呈现出发展的必要性和发展的可能性。设计人员在熟悉掌握高层建筑的选型基础上，充分考虑建筑的成本、稳定性、功能性及耐久性的基本要求并进行合理优化的前提下，还应在满足和符合国家相关标准和规范的要求，在努力提高自身设计素质，对高层住宅的结构及美观进行合理优化，使我国的高层住宅在可预见的未来得到可持续发展，并达到更高的水平。
参考资料：
［1］贺杨，张永胜.高层建筑结构优化［J］. 山西建筑，2012，(5):34-35.
［2］张感平.高层住宅结构设计［J］. 江西建材，2011，(4):100-101.
抗震支架深化设计方案范文5
[关键词]问题；原则；取值
前言
随着科学技术突飞猛进的发展，火力发电厂的单机容量不断增大，主厂房的设计方案越来越多。主厂房作为发电厂中最重要的建筑，它的结构选型、设计方案直接关系到能否满足发电要求及工程是否经济。
1.关于主厂房具体设计之前应思考的问题
在做此项设计之前，首先应思考建筑本身的意义及自己对设计的追求，也就是说如何树立自己的建筑价值取向。这步至关重要，很多人拿了设计题目后就埋头苦干，集中精力在“做”上面，却没有在“想”上多花功夫。这样的设计只能说是没有错误的设计，但深度上会有所欠缺，所以先建立自己的建筑价值观，定位一个努力的方向是做设计前应该思考的，有了目标后，自身常常会陷入一种自问自答的状态，伴随着越来越丰富的履历与理论的影响，自己该走的那条路也渐渐明晰起来。建筑最终体现的是一种对人文的关怀，对用于发电生产的电厂主厂房也不例外，在设计之前也应做好充分的思考，使设计更科学、实用、经济、合理，这才是我们追求的目标。
2.电厂主厂房的设计
目前，国内外火力发电厂的主厂房主要采用了三种结构形式与体系：钢结构主厂房、装配式混凝土结构、现浇混凝土结构。钢结构主厂房的特点如下，结构布置灵活、多样；大部分构件可工厂化生产；自重轻，降低造价；抗震性能优异；但是防火性能差，且增加了防锈、防腐维护工作。装配式混凝土主厂房结构从50MW到300MW机组，装配率从50％提高到85％～95％，构件吊高从30m增至60m及以上，单件重从20t增加到100t，起吊设备从20t／600tm增至（100～120）t／3000tm，适用于100MW～125MW及以下机组。现浇混凝土结构的特点，缩短工期；结构整体性好，节约用地，降低综合造价，节约钢材。
3.电厂主厂房的设计原则
主厂房设计主要遵循如下原则：确定结构形式与体系。目前，国外的火力发电厂主厂房主要采用钢结构形式，国内常采用的钢筋混凝土结构；设计参数。主要考虑的参数有：基本风速、风压、雪压，抗震设防烈度，基本地震加速度，当地的土壤类别及大气中的成分；荷载分析。主要荷载有：雪荷载，风荷载，设备、管道活塞荷载，永久荷载，积灰荷载，地震荷载和偶然荷载。根据规定进行荷载效应组合后计算构造要求进行设计；计算分析方法。主厂房结构计算分析采用中国建筑科学研究院SATWE有限元整体空间分析程序进行联合空间结构计算，充分考虑各构建的相互作用，使计算模型最大限度的反映结构的实际受力状态，计算出较精确的内力值；一个典型的钢结构主厂房的设计，主厂房采用框排架结构体系。汽机房采用门式刚架体系，除氧煤仓间采用框架体系。框排架是厂房骨架的主要承重构件，各个框架之间由屋面结构、屋盖纵横向支撑、现浇混凝土楼盖结构、柱间支撑以及其他纵、横两向抗拉构件连接在一起，组成一个框排架传递竖向荷载、柱间支撑和屋盖支撑传递水平荷载的空间工作结构体系。
4.电厂主厂房设计中的荷载取值
在主厂房的设计中，必须针对框架的梁、柱、支撑、柱脚内力、连接节点等不同的构件，采用不同的荷载组合系数，选取最不利组合形式，设计出最优的截面。电厂主厂房的设计，主要应考虑以下基本荷载：永久荷载取值时需要考虑结构、煤斗、除氧器等设备的自重和栈桥传来的自重压力等。可变荷载的取值根据DL5022——93《火力发电厂土建结构设计技术规定》规定的各层楼面荷载，工艺要求的设备及管道运行荷载，煤斗中的煤、除氧器中的水，栈桥传来荷载，炉前吊质量等。此种荷载用于主框架承载计算。单机容量大于300MW的发电厂，其屋面、楼（地）面荷载的取值视实际情况而定。吊车荷载，汽机房、锅炉房、灰桨泵房、修配厂、检修间及引风机室等的吊车应按轻级工作制设计。燃煤及除灰建筑的桥式抓斗吊车应按重级工作制设计。吊车竖向荷载值为吊车质量及吊车自质量之和。吊车纵向刹车荷载值为作用在一侧轨道上最大轮压值之和的10％吊车横向刹车荷载值为横行小车质量和额定起重质量之和的8％。对于以风荷载为主的建筑物，如主厂房山墙等，设计风荷载与其他活荷载组合时，其荷载组合值系数取1.0。荷载效应组合主要依据《火力发电厂土建结构设计技术规定》中的有关规定进行取值。在验算柱框架强度时，可变荷载应该考虑进行折减；验算次梁强度时，可变荷载无需进行折减；验算主框架变形时，荷载使用折减后的标准值；验算次梁变形时，荷载使用未折减的标准值。
5.电厂主厂房设计中的抗震问题
火力发电厂的主厂房一般都是采用典型的框排架结构，根据研究已有的地震灾害发现火力发电厂的纵向震害小于横向震害。简化的地震反应计算方法，定义层间屈服强度系数为：ζ（i）=Qy（i）／Qe（i）其中Q（i）为第i层的屈服剪力，Qe（i）为第i层弹性地震剪力。以各断面ζ（i）为震害判据，根据ζ（i）与震害的统计关系，判断各层震害，再综合判断整体震害。预测流程主要为：将复杂结构简化成多自由度系统，用底部剪力法来计算水平方向上的地震力；采用结构力学中的方法，将连接框架与排架的细杆上的内力计算出来，并且解偶联框架与排架；分别参照预测排架、框架所受震害的方法，计算出关键断面的ζ（i），然后进行比较，根据结果判断各断面所受的震害大小；最后综合判断主厂房所受的震害情况。现有的一些试验和钢筋混凝土实测应变分析表明，剪力墙承受结构的大部分抗震作用，剪力墙的屈服强度在很大程度上影响结构的承载能力和变形，其对应的屈服荷载接近于结构的极限荷载。在剪力墙屈服以后，其刚度降低，承受的剪力减少，框架的水平荷载最多可增加到总荷载的25％，连梁、框架梁柱很快随之屈服，于是整个结构发生侧移。由于模型结构的弹塑性性能逐步发展，结构的变形特点发展到以剪力变形为主的剪切性，但是结构的位移明显增加，剪力墙屈服达到最大荷载值时，相应的结构位移增幅高达200％。在地震波的作用下，结构的屈服顺序为：剪力墙根部框架各层梁端框架各柱根部。
6.火力发电厂钢筋混凝土主厂房抗震设计时应注意的问题
火力发电厂钢筋混凝土主厂房抗震设计时应注意剪力墙混凝土的强度等级和框架柱混凝土的强度等级不应差别过大，而且剪力墙的配筋还有必要改进；剪力墙先屈服，框架柱再屈服的破坏模式是一种比较理想的抗震结构型式。因此，采取一定措施让剪力墙率先屈服后，框架不是随之破坏而是还可承担一定的地震作用，延长结构的破坏过程；框架顶层各构件的截面和配筋不宜过多地减少或削弱，在底层框架中，应特别注意加强柱脚的变形和耗能能力；在进行抗震设计时，要进行在极端地震作用下各参数的分析，以便综合评价结构的抗震性能。
抗震支架深化设计方案范文6
摘要：随着我国建筑技术的不断发展，科学合理的控制混凝土结构中的刚含量，不仅能节省工程的整体造价，同时还能避免不必要的材料浪费。然而在实际施工中，合理的减少含钢量会带来积极的作用，不合理的减少将会对整个建筑造成极其严重的影响。在此，本文针对混凝土多层框架结构含钢量的优化设计措施做如下论述。
关键词：混凝土结构；含钢量；优化设计；经济性
21世纪后，一些建筑专业网站，如建筑工程造价网站了典型建筑工程的技术经济指标。根据上述历年统计数据，汇总出各类钢筋混凝土结构实际的含钢量，数值均不考虑地下室和桩基，若考虑桩基应增加10%左右。而单独计算地下室，其含钢量为80～490kg m2（上限为考虑人防）。表中数值只反映通常的情况，某些特殊工程，其含钢量会相差很大。还应指出，采用轻型钢结构的厂房和住宅，虽然为全钢结构，但它们的含钢量比钢筋混凝土结构多不了多少。
1.建模计算阶段
合理的结构布置、正确的荷载取值与适当的计算参数选择，是减少用钢量的前提。在建筑方案设计的阶段，结构设计人员就应及时参与，对于建筑形体及其构件布置规则性的要求，通过与相关专业的沟通，对建筑的平、立面布局以及承重构件的布置提出合理化建议，尽量避免或减少诸如凹凸不规则、楼板局部不连续、竖向不规则等造成用钢量大幅上升的先天性缺陷。在结构建模的阶段，应严格按照建筑功能，确定各处恒、活荷载的取值，不应随意放大（亦不可在无明确依据支持的情况下擅自折减），在保证结构安全的前提下，忠实于实际工况选择正确的折减系数。在结构模型调试的阶段，对周期折减系数、梁弯矩放大系数、梁刚度放大系数、地震信息的相关参数等予以适当选择、正确定义，可以合理控制结构刚度、避免因过度吸收地震力而造成的配筋增大。对于高层结构，剪力墙的布置往往对工程造价有着较大的影响。应尽量保证剪力墙落地，避免框支。均匀合理地布置墙体，使墙体钢筋计算结果尽可能地趋近构造配筋，是结构设计师们不断努力的方向。剪力墙的布置并不是越多越好，如果一味地提高结构的侧向刚度，反而会吸引更大的地震作用力，且增加不必要的造价。在建筑物平面的中心区域往往存在较多的竖向交通井，如楼梯间、电梯井、设备管道井等，由于其位于平面内部，此处布置的墙体对结构的整体刚度帮助并不大，故一般不宜在井道周围布置较多的剪力墙。相较于内部的墙体，墙体对提高结构整体刚度的效果更好，尤其是山墙部位的墙体。均匀、分散地把较多的剪力墙布置在结构平面的，适当减少中间部位的剪力墙，可以更有效地发挥墙体的强度、提高结构抗扭性能，达到其利用率的最优化。剪力墙的分布钢筋大多是依构造要求配置，其数量难以进一步降低，应从边缘构件着手，减少其数量及配筋。如能尽可能多布置较为长肢的墙体，暗柱等边缘构件的数量及其纵向配筋率均可进一步降低。
2.施工图设计阶段
在施工图设计周期主要通过精细而合理的构造措施，来实现对用钢量的控制。其经济性可以较为直观地看到，并且容易进行量化的比较。在工程实践中，设计人员常使用如下一些构造措施（本文仅讨论±0.00 m以上结构部分，地下结构不在本文论述范围之内）。
（a）剪力墙构造配筋优化。墙体竖向分布筋与水平分布筋并不一定要采用相同的直径，满足构造要求及最小配筋率即可，《建筑抗震设计规范》（GB 5001―12010）（以下简称《抗规》）第6.4.4条规定：抗震墙竖向和横向分布钢筋的直径，均不宜大于墙厚的1/10且不应小于8mm；竖向钢筋直径不宜小于10 mm。对于轴压比满足《抗规》第6.4.5条相关规定的墙体，设置构造边缘构件即可。边缘构件的设计亦建议采用多种规格的钢筋组合，例如：内墙非底部加强部位的400 mm×200 mm暗柱，抗震等级如为三级，按构造边缘构件可配置4Φ12 mm+ 2Φ10 mm的纵筋。
（b）框架梁配筋优化。《抗规》第6.3.4条规定：（b）框架梁配筋优化。《抗规》第6.3.4条规定：沿梁全长顶面、底面的配筋，一、二级不应少于2Φ14 mm，且分别不应少于梁顶面、底面两端纵向配筋中较大截面面积的1/4；三、四级不应少于2Φ12 mm。笔者认为，规范并未硬性要求框架梁上部钢筋一律取支座的2 根角筋通长布置，亦无此必要。对于三、四级框架结构，当支座负筋直径较大时，可采取分离式配筋，以较小直径（2Φ12 mm或2Φ14 mm）的架立筋拉通，并连接支座角筋，可以有效地减少钢筋用量。另外，《混凝土结构设计规范》（GB 50010―2010）（以下简称《混规》）第9.2.13条规定：梁的腹板高度不小于450 mm时，在梁的两个侧面应沿高度配置纵向构造钢筋。每侧纵向构造钢筋的间距不宜大于200 mm，截面面积不应小于腹板截面面积的0.1%，但当梁宽较大时可适当放松。不少结构设计师在实践中普遍设置Φ12 mm@200 mm的腰筋，并按梁的总高计算需要的腰筋根数。而实际上，扣除楼板厚度之后，规范所要求的腹板高度是小于梁高的，对于宽度为200 mm的梁，设置Φ10@200 mm的腰筋亦能满足最小配筋面积的要求。
（c）楼板配筋优化。三级钢筋强度设计值为360N/mm2，而一级、二级钢筋的强度设计值分别为 270 N/mm2、300 N/mm2。选用三级钢筋可显著提高用钢
量的节约率，因其强度分别为一级、二级钢筋的133.3%和120%，而价格仅仅约为前两者的105%。
3.基础拉梁设计应适当
多层框架房屋基础埋深值大时，为了减小底层柱的计算长度和底层的位移，可以在±10.000以下适当位置设置基础拉梁，但不宜按构造要求设置，宜按框架梁进行设计，并按规范规定设置箍筋加密区。但就抗震而言，应采用短柱基础方案。一般说来，当独立基础埋置不深，或者虽然埋置较深但采用了短柱基础时，由于地基不良或柱子荷载差别较大，或根据抗震要求，可沿两个主轴方向设置构造基础拉梁。基础拉梁截面宽度可取柱中心距的1/20～1/30，高度可取柱中心距的1/12～1/18。构造基础拉梁的截面可取上述限值范围的下限，纵向受力钢筋可取所连接柱子的最大轴力设计值的10%作为拉力或压力来计算，当拉梁上作用有填充墙或楼梯柱等传来的荷载时，拉梁截面应适当加大，算出的配筋应和上述构造配筋叠加。基础构造拉梁顶标高通常与基础高或短柱顶标高相同。在这种情况下，基础可按偏心受压基础设计。当框架底层层高不大或者基础埋置不深时，有时要把基础拉梁设计得比较强大，以便用拉梁来平衡柱底弯矩。这时，拉梁正弯矩钢筋应全跨拉通，负弯矩钢筋至少应1/2拉通。拉梁正负弯矩钢筋在框架柱内的锚固、拉梁箍筋的加密及有关抗震构造要求与上部框架梁完全相同。此时拉梁宜设置在基础顶部，不宜设置在基础顶面之上，基础则可按中心受压设计。
总 结：
在深刻理解了规范条文的前提下，选择了合理的构造措施，采用了多种途径对结构进行优化，可以较为有效地减少结构的含钢量，提高结构的经济性、降低造价。
参考文献：
[1]谭泽先.建筑结构含钢量的研究[J].建筑科学，2007（9）：44-47.
[2]何湘.多层框架结构设计降低含钢量的一些措施[J].建筑技术，2007（11）：863-865.
