基于工业与民用建筑多层框架结构设计的探讨论文_程艳

基于工业与民用建筑多层框架结构设计的探讨论文_程艳

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摘要:因为框架结构的抗震性能非常优良,与此同时因为其自重较轻、方便空间划分,已经逐渐变成多层工业以及民用建筑中最常用的结构形式。而框架结构体系具有非常多的优势,不过也有不少缺陷,我们必须依照框架结构的自身特征加强框架结构设计工作。建筑工程结构设计的框架结构设计属于关键性内容。此文就针对多层框架结构设计展开简要地分析。

关键词:工业和民用建筑;多层框架;结构设计分析;

1、房屋建筑的框架结构简述

1.1框架结构定义

框架结构指的是通过梁与柱构件共同构成的一种空间结构。而运用框架结构,可以非常好的承担水平荷载以及竖向荷载力,与此同时能够适应灵活的技术以及空间布置要求,进而确保有效提升建筑技术水平以及使用功能。

1.2框架结构特征介绍

现今建筑工程项目施工之中,框架结构技术已经发展的较为成熟,应用得更加广泛,这就使框架结构的可靠性以及稳定性获得大幅增强。框架结构特征主要体现在下列几方面。

(1)结构质量较小,建筑物空间分隔灵活性很高,适合在大空间建筑之中应用。

(2)现浇混凝土的框架结构刚度以及整体性非常高,可以实现非常好的抗震作用;

(3)应用框架结构,使多层建筑结构稳定性有效增强,进而使建筑框架结构构件不断朝规范化以及标准化发展,进而使建筑结构整体性不断增强,工程项目工期也因此能够有效减少。

2、工业以及民用建筑的多层框架结构设计分析

2.1框架结构的设计原则介绍

(1)严格依照相关的规程与规范设计

框架结构在设计的时候需要严格依据《混凝土结构设计标准》,《建筑抗震设计标准》以及《建筑结构荷载标准》之类的规范要求进行设计,然而必须重视的是标准规范都属于工程项目设计中的最低标准,并不是最高标准。现行标准规范中的内容,都是针对一般项目提出的要求,但是由于经济不断发展,人们的建筑使用功能标准也随之提升,特别是建筑艺术风格持续创新,这就要求项目的设计人员适应时代发展需求,依照积累的经验以及通过资料信息收集设计,不可以完全依照现行标准设计。

(2)重视结构的抗震设计

合理科学的框架结构需要让整体结构充分发挥出地震势能的耗散作用,防止结构很早就存在薄弱区域,地震能量只集中于一些薄弱位置,这会使得结构很早就出现损坏。所以结构于地震作用中应当具备直接性的传力渠道,结构计算模型,内力分析,位移分析与薄弱位置都能做好很好把握,结构的抗震能力预估也更加可靠。工业和民用建筑平面应当规则,而平面结构的布置应当更加均匀,这样建筑分布质量所造成的地震惯性力可以通过较短以及较为直接的渠道进行传递,且可以保证结构质量分布以及刚度分布更加协调,刚度和质量间的偏心可以得到限制。

(3)适应抗外力要求

框架结构必须符合抗外力要求,建筑框架结构不但要承受竖向荷载,而且要承负风力荷载以及地震作用。建筑框架结构中的所有构件承负着其不同的职责,依靠所有结构位置之间的协调,使所有构件得到有效组合,最终实现抵御外力的作用。不同的构件要承担不同的作用,而其意义也就有所差异。所以框架结构设计必须对重要构件以及重要部位进行加强处理,增强结构整体的外力抵抗力。

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(4)安全防线的设置

框架结构必须有多道安全防线的设置,以此使结构赘余度的数量增多,使结构整体的地震能量耗散作用得到充分发挥,且防止由于结构布置不科学造成结构传力途径、承载水平以及刚度等的突变问题,限制建筑结构在某一位置以及某个楼层存在敏感薄弱区域,这些位置将会出现非常强的应力,造成变形问题,非常容易造成结构坍塌现象。

2.2多层框架的设计要点阐述

(1)基础系梁的设置

基础埋置若是较深的话,能够采用基础系梁减少底层柱的长度。系梁要在低于±0.00条件下设置,依照一层框架梁进行设计,对于系梁以下的柱都按照短柱进行处理。若是项目工程环境满足《建筑抗震设计标准》,就必须进行基础系梁的设置。为了符合抗震要求,应当顺着两条主轴结构基础系梁,截面高应当是柱中心距的1/12到1/15。按照10%的连接柱轴力值对系梁的纵向受力、钢筋拉力与压力进行计算。若是结构配筋,必须满足最小的配筋率。若是楼梯柱与填充墙的荷载力,必须叠加计算和连接柱10%的最大轴力。要适当提高基础系梁的截面,且配筋必须符合结构的受力要求。基础系梁顶部标高必须与基础的顶部相等。为了减少基础系梁的跨度,我们可以将基础梁下、独立基础台阶以及锥形斜坡之间的缝隙运用混凝土浇筑方法使其齐平,然后后对基础系梁进行浇筑。若是运用基础系梁进行柱底弯矩平衡,基础系梁的截面和配筋依照框架梁来设计。在框架柱内部纵筋的锚固,箍筋的加密与抗震结构都必须与上部框架梁保持一致,与此同时要确保将拉梁设置到基础顶部。

(2)楼梯设计

框架结构是一种柔性构造,地震发生时变形较大。其楼梯构件属于K式斜撑,框架结构有所提升,框架结构整体的刚度也有所提升,与此同时因为楼梯之间局部的刚度很大,这样结构在地震当中会吸收非常多的地震能量,非常容易造成破坏问题。所以楼梯设计过程中需要对楼梯抗震能力进行考虑。一般的框架结构楼梯包含两种类型,第一种是梯板和梯梁进行刚接,梯板之中加入一些约束性边缘构件,楼梯要参与到整体结构计算中且必须考虑到楼梯对于结构位移以及周期产生的影响。第二种是梯段板的下端与梯梁之间的连接运用滑动连接方式,楼梯并不参与到整体结构计算当中,滑动支座型楼梯能忽略楼梯对于框架构造整体刚度产生的影响。在楼梯设计过程中采用上述两种方式会收获更好的效果。

(3)需要重视的其余问题

框架结构之中不能够采取两类不同的构造形式,楼梯间与电梯间等等都不可以利用砖墙进行承重,由于框架结构电梯间与楼梯间利用砌体墙进行承重之时,其计算不会将砌体墙刚度考虑在内,地震作用之下的反应要远远高于只按照框架构造抗侧力考虑的反应,地震之时砌体墙会先发生坏损,框架构造又没有依照实际的刚度对配筋与内力进行确定,这就会出现逐个击破的现象而框架结构会因此被破坏,非常危险。

短柱结构的强化手段,在工程项目之中由于建筑外墙的通窗导致窗下的墙体会对柱子产生约束作用,使其成为短柱,而楼梯间休息平台打断柱子就使得楼梯间柱子成为短柱,其次还有不少其他方面因素造成此种问题,由于短柱受到地震的作用出现脆性破坏问题,所以结构设计之中需要运用箍筋的全高加密之类手段来使短柱有效增强。

工业建筑之中,单层的工业厂房一层往往会需要建设单跨框架型生产辅助用房,单跨框架主要通过两根柱与单根梁构成,若是发生地震问题,特别是出现超过设防烈度的强震之时,两根柱子中的一根手段损坏,就会使建筑构造出现连续性坍塌问题,由于结构整体欠缺赘余空间体系,所以多层框架构造不适合采取单跨型框架,然而一定使用单跨框架之时必须加强单跨框架。需要提升单跨框架抗震结构手段的等级,且需要提升单跨方向柱子的抗侧刚度,进而提高单跨框架抗震水平。

结束语:

多层工业和民用建筑框架进行设计之时,必须掌握好设计要求,与实际的设计经验结合分析,合理科学地挑选结构体系,针对结构设计中出现的各种问题要规范处理,加强框架结构设计,保证建筑结构的质量。

参考文献

[1]陈田良,张玉多,何美云.试论民用建筑多层框架结构的设计[J].城市建设理论研究(电子版),2014,(10).

论文作者:程艳

论文发表刊物:《知识-力量》3中

论文发表时间:2018/9/18

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