建筑工程框架结构设计存在的问题及处理论文_郑爱萍

建筑工程框架结构设计存在的问题及处理论文_郑爱萍

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摘要:架结构的设计施工在现代化建筑中尤为重要。特别是在有些所占空间面积较大,结构较复杂的大型建筑物中,这些建筑只要动工,一般情况下,就会动用较大的人力和物力及财力,所以在动工前要尽量将结构设计得万无一失,更要把可能会出现的问题及损失降到最小。因此,框架结构的设计,在现代化建筑过程中,是不可缺少的重要的一部分。随着当今社会科学技术的发展,有了先进的仪器及施工工艺的广泛使用到施工中,这对设计、施工及监理也提出了越来越高的要求。因此,有效解决高层建筑工程中,存在的问题及提高和保证主体结构的施工质量。

关键词:框架结构;问题;建筑设计;处理对策

引言

随着经济及社会的不断发展,人们生活水平不断提升,居民对建筑项目的功能性和使用性也提出了更为严格的要求。科学、合理的建筑工程框架结构设计不仅能够为人们生活提供了舒适的使用空间,还大大增强了建筑平面布置的灵活性。然而建筑工程框架结构在具体设计过程中往往出现这样或者那样的问题,对建筑工程质量及建筑物使用的安全性产生一定影响,为此,必须采取合理措施提升建筑工程框架结构的设计质量。

1 建筑的框架结构设计原则性

1.1外形美观安全防线

框架结构应该具备合理的阴阳并举的美观外形。一旦框架结构太刚,变形能力就比较差,就会出现较强的破坏力,框架结构就需要承受很大的力,因此,就会出现局部受损,甚至全部破坏。要是框架结构过于柔,框架结构不但会消减外力,同时,会出现框架变形,就会导致无法正常使用。虽说柔的框架结构造价便宜,但是,产生的变形对正常使用也会造成一定程度上的影响。所以,框架结构需要多道安全防线的结构体系,所有抵抗外力的结构,需要共同配合,绝对不可以将所有的安全措施集中在单一的构件上。在框架结构中,设立多道安全防线,从而可以保证框架结构的安全。

1.2打通关节

理想的结构体系当然是浑然一体的,也就是没有任何关节的,这样的结构体系使任何外力都能迅速传递和消减。基于这个思路,设计者要做的就是要尽可能地把结构中各种各样的关节“打通”,使力量在关节处畅通无阻。打通关节的目的是使建筑永远处于原始的静态,否则,框架结构就会发生变化,建筑物就无法维持长久平衡。

2建筑框架结构设计存在的问题及对策

2.1薄弱层的承重能力较低

当地震强度等级达到一定程度时,框架结构中会有一部分发生较大弹塑性位移,这些部位被称作是薄弱层,而薄弱层口是指结构竖向不规则容易形成薄弱部位的转换层。目前,科学界没有深入研究地震的破坏原理,也不能够准确预测地震的发生日期,所以建筑界还没有准确计算出可以应对地震的框架结构承力。地震很容易将薄弱层破坏掉,就理论上来说,要想避免薄弱层的出现,就要提高薄弱层的抗侧移水平,这个问题可以从扩大它的梁截面和柱截面入手,如果可以适当地减少建筑层高或基础埋置的深度就更好了。但在实际施工阶段中,避免薄弱层是很有难度的一项工作,那么就只能根据相关规定科学准确地计算结构,并且要考虑多种情况和影响因素。若计算的结果不符合标准,就要对框架结构进行重新调整。

2.2基础系梁的构造与设计

在建筑工程框架结构设计中第一个要考虑的因素就是基础系梁的构造与设计,是基础也是最关键的影响因素。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但是,研究发现当前基础系梁设计是框架结构中最容易出现问题的要点,很多框架结构设计人员没有充分重视优化设计,导致基础系梁设计不合理,比如如何做到钢筋的直径、间距之间的选择与钢板厚度的匹配,选择多大跨度的板等,不同的板顶标高如何选取,如何计算出精确的板下筋的放大系数和折减系数、填埋深度如何选择等方面设计考虑不足,往往只考虑某一个或某几个方面,导致出现设计短板。构造最优化的基础系梁方案,基础系梁要坚持以下原则:体现在基础顶部、底面一般情况应在冻土深度以下、上部钢筋要上下打通融合。基础系梁的设计一定要严格按照框架梁的参数进行标准设计,且要遵循原则对箍筋加密区进行设置。并且要充分考虑抗震性特点,基础选择短柱,顺着两个主轴方向合理优化设计,截面宽度、高度、配筋等要充分考虑进行优化组合。

2.3框架结构中短柱问题

在建筑框架结构中,当柱净高与柱截面高度的比值以及剪跨比不超过4时,这种柱子被称为短柱。短柱的承重能力较小,能够承受的地震强度级别也很小,所以把短柱放置在框架结构中,容易造成建筑塌方。一般情况下,出现短柱的因素有两种:一是填充墙的设置不正确,框架柱需要填充的部分没有完全填充完整,符合了短柱的形成条件;二是楼梯间结构局部错层。除此之外,还有少数出现于带走马廊的夹层中的夹层短柱与全层短柱。如果框架结构中出现短柱时,要从增强短柱的承载力以及缩小短柱的截面尺寸入手,采取各种有效的措施提高短柱的延性,提高短柱的抗震性能。因为短柱的抗弯性比抗剪性水平高,但地震会破坏短柱的抗弯性,所以提高短柱的抗剪能力就成了关键。一般的做法是使用复合箍筋,也就是将箍筋沿全高加密,并确保短柱的纵向钢筋能对称布置。除此之外,还可以采用配x形钢筋或外包钢板等方式来解决这个问题。

2.4楼板开大洞问题

在建筑工程框架结构设计过程中,楼板开洞比较常见,但是开洞面积超过该层楼面面积的30%,就属于平面不规则问题了,需要重点处理。具体措施如下:第一,一旦某层洞口面积超过该楼层面积的30%,应全部楼板定义为弹性膜,同时将其洞口边缘节点定义为弹性节点;第二,当屋面为刚网架构造时,应在相应计算软件中输入楼板厚度,并定义其为弹性膜,同时对楼板平面内刚度予以真实计算;第三,在对弹性节点和弹性膜予以正确定义之后,可以在之后的计算过程中使用总刚计算法,并对楼板结构的内力与配筋予以重点计算。

2.5框架柱配筋问题。

第一,在对高层建筑的框架结构进行设计过程中,其水平荷载对结构形成的倾覆力矩和竖向构件的轴力与其建筑高度的平方成正相关,其顶点位移与建筑高度的四次幂成正相关。一般来说,建筑框架顶层风荷载要比屋面结构荷载较大很多,极易导致柱顶出现偏心问题,所以要加大顶层边柱的配筋设计。第二,运用方柱代替圆柱,以便施工操作,而且通常情况下,圆柱受力也没有方柱受力好。第三,在角柱以及楼梯间使用加大纵筋并进行全柱高加密箍筋设计。

2.6在框架结构中出现短柱

在建筑框架结构中,当柱净高与柱截面高度的比值以及剪跨比不超过4时,这种柱子被称为短柱。短柱的承重能力较小,能够承受的地震强度级别也很小,所以把短柱放置在框架结构中,容易造成建筑塌方。一般情况下,出现短柱的因素有两种:①填充墙的设置不正确,框架柱需要填充的部分没有完全填充完整,符合了短柱的形成条件;②楼梯间结构局部错层。除此之外,还有少数出现于带走马廊的夹层中的夹层短柱与全层短柱。如果框架结构中出现短柱时,要从增强短柱的承载力以及缩小短柱的截面尺寸入手,采取各种有效的措施提高短柱的延性,提高短柱的抗震性能。因为短柱的抗弯性比抗剪性水平高,但地震会破坏短柱的抗弯性,所以提高短柱的抗剪能力就成了关键。一般的做法是使用复合箍筋,也就是将箍筋沿全高加密,并确保短柱的纵向钢筋能对称布置。

结束语

根据上述情况,框架结构设计在应用的过程中,灵活性也比较高,设计人员在布置建筑结构时,不会因为外界因素的影响,可以有效的提高建筑的质量。因此,在设计框架结构时,要对其相关键问题进行处理,确保各项指标合格,这样,不但能提高建筑结构的稳定性,而且还能提高建筑的质量。

参考文献:

[1]赛福鼎·乃吉木.浅析多层钢筋混凝土框架结构设计[J].科技创新与应用.2017(06)

[2]刘哲.建筑结构中的框架结构设计分析[J].建材与装饰.2017(11)

[3]包小波.框架结构设计与施工中应注意的问题[J].山西建筑.2017(10)

论文作者:郑爱萍

论文发表刊物:《建筑细部》2018年2月上

论文发表时间:2018/9/7

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