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摘要：近些年来，我国在建筑工程领域取得了极大的成就。在本文中，笔者根据相关工程实践，对大跨重载工业建筑框架结构进行了相关研究，并就该结构设计与施工中的抗震设防、概念设计等做了必要的探讨，以期进一步促进我国建设事业的发展。
关键词：建筑框架；结构设计；原则；措施；施工
1钢结构在工业设计中的重要性
我们知道农业是我国国民经济的基础，因为它提供人民的基本生存保障。但在整个国民经济中光靠农业是远远不够的，其它产业部门，如工业、交通、商业等都必须大力发展，尤其是工业，它是国民经济的主导产业。一个国家工业发展水平就代表了其经济发展水平，世界上的发达国家都是工业化国家。作为发展中国家，与发达国家相比，我国的工业还存在许多问题。比如总体水平低，现代化程度差，科学技术上明显滞后，工业生产效率也较低。因此，工业经济的转型势在必行。配合着工业方面的转型，钢结构在工业领域的应用也将进入到一个新的阶段。在这个阶段中面临着一定的考验，但更多的是机遇。对于工业来讲，钢结构的应用范围相当广泛，历史也相当悠久，其体系也较为成熟和固定。工业中体量大小差异很大的建、构筑物很多，需要满足的功能要求也多种多样，各方面的限制因素等都导致结构样式要比较灵活，因此钢结构的应用必将占据很大的部分。辅助材料的性能发展，如防火材料、防腐蚀材料及保温材料等，也使钢结构能满足越来越高的使用上的要求。随着时间的不断推移，工业与钢结构之间形成了一种相互促进、互利互惠的关系。这种关系也决定了两者紧密的联系。
2框架结构梁设计的问题与处理
在框架结构梁的设计中，如果梁上存在次梁（包括挑梁端部）应该考虑附加箍筋和吊筋，同时优先考虑采用附加箍筋。在梁上的小柱和水箱下，如果梁架在板上，在设计的时候不必加附加筋。同时为了表达清楚，在做施工图的时候可以考虑在结构设计总说明处，画一节点，有次梁处两侧各加3根主梁箍筋作为补充。
如果次梁的端部与框架梁相交或弹性支承在墙体上，梁的端支座我们可以按照简支梁来处理，但是梁的端箍筋应该考虑加密。在设计考虑抗扭的梁时，纵筋的间距不应大于300mm并且不能大于梁的宽度，即我们在设计的时候要求加腰筋来增加梁的抗扭，并且纵筋和腰筋锚入支座内的长度要达到锚固长度。箍筋要求同抗震设防时的要求保持一致。反梁的板吊在梁底下，板荷载宜由箍筋来承受，或适当的增大箍筋的间距，梁支承偏心布置墙时宜做下挑沿。框架梁的高度宜取梁跨度的1/10-1/15，扁梁的宽度可以取到柱宽的两倍。扁梁的箍筋应该延伸至另一方向的梁的边缘。
3建筑框架结构设计的原则与措施
3.1建筑框架结构设计原则
抗震验算时不同的楼盖及布置(整体性)决定了采用刚性、刚柔、柔性理论计算。抗震验算时应特别注意场地土类别。8度超过5层有条件时,尽量加剪力墙,可大大改善结构的抗震性能。框架结构应设计成双向梁柱刚接体系,但也允许部分的框架梁搭在另一框架梁上。应加强垂直地震作用的设计,从震害分析,规范给出的垂直地震作用明显不足。
雨蓬不得从填充墙内出挑。大跨度雨蓬、阳台等处梁应考虑抗扭。考虑抗扭时,扭矩为梁中心线处板的负弯距乘以跨度的一半;框架梁、柱的混凝土等级宜相差一级;由于某些原因造成梁或过梁等截面较大时,应验算构件的最小配筋率;出屋面的楼电梯间不得采用砖混结构;框架结构中的电梯井壁宜采用粘土砖砌筑,但不能采用砖墙承重。应采用每层的梁承托每层的墙体重量。梯井四角加构造柱,层高较高时宜在门洞上方加圈梁。因楼电梯间位置较偏,梯井采用混凝土墙时刚度很大,其他地方不加剪力墙,对梯井和整体结构都十分不利;建筑长度宜满足伸缩缝要求,否则应采取措施。
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3.2建筑框架结构设计措施
在用PKPM软件计算梁柱时,应尽量采用TAT或SATWE三维软件。一是计算结果更接近实际受力状态,如地震力或风力是按抗侧移刚度分配,而不是按框架的楼面从属面积,还如从框架柱出挑的梁和从次梁出挑的梁,因次梁的支座(框架梁)发生下沉变形,内力重分布,从框架柱出挑的挑梁配筋将较大。二是快速方便,三维软件整体计算,不必生成单榀框架,再人工归并,可整楼归并。三是TAT或SATWE还可以进行井式梁的计算,由于PKPM软件计算梁时仅按矩形计算,而井式梁的断面较小,有可能超筋,此时可取出弯距再按T型梁补充计算,不必直接加大梁高。在绘制施工图时,较大直径的钢筋连接宜用机械连接取代焊接,造价相差不大,但机械连接可靠并易干检查。机械连接接头位置可任意,但一次截断的钢筋不大于50%,接头位置应错开70d。
4工业建筑框架结构的施工
4.1 安装预埋件
由于该工业厂房主要用作工业生产，用于工业生产各种设备安装的预埋件具有一定的数量。此外，施工队伍大多只有建筑领域的专业技能，而不能对该厂生产工艺进行熟悉的掌握。在安装预埋件时，应有该工程组织相关技术人员成立专业的预埋件安装队伍，配合土建施工队伍进行预埋件的安装施工，这样可以在满足施工质量要求的前提下有效缩短施工工期。安装预埋件的具体做法可以按照如下方式进行：土建施工队进行厂房建筑楼面全部梁和板的钢筋绑扎施工过程；厂房组织的预埋件专业安装队伍按照本厂生产功能性锦纶纤维的工艺设计图纸有序完成预埋件的安装过程；预埋件安装过程完成后，进行预埋件安装验收工作，在确保预埋件按照满足相关质量要求和技术要求的前提下进行楼面混凝土的浇筑施工过程。通过本工程的相关实践，这一预埋件安装施工方法对于本工程施工具有重要意义，具有一定的指导意义。
4.2 高支模施工
在本工程中，厂房最大层高为 7m，并且厂房建筑具有较大的跨度和较重的荷载，因此施工中确保框架结构的梁、板、柱模板的支护满足技术要求具有必要性。在进行高支模施工过程中，尤其要确保模板支撑的强度和稳定性满足相关规范要求，这是因为在实际工程中有过因高支模整体失稳造成恶劣事故的教训。因此，在进行高支模施工时，应从高支模设计、施工和监理等多方面做好工作，并建立一定的监督机制，确保高支模设计计算正确、构造措施完善。
4.3 框架节点设计及施工
在大跨重载框架结构设计与施工中，节点的作用不可忽视，其主要用途是连接框架梁柱。节点区容易受到轴向压力和剪力的作用发生脆性破坏；节点区混凝土强度等级不满足要求或箍筋量过少会降低节点区的抗剪能力，导致产生交叉斜裂缝。因此，在实际工程施工中应确保框架节点区的抗剪能力 。在该厂房设施施工中，框架梁、柱的纵筋和箍筋具有较大的配筋量，因此框架节点施工具有一定的操作难度。本工程中节点设计及施工采取如下措施：淤节点箍筋的配置为双向三肢箍 HRB335，将周边矩形箍筋设置为开口箍形式，中间箍筋采用拉筋的形式，这种措施既能满足施工质量要求，同时还能有效提高施工效率；于该工业厂房框架边节点的特殊之处在于要求梁边与柱边对齐
5结束语
总之，随着我国工业化进程的不断加快，我国对工业建筑的需求越来越大，大跨重载的钢筋混凝土框架结构为建设大量的工业厂房打下来良好的基础。需要注意的是，在进行大跨重载工业建筑框架结构的设计与施工工作中，工作人员应本着求真务实、敢于创新的科学精神，不局限前人的设计与施工经验和模式，切实提高大跨重载工业建筑框架结构的设计与施工质量。
参考文献
[1]李冬艳，刘 溪.浅论建筑框架结构设计原则及施工中应注意的问题[J].山东建筑大学学报，2009（12）：35~41.
[2]种迅.后张预应力预制混凝土框架结构抗震能力及设计方法研究[D].东南大学，2007.
论文作者:王联强
论文发表刊物:《防护工程》2017年第23期
论文发表时间:2018/1/5
标签：预埋件论文; 框架论文; 节点论文; 框架结构论文; 工业论文; 结构设计论文; 工业建筑论文; 《防护工程》2017年第23期论文;