关键词:房屋建筑;钢筋混凝土;框架结构
引言
19 世纪下半期开始,钢筋混凝土作为结构材料在工业文明的潮流下广泛得到应用,并且因为其本身的材料特性优于其他结构材料而在房屋建筑和土木工程中也得到空前的应用和发展,而后相继在材料、设计方法、制作工艺、施工技术等方面也大显身手。目前,随着我国经济的飞速发展,城市面貌日新月异,一栋栋高楼大厦拔地而起。混凝土也已经成为我国工程建设中最主要的结构材料之一。
一、关于结构设计的关键点
1.横向的力,此时成为结构设计最关心的内容
对于低层的建筑来讲,往往是以重力为代表的竖向荷载控制着钢筋混凝土结构设计汀日是对于小高层来讲,虽然竖向的力还是会对构造等产生一定的作用,不过此时横向的力成为最关键的要素。针对一个特定的项目来讲,其竖向力可以看成是一定的,但是横向的力,像是地震影响等,它是会由于动力的改变而出现一定的改变的。
2.要切实关注其轴向的形变现象
对于采用框架体系或框架一剪力墙体系的小高层住宅,框架中柱的轴压应力往往大于边柱的轴压应力,这就使得中柱的轴向压缩变形大于边柱的轴向压缩变形。如果建筑高度很高的话,这种变形就会高到一定的程度,它等同于连续梁的中心的支座出现了下沉现象,使连续梁中间支座处的负弯矩值减小,跨中正弯矩值和端支座负弯矩值增大。
3.更多的关注侧移
低层的建筑不一样的是,侧移目前己经成为了构造设计的时候要认真的关注的事项。由于建筑的高度不断的增加,横向力的影响下的构造侧移形变不断的变强,结构的顶点侧移一般与房屋高度H的四次力一成正比。对于小高层来说,规定构造的强度非常高,同时还要确保其有着充足的抗侧移的水平,确保横向力状态中的侧移现象得以控制。卞要有如下几点:第一,如果侧移太多的话,会让人产生一种不是很舒适的感觉,使得建筑无法有序的使用。第二,太多的侧移会导致墙体等出现缝隙,同时还会导致电梯的轨道受到影响,进而导致其无法合理的运作。第二,太多的侧移会出现附加力,有时候其融合到一起,还会导致塌陷等问题出现。
二、框架柱设计的几个问题
1.电梯井的问题
由于在地震作用下高层框架结构的位移较难控制,而多层框架结构的位移控制要比其容易许多,故对于多层的钢筋混凝土框架结构电梯井,完全可以采用框架加填充墙形式,只是这时应加密填充墙构造柱,且应注意加强电梯井周围的框架梁柱的配筋,因其刚度影响在计算中无法反映出来。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆若要将电梯井做成钢筋混凝土形式,由于井筒会吸收较大地震力,相应减少框架部分吸收的地震力,则框架部分偏于不安全,且井筒基础设计也较为困难,故应对整个结构按有无钢筋混凝土井筒分别计算,取最不利结果配筋,且对井筒墙壁采取做薄墙厚、构造配筋、开竖缝、开计算洞等办法来弱化电梯井刚度。这样的墙体布置,在地震作用下不至于由于电梯井筒的破坏,而导致结构整体丧失稳定性。
2.框架柱配筋的调整
框架柱的配筋率一般都很低,有时电算结果为构造配筋,但是实际工程中均不会按此配筋。因为在地震作用下的框架柱,特别是角柱,所受的扭转剪力最大,同时又受双向弯矩作用,而横梁的约束又较小,工作状态下处于双向偏心受压状态,所以其震害严重于内柱。对于质量分布不均匀的框架结构尤为明显。为了满足框架柱在多种内力组合下的强度要求,在配筋计算时应注意:选择最不利的方向分别进行框架计算,也可对两个方向均进行计算后取较大方向的配筋,并采用对称配筋;控制柱的单边方向纵筋的最少根数;将构造配筋的框架柱的配筋适当放大。
3.框架柱的计算长度
为了增加房屋底部的整体性,减少位移,有时在±0.000mm附近设置基础连系梁。此时底层柱H不应按GB5001022002混凝土结构设计规范规定取用,因为基础连系梁被分成了两部分。如果H值取基础连系梁顶面到一层楼盖顶面的高度,显然不合适,因为基础连系梁的设计有时仅为构造设计,无法平衡底部柱脚的弯矩,也无法为上部结构的嵌固部分。理想的做法是:将基础连系梁以下的部分看作底层,柱的H 值取基础顶面到连系梁顶面的高度,而把实际建筑的底层作为第二层考虑,层高H 取连系梁顶面到一层楼面的高度。此时,底层柱的配筋应取基础连系梁顶面和基础顶面中较大的内力进行设计,并且连系梁应按框架梁进行设计。
三、房屋建筑钢筋混凝土框架结构设计措施
根据笔者实践,结合案例来简单阐述下这方面的措施。某小区工程为6-8层钢筋混凝土框架结构体系,按8度抗震设防,场地土类别为Ⅲ类,各建筑单体设计基准期为70年,建筑安全等级为2级,建筑抗震类别为丙类。根据有关要求,柱混凝土强度等级:一~三层为C25,三层以上为C20;楼面为C20,屋面板、为C25密实性混凝土。
1.计算分析。根据工程建筑要求,在房屋建筑结构设计时要考虑建筑结构的强度、刚度、稳定性三个基本指标。我们一般采用弹性设计方法,即在正常使用情况下,建筑结构构件处于弹性受力状态中,结构具有较大的刚度,这一点施工人员要做好这方面的计算分析。
2.防雷主要措施。我们可以采取该工程住宅屋面采用φ12镀锌圆做避雷带,组成不大于20m×20m的网格。所有突出屋面的金属构件均应与避雷带可靠焊接。
这其中引下线利用柱内的两根直径大于φ16的对角主筋通长焊接作为避雷引下线,上端与避雷带连接,下端与地梁两根主筋焊接。
3.梁、柱节点的设计。我们在房屋设计梁柱节点时,通常出现多根梁交叉在一起的现象,主次梁的负弯矩钢筋多层也会叠加在一起,这样会对梁截面截面造成较大的影响。这也是房屋在建时它的成本很难控制的一方面。在此,笔者建议可采取降低次梁底面的标高和降低主梁底面标高的有关措施来加以控制。
四、结束语
钢筋混凝土框架结构虽然相对简单.但设计中仍有很多需要注意的问题,只有熟练地掌握规范.并具有良好的结构概念.才能设计出既安全又经济适用的优秀作品。
参考文献
[1]纪晓蓉.浅析框架结构设计要点[J]. 科技资讯. 2011
[2]姚中玲.高层建筑框架结构设计中应注意的技术问题分析[J]. 黑龙江科技信息. 2011
[3]叶海峰.小高层住宅钢筋混凝土框架结构设计[J].河南科技. 20
论文作者:肖宇
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第13期
论文发表时间:2018/9/29
标签:钢筋混凝土论文; 框架论文; 弯矩论文; 框架结构论文; 井筒论文; 建筑论文; 结构设计论文; 《建筑学研究前沿》2018年第13期论文;