建筑结构设计中框架结构设计的应用论文_董候泉

建筑结构设计中框架结构设计的应用论文_董候泉

陕西年代建筑设计咨询有限公司

摘要:随着科学技术的不断发展,在对建筑结构进行设计时,可以使用的设计方法越来越多,其中框架结构设计就是一种经常使用的建筑结构设计方法,由于框架结构设计形式简单、同时还能对建筑结构进行灵活的布局,因此被广泛应用与不同类型的建筑结构中,虽然框架架构的应用具有诸多的优点,但同时也需要认识到框架结构设计中存在的问题和不足,从而采取有效的措施进行解决,最终不断提高我国框架结构设计的质量和水平。以促进我国建筑工程得到更好的发展。

关键词:框架结构;建筑设计

1、框架结构设计的基本原则

1.1对于高层框架结构,宜采用双向布置形式。

1.2对于柱网的尺寸,应控制在10m×10m以内,且梁、柱的轴线应处在同一平面当中。

1.3若偏心距比此方向上的柱宽25%大,则可通过水平加腋的增设来解决,在增设水平加腋以后,依然要对偏心造成的不利影响进行充分考虑。

2、框架结构设计的注意事项

2.1当有抗震设防要求时,应避免布置单跨框架,因为单跨框架没有较强的耗能能力,且超静定次数相对较少,如果柱产生塑性铰,则会增大连续倒塌产生率。

2.2避免使用混合结构。对于框架和砌体,是两种有本质上差别的结构,这两种结构的承重材料也有所不同,在变形能力与抗侧刚度上存在很大的差别,若将两者混用,且不设抗震缝,则会对结构抗震能力造成严重影响。基于此,对框架进行抗震设计时,应避免采用这种混合方式。

2.3减小砌体填充墙造成的不利影响。对于框架结构,经常会用到砌体填充,为避免地震时墙体发生破坏,需充分考虑以下问题:

①当上部填充墙的数量多于底部时,将产生刚度突变,地震后,使底部破坏,造成倒塌。基于此,在设计时,必须防止刚度突变;

②外墙柱间,通常有通长布置的窗台墙,减小了柱子的净高,随即形成短柱。一旦地震,墙上部柱将产生裂缝。基于此,在设计时,不得形成短柱。

3、高层建筑框架结构的常见问题

由于新旧版本的建筑设计规范之间存在着较大的差异,并且新版本中加设了许多的限制。设计时,一定要注意建筑的规范要求是否发生变化等。现如今,已明确规定建筑物的设计不得采用严重不规则的设计方案。因此一定要注意结构的规范性问题。对于结构的高度也有相对应的要求,尤其是在新的规范中,对结构的设计规范与抗震规范的要求都与高度有着密不可分的关系。当建筑物的结构发生变化时,施工设计图纸必须全部重新设计。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这就导致了不仅会增加工作量,还会严重影响工程的工期,甚至对建筑工程的造价也有严重的影响。高层建筑的地下室一般采用两层或者两层以上的结构设计。设计整体的嵌固端时,一定要仔细地考虑框架结构的抗震性能以及嵌固端的位置情况。高层框架施工时,一定要严格控制混凝土的强度问题。高层建筑中混凝土的构造柱应该采用强度相对较高的混凝土材料。但是,对于受弯为主的楼层梁板,就必须配合并使用混凝土强度较高的材料。通过大量的实验证明,高强度的混凝土抗弯承载的能力相对不明显。在这样的原理指导下,必须要求建筑框架的混凝土强度等级不会超过C40。现如今,对混凝土的强度控制存在严重不合理的情况。一般对于没有特殊说明的情况,混凝土强度的选择是在C20~C35,而且对于楼层越高的柱子,混凝土的强度等级越应该高于梁板间的混凝土强度等级。但是在很多情况下,这一规律通常会被忽视。现如今的施工也都是采用强度等级高的节点来进行混凝土强度等级的浇筑,这也就导致了技术人员对混凝土的供应量以及混凝土强度的难以把握,而且还会导致节点与梁之间的分割难度过大。

4、高层建筑框架结构设计处理措施

4.1 高层建筑框架结构基础部分设计

在进行高层建筑框架结构基础部分设计时,当柱下扩展基础宽度较宽或地基不均匀、地基较软时,因采用柱下条基方式,并对节点处的基础底面积双向重复使用的不利因素进行考虑,进而适当的加宽基础面积。而若建筑地段较好,基础柱埋深大于三米时,应考虑建设地下室,以便地基承载力满足设计要求,但地下室板不能外伸,以便于防水。需要注意的是在进行高层建筑框架结构基础设计时,设计人员应每隔四十厘米左右设置一后浇带,两个月后再用微膨胀混凝土进行浇筑,使其提高高层建筑框架结构基础部分牢固度。

4.2 高层建筑框架结构短柱部分设计

在高层建筑框架结构中,当柱净高与截面高度≤4或剪跨度≤2时,这种柱就称为短柱。而这种短柱由于受剪承载力与变形力不足,导致在地震的影响下,使其就容易造成脆性破坏,进而对建筑主体造成损坏。因此,在高层建筑框架结构中,应最大限度的避免短柱的形成,这样才能将建筑主体破坏程度降低到最小,确保高层建筑框架结构设计的科学性与合理性。

5、建筑结构中的框架结构设计应用

5.1柱的设计

在对建筑框架结构中柱体设计上,应严格控制框架结构的传力体系,进而满足基本受力需求,保证各项设计都能满足施工要求,且还要严格控制柱体间的距离,保证柱体间整齐排列。在垂直与水平方向上,框架结构必须要承载足够的压力,因此,应充分结合建筑工程的实际情况来调整柱体的位置,进而满足框架结构的基本受力要求。此外,在柱网设计时,应必须充分了解建筑物的基本用途与属性,进而对柱体进行合理布置,以满足隔墙需求。通常情况下,会将柱放置在纵横墙体的交叉位置,以保证建筑物的具体功能。在实施柱网设计时,应遵循“省时省力”的原则,在考虑设计方便的同时,还要保证施工简便,在保证结构体系质量的条件下,以达到结构的简单化。

5.2结构高度

结构高度增加也就是层数的不断增加。若层数不断增加,水平位移参数会逐步增大,进而会增强内力。若高度达到一定值后,纵向负荷所产生的内力值要比水平位置上所产生的内力值小。在此种条件下,会让纵向负荷控制作用向水平方向上转移,进而让改变结构性能。强度会伴随着高度增加而逐步降低,刚度也会由于高度增加而逐步降低。建筑结构高度的不断增加,会让水平位移转变为控制结构性能的一项关键因素,其会对建筑工程构成不良影响。

5.3抗震设计

划分抗震内力时,要充分结合结构的基本类型、建筑高度、防震裂度等进行等级划分,结合相关的设计标准来对抗震性能参数进行合理的设计,保证框架结构要及时满足设计要求。此外,针对不同的框架结构,应运用专业化的检测手段,若地震裂度相同,其要求也存在差异,主要是由于框架结构直接影响着抗震性能。

5.4梁设计

在横向框架承重设计也就是对框架承重梁进行横向上的设计,对连系梁进行纵向上的设计。运用此种设计方法,能减小跨数,在横向上对主梁结构进行科学设计,此时,会增大梁截面积,进而能增加横向上建筑体的基本刚度。在纵向框架承重设计上,其与横向框架承重是相反的,主要在纵向上来设计承重梁,将连系梁则换至横向上。但是,此种设计,使得框架结构的整体受力不均匀,会威胁框架结构稳定性。为提升建筑结构的稳定性,应强调纵横向共同承重。设计框架结构时,在纵向与横向上都设置有一定的承重梁,由于纵横向的梁体共同承担建筑物所产生的负荷。

参考文献:

[1]多层建筑结构设计中框架结构的问题与处理[J]. 马榕. 城市建筑. 2013(10)

[2]浅谈对高层建筑结构设计的几点认识[J]. 赵国,周伟. 中小企业管理与科技(下旬刊). 2011(04)

[3]住宅建筑结构设计的常见问题及对策分析[J]. 李旭,屈宇光. 住宅与房地产. 2016(27)

论文作者:董候泉

论文发表刊物:《城镇建设》2019年第14期

论文发表时间:2019/9/10

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