关键词:高层;钢筋混凝土;框架设计
框架结构施工方便,结构布置灵活,是当今社会主要的结构形式之一。对框架结构的设计一般是按传统的方法由经验确定结构布置方案以及梁柱等构件尺寸,然后做内力分析,检验各项指标是否符合规范要求,当布置不合理时再反复进行修改,这样一方面增加了设计者的工作量,另一方面设计出的结构只能保证安全性,却不能保证成本,因此在高层建筑结构的设计过程中融入结构优化的内容是很有必要的。
一、设计高层建筑结构合理性所遵守的原则
1.1高层建筑结构基础设计方案要合理
高层建筑场地的地质因素是决定高层建筑结构基础方案如何选择的参考依据。合理、有效的高层建筑结构基础方案的设计,必须结合相应的地质勘探条件,必须切实、全面的考虑周边原有建筑群体、施工限制条件、地基荷载分布情况与高层建筑结构类型等相互间的关联因素。
1.2保证高层建筑结构设计方案的合理性
判定高层建筑结构基础设计方案合理性的依据是:高层建筑结构设计方案与建筑内部结构系统及施工各项要求方式是否相符合。一方面,高层建筑结构方案的设计要满足高层建筑结构的要求,满足结构体系传力简单、受力明确的要求,相同结构单元的高层建筑体,应具备相同的结构系统;另一方面,此方案还必须能够保证其在具体施工中的经济性要求。
二、高层钢筋混凝土框架结构设计中存在的问题
2.1框架结构不全面
框架结构在房屋建筑中发挥着极其重要的作用,是整个房屋建筑的支撑。但在目前的房屋建设中,框架结构与混凝土结构设计之间不能协调统一,达不到配合,从而使房屋建设存在问题,设计结构不符合国家的建筑标准,有的需要重新进行设计,既浪费了经济,又浪费了人力、物力资源。
2.2地基稳定性不足
地基稳定性不足所造成的影响主要表现在两个方面:(1)钢筋混凝土无法承受住建筑物的重量,造成建筑物下陷、沉降。(2)地基受力不均衡,即使在建筑过程中没有发生安全问题,但也为房屋建筑埋下了隐患,房屋建筑内部受力不均,极易出现偏差。就像很多新闻中报道的那样,很多楼房最后成为了“连体婴”,使混凝土的结构遭到破坏,建筑达不到国家标准的同时给人们带来生活上的恐慌。
三、高层钢筋混凝土框架结构设计要点
3.1各种荷载处理
最为关键的内容是做好竖向和水平荷载处理工作,设计中应该对其进行综合全面考虑,确保结构的稳定与可靠。重力影响的是竖向荷载,钢筋混凝土结构需要同时抵抗水平和竖向荷载,提高结构的稳定性与可靠性,促进结构更好发挥相应的作用。尽管结构设计受到竖向荷载影响,但最为关键的内容还是受到水平荷载影响,这是结构设计必须重视和关注的问题。一般建筑结构自身重力和室内设施布置具有一定变化,设计时应该综合考虑,但对竖向荷载所带来的影响不大。
而风雪、地震、冰雹等水平荷载,会发生较大变化,设计时需要对其进行综合全面考虑,防止影响结构的稳定性与可靠性。
3.2结构变形设计
框架结构容易出现轴向变形,这是整个设计过程中必须综合全面考虑的问题,应该重视相应的细节处理工作。通常框架边柱的轴压应力比中柱的轴压应力小,导致边柱轴向变形更小。尤其是在高层建筑当中,这种情况会变得更加明显,如果没有及时处理,可能会带来更为严重的后果。为预防这些情况发生,设计中需要提高思想认识,加强处理工作,采取有效对策,提高设计精度。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆进而促进二者有效结合,缩小边柱和中柱产生的轴向变形差,保证结构的稳定与可靠。另外还要缩小侧移,实现对侧移的有效控制,保证结构稳定。
3.3结构延性处理
设计中对立面和平面进行规则布置和处理,尽量缩小地震时所带来的不利影响,确保高层建筑结构的稳固与可靠。要让高层建筑的质量和刚度均匀变化,选用科学合理的结构类型,防止楼层错层现象发生。并且整个设计过程中利用精确的高度比,保证结构具有良好的延性,能有效抵抗水平荷载,实现对结构的有效保护,防止出现结构破坏和变形现象。提高结构柱、墙体的设计水平,增强结构刚度和抗震性能,使其更好运行和发挥作用,促进结构稳定运行和工作。
3.4结构受力分析
重视结构受力分析,科学合理把握结构受力特征,然后采取有效的设计方案,促进设计水平提升。框架结构受力存在不一样的情况,具有自身显著特点和优势。
通常上部楼层框架承受很大的剪力,框架既要承担水平荷载,还要承担垂直荷载,确保结构稳定可靠,有效满足实际工作需要。
四、高层钢筋混凝土框架结构设计策略
4.1采用合理的优化方法
注重对结构设计的优化,根据具体需要采取有效设计方法。在结构分析软件的辅助下,结合人工方式进行对比研究,对方案的选择,结构类型,结构布局进行合理选择,明白各方案的技术性和经济性,实现对设计方案的优化。这样既能节约成本,还能确保方案的科学性与合理性。重视细部处理,对设计参数、材料、荷载取值有更为全面的了解,并以提高结构的稳定性与可靠性为目的,促进设计水平不断提高。
4.2合理设计框架结构
4.2.1框架直接设计
为了建筑更好的运行和发挥效益,我们需要充分的考虑结构稳定性与可靠性,对高层建筑存在的缺点进行改善和弥补。假如,我们在进行现场浇筑时需要根据图纸进行更换混凝土型号的时候,如果换了之后的混凝土不能满足强度要求,就需要我们改变构件的尺寸,采取何种办法进行弥补,能够保证构件的稳定性,有效地提高管理能力。还有就是针对施工的过程,需要我们进行专门的防火处理,使结构构件保持良好的整体性与安全性。这种设计方法在一般混凝土结构构件加工中应用具有良好效果。
4.2.2框架结构间接设计
所谓的间接设计就是采用预制构件模拟受力的作用,根据承受压力效果,再进行图纸的设计。这种方法能够有效地防御问题,会减少设计完之后的设计变更。
我们主要是通过预应力水平拉杆,将混凝土受压力的构件进行设计。我们可以通过间接设计来进行整个建筑的承压实验,以便在进行施工的时候,能够使设计中的要求得到满足。这种设计方法能够更好的提升设计水平,保证设计的规则性、刚度以及延性的要求。
4.3提高钢筋混凝土高层框架结构抗震性能
首先,调整框架结构的抗震等级是实现“强柱弱梁”的重要途径,然后再进行配筋。结构抗倒塌,应大力落实消能减震技术,该技术是通过在框架中安置消能器,进而通过消能器来消耗地震作用结构中产生的震动能量。只是单单具有较高的强度却没有塑性的较脆性的建筑构造,其吸收的能量就会相对较少,在遭受超过设计水平地震的作用时,就容易因为脆性的破坏导致倒塌。当建筑物遭遇相当于本地区设防烈度或低于本地区设防烈度时,应避免填充墙发生破坏,尤其是对于公共建筑。
结语:
钢筋混凝土框架结构的整体性好,强度高,延性良好,施工速度快,抗震性能强,满足高层建筑工程建设需要,在施工建设中的应用越来越广泛。由于框架结构既要承担竖向荷载,也要承担水平荷载,对有效保障整个结构的稳定性与可靠性也是十分必要的。为促进其作用有效发挥,应该结合实际情况科学合理进行结构设计,把握每个设计要点,优化设计内容,更好指导施工建设,为高层建筑工程质量提高奠定基础。
参考文献:
[1]叶海峰。小高层住宅钢筋混凝土框架结构设计[J]。河南科技,2016(2):79.
[2]李党义,陈富仲。浅谈小高层住宅钢筋混凝土框架结构设计策略[J]。商品混凝土,2013(5):121-122.
[3]巩玉发,郎威。平面钢筋混凝土框架结构优化[J]。辽宁工程技术大学学报(自然科学版),2016(1):42-47.
论文作者:王士哲
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第4期
论文发表时间:2018/6/20
标签:结构论文; 荷载论文; 钢筋混凝土论文; 高层论文; 建筑结构论文; 框架结构论文; 结构设计论文; 《建筑学研究前沿》2018年第4期论文;