当前中小学教学楼的结构设计问题

1、 本文由金艮川贡献 pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 工程建设与设计 !#! 年第 ) 期 当前中小学教学楼的结构设计问题 " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " &q

2、uot;" " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " 当前中小学教学楼的结构设计问题 葛 卫 (南京建筑工程学院建筑设计研究院, 江苏 南京 !"#$) 提 要 分析当前中小学教学楼的结构

3、设计存在的问题, 提出通过横向采用钢筋混凝土薄壁框架砖砌 抗震墙结构体系, 纵向采用钢筋混凝土薄壁框架体系, 来改进该类建筑的抗震和受力性能. 关键词 教学楼; 砌体结构; 薄壁框架; 抗震墙; 抗震性能; 结构设计 中图分类号 %&!'' ( !, ( %&)* 文献标识码 文章编号 + "#* , $'-* !#!) , #". , #! #) 构工程师认为此类建筑结构型式简单, 设计时未仔细考虑, 留下了安全隐患. 一, 引言 自科教兴国的战略实施以来, 我国大力加强教育设施 的投入, 同时社会各界人士也纷纷捐钱捐物兴建希望小学

4、, 因此作为普及教育工作的硬件设施教学楼, 大量拔地 而起.由于资金有限, 大多数中小学教学楼都采用砌体结 构, 多道横墙, 两道纵墙, 另加一外挑走廊.横墙间距为教 室的长, 约为 "#/, 纵墙间距为教室的宽, 约为 */, " 为一 图 典型的教学楼平面图.由于横墙间距大, 纵墙被门窗洞过 多削弱, 层高较高, 因此抗震性能较差.刚颁布的 0+ 1#"" 中, , !#" 建筑抗震设计规范 将其归为横墙较少的多层砌 体结构, 对其总高度和层数作了更严格的规定.而很多结 二, 当前设计存在的主要问题 为了保证其能共同工作, 要求适当增大 &

5、quot; ( 横墙间距大, 楼板的刚度, 而现在却大多采用预制板, 使得楼板的刚度得 不到保证. 而且不均匀.靠走廊一侧的纵墙既开 ! ( 纵墙开洞较多, 门又开窗, 使得该侧墙体刚度及承载能力小于另一侧.由 于外挑走廊的原因, 该侧墙体所承受的竖向荷载大于另一 侧, 在地震作用下, 将引起更大的地震反应.因此, 在地震 作用下, 该侧墙体经常先破坏. 两开间 ) ( 每间教室大多为二或三开间, 交界设横梁, 横梁支承在窗间墙上, 窗间墙原 本就很薄弱, 却要承受由横梁传来的集中荷载, 以及由此荷载引起的地震作用, 很不安全. 而一些设计工作者意识到该问题后, 在 窗间墙位置设砖壁柱或构造柱

6、.砖壁柱可以 在一定程度上加强该段墙体, 但砖壁柱仍为 图" ! ( 其它细节 典型教学楼平面图 脆性构件, 强梁弱柱的矛盾仍很突出, 而且砖 ! 标志性建筑的细部是很关键的, 可以说 "没有 细部的设计永远是一部没有完成的乐章" 永远不 , " 是一个整体的建筑" .看起来它是从属的, 有时却 起着画龙 "点睛" 的作用. 在施工图设计中, 通过电脑三维模型进行了灯 光效果模拟, 在不同位置安置了不同亮度的灯光, 使夜晚的建筑另有一番景致. 建筑基本完工时, 发现从三号楼窗口看传达室 屋面, 黑色的屋面防水卷材近距离地暴露

7、在眼前. 经过考虑, 对屋面进行了绿化, 不仅有效地弥补了 缺憾, 反而使建筑充满了生机. 万方数据 ". 社, ( "$. ! ( 345678, :( %;<9&%&=<9 >=?;%<? %&=< 2 > 2ABC 9( 8D4 +DDE FGHI5J7AK +L %7A MAN >/A45OPB :5H4P4L, ( "$-) 收稿日期 !#! , #1 , !1 四, 结语 水利厅大门工程, 虽然造价或建筑面积都非常小, 但有多方面的设计要求, 对建筑环境, 功能, 形体各要 素之间如何取

8、得统一有一定的借鉴意义, 因此本文对 大门的设计和实施作了一些回顾, 分析与总结. 参考文献 " 彭一刚 ( 建筑空间组合诧 2 北京: ( 中国建筑工业出版 建筑结构设计 工程建设与设计 +(+ 年第 3 期 " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " "

9、" " " "" " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " 壁柱影响使用.设构造柱后会带来新的问题, 构造柱将承 受由横梁传来的弯距, 而构造柱和窗间墙又连在

10、一起 (先砌 墙后浇柱)因此会带动窗间墙一起受弯, , 引起窗间墙水平 裂缝的过早出现. 还有一些设计工作者将构造柱改为框架柱, 但两者仅 仅在截面尺寸和配筋面积上有所区别, 由于框架宽度较小, 两边还有窗间砖墙, 做法上仍是先砌墙后浇柱, 柱仍和窗间 墙共同承受弯距, 砖墙仍容易开裂.另外, 框架在水平地震作 用下框架所分配的水平力的计算也存在问题.而现在结构计 算软件大都无法分别按砌体和框架结构的刚度分配水平力. 抗震性能仍然不佳.因为此 ! " 将结构型式改为框架后, 类建筑结构横向只有一跨, 两根柱子支撑, 冗余度太少.某 地地震后, 发现外走廊有柱支撑的教学楼破坏很少, 而

11、带有 悬挑走的教学楼破坏较多, 且多为靠走廊一侧的柱破坏.但 在走廊外侧增加一排框架柱是很多建筑师所不愿采用的, 因 为很多中小学生会在此碰头. 与薄壁柱形成纵向框架.参考文献提供了受纵向水平地震 作用框架所分担地震作用的算法.本人认为, 由于教学楼 一般纵墙很少且开洞率大, 性能不可靠, 可以采用较为简单 的做法, 即地震作用全部由框架承担.纵向砖墙均应按填 充墙做法, 先浇柱后砌墙, 使之不承受弯距, 并与框架计算 模型吻合.由于教学楼的墙体一般均上下对齐, 填充墙也 可以大幅度提高框架的水平承载能力, 此结论已为试验证 明.填充墙在大震下先退出工作, 可作为承受纵向水平地 震作用的第一道

12、防线.同时因柱在纵向的尺寸较大, 且数 量多, 在大震下纵向的安全性也能得到保证. 以保证框架和抗震墙共 ! " 楼板应为现浇或装配整体式, 同工作. 图 + 为以上做法之图示. 三, 解决问题的方法 横向采用钢筋混凝土薄壁框架 # 砖砌抗震墙结构体系, 纵向采用钢筋混凝土薄壁框架体系, 可使中小学教学楼成为 具有多道抗震防线的结构体系.具体做法如下: 是承受横向水平地震作 $" 教室分隔墙作为砖砌抗震墙, 用的第一道防线.该墙应按砌体结构通过软件 (如: ) %& 进 行抗震验算, 并通过构造措施使之具有良好的抗侧向力能 力及延性.为达到此目的可采用以下做法: 作

13、为横墙翼缘, 柱尺 !该墙两端设钢筋混凝土薄壁柱, 寸可以小到 '() * +,(), 同时还应根据计算在中间再设 构造柱, 间距不 大于 !)."墙体采用配筋砌体, 并用强度等级较高的 粘土砖或空心砖和砂浆 ! &-$(, " ,) ( 砌筑. # 每层楼面 &. 处均设置圈梁, 圈梁配筋适当加强. $ 应先砌砖抗震墙后 浇混凝土柱. + " 将教室中部搁置两道横梁的窗间墙改为钢筋混凝土 薄壁柱, 形成钢筋混凝土薄壁框架结构体系.框架是承受 横向水平地震作用的第二道防线.由于横墙的刚度远大于 框架的刚度, 框架所分担地震作用很小, 可参照

14、框架 # 抗震 墙结构的做法, 即框架承担总地震剪力的 +(/ .其计算公 式如下: ! 01 2 式中 ("+ ! " 1 ($) 图+ 中小学教学楼具有多道抗振防线 结构体系的做法示意图 四, 结束语 中小学教学楼虽然建筑型式较为单一, 但分布广, 数量 多, 影响大, 应予高度重视.当前结构设计存在的一些问题, 可考虑采用统一的技术措施, 并加以推广. 横向采用钢筋混凝土薄壁框架砖砌抗震结构体系, 纵向采用钢筋混凝土薄壁框架体系, 是符合中小学教学楼 特点并具有多道抗震防线的结构体系. 参考文献 $ ,($ # +($ 建筑抗震设计规范 6 " 45 + 7

15、4789 $3 # :! 设置钢筋混凝土构造柱多层砖房抗震技术 规程 6 " 3 任同瑞 " 多层砌体结构房屋外纵墙抗震的研究 7 建筑 " 结构, (+) $:. " " ! 朱荣华, 沈聚敏 " 砖填充墙钢筋混凝土框架拟动力抗震反 应试验及理论分析 7建筑结构学报, (;) " $:', " 收稿日期 +(+ # ($ # +! !1 由底部剪力法计算的第 !1 层地震剪力 ! 01 钢筋混凝土薄壁框架体系第 # 层第 $ 榀框架 所分担的地震力 " 钢筋混凝土薄壁框架总榀数 使之 3 &qu

16、ot; 将外纵墙圈梁改用与薄壁柱同宽的薄壁梁代替, 万方数据 $: 当前中小学教学楼的结构设计问题 作者: 作者单位: 刊名: 英文刊名: 年,卷(期): 引用次数: 葛卫 南京建筑工程学院建筑设计研究院,江苏,南京,210009 工程建设与设计 CONSTRUCTION & DESIGN FOR PROJECT 2002,(3) 3次 参考文献(4条) 1.GB50011-2001.建筑抗震设计规范 2002 2.JGJ/T13-1994.设置钢筋混凝土构造柱多层砖房抗震技术规程 1994 3.任同瑞 多层砌体结构房屋外纵墙抗震的研究 1997(2) 4.朱荣华.沈聚敏 砖填充墙钢筋

17、混凝土框架拟动力抗震反应试验及理论分析 1996(8) 相似文献(10条) 1.会议论文 钟金周.丁园 某医院教学楼检测鉴定和改造加固处理 2002 某医院教学楼是解放前建造的具有代表意义的砖砌体结构,通过对其检测鉴定,简要介绍了此类工程的特点,合理有效的检测,加固及改造方法.经过对 该房屋进行抗震加固,提高了结构的抗震性能. 2.期刊论文 王国安.WANG Guoan 从512汶川特大地震谈中小学教学楼抗震设计 -中外建筑2008(9) 通过对512汶川特大地震中中小学教学楼受损情况的实地考察,从结构设计专业角度分析了教学楼大量损坏,倒塌的原因,提出了应在抗震设防分类标 准,平面布置,结构选

18、型及抗震构造措施等方面加强中小学教学楼的结构抗震设计,以对中小学教学楼结构设计提供参考. 3.会议论文 霍东锋.梅全亭.包文 教学楼增层改建中砌体结构维修加固工程实例 2005 本文以重庆某高校混合结构教学大楼的增层改造方案设计为例,讨论了教学楼增层改建中维修加固工程的基本步骤和一些有效的结构构造措施,总结 了该类型教学楼增层改造施工的注意事项及进行此类结构建筑物改造工程的体会.本文可供同行在进行建筑物增层改建时参考. 4.期刊论文 司拴牢.SI Shuan-lao 某多层砌体结构教学楼的抗震加固 -工程质量A版2009,27(8) 5.12地震后,某多层砌体结构教学楼出现损坏.通过对该工程的

19、结构抗震性能鉴定,查找原因,提出采用坑式静压桩法,墙体双面钢筋网砂浆面层法及梁 粘贴碳纤维布法等措施进行抗震加固,并介绍了施工设计方案和施工要点. 5.期刊论文 刘向华.周安 砌体结构教学楼的鉴定与加固 -建筑技术2004,35(6) 合肥某高校教学楼建于1958年,建筑面积23 700m2,总长度约220m,2道变形缝将建筑物划分为3个结构单元,中部结构单元7层,其他结构单元46层.竖向 为实心粘土砖承重墙,楼盖主要为现浇混凝土密肋结构. 6.期刊论文 赵更歧.张冰华.张哲.王俊岭 某中学教学楼的抗震鉴定与加固设计 -世界地震工程2004,20(3) 按老规范设计的砌体结构未考虑抗震,使用年代过长会出现承载力不足的问题,需对原结构按新规范进行全面检测和抗震鉴定,若鉴定结果表明该结构不 符合抗震要求,则需进行加固,结合一实际工程对检测程序和加固方法做一全面论述,供工程实际中参考. 7.期刊论文 赵成 某校砌体结构教学楼抗震加固方案 -中国水运(下半月)2009,9(12) 对某学校砌体结构教学楼震后破坏情况进行分析,并结合相关抗震鉴定加固规范及图集,一系列简单可行的加固措施及方案在本文中得到了一定程度的 探讨,同时给出了相应的加固图例,以供同类工程参考. 8.期刊论文 彭豫.乐风江.哈莉娅达力列汗.PENG Yu.LE F