摘要:随着国家以及城市的发展,建筑行业也随之不断地自我完善、自我改革。建筑工程中的众多施工工艺也在随着科技的发展以及时代的需求而不断地进步。其中,构架结构是建筑工程中的基础结构之一,也是非常常用的结构。因此,对框架结构的设计方面的研究,一直是建筑工程相关专业人员的重点研究内容之一。尤其是随着建筑环境越来越复杂多样化,使得结构设计人员更加地关注框架结构设计。文章通过描述框架结构的基本内容,使读者能够深入的了解框架结构的相关设计原则以及设计方法。
关键词:建筑工程;框架结构设计;原则;方法
引言:建筑行业随着国家经济的发展而逐渐的自我改革与完善,以求建筑工程能够适应科技的发展以及时代的需要。传统建筑工程的结构已经无法满足现今社会的需要,因此,需要不断地在原有基础上进行创新改革。框架结构是建筑工程的最为基础的结构,其设计决定着建筑工程的基础。因此,框架结构的设计也是专业人事追求创新改革的重要内容之一。但是,无论如何的完善、改革,都无法脱离框架结构的设计原则以及方法。只有在科学、可靠以及合理的基础上,才能发挥建筑工程的作用,提高工程的质量。
一、建筑工程框架结构内涵分析
框架结构是由众多结构共同形成的可以起到承受来自水平以及竖向的荷载的一种建筑承重结构。在建筑工程中使用框架结构,使得传统能够起到承重作用的墙体的作用被框架结构取代。房屋墙体仅仅起到分隔、隔音等作用。框架结构的分类有很多种,根据不同的内容可分为以下几种:第一,跨数。依据跨数分类是指根据框架结构所具有的跨数的多少进行分类。通常可以分为单跨以及多跨两种。第二,立面构成。框架结构根据立面构成进行分类,可以分为对称以及不对称两种。第三,材料。框架结构可以根据组成这些框架结构的材料进行相应的分类,常见的有钢材料的框架构成以及钢筋混凝土的框架构成。后者是现今较为常用的一种框架结构材料。钢筋混凝土的框架结构分为三种形式:第一,现浇整体式。这种钢筋混凝土框架结构多被应用于具有较高抗震要求的建筑中。第二,装配式。第三,装配整体式。后两者常常应用于较大规模的工业化施工中,在既可以保证施工效率的同时,也能够保证施工的质量。
二、建筑工程框架结构设计原则问题分析
1、刚柔并济原则
科学合理的建筑工程框架结构设计通常采用刚柔并济的原则,主要是因为:第一,框架结构设计时,如果过于刚强,则容易导致变形能力变差,这使得框架结构无法很好的承受强大的破坏力在瞬间作用下袭来,进而导致框架结构的局部损坏,甚至导致最终的全部破坏。第二,框架结构设计时,如果过于柔软,虽然与过于刚强不同,可以将外力很好的消减掉,但是,确很容易导致过大的变形出现,甚至导致框架结构无法使用。第三,在建筑施工中,已经存在一定的规范对框架结构的刚多还是柔的多的问题进行指示,但是还存在一定的问题,需要不断的研究。
2、多道防线
现今的建筑不但要保证其基本的居住或者工作等作用,还需要具有面临大灾难时基本的对抗能力。建筑工程其中框架结构的重要一点就是其能够起到抗震的作用。框架结构起到抗震等作用是因为其在设计时所遵循的原则,也就是多道防线原则。通过层层防护,将外力逐渐抵消。
3、分清主次
这里的分清主次主要是指在框架结构设计时,不要一味地追求绝对的安全,而是需要根据每个构件的特点,分清主次。主要体现在:第一,没有绝对安全的结构,不能将所有的构件都设计到最强值。如果所有的构件设计的强度都一样,那么在面临外力时,将会同时受到破坏。但是,如果有强也有弱,那么在遇到外力时,将会先破坏弱者,将外力抵消一大部分后才会对强者作用。这种设计可以最大限度地保护整个建筑的安全。第二,框架结构体系内的每个构件都有不同的作用,需要依照作用的重要性,按照主次进行区分。
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4、打通关节
最为合理也是最为理想的框架结构是没有任何一个关节的结构,因为这样的框架结构可以使外力迅速的传递和消减。并且,该项原则是能够保证上述几项原则实现的重要保证。另外,打通关节原则需要注意的是要保持平衡,其目的在于保证框架结构永远处于最为原始的静态。这主要是为了防止如果遇到力量不畅通的情况下,结构内的平衡被破坏,最终使得结构损坏。结构设计需要是的各个构件的静态平衡在互不相干的同时被聚合在一起后仍然保证内部的静态状态,使得结构内部顺畅。
5、受力均匀
在建筑工程的框架结构设计时,需要注意的是框架结构中的各个部件都应该作为一个整体存在,并且都能够发挥传递和消解外力的作用。因此,在进行框架结构设计时,应该遵守受力均匀的原则。遵守该项原则需要做到:第一,在结构设计的过程中,设计者需要尽最大可能的保障建筑所承受的外部力量,能够顺畅的在结构中进行传输,并且将外力以均匀的方式进行化解分散。受力均匀原则可以保障其他原则的有效实现。第二,无论是框架结构设计的哪种原则,都需要建立在框架结构内构件之间的平衡的基础上。设计师在框架结构设计过程中发挥协调的作用,保证框架结构的设计是在遵循应有原则的基础上,科学、可靠以及安全的进行框架结构的建筑。
三、建筑工程框架结构的设计方法
1、关于强柱弱梁节点
这是为了实现在罕遇地震作用下,让梁端形成塑形铰,柱端处于非弹性工作状态,而没有屈服,但节点还处于弹性工作阶段。强柱弱梁措施的强弱,也就是相对于梁端截面实际抗弯能力而言柱端截面抗弯能力增强幅度的大小,是决定由强震引起柱端截面屈服后塑性转动能否不超过其塑性转动能力,而且不致形成“层侧移机构”,从而使柱不被压溃的关键控制措施。柱强于梁的幅度大小取决于梁端纵筋不可避免的构造超配程度的大小,以及结构在梁、柱端塑性铰逐步形成过程中的塑性内力重分布和动力特征的相应变化。
2、关于“强剪弱弯”措施
强剪弱弯是保证构件延性,防止脆性破坏的重要原则,它要求人为加大各承重构件相对于其抗弯能力的抗剪承载力,使这些部位在结构经历罕遇地震的过程中以足够的保证率不出现脆性剪切失效。对于框架结构中的框架梁应该的是注意抗剪验算和构造,使其满足相关规范要求。
3、注意构造措施
(1)对于大跨度柱网的框架结构,在楼梯间处的框架柱,由于楼梯平台梁与其相连,使得楼梯间处的柱有可能成为短柱,应对柱箍筋全长加密。这一点,在设计中容易被忽视,应引起重视。(2)对框架结构外立面为窗时,因为设置连续的窗过梁,使外框架柱有可能成为短柱,应注意加强构造措施。(3)对于框架结构长度略超过规范限值,建筑功能需要不允许留缝时,为减少有害裂缝,建议采用补偿混凝土浇筑。采用细而密的双向配筋,构造间距宜小于150mm,对屋面设置后浇带,后浇带处按构造措施宜适当加强。(4)其它构造措施限于篇幅,这里不再赘述,请详见新规范。
结语:建筑工程项目是关系着城市建设和发展的重要工程,两者相辅相成。城市的发展离不开建筑,而建筑也无法脱离城市而独自发展。建筑工程的质量是建筑行业发展的重点内容。随着科技的发展,对建筑的质量有了更高的要求。框架结构设计是符合时代发展的,建筑工程的重要内容之一。框架结构的设计原则关系着整个工程项目的最终质量,也关系着工程是否能够顺利完成。框架结构的设计方法,关系着工程的具体施工。因此,无论是建筑工程框架结构的设计原则还是设计方法,都是非常重要的,值得广大相关人事认真研究的重要内容。
参考文献:
[1]王春梅.建筑框架结构设计存在问题及对策探讨[J].中国新技术新产品.2012(03)
[2]李士玲.高层框架结构施工存在的现实问题及控制措施[J].商品与质量:学术观察.2011(12)
[3]申钢.建筑结构设计中存在的问题与对策[J].价值工程.2013(20)
论文作者:孙甲宁
论文发表刊物:《基层建设》2018年第34期
论文发表时间:2019/1/15
标签:框架结构论文; 建筑工程论文; 原则论文; 结构论文; 框架论文; 结构设计论文; 建筑论文; 《基层建设》2018年第34期论文;