多层建筑结构设计中框架结构的问题分析与处理论文_姚瑶

多层建筑结构设计中框架结构的问题分析与处理论文_姚瑶

桂林市园林规划建筑设计研究院 广西桂林 541002

摘要:在多层建筑的具体建设中,框架结构有重要的利用,但是从实践分析来看,一些框架结构的设计不够科学。所谓其承重和荷载的水准与实际要求未达成一致,这造成了框架结构的稳定性和质量性下降,对整个工程的安全产生了不好的影响。基于此类现象,积极的分析框架结构,对其做设计的优化,提升其质量意义重大。基于此,研究多层建筑框架结构设计的具体问题并对其做改善具有重要的现实价值。

关键词:多层建筑;结构设计;框架结构;问题分析;处理

一、多层建筑结构设计中框架结构的问题分析

1、忽略纵向框架的设计

为满足建筑物的抗震设计要求,要在建筑物框架中设计两根主轴,利用主轴方向的侧拉力承担地震时所产生的水平作用。但是很多设计人员在建筑物框架设计之时只在纵向设计的连续梁结构,这样的设计使框架之中纵筋配置和梁柱的节点无法满足框架抗震的要求。而且主轴设计的缺失导致出现梁的支座负筋、跨中纵筋数量不足,导致建筑物在发生地震时难以保证稳定性,削弱了建筑的抗震能力。

2、对框架结构薄弱层设计的忽视

在设计过程中由于对板受力状态认识的不全面,将建筑中的双向板按照单向板进行计算,忽略了框架之中的薄弱层的问题。在实际建筑之中,忽略薄弱层问题会使建筑的抗侧移刚度受到影响,从而减弱建筑物的抗震能力,造成薄弱层出现的主要原因是由于竖向存在不连续的抗侧力。

3、忽视基础梁的设置问题

在建筑框架设计中往往忽略基础梁的设置问题,基础梁的埋设深度不符合设计的标准,基础梁的承载力计算不够等。这些问题直接影响建筑物的稳定性和抗震性能。其次,基础梁施工如不符合标准和要求会导致基础梁和填充墙、锥形斜坡之间形成空隙,影响建筑物的整体性能。

4、忽视短柱问题

在框架结构中的常见问题是框架中的短柱问题,在框架结构中,如果剪跨比小于等于2或者柱净高与柱截面高度小于等于4,则该柱为短柱。由于设计时没有避免和注意从而产生了抗剪承载力和变形能力不符合要求的短柱。在地震作用下,容易发生脆性破坏,影响到框架结构的承载能力和整体抗震能力。

二、多层建筑结构设计中框架结构问题的处理措施

1、地基设计

在我国很多框架结构基础设计大都是条形基础或是独立基础。这样一来,地基截面设计就要兼顾到地基变形情况和承载水平,以保证基底大小。地基表面的浅基层规划除了需考虑到承载性能和变形要求外,还应当遵循经济性原则,严格管理成本。基于此,结合地基表面的结构来筛选持力层施工,随后全面研究各种条件,仔细研究建筑结构的类型、外观、实用性与稳固性。地基的设计除兼顾到技术层面外,还应当根据实践经验,综合思考建筑结构处于的水文地质环境和相关地质资料,从而选择出满足实际状况的地基处理措施。

2、配筋结构设计

(1)框架外挑梁配筋设计。在施工期间,建筑结构的建设受到诸多外部因素的影响,挑梁设计便是影响因素之一。在设计挑梁时,结构截面因素与建筑结构应用功能会极大影响到设计质量。因为框架梁断面与外挑梁断面之间存在较大区别。因此,有些设计师就会将框架梁主筋扩展到外挑梁上,该种设计会极大有损结构质量。因而在计算研究时,员工一定要仔细研究框架外挑梁的承载状况,合理配筋,进而加大承载水平,保障建筑质量。

(2)框架柱配筋规划。在普通的建筑结构规划中,框架柱配筋比例很低。在出现地震问题后,框架柱承受的扭转剪力较大,而且还受到双向偏心作用力,地震状态下极易损坏内柱。因此,在规划框架柱配筋时,一定要兼顾到每个方面的受力状况。在设计过程,若建筑结构处于的地基土质松软,此时能够考虑增多框架柱配筋。而且,在设计中还需要提高箍筋对砼的制约性能。由此,建议设计师将框架柱箍筋模式设计成井字形或是菱形。

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3、建筑结构内力分析

工程结构的内部竖向荷载与水平作用力存在明显差别。在计量竖向荷载时,常用的方法包括分层法与弯矩二次分配方式。分层法计量的重点是将上下层两部分的弹性支撑改成固定端支护,再用每个楼层的线刚度乘上0.9,进而获取内力值。但是,弯矩二次分配方式就要求重新分配与计算每个节点的不均衡弯矩,进而获取数值。而水平作用力计量中,能够采取反弯点法与D值法。值得注意的是,采用D值法得到的计算结果有很高的精准性,但是,当梁与柱线刚度太大时,反弯点法就更能突出精准度。因此,建筑结构的内力分析属于一个细致而繁琐的过程,要求设计师全面思考各方面因素,从而获得精准的数值,提升建筑结构的安全水平。

4、建筑物防震设计

防震性能设计属于现代化建筑物设计的重难点,在实际设计中,设计师要明确梁高度数据的精准性与适用性,若设计与计算存在问题时,通常要坚持最大值原则,以防止因为梁刚度过小而产生太高的防弯安全储备,从而引起安全故障。另外,在梁端负筋设计中,就要遵守最小值原则,设计师要尽量选用最小负筋值,从而保证梁端塑性铰的产生,同时,在设计中,设计师还应确保梁端负筋量不大于需求值,针对跨中配筋能够适当极大其宽度。需要注意的是,为便于建设框架结构,能够将和配筋相差5%的梁规划为类配筋,进而简化施工工序。

5、荷载取值规划

在非地震规划环境下,荷载基础效应值的计量应当以可变性负荷效应管理与永久性负荷效应管理来确定,在取值过程,需选择所取值标准中最不利的数据。唯有选择最不良的荷载组合,在设计过程方可计量结构受到的外力,就是常见的荷载效应。这种荷载包括永久性荷载与可变性荷载,在计量多层建筑物框架的承重水平极限状态时,要求将抗力与作用的设计值进行对应。

6、做好必要的设计优化

在框架结构问题的具体解决中,必要的设计优化也需要同时进行。就当前的分析来看,设计优化主要指两方面:①对配筋问题做解决和优化。在框架结构的基础上分析具体的受力,然后根据钢筋等的规格做出配筋和合理调整,这样,配筋的利用效果提升,框架结构的支撑力和稳定性也会显著的提高。②对裂缝问题做处理。从具体的框架结构设计来看,一些裂缝的存在是必须的,但是在宽度需要维持在标准的范围之内,因此需要在荷载与受力的基础上对裂缝的存在数量、宽度做科学计算,从而在设计中实现优化。

7、提升设计的专业水平

在框架结构问题的具体解决中,提升设计的专业水平也十分的必要。就设计的专业水平提升来讲,主要指两方面:①设计技术的专业性。目前的信息技术、计算技术、网络技术等在具体的设计中有着普遍性的应用,所以为了实现设计的优化,设计部门可以构建三维模型,利用模型做基础数据计算调整,这样,设计的优化效果会更加的显著。②人员的专业。在具体的设计中,人员不仅要有专业的理论知识储备,还要有具体问题处理的能力。这样,在设计实践中其才能针对实践做出具体的设计调整。简单来讲就是具体的设计工作需要从技术和人员方面体现专业性,从而设计的问题得到解决,水平也会有进一步的提升。

结束语

综上所述,在多层建筑框架结构的设计之中最关键的是框架结构的稳定性和抗震能力,所以设计人员在框架结构设计过程中要重视纵向框架设计、结构薄弱层、基础梁设置问题以及短柱问题等实际施工中常见的问题,通过合理的配置梁、柱之间的关系,提高建筑物的稳定性,减少结构设计中的相关问题和安全隐患。

参考文献

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[4]陈世春.多层建筑结构设计中框架结构的问题与处理[J].工业,2016(8):00111.

论文作者:姚瑶

论文发表刊物:《基层建设》2019年第17期

论文发表时间:2019/9/10

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多层建筑结构设计中框架结构的问题分析与处理论文_姚瑶
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