基于人文与科技理念研究科研办公类建筑的结构设计与实践

申希虎

【摘要】随着环境污染的日益加剧，节能成为各行各业发展的焦点方向之一，建筑行业也是如此。绿色节能建筑成为行业关注的重要方向。学校作为重要的公共建筑，它的结构设计工作不仅要保证施工质量，还需要考虑其他一些问题。本文主要就绿色学校建筑结构的设计进行简单的分析。

【关键词】绿色建筑；结构设计；学校建设

绿色建筑设计的主要目标是为居住者提供健康舒适的环境，学校是重要的公共建筑。本文主要介绍绿色学校建筑设计的思路，希望能对相关设计人员的工作有所帮助。

一、学校抗震设计

学校属于乙类建筑，为了保证学校的安全，建筑过程中必须加强防震设计。国家建筑工程分类标准中介绍，学校建筑如教学楼、学生宿舍、办公楼等等防震等级不能低于乙类建筑，防震设计时必须充分考虑建设地抗震设防烈度等级，下面就学校建设的抗震设计进行简单分析。

（一）确定框架-剪力墙结构中合理的剪力墙数量

学校抗震设计时应该选择抗震性能比较好的结构形式，框架-剪力墙结构优势明显，广泛应用于各种抗震建筑的结构设计。建筑设计中，工作人员应该注意，框架-剪力墙结构的设计不能影响建筑整体的布局，一般情况下框架-剪力墙结构分布在楼梯间、室外分隔墙等等部位。控制框架会承受一定的地震倾覆力矩，设计工作初始必须保证这部分力矩小于总倾覆力矩的二分之一，框架-剪力墙结构的抗震等级决定了框架部分的抗震等级。部分框架梁可能会与剪力墙重合，这部分框架梁可以保留，也可以设计成为暗梁，但暗梁的宽度应等于墙体的厚度，暗梁的高度为墙体厚度的2倍。框架梁纵向受拉钢筋支座的最小配筋率决定了边框梁及暗梁的纵向配筋率，为了保证结构的安全，框架梁下的剪力墙上需要设置暗柱或者壁柱，暗柱及壁柱的位置根据实际工程情况设置在合适位置。

（二）加强楼梯间构造措施

楼梯间是建筑物必不可少的通道，在火灾、地震等危险发生时是主要的逃生通道，但楼梯间的受力情况比较复杂，地震发生时很容易遭到破坏，因此，加强楼梯间抗震强度是建筑抗震设计的重要内容。一般来说，为了保证楼梯间的抗震性能，设计时应选择板式楼梯，楼梯间周围应设计剪力墙，楼梯间板式结构的配筋形式为双层双向配筋。如果楼梯间的梯跑跨度较大、且楼梯间设计时没有设置剪力墙，则需要设置楼梯梁，楼梯梁应该在平台上靠近踏步位置处。楼梯间的抗剪构造措施对于抗震设计十分重要，一般需要使用箍筋加密，如果发现楼梯间的抗剪强度不足，需要设置吊筋。

（三）加强二次结构构件抗震构造措施

混凝土结构设计中二次结构构件抗震措施必须重视，实际的设计过程中经常被忽视。如果建筑物的层高比较高，设计人员应重点关注后砌隔墙的稳定性，尤其是自承重墙体，因此，需要对后砌隔墙的厚度、配筋情况等等内容进行复核。当墙体较长时，为了保证墙体的安全稳定性，需要在墙体中间设置混凝土构造柱，后砌墙的拐角、门窗洞口边均需要设置构造柱，相邻的构造柱间间距应大于4m，如果墙体的高度在4m以上，需要沿墙全长浇筑混凝土现浇带，混凝土现浇带设置在墙体半层高或者门洞上，与墙柱连接。

二、绿色建筑结构设计

绿色建筑设计应该从建筑材料、建筑结构等等方面综合考虑。

（一）使用高性能的材料

建筑中使用的主要材料包括钢筋、混凝土、墙砖三种，它们的性能直接决定了建筑结构的质量。因此在实际的设计工作中，钢筋混凝土材料的选择十分重要。如果承载力相同，在竖向承重构架中应选择强度等级高于C40的混凝土，这样对于减少構件的截面尺寸，降低混凝土的用量十分有帮助。此外，为了尽可能地延长建筑物的使用寿命，混凝土的耐久性应较好。钢筋混凝土建筑施工时，施工现场必然会存在噪音及粉尘污染，为了尽量减少污染，可以采用预拌混凝土进行施工，这种方法能够节约资源，对于减少施工成本比较有帮助。为了节约钢铁资源，建筑设计时应选择强度、韧性、焊接性能均较好的钢筋材料。此外，选择加气混凝土砌块及烧结页岩实心砖混合的形式进行墙体的砌筑，可以有效的节约资源。

三、建筑平面不规则、超长不设缝采取有效构造措施

建筑抗震设防等级为8度时，如果使用框架结构进行建筑施工，很难达到建筑变形要求，而使用框架-剪力墙结构则可以有效的解决这一问题。部分建筑的平面不规则，比如L型平面，为了防止影响建筑的质量，设计工作中应该尽量避免设置伸缩缝，剪力墙的布置应该遵循分散、对称的原则。建筑构造时应该注意以下问题：后浇加强带的设置必不可少，无论是地下室还是地上建筑。后浇加强带设置时，需要将平面划分成长度小于45m的单元，后浇加强带设置时应选择膨胀混凝土进行施工，混凝土通常需要在45天之后浇筑，加强筋的设置十分重要，一般来说加强筋的面积应该为主筋的一半；楼板、屋面板的配筋工作必不可少，配筋是，钢筋的直径可以在8mm左右，相邻钢筋间的间距应为200mm左右，顶层、端开部位的配筋率可以适当提高；建筑物保温隔热设计可以有效的节约电气能源，是绿色建筑设计的方法之一。

四、楼面活荷载计算注意事项

为了保证建筑物的安全，必须对建筑荷载进行计算。学校建筑有办公室、教室、卫生间、走廊等等，功能不同，各部分的荷载分布也不相同，比如，教室、办公室等部分的平均活荷载的标准值为2.0kN/m 2，而档案室等部位的平均活荷载的标准值为5.0kN/m 2，因此建筑设计时，相关工作人员可以使用一定的计算软件，计算建筑物的楼面活荷载，比如PKPM计算软件。

五、梁截面有效高度

如果建筑物的环境类别一般，梁保护层的最小厚度可以取20mm，部分梁支座的纵筋排数可以根据实际情况调整为2排或者3排，纵筋排数不同，钢筋量的有效截面高度会存在一定的区别，一般来说，单排钢筋梁为H-40，双排为H-70，设计绘图时需要设计人员根据实际情况进行复核计算。

结语：

绿色学校的建筑结构设计是一项比较复杂的工作，实际的设计工作中，工作人员应该综合考虑结构、电气、设备等等问题，不断总结工作经验，保证结构设计更加安全、稳定，最终实现绿色节能的目标。

参考文献：

[1]姜传华.浅谈绿色学校建筑结构设计[J].建筑节能与绿色建筑，2013，（15）.

[2]柯晓灵.浅谈绿色建筑的结构设计方案[J].能源环境，2012，（13）.

作者简介：

孙呐（身份证：341282198604010324），1986.04—，女，汉族，毕业于安徽工业大学。研究方向：建筑结构设计。