关于某厂房结构设计方法探析

杨雅文

摘 要：结构设计中本工程采用钢筋混凝土框架结构体系，选择了有代表性的结构也有其缺点：自重大，抗裂性差，性质较脆。所以先要把基本的技术条件确定好，这包括设计依据、材料的信息。然后在结构方案中把平面布置、梁板柱尺寸、横向刚度、计算简图确定好。结构采用现浇钢筋混凝土框架结构及独立桩基础。手算内容包括：确定设计依据、材料信息；平面布置，梁板柱尺寸和构造要求；楼板计算；次梁计算；基础设计；楼梯计；绘制一榀框架配筋图。计算机软件计算过程：结构录入、楼板计算、结构总体计算、结构配筋、结构施工图设计、结构桩基础设计和运用AutoCAD编辑完善整套结构施工图。最后对手工计算结果和计算机软件计算结果进行对比分析。因计算机软件采用空间模型进行计算，而手工采用平面结构进行计算，故在计算结果上存在差异。

关键词：框架结构；手工计算；计算机软件计算；结构设计

中图分类号：TU245 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）08-0151-02

结构设计一般是有先后顺序，前面工作准备好了，后面设计就容易进行了。首先要把基本的技术条件确定好，这包括设计依据、材料的信息。然后在结构方案中把平面布置，梁板柱尺寸，横向刚度，计算简图确定好。最后计算好整个结构及其构件的竖向荷载。这三部分完成后，后面的一榀框架设计和其他构件设计就可以正式计算了。是基于以下考虑：

首先，本次设计除了要手算外，还要电算，能便于清晰提取荷载数据，用于电算设计。

其次，算一榀框架的内力时，算竖向荷载产生的内力只需一榀框架范围内的荷载，但是在算一榀框架的地震内力，必须先用整个结构的的竖向荷载算出整个结构的重力荷载代表值，但钢筋混凝土结构也有其缺点：自重大，抗裂性差，性质较脆。

1 结构设计技术条件

不过，重点主要是根据基地环境、使用功能、结构施工、材料设备、建筑经济及建筑艺术等因素形成的设计结构及各方面的计算，通过设计过程验证了所学的专业知识，同时解决将理论变为现实过程所发生的各类问题，其中结构计算的手算和电算、excel运算等平时少用的知识也得了提升。

而框架结构具有以下的优点：结构轻，便于布置；整体性比砖混结构和内结构设计中本工程采用钢筋混凝土框架结构体系，选择了有代表性的一榀框架进行计算。对于竖向荷载作用采用分层法计算，水平荷载作用采用D值法计算。进而进行内力组合，找出最不利的一组或几组内力组合，选取最安全的结果计算配筋并绘图。

2 结构方案

2.1 结构体系

①主体结构：采用现浇钢筋混凝土框架结构（纵横向承重方案）。

②基础梁：采用现浇钢筋混凝土基础梁。

③基础：采用独立基础，桩基承重。

④楼面结构：采用现浇钢筋混凝土楼板。

⑤屋面结构：采用现浇钢筋混凝土楼板。

⑥楼梯结构：采用现浇钢筋混凝土板式楼梯。

2.2 竖向布置

①假定框架柱嵌固于基础顶面，框架梁与柱为刚接。

②本次设计1、2、9号横向框架柱二层变一次截面，梁计算跨度为小截面柱形心线之间的距离，其他横向框架。

③基顶标高根据地质条件、室内外高差，定为-1.00 m，底层柱计算高度从基础顶面算至二层楼面，中间层柱为楼面到楼面，顶层柱为楼面到屋面。

2.3 变形缝

而其他构件的设计，楼梯的设计在以前的课程学习中已经接触到，故有一定的经验，但在设计过程中也要严格按照规范要求设计。

框架梁：正截面——手算1、2、3层的C支座和CE跨间，4层得CE跨间的配筋与电算相同；手算1层的E支座，2、3层E支座和EF跨间的配筋比与电算少；其他截面配筋，手算均大于电算。

斜截面——手算与电算相同。

框架柱：正截面——手算与电算相同。

斜截面——手算与电算相同。

楼屋面板的手算结果比电算结果偏大。误差的原因：手算的计算模型不同，手算是一榀框架，是平面结构，电算是整个空间结构。电算是把整个工程作为一个整体进行计算，某些作用力可能互相抵消。电算时考虑活载最不利布置进行计算，而本次设计手算时活载按满跨布置计算，存在一定的偏差。电算配筋后为了方便施工对电算结果进行归并，在合理范围内归并钢筋，电算归并后与手算有一定的偏差，但在允许的范围内。

3 竖向荷载产生的内力的计算

结构设计一般有先后顺序，前面工作准备好了，后面设计就容易进行了。首先要把基本的技术条件确定好，这包括设计依据、材料的信息。然后在结构方案中把平面布置，梁板柱尺寸，横向刚度，计算简图确定好。最后计算好整个结构及其构件的竖向荷载。这三部分完成后，后面的一榀框架设计和其他构件设计就可以正式计算了。

基于以下考虑：

首先，本次设计除了要手算外，还要电算，能便于清晰提取荷载数据，用于电算设计。

其次，算一榀框架的内力时，算竖向荷载产生的内力只需一榀框架范围内的荷载，但是在算一榀框架的地震内力，必须先用整个结构的的竖向荷载算出整个结构的重力荷载代表值，然后算出整个结构的地震内力，最后才能按柱的侧移刚度比例算出一榀框架的柱内力，再算出梁的内力，故存在一榀框架竖向荷载和整个结构竖向荷载的数据提取问题，为了便于统一提取荷载数据。而其他构件的设计，楼梯的设计在以前的课程学习中已经接触到，故有一定的经验，但在设计过程中也要严格按照规范要求设计。

手算和GSCAD电算完后，就须把两个计算结果进行比较。因为两种计算方法所采用的计算模型不同（手算是平面结构，电算是空间结构），所以配筋结果会存在差异。通过比较，手算的框架梁配筋比电算的配筋要多些，一方面是电算采用空间计算使其内部一些力相互抵消了，另一方面是人为因素选配钢筋时存在的误差，所以采用实际配筋进行比较是不合理的，应该用手算与电算的计算配筋来比较才合理，才能比较出手算与电算两个计算方法的差别。

4 结 语

结构设计中本工程采用钢筋混凝土框架结构体系，选择了有代表性的采用现浇钢筋混凝土框架结构：

{1}纵横向承重方案。

{2}基础梁：采用现浇钢筋混凝土基础梁。

{3}基础：采用独立基礎，桩基承重。

{4}楼面结构：采用现浇钢筋混凝土楼板。

{5}屋面结构：采用现浇钢筋混凝土楼板。

⑥楼梯结构：采用现浇钢筋混凝土板式楼梯。

重点主要是根据基地的什么环境、使用怎么的功能、结构怎么样去施工、材料安装设备、怎么样建筑搞好经济及建筑楼梯艺术等因素形成的设计结构及各方面的计算，通过设计过程验证了本人所学的专业知识，同时解决将理论变为现实过程所发生的各类问题，其中结构计算的手算和电算、excel运算等平时少用的知识也得了提升。

参考文献：

[1] GB 50009-2001，建筑结构荷载规范，[S].

[2] GB 50010-2002，混凝土结构设计规范，[S].

[3] GB 50011-2010，建筑抗震设计规范，[S].

[4] JGJ 3-2002，高层建筑混凝土结构技术规程，[S].