建筑工程中框架结构构造与设计论文_赵永强

建筑工程中框架结构构造与设计论文_赵永强

(盐城市建筑设计研究院有限公司,江苏苏州215300)

摘要:建筑工程中框架结构具有较好的抗震和稳定性能,故而建筑工程设计中采用该种结构形式有助于提高建筑工程的开发质量。目前规模较大的建筑工程普遍采用框架结构形式。在建筑主体力学构造中框架结构是建筑工程承重的核心系统,故而框架结构设计的合理性和构造质量都会对建筑工程整体质量实现带来重大且直接的影响。本文主要探析建筑框架结构分类和框架结构设计,框架结构设计包括框架设计、粱格设计、框架结构的选择高度设计和强柱弱梁节点设计,以为相关工作人员和研究人员的工作和研究提供有用的参考。

关键词:建筑工程;框架结构;构造;设计

前言

建筑工程中,会应用多种建筑结构,框架结构就是其中之一,框架结构主要是通过柱体、梁柱等主体结构来组成的框架,并将其作为建筑内部竖向承重以及能够抵抗建筑水平作用力的结构体系。框架体系有多种分类,不同的分类其构造与设计原则不同,因此需要相关人员做好区分,框架结构优良的设计方案是框架结构构造质量得以保证的前提,所以相比较而言,建筑工程人员要注重设计环节,尤其是高层建筑,因其对抗震性要求非常高,因此其设计方案必须考虑到抗震性的问题。

1建筑工程中框架结构体系结构分类

1.1全现浇式框架

全现浇式框架是建筑框架结构自身所有承重构件包括主体、梁、板等,其浇筑施工过程全部在现场施工中完成。利用现浇方式完成的框架结构有着较强的结构性,但同样也有着较大的缺陷,施工量大,所需工期较长,经济价值不高。

1.2半现浇式框架

这种施工方式中,只有梁和柱部分是通过施工现场浇筑来完成,而混凝土板则是通过预先制作的方式来完成。通过这种方式来完成框架结构,能够在一定程度上减少工程量,加快了工期,减少了现浇所需的模板。但半现浇式框架自身所具有整体性能以及抗震性能与全现浇式框架有着较大的差距,因此,这类施工方式没有被广泛的应用在现代建筑工程中。

1.3装配式框架

这种框架结构要对所有的部件进行预先加工,之后再将所有部件都运输到施工现场进行装配焊接。这种形式的框架施工方式工期较短、无需模板、便于生产、效率高。但所需预先埋设的部件较多,钢材用量过大,房屋的整体性不强,抗震性能不高,因此,这类施工方式并不适用于地震多发区域。

2建筑工程中框架结构设计

建筑工程实际设计中,针对不同的框架结构特点、具体的建筑工程质量要求和施工环境的不同,要合理选择设计方式和施工方法,尽可能提高框架结构的受力能力,从而强化保障建筑工程整体具有的稳定性和抗震能力。

2.1框架柱设计

在对框架柱进行设计时,首先,柱网设计是重点,在对其进行设计时,设计人员需要参考设计规范,如果是对民用建筑进行柱网设计,则需要充分的考虑到建筑隔墙的设汁,两者要相互统一,相互协调。通常情况下,都是将框架柱设置在建筑横墙与纵墙相互交叉的地方,其主要目的就是避免框架柱影响建筑工程的正常使用;其次,在设计时,不仅要求柱网整齐,同时还要规则,彼此之间的间距要适宜,并且分析出传力体系,以使每个框架网都能够受力合理。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因为框架网通常情况下需要承受纵向以及横向两个方向的力,横向力主要来自于框架网自身,所以在对框架网进行设计时,需要在主轴方向上进行设计,而且还要控制好梁跨度,尽可能的降低其对柱网尺寸的影响,一般而言,梁跨度在8m左右,其影响比较小;最后,柱网设计的最基本的要求即方便,不方便的设计方案不仅会影响施工进程,同时对施工人员来说也会带来非常大困扰,所以在保证质量前提下,最大可能减少构件规格,梁板之间的设计也要尽可能的简化。

2.2粱格设计

框架结构中梁格设计共分三种设计方案,其包括横向和纵向框架承重以及纵横向框架共同承重三种设计方案。其中横向框架承重梁格设计原理是将建筑荷载进行横向传递;纵向框架承重梁格设计原理是将建筑荷载进行纵向传递;纵横向框架共同承重梁格设计原理是将建筑荷载通过纵向和横向两种框架结构分解承载。横向框架设计方案的承重体系需要承重梁,而纵向应该进行连系梁的设计,一般情况下,建筑中的横向框架的位置都比较短,而且跨数非常少,主体框架梁在进行设计时,应该顺着横向方向进行设计,在设计的同时,要适当提升梁截面的面积,从而进一步提升抗侧刚度。建筑纵向框架在位置上而言相对较长,其具有跨数多且刚性强的特征。这种横向框架承重体系的设计方案,可以使建筑横向与纵向的刚度基本上保持一致,进而使得整个建筑结构趋向合理;横向框架承重设计中,纵向是承重梁,横向是连系梁,故而该种框架设计方案抗侧刚度较差;纵横向框架承重设计,纵向和横向两个方向上都设置承重梁,从而确保建筑工程荷载能够被有效分解到两个方向上去。由于承重结构比较均衡,受力作用明显,在当前框架结构的梁格设计中的效果最好。

2.3框架结构的选择高度设计

现代建筑工程的高度越来越高,对抗震性能的要求也越来强,但是,根据楼层的受力分析,楼层中的框架结构的层数越多,其对楼层的竖向负荷的作用力就越低,当达到一定高度时,其承受的负荷作用中竖向上内力作用显著小于水平方向产生的负荷内力作用,该设计方案将会导致框架结构对楼层控制力降低。从作用力强度而言,随着楼层提升,建筑工程的楼层在水平负荷内力提升要远超过竖向产生的负荷内力,而这也会造成建筑高度在某临界高度上,造成水平方向负荷内力大于竖向负荷内力的作用,从而引起框架结构楼层在稳定性上的衰弱。基于刚度角度而言,建筑高度上升,宽高比例则开始缩小,建筑框架结构在水平负荷下,具有良好的柔韧性。建筑工程层间发生水平位移是结构设计确保建筑工程具有良好稳定性的关键因素之一,因此在楼层高度到达一定程度时,为了确保负荷强度与刚度,则有必要添加框架支柱数量,并进一步扩大梁截面的面积。

2.4强柱弱梁节点设计

当前的我国的建筑,特别是高层建筑,在设计建设过程中,没有充分考虑到地震的影响因素,其抗震性能较差,当地震发生时,楼层的性能就会下降,造成对居民的安全威胁。地震所造成的建筑问题主要是因为梁柱节点设计不合理,抗震能力不足。为了保障建筑工程的抗震能力,就必须加强梁柱的抗震设计,并对各个梁端和截面进行控制,对抗弯能力进行管理。梁柱的梁端、截面和抗弯能力是建筑工程框架结构的关键,也是建筑工程抗震设计的关键,其设计的科学合理,直接决定了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”,保证柱不被压溃。为此,在进行当强柱弱梁节点设计时,要尽可能的将柱的截面尺寸设计大些,并控制柱的轴压比要满足规范要求,以增加延展性。在进行截面承载力验算时,将柱的设计弯矩按强柱弱梁原则调整放大,加强柱的配筋。

3结语

随着现代建筑层数的增加和对建筑性能要求的提高,对框架结构的科学性和稳定性要求也越来越高。框架结构是当前建筑工程设计中采用最为普遍的结构设计形式,该建筑结构设计能够有效保证建筑工程具有足够的抗震性能与稳定性。在实际设计过程中,针对不同的框架结构特点、具体的建筑工程质量要求和施工环境的不同,不断优化框架设计、粱格设计、框架结构的选择高度设计和强柱弱梁节点设计,合理选择设计方式和施工方法,努力提高框架结构的受力能力,从而在保障建筑工程稳定性和抗震能力的基础上,有效推进我国建筑事业的发展。

参考文献:

[1]王华.浅谈建筑工程中框架结构构造与设计研究[J].江西建材,2014(21)

[2]杨月圆.建筑框架结构设计技术分析[J].科技风,2013(03)

[3]吴良平.浅谈建筑框架结构设计[J].江西建材,2014(08)

[4]李奕君.建筑框架结构设计原则和有效性[J].中国建材科技,2014(04)

论文作者:赵永强

论文发表刊物:《建筑建材装饰》2015年8月上

论文发表时间:2016/8/16

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