摘要:框架结构是指由梁和柱以刚接连接而成构成承重体系的结构,即由梁和柱组成框架共同抵抗适用过程中出现的水平荷载和竖向荷载。采用结构的房屋墙体不承重,仅起到围护和分隔作用。因此框架结构具有结构空间布置灵活,建筑物自重小,有较好的抗震能力和结构的整体性、刚度较好等特点。框架结构在我国已经成为了一种很常见建筑结构形式,普遍运用在各种工业与民用建筑当中。但常因设计不当而造成施工环节质量难以保证, 给工程安全留下隐患, 现从以下几个方面阐述框架结构设计时应注意的问题。
关键词:建筑工程;框架结构设计;存在问题;分析研究
1 前言
框架结构的设计是建筑工程中最基础的一部分,也是比较重要的一部分。如何将建筑框架结构设计的接近完美,这是一门学问,不仅需要不断学习和对前人的工作进行总结、比较、发现并及时校正其中的不足与缺陷,还要从实际工作中总结经验,避免类似错误的第二次发生,使设计更加趋向美观实用的方向。请跟随笔者的思路对建筑框架结构设计中需注意的问题及解决问题的对策进行了解。
2建筑框架结构设计中经常出现的问题分析
2.1使用不同强度等级的混凝土浇筑框架结构
目前,国内很多建筑项目会出现因框架结构中混凝土的强度未达标而导致项目不合格的现象,这种现象的初衷是为了节约成本。虽然框架结构中的不同构件有着不同的作用,但若用不同强度等级的混凝土浇筑,不仅会影响工程的进度,增加施工的难度,还会导致建筑因接缝密封性不够而降低建筑的安全性。
2.2在框架结构中出现短柱
在建筑框架结构中,当柱净高与柱截面高度的比值以及剪跨比不超过4时,这种柱子被称为短柱。短柱的承重能力较小,能够承受的地震强度级别也很小,所以把短柱放置在框架结构中,容易造成建筑塌方。一般情况下,出现短柱的因素有两种:①填充墙的设置不正确,框架柱需要填充的部分没有完全填充完整,符合了短柱的形成条件;②楼梯间结构局部错层。除此之外,还有少数出现于带走马廊的夹层中的夹层短柱与全层短柱。
2.3薄弱层的承重能力较低
当地震强度等级达到一定程度时,框架结构中会有一部分发生较大弹塑性位移,这些部位被称作是薄弱层,而薄弱层口是指结构竖向不规则容易形成薄弱部位的转换层。目前,科学界没有深入研究地震的破坏原理,也不能够准确预测地震的发生日期,所以建筑界还没有准确计算出可以应对地震的框架结构承力。
2.4混凝土保护层没有达到一定厚度
钢筋的保护措施要从增加混凝土保护层的厚度入手,然而现实中存在一些不规范的做法影响了保护层的效果:①主梁、次梁与板的钢筋没有明确界限,导致保护层厚度不足或是构件的有效截面面积不足,从而影响构件的安全性能不能完全发挥;②过于注重主筋的保护层厚度,而忽视了箍筋的保护层厚度;③未对地上部分与地下部分的柱子根据具体情况进行保护层加厚。
2.5没有处理好梁体钢筋和结点的密度
在建筑工程中,当出现构架结构中梁体钢筋与结点过密的情况时,会出现以下质量问题:
(1)容易导致混凝土离析。由于钢筋的净距太小,导致混凝土不能顺利下落,所以施工人员必须使用振捣棒插入钢筋进行振捣,这样一来,钢筋会发生振动,并且混凝土中砂浆与骨料各占有不同的比重,容易导致混凝土离析。
(2)容易导致钢筋发生位置偏移。钢筋的净距小,增加了混凝土的浇筑工作的难度,只能采取捣入措施使混凝土被迫下落,但这样会干扰构件的主要纵向受力,导致钢筋发生位置偏移。
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(3)容易产生蜂窝麻面。在对混凝土进行捣入工作时,钢筋过于密集的情况容易导致。
3 优化建筑框架结构设计的对策
3.1 薄弱层问题的解决对策
地震很容易将薄弱层破坏掉,就理论上来说,要想避免薄弱层的出现,就要提高薄弱层的抗侧移水平,这个问题可以从扩大它的梁截面和柱截面入手,如果可以适当地减少建筑层高或基础埋置的深度就更好了。但在实际施工阶段中,避免薄弱层是很有难度的一项工作,那么就只能根据相关规定科学准确地计算结构,并且要考虑多种情况和影响因素。若计算的结果不符合标准,就要对框架结构进行重新调整。
3.2 短柱问题的解决对策
如果框架结构中出现短柱时,要从增强短柱的承载力以及缩小短柱的截面尺寸入手,采取各种有效的措施提高短柱的延性,提高短柱的抗震性能。因为短柱的抗弯性比抗剪性水平高,但地震会破坏短柱的抗弯性,所以提高短柱的抗剪能力就成了关键。一般的做法是使用复合箍筋,也就是将箍筋沿全高加密,并确保短柱的纵向钢筋能对称布置。
3.3 框架结构柱的抗震设计的解决对策
针对我国建筑工程领域发展的现实情况,我国需要在建筑工程领域广泛的采用抗震技术,以确保框架结构的稳固性,提高我国建筑工程的安全系数。目前我顾建筑工程领域所采用的主要的抗震措施主要有以下几种:对框架结构的柱截面尺寸进行合理的设定,避免楼柱平均剪应力系数过大,导致楼柱遭受脆性的剪切破坏,不利于楼柱对建筑结构的维护;在对建筑楼柱进行设计时需要对轴压比进行合理的设计,避免轴压比过大致使楼柱发生混凝土压碎破坏,要尽量维护好楼柱的延展性,确保楼柱截面尺寸符合建筑工程抗震标准,通常情况下框架结构中楼柱的宽度以及楼柱的高度都应在30cm以上,剪跨比也应维持在2以上,截面的高度与宽度的比值不应高于3;在建筑结构受地震力的影响时,建筑结构的柱端钢筋外围的保护层首先出现碎落问题,如果建筑楼柱外围的箍筋数量不足,对楼柱的约束效果便会受到影响,此时在地震力的作用下,楼柱内的纵筋便会呈现出向外彭曲的变化,楼柱柱端会受到严重的破坏。为此在对钢筋混凝土框架结构建筑物的建筑进行设计时,一定要根据《抗震规范》中的基本要求,对框架柱的箍筋进行合理化的设计,以确保框架结构设计的建筑物的质量。
3.4 钢筋混凝土保护层的解决对策
混凝土保护层的厚度决定了钢筋受保护的程度,同时也会影响构件的耐久性,也就是说钢筋和构件的使用效果是否能达到预期效果的程度,关键就在于混凝土保护层的厚度。为了保证钢筋和构件的使用效果,要注意以下几点:
(1)正确处理构件内各类钢筋的相互关系,根据相关规定,以钢筋的正确位置为依据,确定构件内钢筋的保护层厚度、构件的有效截面高度以及梁柱内箍筋的保护层厚度和正确位置
(2)要根据不同的地域和季节条件,为构件设置不同的保护层厚度。
结束语
本文从简单易懂的角度切入,对建筑框架结构设计中所需注意的问题进行了初步分类,对各种情况的问题分别进行了分析并简单的提出了解决问题的方式和方法,适合作为未入行和初入行者对建筑框架结构设计学习的参考。希望本文可以给年轻的设计工作者带来一些启发,在框架结构设计工作中更上一层楼。
参考文献
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[3]蒋新梅.论高层建筑结构设计之常见问题的分析[J].四川建材,2009,(02).
论文作者:李晓光
论文发表刊物:《基层建设》2017年第34期
论文发表时间:2018/4/3
标签:保护层论文; 钢筋论文; 框架结构论文; 混凝土论文; 建筑论文; 构件论文; 截面论文; 《基层建设》2017年第34期论文;