摘要:现阶段人们的生活水平与以往相比有了大幅度的提高,在此基础之上,人们对建筑的要求发生了变化。随着建筑行业的迅速发展,建筑形式越来越复杂,样式越来越多,多层框架结构设计被广泛的应用到民用建筑、工业建筑当中,主要是因为多层框架结构有着诸多优点,框架结构的优点可以提升民用建筑、工业建筑的质量,但是在多层框架结构设计的过程中仍然存在诸多问题,相关人员需要对这些问题进行分析,制定出有效的解决策略,从而保证民用建筑、工业建筑的质量。
关键词:工业建筑;民用建筑;多层框架结构设计;探讨
一、多层框架房屋建筑结构设计的优势、不足分析
1.钢筋混凝土建筑框架结构的不足分析
于框架建筑节点应力而言,会出现集中的问题,网架结构的各个侧面刚度相对较小,该框架属于柔性构件。在发生地震时,就会对建筑非结构性造成一定破坏,可以将该框架设计在没有抗震要求的建筑当中;在钢筋混凝土建筑框架结构中,水泥、钢筋等材料的使用量相对较大,同时使用多种多样的构件,在建筑的过程中需要进行多次吊装,并且施工程序繁多,施工量相对较大,施工的过程中容易受到多种因素的影响,例如天气、季节等因素,因此钢筋混凝土建筑框架结构不宜使用在高层建筑当中。
2.钢筋混凝土建筑框架结构的优势分析
该框架结构的使用灵活性相对较强,重量较轻,使用到的材料相对较少。在施工过程中利用钢筋混凝土建筑框架结构,可以配合建筑平面设计,可以将其应用在需要富裕空间的建筑工程结构当中;框架建筑中的诸多构件可以实现定型化、标准化,因此有利于装配整体形式结构的使用,通过这样的方式可以有效的控制工程的工期。在施工的过程中会应用到一次浇筑混凝土框架,框架的结构具有较好的完整性,并且刚度、强度较好,应用该结构可以提高整个建筑的抗震效果。
二、工业与民用建筑多层框架结构设计探究
1.多层框架结构设计时需要遵循相应的原则
(1)设置多道安全防线
在框架结构设计的过程中需要根据建筑的需求设置多道安全防线结构体系,这样可以使结构的赘余度数量增加,从而在地震发生时可以将地震能量耗散。设置多道安全防线结构体系,可以使结构布置不科学导致的一系列问题得以避免,通过多道安全防线结构体系的设置可以防止在整个结构中出现薄弱部位,这对于结构过早倒塌问题的预防起着积极作用。
(2)严格落实相关的规范
在进行框架结构设计时,设计人员需要遵循相应的设计规范,其中包括建筑抗震设计规范、混凝土结构设计规范等,设计人员需要根据设计的相应规范开展设计工作,这些设计规范并不是对设计的最高要求。现阶段的设计规范只是针对一般工程的整个施工提出了相应的要求以及规定。随着经济水平的不断提高,人们对房屋建筑的要求逐渐发生了变化,尤其是现阶段的建筑艺术呈现多样化的发展趋势,这就要求设计人员在设计的过程中根据新形势的发展需求进行设计创新,在设计的过程中搜集以往的设计资料,不能只依据相关的设计规范开展设计,需要在设计中融入先进的理念以及人们对建筑功能的要求。
(3)重视结构抗震概念设计
保证框架结构的科学性,在地震发生时,整体结构可以将地震能量耗散,并且可以使结构中薄弱部位的出现问题得到有效防止,地震能量大多数会集中在薄弱部位,这就会对整体结构造成一定的破坏。因此在地震发生时,框架结构应该具备相应的传力途径,设计人员需要科学的控制薄弱部位的出现,并对结构框架进行科学计算,同时评估结构的抗震性能,从而使框架结构的科学性得到保障。建筑物的平面应该规则布局,平面结构的布置应该均匀,在发生地震时建筑物产生的地震惯性力能可以以比较直接、较短的途径传递,并有效的协调结构刚度、质量的分布,避免刚度、质量之间出现偏心。
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(4)符合抗外力能力的相关要求
在设计框架结构时,设计人员需要保证框架结构可以满足抗外力的需求,于框架结构而言,其需要承受风荷载、竖向荷载以及地震作用。框架结构中的每一构件都应发挥自身的作用,通过将各个结构部位有效协调,使各种构件有效结合在一起,从而实现抵抗外力的作用。不同构件起到的作用不同,构件的重要性也有一定的差异。因此在设计框架结构的过程中,设计人员需要将关键部位、关键构件的作用逐步加强,从而将整体结构的抵抗外力能力逐步提升。
2.多层框架结构设计的要点分析
(1)楼梯的设计
于框架结构而言,其属于柔性结构,因此在发生地震的过程中会产生较大的变形。楼梯构件一般以k形斜撑,大幅度提升了框架结构的整体刚度,同时当楼梯间的局部刚度较大时,结构吸收的地震能量就会过多,这时容易发生破坏问题。因此设计人员在设计楼梯的过程中,需要对楼梯的抗震性进行充分考虑。一般框架结构楼梯的设计方法有两种,一种是,将梯梁与梯段板下部的连接制作成滑动连接;另一种是,将梯梁与梯板刚接,将约束边缘构件添加在梯板当中,并对整体结构的计算等问题进行充分考虑。
(2)基础系梁设置要点分析
如果工作人员将基础埋置的相对较深,可以将基础系梁中的底层柱长缩短。系梁的设置应该进行科学控制,可以按按照一层框架梁进行设计,在处理系梁以下的柱子时,工作人员可以根据短柱进行处理。如果项目环境与建筑抗震设计规范相符,就需要根据规范中的要求设置基础系梁。为了达到抗震要求,需要构造基础系梁,使用科学的方式计算系梁的拉力、纵向受力、钢筋压力等。如果应用的是构造配筋,就需要满足最小配筋率。如果传来的荷载来自于填充墙或楼梯柱,则需要进行叠加计算。工作人员科学、恰当的增加基础系梁截面,这就要求配筋与构造要求以及受力要求相符。工作人员在构造基础系梁的顶标高时,需要确保其与基础顶高度一致。为了控制基础系梁的跨度,可以利用混凝土浇筑,并此基础之上开展基础系梁的浇筑工作。
(3)重视其它方面的问题
第一,在设计框架结构时,不可以应用多种或者两种结构形式,不可以将砌体墙承重应用在局部突出屋顶的房间、电梯间等位置。如果在电梯间使用了砌体墙承重,计算砌体墙的刚度时不包括楼梯间,因此在发生地震时,砌体墙会首先遭受破坏,而框架结构又未根据实际的刚度确定配筋以及内力等,这就会造成框架结构的各个部分逐渐遭受破坏,从而造成难以挽回的损失。
第二,需要将短柱的构造逐步加强,在工程中因建筑外墙通窗造成窗下墙体对柱子的约束,从而形成短柱。工作人员会打断楼梯间的休息平台的柱子,这时楼梯间的柱子就成为了短柱,还有一部分短柱是由于其它原因形成的,在发生地震灾害时,短柱容易被破坏,因此设计人员需要对这一问题提起重视,对短柱进行加强,使短柱的抗震能力逐步提高。
结束语
设计人员在设计民用建筑或者工业建筑的多层框架结构时,需要掌握相应的设计规范,对民用建筑或者工业建筑的需求进行全面分析,根据相应的设计经验设置出与建筑需求相符的结构体系。同时对多层框架结构设计过程中存在的问题进行全面分析,制定出有效的解决对策,使多层框架结构的作用充分发挥,使框架结构设计的整体质量逐步提升,从而保证民用建筑或者工业建筑的整体质量。
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[4]王卉.浅谈多层建筑结构的抗震加固技术[J].智能城市,2018,(19):40-41.
论文作者:沈文虎,程攀
论文发表刊物:《基层建设》2019年第18期
论文发表时间:2019/9/18
标签:框架结构论文; 结构论文; 框架论文; 建筑论文; 多层论文; 结构设计论文; 民用建筑论文; 《基层建设》2019年第18期论文;