框架结构设计在建筑结构设计中的应用研究论文_刘伟龙

框架结构设计在建筑结构设计中的应用研究论文_刘伟龙

山东大卫国际建筑设计有限公司 山东省济南市 250000

摘要:建筑框架结构科学合理的设计能够最大程度的利用建筑空间,实现平面布局管理,让整个建筑物的设计显得更加具有层次感。因此,建筑框架结构在建筑领域中,直接影响着整个建筑的质量。由于在实际工程施工过程中,建筑单位过于注重建筑物的美观和框架结构的质量,导致施工管理存在问题,使得整个建筑工程质量被影响。

关键词:框架;结构设计;建筑结构设计;应用研究

引言

当前,我国建筑行业进入到了快速发展的阶段。随着人们生活质量的提升,人们对于建筑功能和建筑造型的使用需求变得越来越大,使得人们对建筑结构设计也产生了较高的要求。而建筑的框架结构作为建筑物里面的一个基本结构,能够为人们提供更大的建筑空间。为此,为了合理使用建筑空间,设计师在进行建筑物设计的时候,通常会选择框架结构设计来实现建筑物空间的合理布局。但是在实际设计过程中,还存在着一些问题,导致建筑物的质量受到了严重的影响。所以,本文将对框架结构的相关技术应用进行研究和分析,以此来保证建筑物的质量。

1框架结构设计原则

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[2]。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。

2框架结构的概念和特点

2.1框架结构的概念

在建筑结构中,框架结构主要是以梁和柱的刚接或者铰接来实现建筑物承重结构连成的。因此,梁和柱组成的框架结构能够共同地域水平荷载和竖向荷载,而建筑墙体只是用于实现围墙墙体分割的作用。

2.2框架结构的特点由于框架结构具备造价低廉,使用性能灵活、减轻建筑物自重、提高建筑工程质量等特点,因此,受到了各行各业的关注。同时,框架结构的梁、柱等构建还有利于实现标准化、定型化等设计,有利于缩短建筑工程的施工工期,能够运用现浇混凝土框架技术满足建筑结构的刚性需求和整体性需求,满足梁、柱等截面的多样化设计,有利于实现建筑物空间结构的合理布置。

3框架结构设计的应用

3.1结构计算问题及分析

在框架结构计算过程中,其简图选取计算的正确与否,是影响框架结构计算准确性的重要因素,处理基础梁是其中最为典型的问题之一。在以往的设计中,基础梁的设计只要在基础高度的作用范围内,结构地层高度的计算取自基础顶面与一层楼板顶面之间的高度。此过程中,基础梁设计仅仅针对上部墙体的承载力,其构造与普通梁一致即可。这样使混凝土框架设计不够规范。针对这种设计问题,可以采取从以下两个方面进行改善。(1)配筋和断面可以以原有设计基础进行设计,而截面高度的计算需要以柱中心距的1/12~1/18为标准。计算拉力过程中,要以与纵向钢筋相连接的柱子为基准,柱子所受最大轴力的10%用于拉力计算。同时为了使底层位移和高度计算量减少,设计师要在±0.000以下的适当位置上设计一个基础拉梁。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆将设计的基础拉梁作为高层楼房一层的输入,将基础拉梁顶面到基础顶面的高度作为底层高度计算的标准。(2)选取结构计算参数。第一,周期折减参数的选取,由于填充墙的存在,框架结构的计算刚度要比实际刚度小,实际周期小于计算周期。导致地震作用效应偏小,结构不是很安全。因此,根据填充墙的数量以及材料将取折减参数为0.7~0.9。第二,梁刚度放大参数的选取,利用计算软件时,由于输入的梁模型为矩形截面,没有对由于楼板的存在而增大刚度进行充分考虑,使地震剪力计算结果偏小,结构不安全。因此,在计算过程中,要适当的放大刚度,中梁的放大参数约为2.0,边梁的放大参数约为1.5。

3.2柱的抗震设计

(1)柱截面尺寸:如果剪用力对柱产生较大影响,则能够造成柱的剪切破坏,如果轴压以及平均压应力对柱产生较大的作用,会导致混凝土出现压碎性损害。因此,保证柱截面达到相关要求规定,才能确保柱的延伸性,通常设计为300mm×300mm的柱截面高度与宽度;应当设计超过2的剪跨比,应当设计在3以内的截面高度,如果能够很好的确保剪压比,则就能达到理想的延伸性,所以应当设计3N/mm2以下的柱端截面的平均剪应力。

(2)配置柱的纵向钢筋:配筋应当采用对称设计,为使其延性得到进一步提升,必须要依照相关要求对配筋率进行设计;同时应当依照相关规范对配筋进行有效的连接;钢筋纵向连接的位置上应当的适当将箍筋加密,以免造成纵向钢筋出现压曲情况,影响结构的强度。(3)柱的箍筋:由于地震力持续作用的影响,通常会导致保护柱端钢筋的混凝土层出现碎裂,倘若箍筋的数量不足,能够达到足够的约束力,便可导致纵向钢筋出现膨曲问题,损坏结构的稳定性,所以必须要依照相关要求对箍筋进行科学设计。

3.3装配式混凝土框架结构的优化设计

(1)框架结构中支管接入段设计优化措施。

实际建筑施工中装配式混凝土框架结构中支管接入的角度和高度,随着建筑工程的实际施工情况而变化,因此会对模具的要求比较高。建筑工程建设中,由于各类建筑参数的要求比较高,计算方式也不完全相同,得出的计算结果也会有一定变化,因此,在建筑工程实际建设过程中要在确保工程质量的基础上不断简化模块设计,扩大各类模块的实际应用范围,缩小设计变化,既能提升模块的应用价值,减少模块的设计变动,还能够起到节能减排,节省资源的效果。

(2)优化混凝土框架结构检查井设计。

传统建筑工程建设过程中,装配式混凝土框架结构设计过程中需设计多种多样的介入模块,因此在设计过程中要全面考虑检查井的设计方式以及接入位置,需确保传统砖砌施检查井的实际应用价值以及实用性,但是该设计在实际应用中造作方式较为复杂。现阶段建筑过程中常用的施工方式是根据建筑施工的实际情况不断调整施工方案,充分考虑好砌砖井以及预制井的实际作用,降低施工中混凝土模块的调整和变化,在确保建筑工程质量的基础上尽可能减少预制井建设过程中模具的使用量,以提升建筑工程整体的施工效率。

结束语

为了进一步提升结构设计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,更好的保证结构设计的稳定性,提高建筑工程质量。

参考文献

[1]阎兴华.预应力框架轻板结构设计[J].北京建筑工程学院学报,1987(01):89-99.

[2].《框架轻板建筑结构设计手册》简介[J].武汉建材学院学报,1985(03):284.

[3]杨宗放.单跨部分预应力混凝土现浇多层框架结构设计与工程试点[J].建筑结构,1984(05):30-39.

[4]王金涛,张雏风.框架肋骨(或舱壁)处壳钣内表面纵向应力的理论公式推导[潜艇结构设计计算规则初探(之二)][J].舰船科学技术,1981(09):42-51.

[5]张维嶽,徐培福,赵西安,郝锐坤.高层建筑结构设计中的若干问题[J].建筑结构,1981(01):1-8.

论文作者:刘伟龙

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年4期

论文发表时间:2019/6/20

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