多层建筑结构设计中框架结构的问题与处理论文_周静仪

多层建筑结构设计中框架结构的问题与处理论文_周静仪

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摘要:随着多层建筑结构设计的不断深入,研究其框架结构问题具有重要意义。本文首先总结了多层建筑框架结构,分析了多层建筑基础的设计问题。在探讨多层建筑框架结构设计的主要技术措施的同时,还研究了其他应注意的问题。

关键词:多层建筑 结构设计 框架结构 问题与处理

一、前言

框架结构作为许多建筑结构中较为常见的一种结构形式,在不久的将来得到了广泛的应用。研究相关问题,可以更好地提高框架结构设计的整体水平,优化多层建筑结构的设计效果。本文从总结相关内容入手来研究这一课题。

二、多层建筑框架结构概述

目前,建筑工程的多层结构具有明显的重要特点,这给建筑工程的多层框架结构特点带来了新的发展趋势。多层建筑在竖向构件和组成上带来了层层累积的重力和荷载,需要较大的柱和墙来支撑,对工程框架结构的施工提出了新的技术要求。

同时,建筑物的构件还需要承受地震荷载、风荷载等荷载,这些荷载都是非线性的竖向分布荷载,对建筑物高度非常敏感。以地震荷载为例,对于楼层较低的建筑物,在考虑荷载时只需考虑恒载和部分动载荷,一般不会严格控制建筑物的墙、柱、楼梯等结构,其他构件满足设计要求后,相应构件也满足设计要求。同时,对于现代钢框架支撑体系,当设计过程中没有提出特殊的承载要求时,不需要增加柱、梁的尺寸,只需要增加板即可满足相应的要求。然而,对于多层建筑来说,上述问题并不足以解决,首先要解决的不仅是抗剪问题,还有抗变形和抗弯矩问题。一些多层建筑的柱、梁、墙、楼板在设计过程中往往需要考虑结构的具体布置和特殊材料的使用,以很好地抵抗较大的变形和较大的侧向荷载。

三、多层建筑基础设计问题分析

在建筑工程基础施工设计中,钢筋混凝土多层框架结构的基础设计大多采用柱下独立基础来实现。根据这种结构形式的建筑工程基础设计,由于建筑楼层高度不同于基础条件,设计要求不同,混凝土设计中存在的问题也不同。例如,对于钢筋混凝土多层框架结构形式的建筑基础设计,在多层框架结构的建筑基础设计中,如果在建筑基础的受力范围内没有弱粘性土层,且建筑楼层不超过8层,层高在25米以下,对于一般多层框架结构的建筑工程或有承载力的多层框架结构的建筑,在基础设计中无需对建筑基础或建筑基础的抗震承载力进行设计验算。

3.1建筑风荷载作用与抗震荷载设计问题

针对这种情况,在多层框架结构建筑基础设计中,对于8度地震区的建筑基础设计,满足上述条件的钢筋混凝土多层框架结构建筑无需进行建筑基础或基础的抗震承载力设计验算。然而,结合建筑房屋设计和施工的实际情况,虽然在这种情况和类型的建筑基础设计中不需要对建筑基础和地基的抗震承载设计进行验算,但在建筑基础荷载设计中需要设计和考虑风荷载对建筑基础的影响。在建筑基础设计中,忽略了建筑基础风荷载的设计验算,这是多层框架结构建筑基础荷载设计中一个突出而严重的问题,应引起重视。

3.2建筑基础顶面荷载设计问题

另一方面,在多层框架结构的建筑基础荷载设计验算中,在设计建筑物独立基础部分时,对于建筑基础顶面的外荷载设计,仅采用建筑基础顶面荷载的轴力设计值和弯矩设计值进行荷载效应的设计验算,容易忽略建筑基础顶面荷载中的剪力设计,甚至有的建筑基础屋面荷载设计,只有通过轴力计算对建筑基础屋面荷载进行设计计算,这很容易对建筑基础和上部结构的安全质量产生很大影响。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这也是多层框架结构基础荷载设计中较为突出的问题。在设计中注意并避免。

四、多层建筑框架结构设计的主要技术措施

对于抗震设计的砖房,底层的抗震墙和上部的砖混结构具有一定的抗震效果,但由于这两部分的承载力不同,其抗震效果也不同,特别是转换层的受力较为复杂,需要合理设计。为了保证这类抗震砖房的结构安全,必须确立“小震不坏,中震可修,大震不倒”的设防目标,并对结构设计进行技术控制:

(1)底部框架砖房结构应考虑塑性变形的影响。底部剪力法在设计中能有效提高建筑框架的刚度。因此,设计中一般采用底部剪力法将底部设计剪力值乘以修正系数1.2 - 1.5,同时需要提高软弱层的屈服强度。

(2)砖混框架结构房屋不能采用框架抗震墙的剪力分配规律进行设计,在设计中需要考虑底层的塑性变形。为了保证该框架结构的设计效果,在抗震墙设计中可以对框架结构进行刚度分配,刚度分配时应考虑整个抗震墙的刚度,因为一旦抗震墙在地震作用下开裂,其刚度将下降到弹性刚度的20 - 30 %。

(3)为了提高框架结构的整体性,有必要在底层框架砖墙的上层设置构造柱,并在每层顶层设置横梁;底架顶板采用现浇混凝土板,柱在软弱层,特别是结构刚柔处,应避开塑性铰。

(4)设计师要转变设计观念,提高设计部门和设计师的专业素质,尽快走出“不设防”的误区。要在严格执行《抵抗运动法》的前提下,合理编排更多的物品。同时,设计单位可安排专人严格控制抗震设计。

五、框架结构设计中应注意的其它问题

框架结构不允许采用两种不同的结构形式,由于框架结构为柔性结构体系,砖混结构为刚性结构,因此建筑物、电梯机房和屋顶局部凸出的房间不允许采用砖墙。为了使结构的变形相互协调,不应采用不同结构混合受力。

加强短柱施工措施:在施工过程中,吊顶可能会悬空或其他装修,甲方为了节省资金。通常要求柱之间的填充墙不能到达顶部,或者在墙上随意打开门窗12i,这通常导致短柱。由于短柱刚度较大,在地震作用下受到剪切。当混凝土抗剪强度不足时,会出现横向裂缝和脆性断裂,从而导致建筑物或构筑物的破坏甚至倒塌。因此,在设计中应采取以下措施。:尽量减少短柱的楼层约束,如降低连续梁的高度,梁柱之间采用铰支。增加箍筋配置,短柱内箍筋间距不大于l0 mm,柱纵向钢筋间距≤150 mm。使用良好的箍筋,如螺旋箍筋、复合螺旋箍筋和双螺旋箍筋。

由于建筑物的需要,有时需要挑出框架梁,在梁下设置钢筋混凝土柱。在柱的内力和配筋计算中,有些设计者将柱的受力概念误认为构造柱,其配筋为结构配筋,计算中未对悬臂梁进行配筋,可能导致水平荷载下承载力不足,埋下事故隐患。实际上,在结构整体计算中,该柱为偏心受压构件,柱与梁端的交接处与框架梁、柱节点相似,因此应考虑悬臂梁梁端的协调变形。因此,本柱应作为竖向构件参与结构的整体分析,柱与梁端的交接处应作为框架梁与柱的节点。

结束语

通过对多层建筑结构设计中框架结构存在的问题及处理方法的研究,可以发现,这一工作的开展应以多层建筑结构设计的客观前提为基础。有关人员应充分利用若干技术优势,研究制定最科学合理的框架解决方案。

参考文献

[1] 刘月风.浅谈多层框架房屋结构设计中的问题,2013.06.

[2] 王磊,钢筋混凝土多层框架房屋结构设计中应当注意的几个问题,2014.09.

[3] 刘月风.钢筋混凝土多层框架房屋结构设计中的问题,2014.05.

[4] 韦力忠,关于框架结构设计中力学问题的探讨,2013.07.

[5] 杨勇钢,建筑框架结构在施工中产生的问题浅析,2013.12.

论文作者:周静仪

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第11期

论文发表时间:2018/9/14

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