房屋结构设计论文精品(七篇)

序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了七篇房屋结构设计论文范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。

篇(1)

【关键词】房屋；结构设计；对策

中图分类号：TB482.2 文献标识码：A 文章编号：

作为当代合格的建筑工程设计师，应该良好的把握好建筑的设计细节、建筑功能的实现、建筑质量的基础保障，具有强烈的社会责任感，职业素养。本论文根据自身经验、参考文献以及调查研究，对房屋结构设计常见且容易忽视的问题进行总结，提出了相应的解决对策，为我国的建筑工程设计贡献自己的力量。

1.房屋结构设计概述

1.1结构设计概念

结构设计是指使用结构语言传达工程师或建筑师表达的内容，其中结构语言是指从建筑及专业图纸里提炼出来的简化后的元素，如柱、板、楼梯等。结构设计主要包括基础设计、上部设计以及细部设计三方面内容。

1.2结构设计环节

结构设计环节主要包括方案设计环节、结构计算环节、设计施工图环节，三方面。

1.2.1方案设计环节

按照建筑的主要功能以及当地抗震强度、地质勘查报告、场地类别、建设高度等要求确定建筑结构的设计形式，并结合不同结构的特点要求对建筑的承重体系以及受力部分进行布置与设计。

1.2.2结构计算环节

一是计算荷载，荷载分为外部荷载与内部荷载，这些荷载的计算应该根据相应的要求规范以及相关系数进行不同工程情况的计算。二是试算构件，按照算出的荷载以及构造要求，对构件的截面进行试算。三是计算内力，按照算出的构件的截面以及荷载对内力进行计算，如扭距、拉力等。四是计算构件，按照算出的结构、内力、规范要求及限制，对结构试算进行复核，确定是否与规范的要求相符。如无法满足规范要求，应该及时调整构件截面或者布置。

1.2.3施工图设计环节

在确定好了设计方案以及核算好了结构计算，即可开始进行施工图的设计。严格按照规范比例以及核算要求进行设计[1]。

2.房屋结构设计常见问题分析

2.1地基基础方面

一是施工图设计多层房屋过程中仅仅参考建筑地附近房屋基础的设计资料或者建设单位的口头描述，并无详细的地质勘测报告作为参照，这种不科学的方式已经成为了现在建筑设计常见错误。二是设计师认识不够，不重视软弱地基所隐藏的危害。在使用换土垫层处理软弱地基时，仅仅按照经验处理，而不进行设计，简单的使用砂垫层对承载力进行加强，对垫层的宽、厚等没有进行详实的计算，最终导致浪费与安全隐患。三是进行民用建筑设计时，对其柱、梁、基础等负荷没有根据规范要求乘以相应折减系数。如设计多层的民用建筑过程中，计算负荷时未乘以折减系数，导致荷载值不准。

2.2结构设计方面

一是结构设计中出现该种情况时，会让构造柱的受力提前，降低了其对墙体进行的拉结与约束的效果，一旦出现地震，结构柱将会产生应力集中，遭受破坏。因此，该种结构的设计不仅使得构造柱不能起到承重的作用，甚至使得该结构成为了整个房屋结构设计中最为脆弱的部分。

二是构造柱于地圈梁中扎根，并未设有其他的基础，如果将构造柱还作为承重柱，则很难满足柱底基础所需要的抗弯度、抗冲切、局部承压度等要求。最终导致柱底基础出现冲切、局部承压等情况时发生裂缝。

三是对承重柱的截面设计高度太小。这种现象常常发生在6度抗震的设防区。部分结构设计者误会成不设防，对受力分析简化，有意将承重柱的截面高度值设计较小，让其线的刚度比变大，将结构中的梁用铰支梁简化计算，柱则根据轴心的受压进行计算。这对结构的受力分析进行的简化过程中也给房屋的安全埋下了隐患。主要原因是这样设计忽视了梁柱间刚接的作用，以及梁柱的截面配筋小，一旦发生受力就会导致柱顶的抗弯力度不足，柱子及梁底会产生很多水平的裂缝，造成塑性铰。因此，在平常使用时柱子里就存在铰了，对房屋的耐久性以及用户的放心度都会有很大的影响。更严重的情况是该结构在遭遇到地震时，就会造成倒塌，严重违背抗震规范中强调的强柱弱梁原则。

四是进行框架设计过程中，常常会发生忽略纵向框架设计规范要求着重横向框架设计的情况。但是水平地震的作用需要根据纵向与横向两个主轴分别进行计算，并且针对来自不同方向地震的作用需要该方向拥有的抗侧力构件进行承担。换言之，进行框架设计中，纵向和横向的框架设计同样重要。部分设计师对此类非抗震房屋设计上仅按照纵向普通连续梁设计，而造成了梁柱节点以及框架的纵筋、箍筋等配置难以达到构造设计要求。对地震的纵向影响欠缺考虑，最终导致梁支座出现负筋，配筋分配不足的情况。

五是选用的悬挑梁梁高时，设计者在结构设计中很容易犯只关注梁强度以及倾覆的验算，忽视梁挠度验算。这样会导致梁高的选用较小，梁截面受压区的应力太高，如正常使用的情况下，梁截面的受压区会出现徐变。然而梁挠度会随时间的累集不断增加，挑梁产生变形造成梁板裂缝的出现，且裂缝的宽度会随着挑梁的变形程度不断变宽，使得房屋很难正常使用。通过自身经验以及调查研究发现，挑梁变形不断发展进入后期时，梁支座的截面以及附近的受拉区会产生较宽竖向裂缝。然而由于受到支座剪弯作用，竖向的裂缝会向下进行延伸最终发展成斜裂缝，这时的梁已经快要被破坏，而托墙挑梁，选择过大绕度的梁会导致梁支座出现裂缝。随着裂缝的继续蔓延，越靠近上部变得越宽。挑梁截面太小会使得房屋结构的抗震性能很弱，粱高越小截面受压区高度越大，梁延性越小，遇到地震情况下越脆弱，尤其是竖向地震，发生坍塌[2]。

2.3楼板设计方面

在进行楼板设计时，常常为方便计算或者对受力的认识不够，将双向板简单的用单向板计算，使得计算的实际受力与假定计算状态不相符，使得配筋出现不足，板发生裂缝。此外，双向板在两个方向都会出现弯矩，因此纵横叠放双向板的跨中钢筋，而短跨方向跨中钢筋应该放在下方，长跨方向跨中钢筋放于短跨钢筋上方，并且两个方向计算时应该使用各自的有效长度。部分设计人员对板受力的认识不足，选取有效高度进行计算，导致有效高度太大，配筋太小，使得构建存在严重的质量安全问题，楼板开缝情况出现[3]。

3.针对房屋结构设计问题解决对策

一是对地基与基础设计过程中，做到有根有据，严格按照规范要求进行设计，严禁仅凭借经验做事，注重细节。二是设计房屋结构过程中承重大梁下的柱子必须按照承重柱设计。如梁上的荷载与跨度较小，可将构造柱布置在梁下，结构设计时不考虑构造柱作用验算其墙体局部承压、抗弯强度。在验算合格后便可布置构造柱于梁下。三是对结构设计各个数据的计算过程中，需细心检查，并进行反复检查计算，不要忽视细节。严格按照相关规定以及要求。四是对建筑设计人员进行培训与考核，提高设计人员自身水平与工作积极严谨的态度[4]。

4.结语

综上所述，经过对房屋结构设计常见问题的分析与阐述，房屋结构设计人员应该根据相应的设计规范以及严格的要求进行设计执行，不断提升设计人员自身素质以及严谨的态度，这样才能确实有效的对设计质量进行保障。

【参考文献】

[1]张美雁.房屋结构设计常见问题探讨[J].科技资讯，2006，27：120.

[2]郑建辉.论房屋结构设计常见问题分析[J].广东科技，2007，03：41-42.

篇(2)

［论文关键词］高层建筑；结构特点；结构体系

我国改革开放以来，建筑业有了突飞猛进的发展，近十几年我国已建成高层建筑万栋，建筑面积达到2亿平方米，其中具有代表性的建筑如深圳地王大厦81层，高325米；广州中天广场80层，高322米；上海金茂大厦88层，高420.5米。另外在南宁市也建起第一高楼：地王国际商会中心即地王大厦共54层，高206.3米。随着城市化进程加速发展，全国各地的高层建筑不断涌现，作为土建工作设计人员，必须充分了解高层建筑结构设计特点及其结构体系，只有这样才能使设计达到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量的基本原则。

一、高层建筑结构设计的特点

高层建筑结构设计与低层、多层建筑结构相比较，结构专业在各专业中占有更重要的位置，不同结构体系的选择，直接关系到建筑平面的布置、立面体形、楼层高度、机电管道的设置、施工技术的要求、施工工期长短和投资造价的高低等。其主要特点有：

（一）水平力是设计主要因素

在低层和多层房屋结构中，往往是以重力为代表的竖向荷载控制着结构设计。而在高层建筑中，尽管竖向荷载仍对结构设计产生重要影响，但水平荷载却起着决定性作用。因为建筑自重和楼面使用荷载在竖向构件中所引起的轴力和弯矩的数值，仅与建筑高度的一次方成正比；而水平荷载对结构产生的倾覆力矩、以及由此在竖向构件中所引起的轴力，是与建筑高度的两次方成正比。另一方面，对一定高度建筑来说，竖向荷载大体上是定值，而作为水平荷载的风荷载和地震作用，其数值是随着结构动力性的不同而有较大的变化。

（二）侧移成为控指标

与低层或多层建筑不同，结构侧移已成为高层结构设计中的关键因素。随着建筑高度的增加，水平荷载下结构的侧向变形迅速增大，与建筑高度H的4次方成正比（＝qH4/8EI）。

另外，高层建筑随着高度的增加、轻质高强材料的应用、新的建筑形式和结构体系的出现、侧向位移的迅速增大，在设计中不仅要求结构具有足够的强度，还要求具有足够的抗推刚度，使结构在水平荷载下产生的侧移被控制在某一限度之内，否则会产生以下情况：

1.因侧移产生较大的附加内力，尤其是竖向构件，当侧向位移增大时，偏心加剧，当产生的附加内力值超过一定数值时，将会导致房屋侧塌。

2.使居住人员感到不适或惊慌。

3.使填充墙或建筑装饰开裂或损坏，使机电设备管道损坏，使电梯轨道变型造成不能正常运行。

4.使主体结构构件出现大裂缝，甚至损坏。

（三）抗震设计要求更高

有抗震设防的高层建筑结构设计，除要考虑正常使用时的竖向荷载、风荷载外，还必须使结构具有良好的抗震性能，做到小震不坏、大震不倒。

（四）减轻高层建筑自重比多层建筑更为重要

高层建筑减轻自重比多层建筑更有意义。从地基承载力或桩基承载力考虑，如果在同样地基或桩基的情况下，减轻房屋自重意昧着不增加基础造价和处理措施，可以多建层数，这在软弱土层有突出的经济效益。

地震效应与建筑的重量成正比，减轻房屋自重是提高结构抗震能力的有效办法。高层建筑重量大了，不仅作用于结构上的地震剪力大，还由于重心高地震作用倾覆力矩大，对竖向构件产生很大的附加轴力，从而造成附加弯矩更大。

（五）轴向变形不容忽视

采用框架体系和框架——剪力墙体系的高层建筑中，框架中柱的轴压应力往往大于边柱的轴压应力，中柱的轴向压缩变形大于边柱的轴向压缩变形。当房屋很高时，此种轴向变形的差异将会达到较大的数值，其后果相当于连续梁中间支座沉陷，从而使连续梁中间支座处的负弯矩值减小，跨中正弯矩值和端支座负弯矩值增大。

（六）概念设计与理论计算同样重要

抗震设计可以分为计算设计和概念设计两部分。高层建筑结构的抗震设计计算是在一定的假想条件下进行的，尽管分析手段不断提高，分析的原则不断完善，但由于地震作用的复杂性和不确定性，地基土影响的复杂性和结构体系本身的复杂性，可能导致理论分析计算和实际情况相差数倍之多，尤其是当结构进入弹塑性阶段之后，会出现构件局部开裂甚至破坏，这时结构已很难用常规的计算原理去进行分析。实践表明，在设计中把握好高层建筑的概念设计也是很重要的。

二、高层建筑的结构体系

（一）高层建筑结构设计原则

1.钢筋混凝土高层建筑结构设计应与建筑、设备和施工密切配合，做到安全适用、技术先进、经济合理，并积极采用新技术、新工艺和新材料。

2.高层建筑结构设计应重视结构选型和构造，择优选择抗震及抗风性能好而经济合理的结构体系与平、立面布置方案，并注意加强构造连接。在抗震设计中，应保证结构整体抗震性能，使整个结构有足够的承载力、刚度和延性。

（二）高层建筑结构体系及适用范围

目前国内的高层建筑基本上采用钢筋混凝土结构。其结构体系有：框架结构、剪力墙结构、框架—剪力墙结构、筒体结构等。

1.框架结构体系。框架结构体系是由楼板、梁、柱及基础四种承重构件组成。由梁、柱、基础构成平面框架，它是主要承重结构，各平面框架再由连系梁连系起来，即形成一个空间结构体系，它是高层建筑中常用的结构形式之一。

框架结构体系优点是：建筑平面布置灵活，能获得大空间，建筑立面也容易处理，结构自重轻，计算理论也比较成熟，在一定高度范围内造价较低。

框架结构的缺点是：框架结构本身柔性较大，抗侧力能力较差，在风荷载作用下会产生较大的水平位移，在地震荷载作用下，非结构构件破坏比较严重。

框架结构的适用范围：框架结构的合理层数一般是6到15层，最经济的层数是10层左右。由于框架结构能提供较大的建筑空间，平面布置灵活，可适合多种工艺与使用的要求，已广泛应用于办公、住宅、商店、医院、旅馆、学校及多层工业厂房和仓库中。

2.剪力墙结构体系。在高层建筑中为了提高房屋结构的抗侧力刚度，在其中设置的钢筋混凝土墙体称为“剪力墙”，剪力墙的主要作用在于提高整个房屋的抗剪强度和刚度，墙体同时也作为维护及房间分格构件。

剪力墙结构中，由钢筋混凝土墙体承受全部水平和竖向荷载，剪力墙沿横向纵向正交布置或沿多轴线斜交布置，它刚度大，空间整体性好，用钢量省。历史地震中，剪力墙结构表现了良好的抗震性能，震害较少发生，而且程度也较轻微，在住宅和旅馆客房中采用剪力墙结构可以较好地适应墙体较多、房间面积不太大的特点，而且可以使房间不露梁柱，整齐美观。

剪力墙结构墙体较多，不容易布置面积较大的房间，为了满足旅馆布置门厅、餐厅、会议室等大面积公共用房的要求，以及在住宅楼底层布置商店和公共设施的要求，可以将部分底层或部分层取消剪力墙代之以框架，形成框支剪力墙结构。

在框支剪力墙中，底层柱的刚度小，形成上下刚度突变，在地震作用下底层柱会产生很大内力及塑性变形，因此，在地震区不允许采用这种框支剪力墙结构。

3.框架—剪力墙结构体系。在框架结构中布置一定数量的剪力墙，可以组成框架—剪力墙结构，这种结构既有框架结构布置灵活、使用方便的特点，又有较大的刚度和较强的抗震能力，因而广泛地应用于高层建筑中的办公楼和旅馆。

4.筒体结构体系。随着建筑层数、高度的增长和抗震设防要求的提高，以平面工作状态的框架、剪力墙来组成高层建筑结构体系，往往不能满足要求。这时可以由剪力墙构成空间薄壁筒体，成为竖向悬臂箱形梁，加密柱子，以增强梁的刚度，也可以形成空间整体受力的框筒，由一个或多个筒体为主抵抗水平力的结构称为筒体结构。通常筒体结构有：

（1）框架—筒体结构。中央布置剪力墙薄壁筒，由它受大部分水平力，周边布置大柱距的普通框架，这种结构受力特点类似框架—剪力墙结构，目前南宁市的地王大厦也用这种结构。

（2）筒中筒结构。筒中筒结构由内、外两个筒体组合而成，内筒为剪力墙薄壁筒，外筒为密柱（通常柱距不大于3米）组成的框筒。由于外柱很密，梁刚度很大，门密洞口面积小（一般不大于墙体面积50%），因而框筒工作不同于普通平面框架，而有很好的空间整体作用，类似一个多孔的竖向箱形梁，有很好的抗风和抗震性能。目前国内最高的钢筋混凝土结构如上海金茂大厦（88层、420.5米）、广州中天广场大厦（80层、320米）都是采用筒中筒结构。

（3）成束筒结构。在平面内设置多个剪力墙薄壁筒体，每个筒体都比较小，这种结构多用于平面形状复杂的建筑中。

（4）巨型结构体系。巨型结构是由若干个巨柱（通常由电梯井或大面积实体柱组成）以及巨梁（每隔几层或十几个楼层设一道，梁截面一般占一至二层楼高度）组成一级巨型框架，承受主要水平力和竖向荷载，其余的楼面梁、柱组成二级结构，它只是将楼面荷载传递到第一级框架结构上去。这种结构的二级结构梁柱截面较小，使建筑布置有更大的灵活性和平面空间。

除以上介绍的几种结构体系外，还有其他一些结构形式，也可应用，如薄壳、悬索、膜结构、网架等，不过目前应用最广泛的还是框架、剪力墙、框架—剪力墙和筒体等四种结构。

［参考文献］

［1］GB50011－2001建筑抗震设计规范.

［2］GB50010－2002混凝土结构设计规范.

篇(3)

关键词：厂房；大跨度结构；桁架结构；方案选择

中图分类号：TU393文献标志码：A文章编号：1006-6012（2015）12-0075-01

近年来，大跨度房屋钢结构应用较为广泛，按照刚性差异以及组合方式的不同，可以划分为2种结构形式，一种是刚性结构，另一种是柔性结构。刚性大跨度房屋钢结构一般由空间桁架、网架等钢杆件构成。对于刚性大跨度房屋结构来讲，其主要设计依据是所受荷载。

1工程概况

某两连跨厂房，长300m，跨度70m，采用钢结构方案，基础采用混凝土独立基础。本工程屋顶形式采用张弦桁架构件，同时连接格构柱刚性，格构柱的柱脚主要采用铰接的连接方式。

2结构方案的选定

根据建筑外形尺寸对项目结构方案进行对比与分析，以优选出最佳的结构方案，经过分析，本工程屋顶钢结构方案选定了张弦桁架方案，并与格构柱刚性连接。这种方案具有以下几方面的优点：一是张弦结构具有操作方便、重量轻、承载力好，有利于解决了结构刚度问题；二是屋顶构件与格构柱刚性连接，实现了地震作用下侧向位移及风荷载的有效控制；三是柱脚采用铰接连接，在地震作用下，上部结构不会产生弯矩，这样能够合理利用原有基础。屋顶结构采用弦杆截面为219mm×10mm的张弦桁架，并与腹杆连接，其拉索采用￠15.2钢绞线，其抗拉强度为1860MPa一共6束。同时，采用6孔夹片式锚具，将3道截面为180mm×8mm钢管的立杆设置于张弦桁架与拉索之间。为了满足锚固的作业需要，将315mm×40mm锚杯设置在下弦杆上，同时，确保弦杆与锚杯焊接。

3大跨度结构设计中注意问题

在进行大跨度钢结构设计时，需要做好单榀主桁架的验算工作，并对单榀主桁结构中墙面、屋顶的位置进行分析与确定。同时，本工程所受的结构荷载包括以下几种：屋面荷载、雪荷载以及地震作用等。项目所处区域为50年一遇，屋面地震烈度为6度。本工程采用张弦桁架结构，这种结构的内力分布受到拉索预张力大小的影响。因此，在拉索预张力确定时，我们需要考虑到以下几个方面的因素：

（1）单跨屋面在荷载作用时，其张弦桁架对格构柱不会产生水平推力，这样有利于自平衡体系的形成。

（2）单跨屋面在荷载作用后，在正常使用下，其相对挠度值与反拱值相互抵消，满足了使用极限状态要求。

（3）在风荷载作用时，按照结构设计中相关规定，拉索要小于应力比。

（4）屋顶桁架在风荷载作用下，要确保其拉索具有足够的拉力，以免造成拉索失去作用。在进行大跨度钢结构分析时，要按照杆单元对桁架腹杆进行分析，同时要按照梁单元对弦杆进行分析。在结构计算的过程中，本工程采用SAP2000V1462软件进行结构计算，并控制好拉索拉应力和最大应力比，一般来说，拉索拉应力为900MPa，最大应力比为0.48，以提升拉索材料的强度。经过结构分析，张弦桁架的拉索初始内力为198kN，初始反拱值为86mm。由此可见，在温度荷载作用下进行结构分析，应选择正温，不能选择负温。但在负温作用下，由于拉索拉力较大，所以拉索不会失去作用。屋顶张弦桁架具有一定的平衡性，所以其拉索可以提高屋顶桁架的刚度，在施加预张力的过程中，我们要充分考虑到屋顶桁架的刚度，当刚度满足要求后，屋顶桁架要与格构钢柱进行焊接。对于两跨张弦桁架来说，要确保内力构造与尺寸的一致性。此外，我们还应对单跨屋顶张弦桁架结构的施工工况进行分析，旨在为了施工吊装作业提供依据。在进行单榀结构模态分析时，应选用前5阶周期的结构模态进行分析，经分析得知，结构侧向的刚度不足。同时，张弦桁架结构是一种平面受力结构，这种结构平面的需要一定支撑体系，以确保结构的稳定性，为此，应将次桁架设置于桁架与立杆的相交位置，同时将交叉支撑设置于次桁架之间，这样就可以形成一个稳定的结构空间体系。经过以下因素分析与比较，最终选择了桁架杆件截面。

4施工过程控制

在张弦桁架结构安装时，应按照建筑钢结构设计规范要求进行施工，同时，在结构分析时，要对不同的施工工况进行模拟与分析。在本工程张弦桁架施工安装的过程中，要结合现场结构特点，按照以下步骤进行施工。焊接屋顶拱形桁架；安装钢拉索，张拉反拱，以达到初始预张力值；焊接屋顶桁架与边柱柱，从而形成两连拱结构；将交叉支撑安装于两连拱结构之间，这样有利于形成一个稳定的结构空间体系。安装桁架。综上分析得知，拉索张拉工作极其重要。在施工过程中，要确定好拉索节点的位置，尽可能地降低理论长度的偏差。在拉索张拉的过程中，要控制好屋顶反拱值，一般控制在87mm左右。拉索内力值为110kN，拉索轴向变形值为50mm。在施工监测时，我们要对拉索内力进行监控，确保监测结果满足设计要求。在拉索张拉时，要先固定好立杆临时支撑，待张拉完毕后，要采用U形夹将立杆下部与拉索夹紧，防止拉索出现串动。

5结束语

综上所述，通过对某厂房大跨度钢结构设计分析，得到了以下几个方面的结论：

（1）本工程与其他大跨结构的不同之外在于大跨度设计是由结构刚度控制，需要考虑到结构整体侧向的刚度，同时要对原有基础进行利用。

（2）在施加预张力时，要控制好预张力的大小，确保张弦桁架结构的承载力及刚度。

（3）张弦桁架结构是一种平面受力结构，这种结构平面的需要一定支撑体系，因此，在张拉过程中要确保张弦桁架的稳定性。

（4）对于大跨度预应力结构，应采用专用连接构造，确保计算模型与实际结构的一致性，确保结构传力的明确性。钢结构作为房屋建筑结构形式之一，具有重量轻、安装方便、强度高、施工周期短等优点。在房屋钢结构设计的过程中，要结合工程实际情况，优选最佳的结构形式，在选择钢结构材料时，要充分考虑到房屋建筑结构的尺寸和受力形式。一般来说，由于建筑钢结构都是采用现场拼装的安装方式，因此在设计时要考虑到钢结构在运输和起吊中的刚度，以确保结构的安全性和稳定性。

参考文献：

[1]JGJ7－2010空间网格结构技术规程[S].北京:中国建筑工业出版社,2010.

篇(4)

关键词： 冷弯薄壁轻型钢结构； CAD/CAM； 软件架构； 数据结构； 软件开发

中图分类号： TU392；TP317.4文献标志码： B

CAD/CAM software of cold-formed thin-wall lightweight

steel structure for residence buildings

YANG Huizhu1,2, CHANG Zhiguo1, WANG Xiaofeng1, ZHANG Qilin1

(1. College of Civil Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China;

2. Shanghai Tonglei Civil Engineering Technology Co., Ltd., Shanghai 200433, China)

Abstract： To develop a special CAD/CAM software for residence building structure system of cold-formed thin-wall lightweight steel structure, the constitution and construction characteristics of this kind of structure system and its typical connection joints are introduced and analyzed, and the function design and logical division of working flow are implemented according to the practical design work; the software framework and operation procedures are designed as starting from design model to calculation model then to detailing model. The structural design, calculation and installation of the structure system is based on assemblies, hereby basic software objects are determined as wall sheet, floor region, single sheet of planar roof truss. A hierarchy data structure of assembly-member object is designed to meet the different requirements of structural design and detailing design. The CAD/CAM software is developed based on AutoCAD graphics platform, and the kernel functions are realized for modeling, calculation, drawing, and so on.

Key words： cold-formed thin-wall lightweight steel structure; CAD/CAM; software framework; data structure; software development

0引言

冷弯薄壁轻型钢结构住宅是一种以冷弯薄壁型钢构件和轻型板材共同作为承重和维护结构的新型绿色住宅，见图1.

冷弯薄壁轻型钢结构住宅具有节能环保、质量轻、强度高、抗震性能好以及易于规模化与标准化生产等诸多优点，在国外已被大量使用，近年来国内也开始逐步推广应用.

国外已经具备比较完善的轻型钢结构住宅CAD/CAM软件，已实现设计加工一体化、无纸化的自动数控加工；而在国内，由于这种软件的复杂性以及国外对此类软件的技术与商业垄断，轻型钢结构住宅CAD/CAM软件成为国内各生产厂家普遍的技术瓶颈.

龙骨结构体系是冷弯薄壁轻型钢结构住宅的主要结构形式.针对该结构体系，本文开发出三维可视化的CAD/CAM集成化软件.

1结构体系与构造

龙骨式低层冷弯薄壁轻型钢结构住宅由屋面系统、楼面系统和墙面系统等3部分组成，见图2.

墙面系统由冷弯薄壁轻型钢柱和内、外层结构覆面板组成，见图3.墙体是主要的竖向和水平承重系统，起维护和承重的双重作用.墙柱体系由C形钢柱和导轨组成钢骨架，并设置钢拉带支撑，墙体外侧OSB板和内侧石膏板通过自钻螺钉与钢骨架相连.楼面系统由冷弯薄壁轻型格栅钢梁，上、下结构面板以及楼面细石混凝土等材料构成，栅格钢梁间亦设置钢拉带等支撑构件，见图4.屋面系统由冷弯薄壁轻型钢桁架、屋面水平支撑及屋面板材料构成，见图5.

竖向载荷由楼盖和屋盖分别传递到墙体，再传递到基础；风和地震等水平向载荷全部由载荷方向的墙体承担.

龙骨式低层冷弯薄壁轻型钢结构住宅的所有部件均由薄壁的C形钢、U形钢及钢带拼装而成，再用自攻螺钉连接.从功能和构造上看，连接节点可分为2类：一类是墙面、楼面及屋面各子系统中构件的连接节点；另一类是子系统之间的连接节点.典型的连接节点见图6.

(a)墙体与基础的连接(b)墙体构件的连接(c)上下层墙体的连接(d)楼盖梁与基础的连接(e)楼盖梁与墙体的连接(f)屋盖桁架的屋脊节点

2系统功能与架构组织设计

软件功能［1］在总体上可分为2部分：建模以及图纸绘制与数控加工CNC数据的输出.由于软件本身的专业性质是结构设计软件，根据结构的设计流程，可划分为结构布置设计、结构力学计算、结构深化设计以及图纸与数据输出等4个功能阶段.

在结构布置设计阶段，根据建筑设计图布置与搭建墙体、楼盖与屋盖结构部件，形成住宅的主结构模型.在该阶段中，忽略次构件以及构件的连接节点等细部构造，重点是形成整个主结构，为下一步的结构计算和规范验算作准备.在此阶段的模型上还要施加和编辑所有的外部载荷，包括恒载、活载、雪载、风载和地震作用等.

龙骨式低层冷弯薄壁轻型钢结构住宅结构的力学计算方式不同于一般的房屋结构计算.通常的房屋结构计算，如多层钢框架结构或砖混砌体结构进行包含墙、柱、梁和楼板在内的整体结构计算，而冷弯薄壁轻型钢结构住宅是基于屋盖、楼盖及墙体等结构部件的计算.外载荷按受载荷面积进行分配，如屋面载荷分配到各榀屋面的桁架；然后按连接关系进行载荷传递计算，即屋盖桁架与楼盖的载荷传递到墙体，上层墙体载荷传递到下层墙体.各部件单独形成计算模型，进行结构内力与位移计算，并按相关规范进行部件及其中各构件的验算.一般情况下会将结构的计算结果返回结构布置设计阶段，进行结构部件和构件的调整，然后再进行结构的力学计算.如此往复，直到各个结构指标均满足要求.

深化设计阶段是连接节点与构件细部的设计，并进行节点和构件的归并与编号，为钢结构施工图、加工图和CNC加工数控输出进行模型和数据准备.绘图及CNC数据的编制完全依据深化模型，并形成一一对应关系.

由上述可知，整个设计过程是模型由部件到构件、由构件到节点的逐步深入和细化过程，见图7.其中，计算模型由结构模型映射而来，结构的构件将被映射为有限元计算模型的单元和节点，并根据结构模型的支撑情况在计算模型上设置正确的支座约束；结构模型上的载荷也被转换为有限元计算模型上的单元或节点载荷.

3模型对象的数据结构设计

3.1模型对象的范围划分和界定

可独立操作模型对象的范围界定直接影响软件内部的数据结构组织，同时也在很大程度上决定软件在使用界面上的基本模式.［2］

龙骨式低层冷弯薄壁轻型钢结构住宅全部由C形或U形构件搭建而成，如果以单根构件为基本操作对象，则各对象自身的数据结构简单统一，对深化设计阶段的节点和细部操作非常有利.但是，对于建立和维护对象间的逻辑关联信息，基于构件的对象界定方法显得非常复杂和繁琐，而且这种结构体系是基于墙、楼板及榀架等部件的结构计算，单根构件的对象界定方式非常不利于部件计算模型和载荷的组织与信息关联.

根据龙骨式低层冷弯薄壁轻型钢结构住宅的建模和结构计算的特点看，结构的物理对象可分为2个层次：（1）部件层次，包括墙体、楼盖区块（由墙体围成的平面封闭区域）和屋盖的各榀平面桁架.其中，屋盖桁架的上弦沿坡屋面的形状转折起伏，需通过一个“坡屋面”的虚拟对象用于桁架的建模，此外，还用于屋面载荷向各榀桁架的导算分配.（2）构件层次，即组成结构部件的C形、U形冷弯薄壁构件以及钢拉带和外覆面板等支撑构件.因此，建立以部件为基本操作对象的层次化数据结构是更好的组织方案.

3.2模型的层次化数据结构设计

构件对象内嵌在部件对象中.部件是多个构件的有机集成体，在部件对象中存储并维护部件本身的总体信息和部件内各根构件对象之间的关联信息，各根构件自身的信息存储在构件对象内.该层次化数据结构［2］的统一描述见图8.

将上述层次化的参数描述关系具体到墙体、楼盖和屋架等3个子系统，则有如图9所示的逻辑组织关系.构件集成体（子系统）内部各构件之间连接节点内置为子系统内部的连接功能，构件集成体之间的连接节点（如连接板与抗拔锚栓等）则由外部的连接零件对象和连接功能予以表示和实现.

(a)墙体对象的层次化数据结构

(b)楼盖对象的层次化数据结构

(c)屋架对象的层次化数据结构

(d)单根构件对象的数据结构

4程序设计

在AutoCAD三维图形平台［3］上，以二次开发接口ObjectARX［4］和VC++为工具，用普通PC机开发该CAD/CAM软件系统.软件的开发和运行环境的层次结构［1］见图10.

墙体、楼盖和屋架的数据结构拓朴具有很大的相似性，应用C++的“继承”和“多态”特性，建立基类和继承类的派生关系，见图11.多构件集成体类从ObjectARX的AcDbEntity类派生，构件类从AcDb3dSolid类派生.AcDb3dSolid是三维实体类，具有C形和U形截面构件的三维造型与编辑操作.

软件的主要功能模块组织［5-6］见图12，结构三维实体模型是系统核心数据库.

5软件核心功能

墙体和楼盖的建模示例见图13，软件根据门窗和楼盖洞口的位置进行构件的布置调整以及周边构件的加强处理.结构外周墙体形成一个封闭的平面边界，软件根据此边界以及指定的坡度自动生成坡屋面，然后再依据坡屋面的形状自动排列生成各榀屋盖桁架，见图14.平面桁架腹杆的划分布置按对称与不对称区域，三角区域、梯形区域及任意形状区域进行优化.

屋盖上的载荷按受载荷面积经导算后分配到各榀桁架.作用在结构设计模型上的恒载、活载、雪载及风载等经导算后有不同的方向和分布模式，见图15.但是，当设计模型映射为有限元计算模型后，所有载荷都归为统一形式的有限元载荷.

楼盖对象以每个单连通的平面区域（即房间）为单位，楼盖上的均布载荷也需经过分配和传递后导算到每根构件上，见图16.

通过对话框的交互方式进行模型的深化设计，见图17.软件根据深化设计三维实体模型进行图纸绘制和数控加工CNC数据的输出，图18为楼盖施工图示例.

6结论

（1）根据结构设计流程进行软件功能阶段和模型深化过程的划分和组织，一方面符合实际设计工作的要求，另一方面也实现从结构设计到深化设计，从建模到结构计算以及绘图的功能集成一体化.

（2）基本模型对象的范围界定直接决定软件的内部数据结构设计，也在很大程度上影响软件在界面上的使用模式.

（3）与常规的框架和剪力墙结构体系相比，龙骨式低层冷弯薄壁轻型钢结构住宅的构造和设计模式有较大不同.多集合体的层次化模型设计方法同时兼顾结构部件设计的宏观性和构件深化设计的细节性.

（4）龙骨式低层冷弯薄壁轻型钢结构住宅不是整体结构计算，而是基于部件的结构分析，各部件的外载荷需经多次传递和分配导算后确定.由于实际工程结构布置的复杂性，载荷导算的正确性显得尤为重要.

（5）基于三维深化模型进行图纸绘制和CNC数据的编制，是该软件与常规参数化直接二维绘图的重要区别.该方式的最大优点是结果表达的正确性和精确性，需要进一步改善的是二维图纸的可读性和美观性.

(本文获计算机辅助工程及其理论研讨会2011(CAETS 2011)优秀论文奖.)参考文献：

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篇(5)

【关键字】：压型彩钢板 严寒地区 应用 防治

中图分类号：TU511.3+5 文献标识码：A 文章编号：

压型彩钢板的组成及使用要求

压型彩钢板是薄板经过冷压或者冷轧而成型的钢材，它应用的板材种类非常多，包括不锈钢板、镀铝锌板、铝镁合金板、钛合金板等。由于压型彩钢板的结构特性，它具有造型美、强度高、价格低、质量轻、建造周期短等优点，在工程建设中受到青睐，成为围护结构、楼板等建筑物的重要建筑材料。压型彩钢板一般采用烤漆工艺进行处理，可以根据不同的建筑要求涂装你不同的颜色。根据不同的功能要求，压型彩钢板也有不同的分类，常见的分类有波形、双曲波形、V型等。压型彩钢板的制作样式有很多种类，可以根据所要使用的要求制成各种形状。屋面和墙面的建筑中常用板厚为0.4~1.6毫米的压型彩钢板，承重楼板和筒仓的建筑中常用板厚为2~3毫米及以上厚度的压型彩钢板。

压型彩钢板的用途十分广泛，可以用作内外装饰材料，也可用作民用住宅楼的楼面结构。但是压型彩钢板最重要的用途还是在于厂房或者展览馆、火车站等公用建筑。压型彩钢板的外形美观、设计合理、安装操作简便，因而具有很高的实用性、经济性与市场占有率。

由于建筑材料的使用对环境有一定的要求，所以在不同的地理环境条件下，压型彩钢板的使用寿命也有所不同。压型彩钢板由于板件的剥膜效应，只要其整体不发生较大规模的损坏，它的使用能力就不会丧失。因而压型彩钢板的设计允许一定范围内的局部屈曲，在使用上更加灵活。

在北方地区，冬季漫长并且寒冷，在这种较为严峻的条件之下，对于建筑材料的使用有更加严格的要求。在严寒或者寒冷地区，当地的建筑必须采取节能措施，在保证室内热环境质量的前提下，建筑设备的能耗必须控制在一定的范围之内。压型彩钢板的连接时其建造厂房及其他建筑的主控项目。若压型彩钢板的保温工作没有做好，那么在冬季将会呈现外部彩钢板结冰而内部的彩钢板结霜的情况，这关乎建筑物的使用寿命以及使用效果。同时，建筑材料必须适应严寒地区密封性、漏水性以及冷凝水的要求。应对这些问题，我们在论文中进行了相信的分析以及应对对策。

压型彩钢板使用中的密封问题及对策

压型彩钢板进行屋面施工的主要过程为：檀条安装屋面底层板安装钢丝网、防潮贴面及保温棉安装上层板固定支座安装屋面上层板安装。

在檀条的安装中，采取由屋面低处向屋面中心施工的方式，这是整个屋面系统的基础，也是使用压型彩钢板建造厂房的基本工序。屋面底层板的安装包括铺设板材、板材安装连接节点的处理。将已经选定的下层板根据版图提升至檀条的上端再进行固定，才连接点处理问题上采取螺钉方式，这样能够更好地保证厂房的气密性，这是防治厂房内部的水蒸气进入保温层的有效措施。在钢丝网、防潮贴面及保温棉安装中，有几点注意事项：一是在铺设上层的保温棉时，要事先在屋面固定位置开口将固定座穿入；二是要等到保温棉充分回弹到自身尺寸时在进行测量，这样可以保证测量的准确度；三是要实现保温棉与屋面板的平行施工，这样做是为了保证进行厂房的建设时尽可能地减少受外界环境的影响。在上层板固定支座安装中，首先要进行测量放线，其次要进行固定座的安装，最后需要检查安装质量并进行修正，实现此工艺的要点是屋面板固定支座需要首先铸造成型一个整体，并且在支座安装时，底部应当安放绝缘垫，从而有效降低“冷桥”效应带来的影响。在屋面上层板安装中，所遵照的工艺流程是：堆放就位（堆放时为了保护钢板的表面，应当在其下放置好垫块）安装固定（在这一步中，我们应当抑制室内外温差的传递速度，防止“冷桥”效应的产生）屋板面的现场施工（这是上层板固定支座安装种最重要的一步）检验及调整（需要检验板材与固定座是否完全连锁并调整屋板面的平行度，最后要咬口固定）。

密封性的问题时压型彩钢板使用过程中非常重要的一部分，通过以上工艺可以良好地解决这一问题。

压型彩钢板使用中的房屋漏水问题及对策

目前我国大部分压型彩钢板屋经过调研发现存在漏水严重的问题，尤其是在南方地区，漏水主要集中在雅兴板搭接、屋面采光带、水泥墙面相连等部位。

彩钢板屋面漏水主要原因是由于材料自身的特性而引发的漏水。众所周知的，金属的导热系数是比较大的，当外界环境的温度发生较大的变化时，彩钢容易收缩变形，在接口处产生较大的位移，从而使其物理性质发生改变，也就是人们常说的热胀冷缩，这样就容易发生漏水的现象。这种问题在严寒地区发生地尤为严重，也是我们在使用钢材作为建筑材料时不得不去考虑的。其次是因为房屋结构设计或者板型缺陷而引发的漏水。在如今越来越激烈的市场竞争中，施工方为了追求降低造价，节省原料，在结构设计师，减小房屋坡度，产生积水、漏水现象。还有就是目前在我国轻钢结构设计时，并未考虑地区气候差异而采用不同的防水措施，例如在南方梅雨环境下的防水措施以及沿海地区季台风环境下的防水措施，有其各自的结构特点，要选用适合本地区的防水材料，这也是产生漏水的原因之一。总之产生彩钢板房屋漏水的原因还有很多，这里就不一一列举了。那么对于压型彩钢板房屋在严寒地区的漏水问题，我们应当采取以下的措施予以解决：

首先我们应该进行合理的结构设计，综合考虑造价，屋顶坡度，板型等多种因素，求得最佳的方案，这是解决这一问题的首要关键。除了考虑结构设计之外，我们就还要充分考虑建筑物所在地区的气候特点，采用合适的防水措施以及材料。其次由于金属屋面材料的特性，我们可以借鉴国外的先进经验，选用适合金属屋面的防水材料，比如说采用有较高粘结强度、好的追随性以及耐候性极佳的材料做粘结带。彩钢板钢结构房屋脊部位漏水，我们应该把屋脊盖板做宽些，另外坡度找大点；或者搭接处敷设胶泥或硅胶。这些都是解决压型彩钢板在房屋漏水问题上的有效据举措。

压型彩钢板使用中的冬季冷凝水问题及对策

在使用压型彩钢板建造建造厂房时，必须要考虑到车间内外部环境的影响。气温、温度、湿度以及地理条件都是所要考虑的因素。为了解决这一问题，在寒冷地区使用压型彩钢板时，应当采取双层保温棉，并且加强防腐蚀工作。在冬季，由于室内外温差较大，极易产生冷凝水，尤其是在车间的四角部位，因为室内热空气沿缝隙与外界板面进行相遇，所以在这些部位冷凝水最为严重。另外，在钢天沟下部也存在点状分布的冷凝水，这也是由于热空气遇冷形成的。

为了解决这一问题，我们必须要采取相应的措施。应对第一种原因产生的冷凝水，我们可以在下层板之间的缝隙处采用中性的硅酮密封胶进行密封。应对第二种原因产生的冷凝水，我们采取闭泡塑胶填实的方法，并且用角钢托举。压型彩钢板必须是屋面梁安装完成之后以及外墙基层验收合格后进行。经过生产实践，我们采取的措施的确起到了一定的防治效果。但是单纯靠堵的方式，不能够从根本上解决这一问题，我们还需要再生产工艺上进行提升。通过综合措施的防治，才能更好地解决问题。

压型彩钢板使用的建议

彩钢板长用于建筑物的墙面以及屋面，具有装饰性强、成型灵活、施工速度快、外形美观、重量轻、易于工业化、商品化生产等优点。但其也有需要注意的地方。

在安装压型板的时候，测量屋面沿长度、坡度方向的尺寸，以山墙面为基准，定出屋脊中心线，并以该线长度方向的伸缩缝处垂直线作为基准线，从基准线向山墙的方向每隔7一段距离划出记号，按此方向将整个屋面长度方向均匀度量。 墙面板、山墙包角及墙梁应采用M6 自钻螺丝连接，山墙檐口包角处还应该采用泡沫塑料外封头。挡风板、波形板与泛水搭接波峰处最好用连接螺栓固定。 墙角开口部位的泛水板应安装在内侧，并用M6 自钻螺丝将墙面板、泛水板一起紧固在墙筋上。将建筑密封膏涂敷在泛水板间的接缝处，墙面上外露的螺栓均满涂防锈漆或密封膏。此外还需要注意防火措施采用防火性能比较好的岩棉作为芯材。在搭建过程中，芯材要远离电焊、气焊等明火作业在使用过程中，一些热源、火源不要紧挨着钢板。要保持一定的距离。电线、电缆最好不要从芯材中穿过，如果需要穿过，应该加保护套管，彩钢板房至少应保持6米的安全距离

综上所述，压型彩钢板的质量对维护工程的防水效果以及耐久性有着非常重大的影响，合理地使用压型彩钢板可以建造效果十分优良的建筑。我国目前的工业项目对于钢结构厂房的需求不断增加，而压型彩钢板因为它优良的质地受到广泛的青睐，必将成为新型建筑材料的佼佼者。

【参考文献】：

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[3]李延虎，刘永.钢结构建筑屋面、墙面压型彩板工程的施工方法和注意要点 [J].科技信息. 2009(1)

篇(6)

Abstract： In accordance with the different characteristics of people's living environment， on the basis of enhancing seismic foundation of building， the important safety precaution measures for building earthquake construction need to be taken into account. Based on the analysis of factors affecting the seismic performance of the building， this paper explored technology applications in the construction process. In architectural design specification， the seismic standards for different architectural structure of building are the same， and the building structural engineers will ensure seismic performance. In this paper， combining with actual work experience， the author discussed several building structures related to the seismic performance and the influencing factors.

关键词： 住宅建筑；建筑技术；抗震施工；抗震应用

Key words： residential buildings；construction technology；seismic construction；seismic applications

中图分类号：U45 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）32-0117-02

0 引言

围绕研究怎么样通过建筑的室内区域划分、陈设和家具的安排设计、材料的选择等各个方面做了不同的详细考虑，主要目的就是要保障建筑物居住者的生命和财产安全。目前，在建筑施工的框架中有很多的优点，比如，抗震性能良好、整体性能好、围护的墙体轻便、施工运行速度较快、布局设置灵活等等。在实际的工程中，抗震施工已经成为非常重要的结构构成。因此，要求工程的负责技术人员严格依据图纸进行施工和操作，从而确保施工的安全和质量。尤其要注意在施工环节中重视对防震设施的建筑质量，要加强对防震设施建筑的监督和专项部门检查，将抗震设防纳入到规范化管理，只有保证建筑施工的质量，才能满足抗震设防对房屋结构的要求，才能杜绝抗震隐患。

1 住宅建筑抗震施工技术及应用的影响因素分析

住宅建筑的抗震施工技术及应用能够取得成功，其中诸多的影响因素起到至关重要的作用，同时，能够直接或者间接影响到住宅建筑抗震性能的因素也是有许多的，各种复杂因素之间通过相互作用共同构成住宅建筑的抗震性能。比如，在影响住宅建筑抗震施工技术及应用的主要外部原因就是住宅建筑的设计是否始终按照规范的程序进行建设，其中包含住宅建筑的抗震构造设计是否合理、在住宅建筑施工过程中施工质量是否较高、住宅建筑选择的地位是否合理等诸多原因。对于住宅建筑本身的抗震性能来说，更多的需要考虑住宅建筑的房屋结构、使用年限、后期改造等方面的问题。

从抗震施工技术及应用的角度来看，主要包括以下几个方面的原因：

首先，最主要的就是住宅建筑的结构是否合理，整体建筑结构是否符合规则，在特性方面是否呈现出均匀、对称等特点，在上述特点之下，住宅建筑的抗震性能会比较强大。反之，那种不规则的住宅建筑，甚至头重脚轻式的住宅建筑，扭转的不规则住宅建筑，等等此类情况，其建筑的抗震性能都比较差。这里需要修正一个近年来通常认为的误区，那就是随着生活水平的提升，人们对于跃层、错层和复式等类型的住宅建筑情有独钟，诚然此类结构的住宅建筑在提升居住舒适度等方面有其不可比拟的优势，但是从增强住宅建筑抗震性能的角度上来讲，平层的住宅建筑的抗震性能更胜一筹。

其次，还需要考虑住宅建筑施工技术及应用的时间长短，有的住宅建筑虽然符合建筑规则，但是因为建造的时间较长，以往的住宅建筑的施工过程中虽然考虑抗震性能，但是由于技术水平等方面的限制，当时的住宅建筑抗震标准相对较低，导致住宅建筑的抗震性能相对较弱。而且随着人们对于自然灾害的认识越来越深刻，因此在住宅建筑抗震标准上也会随着实际情况的变化而进行相应的调整，总起来说，住宅建筑的抗震标准越来越严格，标准越来越高。

再次，住宅建筑的抗震施工技术及应用受到当时当地的建筑材料及施工质量的影响。有的住宅建筑抗震标准要求较高，因此对于建筑材料的标准、型号等要求也相对较高，比如建材质量的好坏，混凝土标号是否合理，钢筋是否合格等诸多因素，都能够在一定程度上影响抗震施工技术及应用。施工队伍的施工技术的高低也是影响施工技术及应用的重要因素，有的施工队伍技术高超，因此建造的房屋质量就高，抗震性能相应的就好。最后，住宅建筑的抗震施工技术及应用受到住宅建筑的后期改造的影响较大。在住宅建筑的初期设计过程中，大多数住宅建筑均会充分考虑到房屋的抗震需要，因此对于建筑内的有些部分是不能够进行改动的，因为一旦破坏建筑的整体防震设计和抗震结构，那么就会较大程度的降低建筑的抗震性能，甚至在发生强烈地震的时候，住宅建筑很有可能会发生整体坍塌的情况。

2 住宅建筑抗震施工技术及应用的几点对策建议

近年来，住宅建筑抗震施工技术及应用日益完善和提升，但是在实施过程中仍然面临着这样或者那样的弊端和缺陷。因此，结合实际工作经验，现对加强住宅建筑的抗震施工技术及应用提出几点粗浅的建议。

一是，加强住宅建筑墙体砌筑的抗震性能。因为，通常认为，住宅建筑的墙体框架结构是决定住宅建筑抗震施工技术及应用的关键所在，其所采用的围护构件属于承重构件的范畴，其所能够产生的抗震性能的高低，也重点取决于建筑施工材料的质量，以及建筑承重结构的连接方式，还要考虑到建筑施工的质量和建筑地基状态。比如，在实际的抗震施工技术及应用的过程之中，墙体的需要通过砂浆的粘结构共同构成墙面的整体，才能够有效实现住宅建筑的抗震要求，因此需要在抗震施工过程中采用高标号水泥，严格合理控制砂浆配比等方面，严格住宅建筑施工规范的要求，整个墙体的砌筑砂浆饱满度达到相应的标准。有的住宅建筑墙体的砌筑经常采用的是“三一”的砌砖方法，其中在竖向灰缝这一个环节上需要较高的技术和技巧。另外，在住宅建筑的框架结构施工过程之中，需要事先将墙体内的短钢筋埋置好，然后再进行砌筑前的焊接等各项工作，坚决避免那些拉结筋在墙体之中任意摆放，导致其弯折严重影响了住宅建筑结构的质量等问题的存在。针对上述几种情况，需要在住宅建筑施工之前，即对所需要的各种型号的配筋一次性备齐备足，动态检查是否有遗漏的情况。

二是，加强住宅建筑构造柱的抗震性能。在抗震施工技术之中构造柱和圈梁的施工处于比较重要的位置，必须予以加强和改进技术。因为，在众多的砖混结构的住宅建筑的抗震施工中，重点通过科学合理设计构造柱和圈梁等方式来确保抗震性能，从而实现整个住宅建筑的最大抗震效果和能力，特别是要高度重视构件之间的连接部分，需要更加注重采取强有力的施工措施。因为，这两者共同构成了住宅建筑的骨架，充分发挥着有效约束墙体的重要作用，进一步增强了纵横砖墙之间的有效连接，进一步增强了住宅建筑的整体抗震性。

三是，加强住宅建筑框架节点的抗震性能。因为住宅建筑的框架节点发挥着连接框架柱和梁之间的作用，因此框架节点比较符合抗震标准才能够实现整体抗震性能的提升。如果框架节点遭到破坏，直接就可能导致住宅建筑的整体结构出现位移甚至倾倒，由此可以看出，框架节点抗震技术施工的重要性和现实性。要全面加强框架节点及其周边区域的混凝土的强度，相关的配置应当采取积极有效的抗震性能保护措施。在实际的抗震技术施工过程中，一般情况下是将混凝土浇筑到梁底的标高位置，然后将框架节点的混凝土，连同梁板进行浇筑。对于施工队伍来说，要进一步增强抗震施工技术应用的超强意识，从坚决杜绝施工隐患的角度入手，严格遵守住宅建筑施工过程中的施工图纸要求，严格按照住宅建筑抗震构造图进行施工，确保建筑的整体框架柱的始终处于高强度的状态。在框架节点及其周边区域，住宅建筑框架柱的横断截面通常会包含梁的横断截面，这就要求在配置住宅建筑的柱箍筋和梁箍筋等环节上，更加的小心谨慎，坚决避免“形式箍筋”的情况出现，务必采取焊接封闭箍筋等方式，确保框架节点及其周边区域的箍筋整体质量。如果在施工过程中将配筋的材料改为采用拉筋的方式，那么拉筋的位置应该是紧紧贴近纵筋，同时加紧钩住封闭的箍筋，确保箍筋可以发挥对整体混凝土抗压作用发挥更大的作用。

3 结束语

就当前来说，大多数人对地震等自然灾害的了解甚少，因此和抗震有关的建筑设计情况也是基本处在探寻摸索的阶段，当前抗震的相关设计也未达到相当科学的程度。我国人口分布广泛，单纯的依靠建筑物来提高抗震性是不科学的、不全面的，并不能减少太大的地震损失。抗震设计的建筑物现在大都分布在新建建筑和大规模城市群中，而早期的一些建筑物尤其是农村的简陋建筑抗震设计几乎没有，从而导致最近几年我国发生地震损失伤亡尤为严重的就在这些地区。要求建筑物具备良好的抗震能力，应在做好建筑物的结构设计上实现良好的抗震，同时加上室内的抗震设计，共同实现建筑物的抗震性能，减少因建筑物自身质量、功能等问题而带来的地震损失。所以，如果对建筑物的室内设计也进行有序的科学的研究和设计安排，可以很好的保障人民在发生地震等自然灾害时造成的生命财产安全。这就给建筑物是设计要求提高了规范性和操作性，要加大多层砖房的建筑质量和抗震设计，把民用的建筑地震损害程度降到最低。同时，随着经济社会的飞速发展和人口的激增，在建筑物的质量和耗能等方面有了新的标准和要求。施工部门和单位就需要进一步打破传统建筑理念，不断的探索、学习和创新，努力实现建筑行业的健康快速高效发展。

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篇(7)

【关键词】滑移减震、石墨助滑剂、错动位移。

1滑移减震建筑适应工程抗震技术的发展

1.1震灾的严重性

本世纪世界陆地7级以上地震，中国有66次占1／3，人口死亡200多万，中国有115万占1／2。在最近期的1978年唐山大地震中死24万，死伤40万，经济损失100亿人民币。在国内的各种灾害中，属灾死人占54％。经济损失占6％。

1.2震灾预报的艰难性

至今世界上发生了无数次的大小地震，据资料介绍，只有海城与墨西哥两次地震的临震预报稍准，由于中长期预报不准，海城与墨西哥城的建筑物损坏与震灾还是严重的。关于地震发生的机理目前总说纷坛，例如，断裂带错动、地壳板块插入、整板变形断裂，学说越多说明可靠的学说尚未形成。日本是震灾较多，研究地震机理及预报人员最多、水平最高的国家，可是1995年1月17日偏偏在其预报安全区西部的阪神发生大地震，死5oo0多人，经济损失1000亿美元，全国一遍震惊。因此在1994年在西班牙召开的国际地震会议上有关专家指出，目前地震是不可预报的，因此各国应将重点放在建造耐震的建筑上。

1.3如何吸取唐山大震的经验教训

海城地震后，天津市有些工程搞了抗震加固。在唐山大地震时，这些加固过的工程表现了明显的耐震性能，因此唐山地震后全国开始了大规模的现有建筑抗震加固与新建建筑抗震设防工作。我国的抗震设防是按地区设防烈度划分等级的，例如按六度设计的房屋的设防目标是：遭迂从值烈度（5．5度）时建筑不损坏；遭迂基本烈度（7度）时建筑有些损坏，但可修复使用；遭遇罕遇地震（8度强）时，破坏严重，但下例塌。海城地震时海城是9度，唐山地震时唐山中心区是10度。7度设计的房屋迂海城、唐山那样的9度、10度大震就要破坏倒塌了。全国把大多数地区均划为七度、六度区，由于经济的原因及技术的困难，尚无法按10度的条件设计这些地区的房屋结构，因此无法避免唐山地震的悲剧重演。我国地震工程科技人员寻找新的方法，也就是开始研究隔震、减震。消能与控制技术，从”硬抗”转到“软消”。我院滑移减震建筑技术就是在这种形势下从1985年开始列题研究的项目。

2滑移减震技术研究的主要成果及水平

为了避免唐山大地震的悲剧重演，为了寻求抵御十度大震的建筑技术，在1985年开展了滑移减震技术的研究。从1985年至1990年为项目研究，以机理为主；第二阶段1995年至1997年结合试点建筑，进行设计、构造及施工等配套技术研究。

2.1项目研究成果

（1）石墨是较理想的助滑剂材料：它耐久、构造简单、适宜的上部结构抗震构造与适宜的最大错动位移值。

（2）最大错动位移是54mm；残存错动位移小于20mm；

（3）高宽比控制为2，能保证只滑不摇摆；

（4）能起到保险丝作用，滑誉减震房7度强时起滑，10度时上部建筑只滑不破坏倒塌。

1990年经全国著名抗震专家宋秉译、周福霖、刘季、李桂肴、霍自正等组成的鉴定委员会鉴定认为课题成果具有重大的社会效益与经济效益，成果的广度和深度达到国内先进水平，有关计算参数均可为滑移减震消能多层砖房的设计提供依据。

然后根据研究报告编写的论文在第十届世界地震工程会议（西班牙）与国内“建筑结构学报”上发表。均获较高评价。

2.2试点建筑的研究成果

（1）上部结构设计安全度，横墙安全度是相应按7度抗震设计的1.5倍；纵墙是1.8倍。这与辽宁地区目前7度区的七层砖混住宅结构相当；

（2）配套研究了上、下水管、煤气管及暖气管穿过滑移层的柔性接头或柔性构造；

（3）构造简单施工方便；

（4）采用挖孔桩基础时，由于桩的配筋减少使总造价不增加；采用其它基础时总造价增加较少。

试点建筑研究成果在1997年经杨玉成、梁发云与省内专家组成的鉴定委员会鉴定，认为该试验建筑可达到相当于6一7度地震不坏，7度强地震时，滑动层刚开始动作，9～10度地震时下倒塌。这是一项防止房屋倒塌、减轻地震灾害的有效的创新途径。用石墨作分隔层材料建成六层住宅在国内、国际上属首创。

3滑移减震建筑在市场中经过检验得到房产育及用户欢迎

（1）同行专家认可——技术上过硬；

（2）政府部门支持——适合我国、我省情况；

（3）符合市场法则一一房产商能挣钱；用户欢迎。

滑移减震建筑技术就是闯过以上三关于1998年进入辽宁市场，并获得了成功。

3.1同行专家认可

研究项目及试验性建筑的两次鉴定会文件及有关于中、外重要学术会议及国内重要刊物均表明该项成果的学术水平是高的，获得了同行专家的认可与好评。

3.2政府部门支持

滑移减震研究项目经1990年至1995年近5年等停后，在全国橡胶垫隔震技术发展的形势促进与1995年初日本阪神地震震灾的推动下，我于1995年5月给原辽宁省省长闻世震写了一封信，呼吁”我省应加快新型建筑隔震技术的发展”省长很重视批示支持，省建设了厅长也批示支持，随之拟定了推广规划，并具体落实到辽宁省建设事业“九五”科技成果重点推广项目和2010年科技成果转化规划纲要中。这就为项目的应用获得了可靠的红头文件。

3.3符合市场法则

因为地震预报不准，而按预报划分的烈度设计抗震建筑，其安全性不高的现实不但科技人员明白，一般百姓亦理解。因此1997年夏季在辽宁省锦州市，1998年春季在丹东市当有地震传言时、百姓就人心慌慌，尽力想法躲避。锦州属下的凌海市与丹东属下的东港市有的房产公司抓住百姓的怕震心态，建了一些现浇楼板的砖混住宅，造价增加40一50元／m2，但有购房自的百姓还是争先选购了此种住宅。

滑移减震建筑技术就是在这种百姓对现有抗震建筑心有余悸，并且自己有了购房权，可以购买优质优价房的形势下于1998年走进市场的、在东港市及海城市推广了约六万平方米，当年建成3万平方米。经几栋楼的施工实践，采用滑移减震技术后，房屋价格仅增加12一20元／m2，每户也只增加1000多元。因此滑移减震建筑深受房产商与用户欢迎。

在1998年12月初在东港市召开的”辽宁省滑移减震建筑现场技术交流会”上，省建设厅领导认为滑移减震技术应成为建筑业的新增长点。目前政府与群众积极性均很高：领导重视、地方支持、专家认可与有震情百性需要，因此这项技术已经开始成熟，可以走向市场，经济实用性较高。房建公司的经理认为这项技术施工方便，造价增加较少，耐震概念易懂，滑移减震建筑技术是加快住宅业更新换代，使之更好地为人民免灾造福。