工业与民用建筑混合结构设计

工业与民用建筑的混合结构设计的探讨摘要：本文对工业与民用建筑的混合结构设计进行探讨，旨在与大家共同交流，相互促进。

关键词：民用建筑；混合结构设计；地基处理
工业与民用建筑的混合结构设计是关系着工民建工程质量的基础和前提，因此，我们必须高度重视对工业与民用建筑的混合结构设计的探讨，不断提高设计水平，提升建筑质量。

一、工业与民用建筑结构设计
在对建筑结构进行设计时，承重结构和非承重结构是我们应该慎重考虑的问题，拟定多种设计方案，以便选出最合适的一种设计方案。

从承重结构来看，可以分成水平承重与竖向承重两种结构。

选择合适的结构体系，不仅应尽可能地满足其使用功能，想方设法减少投资，而且应注重其高度、层数。

建筑物越高，楼层越多，则由地震引起的地震力就越大，或由风力引发的侧向力也就越大。

建筑物结构设计时必须考虑着这些因素的影响，为抗击侧向力的影响，需要具备足够的刚度。

因此，结构体系应随楼层的变化而不断变化，以确保建筑结构的安全、稳定等。

（一）纯框架结构体系
如果在地震区，这种结构体系的楼层一般控制15 层以下。

这种结构具有平面布置起来灵活多样，布置的室内空间一般比较大，房屋结构各处的刚度非常均匀。

框架结构的延性较好，拥有较长的自振周期，地震对其的影响不太敏感，它的抗震性能非常好。

这种结
构的侧向位移较大，侧向刚度较小，使非结构的构件容易遭受破坏，因此，这种框架结构的楼层不宜太高。

（二）框支结构体系
为了使纯框架抵抗风荷载作用的影响和地震荷载的影响，应采用支撑框架的办法。

在框架结构体系中，应将一定的支撑沿着结构的纵向和横向进行布置。

在这种结构中，布置框架的原则及柱网尺寸的长短，其设计要求基本上同于框架体系，一般沿楼面中心位置向周围布置支撑，将纵向支撑和横向支撑紧密地连接起来，构成筒状支撑形式。

为了获得更大的抗侧力刚度，其框架结构可用竖向支撑代，以使层间位移尽量减少。

（三）框架剪力墙结构体系
将一定的剪力墙布置在框架结构中，可以组成框架剪力墙，这种体系中的剪力墙是抗侧力的结构，不但像框架结构一样，具有平面布置非常灵活，使用起来十分方便的优势，又具有足够的刚度，可用于40—60楼层层数的钢结构体系。

当在楼梯间、电梯间周围设置钢筋混凝土墙时，就能够构建成框架多筒体体系。

不论从哪个方向来看，这种结构的抗侧力刚度都比较大，是承担抗侧水平荷载的主要构件，竖向荷载则由岗框架承担。

每一种建筑结构都有自身的优点和缺点，我们在实际操作中，应根据实际情况进行比较、分析，从结构设置、受力体系方面和经济性能方面进行综合权衡，采用的结构形式必须适合本地区特点，经济比较合理，尽量降低造价，提高质量，标准规格高档的建筑。

从经济造价方面来看，混合结构
少于钢筋混凝土框架造价的30%—40%，大大节约了钢筋混凝土的用量，在七层以下楼层的非常适宜用这种结构。

但是，混合结构也具有一定的缺陷。

它主要是由墙体承载重量，墙体布置的要求较高，赶不上框架结构的灵活性，极大地限制了其使用功能。

框架结构楼层一般适宜为7层—12 层之间的建筑，可以将抗震剪节省材料，降低工程造价，使建筑物具有的抗震性能得到极大地提高。

楼层为12—20层的建筑，采用框架结构比较适宜，可以使建筑物的刚度得到整体的提高，如果将刚性筒体设置在比价恰当的位置上，也可以时材料大大节省。

二、工业与民用建筑地基的处理方案选择
地基基础关系着建筑物的稳定性、牢固性，是建筑物结构稳定的基石，在整栋建筑中有着非常重要的位置，其造价甚至达到投资总额的1/3 以上。

因此，在确保地基质量的基础上，我们应想方设法降低地基的造价。

在设计时，应较全面地认识地基处理方法的优劣，并对各种处理地基的技术造价非常熟悉。

根据实践证明，从基础造价方面来看，天然基础比桩基得造价更低。

因此，在符合设计标准的前提下，我们应尽可能地用天然基础，可以最大限度地降低地基造价。

目前，高层民用建筑、超高层民用建筑是发展的总趋势。

高层建筑和超高层建筑的地基必须符合高标准、高要求，一般只能选用桩基，因为天然地基不能达到高层民用建筑、超高层民用建筑的基础要求。

底面积较小的高层建筑，高层、超高层的建筑，特别是位于填海地段的高层，必须采用桩基，才能确保足够的沉降量和
必需的承载力。

在选择合适的桩基型号时，必须确保场地周围的环境条件符合工程要求，场地必须具备足够的土质条件、单桩承载必须符合工程要求。

在高层结构、超高层结构的地基设计中，必须从多个的方案中进行择优选用，确保地基造价合理，设计最优。

在钢筋选用方面必须符合结构设计承载力的要求，应尽量选择质量合格，但造价较低的钢筋，在确保质量的基础上最大限度地降低工程造价。

在对钢筋进行选择时，设计人员往往只注重计算配筋，往往会忽略选择合适的钢筋种类。

目前，建筑所用的钢筋种类比较多，如ⅰ级、ⅱ级、ⅲ级、新ⅲ级、冷轧扭钢筋等。

从过去的建筑工程所采用的钢筋来看，对于跨度大又没有梁板建筑，用得最多的是ⅰ级钢筋。

从ⅰ级钢筋的单价来看，ⅱ级比ⅰ级的单价稍微高一些，但是，采用ⅱ级钢筋可以使钢筋用量大大地减少，能够有效地降低造价。

但是，这并不能代表ⅱ级钢筋是建筑中最适宜的类型。

从ⅱ级钢筋和新ⅲ级钢筋的强度而言，新ⅲ级钢筋强度更强，其强度比普通ⅱ级钢筋高近20%，而钢筋单价的增加没有超过10%。

因此新ⅲ级钢筋的选用，在增加钢筋混凝土结构强度和建筑物安全储备的同时，还节省了用钢量。

另外，钢筋的连接宜优先采用闪光对焊，且普通焊接或电渣压力焊接比搭接经济。

三、工业与民用楼面结构
多层轻钢建筑楼板必须有足够的刚度、强度和整体稳定性，同时应尽量采用技术和构造措施减轻楼板自重，并提高施工速度，组合楼盖是常用的楼盖之一。

一是压型钢板组合楼盖，其下表面凹凸不平，在民用建筑中需做吊顶，造价较高；现浇整体组合楼盖，其整体性能好，但需要支模板，施工速度慢。

二是钢筋混凝土叠合板组合楼盖，其整体性好，还能节省支模和吊顶的费用。

在组合楼板的应用中，为使楼层高度减到最小，提供更大的无柱空间，现在的趋势是把楼板和钢梁合为一体，形成组合扁梁楼盖。

支撑和剪力墙形式，多层框架钢结构体系的侧向刚度较弱，随着层数的增加，为了抵抗水平地震作用，减小层间错移，常在墙体内布置垂直支撑，为了方便门窗开洞，支撑形式可以灵活采用，如x 型、单斜杆型、k 型、m 型、w 型、v 型和人型等。

建议多采用偏心支撑，因其在地震作用下具有较好的延性和耗能性能。

剪力墙按其材料和结构的形式可分为钢筋混凝土剪力墙、钢筋混凝土带缝剪力墙和钢板剪力墙等。

应根据当地抗震设防烈度、场地类别、结构材料、施工技术水平等综合情况，选用经济合理的结构体系。

总之，工业与民用建筑的混合结构设计质量的高低，直接影响着工程质量的好坏，因此，我们应高度重视工业与民用建筑的混合结构设计工作，不断探讨其设计问题，以期不断提高设计质量，确保工业与民用建筑混合结构建筑的质量。

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