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【摘 要】 在我国建筑市场不断改革发展的今天,人们对自己住房的要求也在不断的提升,这就对我国建筑工程的设计施工的合理性提出了更高的要求。在实际工作中,多层框架住宅结构作为建筑设计中一种常用的结构形式,其结构布置相对比较灵活、传力比较明确、整体抗震性较好,特别是计算机技术以及现代科学技术不断发展的今天,框架结构设计已经实现了电算化发展,广泛应用于各类建筑中,以此切实加快了我国城市化水平,当然也在其发展过程中出现了很多问题有待我们去探讨研究。基于此,本文就将对多层框架房屋结构设计相关问题进行分析探讨。
【关键词】 多层框架;房屋;设计;措施
1、框架结构分类
在多层框架住宅结构的设计过程中,框架结构的分类分为很多种,根据使用材料的不同,可以将框架结构分为混凝土结构、钢结构和钢骨混凝土结构。
1.1、钢筋混凝士框架结构
钢筋混凝土结构由于造价低,取材方便,耐久性能好等诸多优点,在框架结构中的应用特别广泛,整体来说目前鋼筋混凝土结构是我国绝大部分的框架结构。
1.2、钢框架结构
钢框架结构,其自重轻,抗震性好,机械化程度高,施工便捷等优点是钢筋混凝土结构不能比拟的,但是用钢量大,其设计成本颇高,造价与后维修的费用高于混凝土框架。对强度等级要求不是特别严格的建筑结构,采用普通的钢筋混凝土结构就能很好的满足其设计要求,而采用钢框架结构显得大材小用,增加施工成本,不利于提高经济效率。钢框架结构的应用主要是针对工期紧,效率高的抢险工程,其施工流程通常是在工厂进行预制钢梁、钢柱,然后运送到施工的现场再进行组装连接成框架整体。同时不能忽视的一点是钢框架的耐火性较差,其利用的场合比较有局限性,不能像钢筋混凝土结构应用广泛,这也是限制刚框架结构法发展的主要制约因素。虽然目前我国的钢框架应用还不怎么广泛,但是随着我国钢产量的快速增长,品种增多,钢结构的设计与施工技术地不断提高,钢框架的应用仍然具有良好的发展前景。
2、多层框架房屋结构设计要点分析
2.1、独立基础设计荷载取值
独立基础设计荷载选取时要依照《建筑抗震设计规范》中的计算标准。我国钢筋混凝土多层框架房屋结构设计过程中常选取柱下独立基础作为主体结构,在该结构计算中当地基受力范围内不存在软弱黏性土层或钢筋混凝土多层框架房屋结构高度低于25m时,独立基础设计荷载不需要进行抗震力的计算和检验,只需要进行风荷载分析即可。在这种情况下,设计人员要依照混凝土多层框架房屋环境对其外部框架体系进行构建,依照计算标准形成对应计算模型,将风荷载输入到模型体系中,从而确定最终独立基础设计荷载取值。基础顶面上独立基础设计荷载取值,主要由其内角设计值确定,即轴力设计值和弯矩设计值。常规设计中人员经常只选取单一设计值,这种状况非常容易造成设计荷载取值偏小,造成结构安全受到影响。因此,在取值过程中,设计人员要依照具体设计要求及环境状况对轴力设计值和弯矩设计值进行合理选取,进行模拟检验,从本质上提升独立基础设计荷载取值的有效性和准确性。
2.2、基础拉梁设计
基础梁设计过程中要对其基础埋深数据进行全面把握,要保证埋深设计与应力一致,防止影响拉梁稳定性。设计过程中,当基础埋深值较大时要尽量选取短柱基础方案,在其+0.000以下设置基础拉梁位置。在保证符合构造要求的情况下,对基础拉梁结构进行调整,构建梁加固结构,保证钢筋混凝土多层框架房屋结构设计的有效性,具体结构见图1。常规设计中基础拉梁截面中心距可以选取为中心距的1/20左右,高度可以选取为1/12左右,且保证满足最小配筋率。适当情况下还可以对配筋进行叠加,依照结构构造及短柱标高确定配筋叠加数据。
2.3、框架结构问题
在传统钢筋混凝土多层框架房屋结构设计的过程中,设计人员常在框架结构中设置楼电梯小井筒。这种设计在很大程度上影响了框架结构稳定性,对钢筋混凝土多层框架房屋安全质量具有一定的影响。楼电梯小井筒可以造成框架结构地震剪力下降,加大钢筋混凝土多层框架房屋施工难度。在施工过程中,设计人员需要设置隔墙,适当进行开洞、隔缝等,容易造成框架结构刚性受到影响。因此,在框架结构设计时要避免设置楼电梯小井筒,通过钢筋结构代替小井筒,依照框架抗震等级及抗震要求确定框架配筋,构建对应框架结构。在框架钢筋结构中的楼电梯及水箱间进行设置时要对其框架承重进行全而分析,依照墙体承重指标确定该部分结构框架承重系数。
2.4、地下室层数的输入处理
多层框架结构房屋有也设置地下室。由于隔墙少,常采用筏板式基础。在电算时,应将地下室层数和上部结构一起输入,并在总信息中按实际的地下室层数填写。这样,计算地基和基础底板的竖向荷载可以一次形成,并且在抗震计算时,程序会自动对框架底层柱底截面的弯矩设计值乘以增大系数。同时通过对层侧移刚度比的分析比较,还可以正确判断和调整房屋的嵌固位置,并采取相应的抗震构造措施,保证楼板有必要的厚度和最小配筋率等等;当结构表现为竖向不规侧时,不仅要验算薄弱层,而且还要对薄弱层的地震剪力乘以1.15的增大系数。
2.5、结构计算中几个重要参数的合理选取
通常情况下,结构抗震等级选取时要与钢筋混凝土多层框架房屋结构环境及功用一致。常规民用住宅、办公楼等建筑主要为丙类抗震设防等级。交通、消防、医疗机构等建筑主要为乙类抗震设防等级或甲类设防等级。计算机的计算结果主要是结构的自振周期、楼层地震剪力系数、楼层弹性层间位移和弹塑性变形验算时楼层的弹塑性层间位移、楼层的侧向刚度比、振型参与质量系数、墙和柱的轴压比及墙、柱、梁和板的配筋、底层墙和柱底部截面的内力设计值、框架——抗震墙结构抗震墙承受的地震倾覆力矩与总地震倾覆力矩的比值。超筋超限信息等等。为了分析判断计算机计算结果是否合理,结构设计计算时,除了有合理的结构方案、正确的结构计算简图外,正确填写抗震设防烈度和场地类别,合理选取电算程序总信息中的其他各项参数也是十分重要的。
总而言之,在我国建筑行业不断发展的今天,多层框架结构凭借其自身的很多优点已经被广泛的应用于现代建筑中。但是在具体工作中,虽然多层框架结构形式看上去比较简单,但是对于其具体的设计过程中,一旦考虑不周全、不仔细就会出现很多的错误,以此给建筑工程的建设造成不良的影响。这就要求我们在以后的过程中,相关人员在进行设计时,必须针对可能出现的问题进行逐一的落实研究,不断优化设计技术,以此最终确保建筑结构设计的质量安全。
参考文献:
[1]张伟.多层框架房屋结构设计关键问题研究[J].山西科技,2012,05:33-34.
[2]范锦芳.多层框架结构设计的设计探讨[A].《建筑科技与管理》组委会.2014年5月建筑科技与管理学术交流会论文集[C].《建筑科技与管理》组委会:,2014:2.
[3]孙晓宁,岳龙龙.多层框架结构设计中存在的问题分析[A].《建筑科技与管理》组委会.2014年2月建筑科技与管理学术交流会论文集[C].《建筑科技与管理》组委会:,2014:2.
[4]赵庆文,张佩云.钢筋混凝土多层框架房屋结构设计探讨[A].《建筑科技与管理》组委会.2014年6月建筑科技与管理学术交流会论文集[C].《建筑科技与管理》组委会:,2014:2.
[5]廖俊涛,陈伟.多层框架住宅结构设计的注意事项探讨[J].中国新技术新产品,2014,06:27-28.
【关键词】 多层框架;房屋;设计;措施
1、框架结构分类
在多层框架住宅结构的设计过程中,框架结构的分类分为很多种,根据使用材料的不同,可以将框架结构分为混凝土结构、钢结构和钢骨混凝土结构。
1.1、钢筋混凝士框架结构
钢筋混凝土结构由于造价低,取材方便,耐久性能好等诸多优点,在框架结构中的应用特别广泛,整体来说目前鋼筋混凝土结构是我国绝大部分的框架结构。
1.2、钢框架结构
钢框架结构,其自重轻,抗震性好,机械化程度高,施工便捷等优点是钢筋混凝土结构不能比拟的,但是用钢量大,其设计成本颇高,造价与后维修的费用高于混凝土框架。对强度等级要求不是特别严格的建筑结构,采用普通的钢筋混凝土结构就能很好的满足其设计要求,而采用钢框架结构显得大材小用,增加施工成本,不利于提高经济效率。钢框架结构的应用主要是针对工期紧,效率高的抢险工程,其施工流程通常是在工厂进行预制钢梁、钢柱,然后运送到施工的现场再进行组装连接成框架整体。同时不能忽视的一点是钢框架的耐火性较差,其利用的场合比较有局限性,不能像钢筋混凝土结构应用广泛,这也是限制刚框架结构法发展的主要制约因素。虽然目前我国的钢框架应用还不怎么广泛,但是随着我国钢产量的快速增长,品种增多,钢结构的设计与施工技术地不断提高,钢框架的应用仍然具有良好的发展前景。
2、多层框架房屋结构设计要点分析
2.1、独立基础设计荷载取值
独立基础设计荷载选取时要依照《建筑抗震设计规范》中的计算标准。我国钢筋混凝土多层框架房屋结构设计过程中常选取柱下独立基础作为主体结构,在该结构计算中当地基受力范围内不存在软弱黏性土层或钢筋混凝土多层框架房屋结构高度低于25m时,独立基础设计荷载不需要进行抗震力的计算和检验,只需要进行风荷载分析即可。在这种情况下,设计人员要依照混凝土多层框架房屋环境对其外部框架体系进行构建,依照计算标准形成对应计算模型,将风荷载输入到模型体系中,从而确定最终独立基础设计荷载取值。基础顶面上独立基础设计荷载取值,主要由其内角设计值确定,即轴力设计值和弯矩设计值。常规设计中人员经常只选取单一设计值,这种状况非常容易造成设计荷载取值偏小,造成结构安全受到影响。因此,在取值过程中,设计人员要依照具体设计要求及环境状况对轴力设计值和弯矩设计值进行合理选取,进行模拟检验,从本质上提升独立基础设计荷载取值的有效性和准确性。
2.2、基础拉梁设计
基础梁设计过程中要对其基础埋深数据进行全面把握,要保证埋深设计与应力一致,防止影响拉梁稳定性。设计过程中,当基础埋深值较大时要尽量选取短柱基础方案,在其+0.000以下设置基础拉梁位置。在保证符合构造要求的情况下,对基础拉梁结构进行调整,构建梁加固结构,保证钢筋混凝土多层框架房屋结构设计的有效性,具体结构见图1。常规设计中基础拉梁截面中心距可以选取为中心距的1/20左右,高度可以选取为1/12左右,且保证满足最小配筋率。适当情况下还可以对配筋进行叠加,依照结构构造及短柱标高确定配筋叠加数据。
2.3、框架结构问题
在传统钢筋混凝土多层框架房屋结构设计的过程中,设计人员常在框架结构中设置楼电梯小井筒。这种设计在很大程度上影响了框架结构稳定性,对钢筋混凝土多层框架房屋安全质量具有一定的影响。楼电梯小井筒可以造成框架结构地震剪力下降,加大钢筋混凝土多层框架房屋施工难度。在施工过程中,设计人员需要设置隔墙,适当进行开洞、隔缝等,容易造成框架结构刚性受到影响。因此,在框架结构设计时要避免设置楼电梯小井筒,通过钢筋结构代替小井筒,依照框架抗震等级及抗震要求确定框架配筋,构建对应框架结构。在框架钢筋结构中的楼电梯及水箱间进行设置时要对其框架承重进行全而分析,依照墙体承重指标确定该部分结构框架承重系数。
2.4、地下室层数的输入处理
多层框架结构房屋有也设置地下室。由于隔墙少,常采用筏板式基础。在电算时,应将地下室层数和上部结构一起输入,并在总信息中按实际的地下室层数填写。这样,计算地基和基础底板的竖向荷载可以一次形成,并且在抗震计算时,程序会自动对框架底层柱底截面的弯矩设计值乘以增大系数。同时通过对层侧移刚度比的分析比较,还可以正确判断和调整房屋的嵌固位置,并采取相应的抗震构造措施,保证楼板有必要的厚度和最小配筋率等等;当结构表现为竖向不规侧时,不仅要验算薄弱层,而且还要对薄弱层的地震剪力乘以1.15的增大系数。
2.5、结构计算中几个重要参数的合理选取
通常情况下,结构抗震等级选取时要与钢筋混凝土多层框架房屋结构环境及功用一致。常规民用住宅、办公楼等建筑主要为丙类抗震设防等级。交通、消防、医疗机构等建筑主要为乙类抗震设防等级或甲类设防等级。计算机的计算结果主要是结构的自振周期、楼层地震剪力系数、楼层弹性层间位移和弹塑性变形验算时楼层的弹塑性层间位移、楼层的侧向刚度比、振型参与质量系数、墙和柱的轴压比及墙、柱、梁和板的配筋、底层墙和柱底部截面的内力设计值、框架——抗震墙结构抗震墙承受的地震倾覆力矩与总地震倾覆力矩的比值。超筋超限信息等等。为了分析判断计算机计算结果是否合理,结构设计计算时,除了有合理的结构方案、正确的结构计算简图外,正确填写抗震设防烈度和场地类别,合理选取电算程序总信息中的其他各项参数也是十分重要的。
总而言之,在我国建筑行业不断发展的今天,多层框架结构凭借其自身的很多优点已经被广泛的应用于现代建筑中。但是在具体工作中,虽然多层框架结构形式看上去比较简单,但是对于其具体的设计过程中,一旦考虑不周全、不仔细就会出现很多的错误,以此给建筑工程的建设造成不良的影响。这就要求我们在以后的过程中,相关人员在进行设计时,必须针对可能出现的问题进行逐一的落实研究,不断优化设计技术,以此最终确保建筑结构设计的质量安全。
参考文献:
[1]张伟.多层框架房屋结构设计关键问题研究[J].山西科技,2012,05:33-34.
[2]范锦芳.多层框架结构设计的设计探讨[A].《建筑科技与管理》组委会.2014年5月建筑科技与管理学术交流会论文集[C].《建筑科技与管理》组委会:,2014:2.
[3]孙晓宁,岳龙龙.多层框架结构设计中存在的问题分析[A].《建筑科技与管理》组委会.2014年2月建筑科技与管理学术交流会论文集[C].《建筑科技与管理》组委会:,2014:2.
[4]赵庆文,张佩云.钢筋混凝土多层框架房屋结构设计探讨[A].《建筑科技与管理》组委会.2014年6月建筑科技与管理学术交流会论文集[C].《建筑科技与管理》组委会:,2014:2.
[5]廖俊涛,陈伟.多层框架住宅结构设计的注意事项探讨[J].中国新技术新产品,2014,06:27-28.