摘要:现阶段,在建筑结构中,框架结构得到了非常普遍的应用,而框架结构设计好坏直接影响建筑结构整体质量,需要引起相关人员的高度重视,关注框架结构设计的每个环节,保证分析计算的准确性与可行性。
关键词:建筑框架结构;设计原则措施问题
引言
当前的建筑框架结构设计在原则上沿用了传统的结构设计基本理念,同时又进行了相关措施问题的探究,提出了很多建筑结构设计中较为创新的理念,无论是在业内,还是在用户的承受能力上都已经获得了很好的成果。
1框架结构概述
框架结构的连接方式一般为铰接或刚接,通过梁和柱的连接来承受外力以及内力,例如水平载荷、竖向载荷以及地震荷载等。框架结构在实际的受力状态下与工程设计实验的数据相符合,在不断的研究发展中,其计算理论将不断改进和完善。框架结构具有刚度大的优点,能够承受较大外力。除此之外,框架结构还具有整体性好以及空间分隔性强的优点,这也是其目前比较受欢迎的原因。现代科学技术的不断创新,逐步解决了混凝土框架结构的各种问题,框架结构的各项优点及特质都为其在实际的建筑工程中提供了支持与保障,便利地应用于实际生活之中。
2设计原则
在框架结构中,特别是钢结构设计中,较为注重强柱弱梁等说法,强柱弱梁,使得所有的构件都具有一定的强度。但是在梁的设计上,可能较为弱势。这是因为所有的构件如果都很强,则可能发生整体结构不好,造成安全隐患发生。整个体系在结构上协调一体,各个构件担任的角色确有轻重之分。即便是在不可抗力发生的时候,各个构件如果出现了重要构件摧毁,但是由于主次有序,即便是个体框架结构出现了损坏,整体还是可以支撑的。这种设计原则可以让建筑物免去大的灾难,平均用力防止损失更大发生。例如为了保证梁柱都能在灾难发生的时候发挥重大的作用,在设计上故意把梁设计成相对薄弱的部位,最大限度减少损失发生造成的破坏性,使得整体的建筑框架设计坚不可摧。
3建筑框架结构设计措施
2.1梁截面尺寸计算
(1)综合考虑竖向荷载、跨度及设防烈度等因素确定框架梁的合适截面尺寸。此外,还应注意所用钢筋混凝土材料的强度等级。(2)普通荷载条件下,梁截面高度应控制在L0的1/12~1/10范围内,同时应达到400mm以上,且应小于净跨的1/4;梁宽应控制在梁截面高度的1/3~1/2范围内,同时应达到200mm以上。此外,为减小层高,或为通风管道提供便利,在必要的情况下,可采用宽扁梁,以荷载和跨度等为依据,且还满足挠度等方面的要求。(3)采用现浇形式的框架梁,其所用混凝土,应达到C20以上,但不宜超过C40。采用装配形式的部分,所用混凝土不得低于C30。
2.2基础连梁、地下框架梁以及基础梁的设计
实施框架支撑结构设计过程中,会对上述三个概念进行混淆,甚至一些设计者将地下梁都归为基础梁,其实这是不正确的。设计框架独立柱下基础过程中,地下梁一般位于基础位置面上进行设计,通过对该梁进行设计能够进一步促进整体地基的稳固性,对以上减速的沉降进行调节,而且能够对框架底层墙体起到承载的作用,通常将这些梁归为基础连梁。如果在埋深上基础较浅时,应当保持基础拉梁和基础顶处于一定的标高上,在基础之内锚固基础拉梁的钢筋,计算模型不能作为连续梁,而应当是处于基础位置的简支梁。为保证基础拉梁能够达到计算模型受力需求,应当架空基础梁,并对结构进行说明。如果在埋深上基础较深,在地坪以下500的位置即基础拉梁顶面标高,如此便能简化计算模型,将其视作为一层框架,借助软件开展计算,同时使基础拉梁的墙体得以减少,这个即是地下框架梁。基础梁的尺寸以及配筋必须要保持与楼面框架梁相同,对地基的反力起着重要的承载作用。
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2.3框架结构的位移比
框架结构的位移比,在水平力的作用下楼层中的竖向结构发生水平位移,与该楼层位移平均值的比值。复杂结构,如体育馆、工业建筑等,这些结构不在同一标高,可以通过对比结构的变形示意图来分析结构的扭转效应。对于结构位移特征的计算模型,可以通过对复杂结构应采用多种解决办法。对于框架结构位移比的调整,减小结构偏心距,有如下调整办法。1)位移比是在刚性楼板假定下计算的,结构最大水平位移与层间位移往往出现在结构的边角部位;因此,应注意调整结构外围对应位置抗侧力构件的刚度,减小结构的刚心与质心的偏心距。同时在设计中,应在构造措施上对楼板的刚度予以保证。2)位移比不满足规范要求的楼层,可利用程序的节点搜索功能在SATWE的“分析结果图形和文本显示”中的“各层配筋构件编号简图”中,找到位移最大的节点,增强节点处墙和柱等构件的刚度。
2.4多层钢筋混凝土的结构
依据图纸和设计文件对多层钢筋混凝土框架结构进行设计,应该从房屋建筑结构的承重体系入手,将梁和柱以及刚接交接的部位进行具体的分析,全面理解设计意图和设计要求以后,对于规范进程进行实施,结合方案的具体工作和具体要求,审议通过图纸设计中的各个问题,然后对各种错误加以优化和纠正,依据相关规范编制编程等,委托甲方或者是监理工程师进行组织和实施工作。例如对于水平承重体系中的连接钢筋混凝土框架结构,要进行空间的整体结构体系的设计,对于建筑屋盖之间的水平荷载,要进行地基基础的竖向承重体系的设计,同时各个施工环节都要进行技术交底,同时采用新工艺新材料的时候,还要将施工工艺过程进行分析了解,帮助施工队的技术人员提高技术素质,明确操作方法、检测方法、工艺参数指标等等,对于各个工艺参数要进行实施。例如在现浇钢筋混凝土的结构设计的时候,要结合框架的整体性强,抗震能力好的情况,采用较好的方式,进行优化的设计施工。
2.5楼梯要求
GB 50011—2010建筑抗震设计规范(2016版)中针对楼梯计算也有了新的要求。第一,宜采用钢筋混凝土楼梯。第二,宜采用滑动支座楼梯。做滑动支座楼梯主要的目的是让楼梯梯板与上下两层楼板分开,这样楼梯就不会参与地震作用。但要做成滑动楼梯有很多限制,首先梯板形式尽量做成AT型、BT型、CT型、DT型,楼梯挑出长度过长,配筋过大,也不好施工。其次单层楼梯宜做成两跑楼梯。如果不采用滑动支座,就要计入楼梯构件对地震作用及其效应的影响,梯板应输入模型计算,楼梯周围梁、柱会有配筋变化。
3.2钢筋混凝土保护层厚度取值
(1)主次梁交叉位置以及其与板钢筋之间的未进行充分的处理,造成板负筋没有达到相关要求的保护层厚度,或损失掉构建有效截面的高度,对其安全性造成很大的影响。(2)对于主筋在柱内以及梁内保护层比较注重,但对箍筋却重视不够,使其保护层未达到相关要求,或出现外露情况。(3)针对柱子的地上与地下部分分别采用厚度不同的保护层。对不同构件中的钢筋进行细致的处理,确保其关系的正确性,同时合理的设置保护层以及其截面高度。对构件的具体应用的环境进行正确区分,对各种环境下保护层厚度进行认真区分,可以针对柱子的地下部分进行加大其断面,确保保护层符合相关要求的厚度,更好的确保钢筋的上下位置,保证钢筋能够均匀的受力
结语
为了进一步提升高层框架支撑结构的整体效果与质量应当依照相关规范要求进行设计,同时还应当在实际工作中,不断的汲取经验,提升设计水平,更好的保证高层框架支撑结构的稳定性,提高建筑工程质量。
参考文献:
[1]JGJ 3-2010,高层建筑混凝土结构技术规程[S].
[2]CECS 159-2004,矩形钢管混凝土结构技术规程[S].
[3]张吉平.论多高层钢筋混凝土框架结构的设计[J].太原城市职业技术学院学报,2012(8):139-140.
论文作者:李坡
论文发表刊物:《基层建设》2019年第9期
论文发表时间:2019/7/31
标签:框架论文; 框架结构论文; 位移论文; 结构论文; 基础论文; 构件论文; 楼梯论文; 《基层建设》2019年第9期论文;