建筑工程期刊論文發表實用新型結構體系探討

　　摘要:重點從結構體系的靈活性和適用性角度，探討了在我國常用的幾種新型建筑結構體系，為工程設計人員進行結構體系選型提供了一些參考。

　　關鍵詞:實用,新型結構,靈活

　　任何一種建筑結構的推廣和應用必須經得起安全、適用、經濟三方面的考驗。尤其是隨著市場經濟的不斷發展，人們對建筑結構體系所帶來的經濟效益越來越重視。以下主要從結構體系的靈活性和實用性角度方面探討了目前在我國常用的幾種建筑結構體系。

　　1型鋼混凝土結構

　　型鋼混凝土結構是指在型鋼周圍配置少量鋼筋并澆筑混凝土的結構。型鋼混凝土結構有諸多優點:1)承載力高，剛度大，延性與抗震性能好，在多地震的我國有很大的使用空間。2)具有較大的抗扭及抗傾覆能力。3)相同截面的構件，SRC結構是RC結構承載能力一倍以上，可以設計出最佳截面尺寸，從而減輕結構自重，增加凈空高度和使用面積。4)施工安裝時，梁柱型鋼骨架本身構成了一個強度、剛度較大的結構體系，可以作為澆注混凝土時掛模、滑模的骨架，大大減少支模的人工與材料，可實現連續化施工，縮短施工工期。5)與鋼結構相比，鋼骨混凝土構件的外包混凝土可以防止鋼構件的局部屈曲，明顯地減少在鋼結構中設置大量支撐的工作量。6)型鋼混凝土防火防腐蝕性能好。基于此，型鋼混凝土結構已與傳統的四大結構并列，共同形成五大建筑結構體系。

　　但是，還有一些問題，諸如型鋼與混凝土之間粘結滑移理論，節點構造問題，以及制定適合我國國情、有我國自己特色的型鋼混凝土設計規范等多方面還需要做大量工作，使型鋼混凝土的設計更加優化和經濟。

　　2鋼管混凝土結構

　　鋼管混凝土是指在鋼管中填充混凝土而形成的構件。它可以避免或延緩鋼管發生局部屈曲，使混凝土改變為三向受壓的應力狀態，因而混凝土抗壓強度大大提高，使混凝土的抗壓性能更為有利地發揮，這是在混凝土技術上的一大突破。

　　鋼管混凝土由于其受力性能及結構特點使其具有以下主要優點:1)承載力高、剛度大、延性和抗震性能好。2)抗壓、抗扭和抗剪性能好。3)構件截面小，節約了建筑材料，增加了使用空間，且結構自重減輕，從而減小了基礎的負擔，同時減小了地震反應。4)可有效地防止高強混凝土的脆性破壞，為使用高強、高性能的材料奠定了基礎。5)取材容易，施工方便，可為逆作法施工創造條件，可適應先進的泵灌混凝土工藝，是一種具有高效施工技術的結構。6)抗疲勞、耐沖擊，耐火性能優于鋼結構。7)在相同的條件下，相比其他結構體系，可節省鋼材約50%，這就帶來相當可觀的經濟效益。

　　目前對于鋼管混凝土結構體系還有一些問題，諸如節點及墻柱的連接、屈服后的性能、在周期反復荷載下混凝土和鋼的粘結力表現、鋼管局部壓屈的可能性、混凝土的水化熱等諸多問題都有待進一步的研究。

　　3底部框剪砌體房屋結構

　　底部框剪砌體房屋是指底部一層或兩層為空間較大的框架一抗震墻，上部為多層砌體的結構。多層砌體房屋結構，這一傳統的結構體系由于構造簡單，施工方便，造價較低以及就地取材等優點，一直是我國民用建筑的主要結構形式之一。改革開放以來，底部框剪砌體房屋得到了廣泛重視和迅速發展。這是由于市場經濟的不斷發展，促使沿街建筑的底部或底部兩層成為商業和辦公用房。另一方面，對小區環境質量要求的提高，多層建筑的底部成為開放式大空間，這不僅改善了房屋之間空氣流通條件和居住質量，并且增加了小區的公共活動空間和居民之間的交流條件。這些都促使了框架一剪力墻砌體房屋結構的研究、發展和推廣應用。

　　底部框剪砌體房屋中框剪層具有較大的抗震承載能力和良好的變形、耗能、減震作用，但側向剛度較小，破壞狀態一般為延性破壞，而砌體層具有一定的抗震承載能力，側向剛度較大但變形和耗能能力相對較差，破壞狀態屬于脆性破壞。為了協調解決這一矛盾，提高這種結構的整體抗震能力，應經過合理設計使房屋的薄弱層既能出現在變形和耗能能力較好的底部框剪層，又可避免框剪層變形過分集中，而過早失去抗震能力，于是要求:底層應設置為框架一抗震墻體系，對房屋的抗震能力要求應更高一些，過渡樓層的抗震能力應適當加強，上部砌體房屋的縱橫墻布置應盡量做到規則，以滿足“小震不壞，中震可修，大震不倒”的抗震設防三水準設計原則。

　　4密肋壁板輕框結構

　　密肋壁板輕框結構主要由輕型框架(隱形框架)與密肋復合墻板構成。密肋復合墻板是以截面及配筋較小的鋼筋混凝土為框格，內嵌以爐渣、粉煤灰等工業廢料為主要原料的加氣硅酸鹽砌塊。

　　密肋壁板輕框節能結構體系的特點:1)結構自重輕、抗震性能好、承載力高、整體性好，形成三級地震能量釋放體系，即先填充塊、再框格、后外框架的破壞機理，從而滿足抗震設防的二階段三水準的設計思想。2)結構適應性強。它打破了傳統的建筑模式，以板塊裝配，組體靈活。針對不同層數，不同使用功能的建筑，通過改變墻板肋梁、肋柱的間距及配筋以調整墻板剛度及承載力，并可通過改變墻體間框架柱的截面及配筋調整結構的剛度和承載力。3)雖然墻體厚度減小，但是保溫性能好，且使凈使用面積增大。4)施工速度快。結構采用裝配現澆式施工，機械化程度高，大大縮短工期。5)填充塊體可有效提高結構的抗側力剛度，拓展框架結構的建造高度。6)復合墻板不僅起圍護、分隔空間和保溫作用，而且可作為承力構件使用，從而可有效減小框架截面尺寸及配筋量，降低結構經濟指標。7)社會與經濟效益顯著。保護環境，節約土地，大量利用工業廢渣，降低造價。

　　為適應國家節能建筑、墻體改革、保護耕地及住宅產業化的需要，西安建筑科技大學歷時10年之久，研究開發以密肋復合墻板為主要承力構件的新型建筑結構體系—密肋壁板輕框結構體系。這種結構體系在小高層以下的居住建筑中具有極好的應用前景。目前，密肋壁板輕框結構體系己在陜西省推廣應用，同時被列入2002年建設部科技成果推廣計劃。

　　7結論

　　新型建筑結構體系首先應該采用組合結構的形式，充分發揮了混凝土和鋼材的優點，使其承載力高、延性好，與鋼結構相比，提高了結構的抗側剛度，解決了鋼結構中存在的耐火性和耐腐蝕性問題，并降低了結構的造價;與混凝土結構相比，可以大大減小構件截面尺寸，減輕了結構的自重，還可以使基礎的造價降低，在南方軟土地區這個優勢尤為明顯。考慮到我國鋼產量已居世界前列，因而新的多高層建筑結構體系應當是以鋼材為骨架，采用組合結構柱，鋼或鋼一混凝土組合梁，樓(屋)蓋則主要由預應力預制混凝土樓板或壓型鋼板混凝土組合樓板構成，側向荷載由組合框架、剪力墻承擔，擁有多道抗震、抗火防線的結構。由于長期在建筑領域占統治地位的粘土磚將被環保節能建筑材料所取代而逐漸退出歷史舞臺，這無疑給新型建筑結構體系在我國的大力發展提供了極佳的機遇。

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