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摘要:近我国建筑行业对我国经济的发展做出了巨大贡献,那么在新的形势下,建筑工程所面临的问题越来越多,施工企业的压力也越来也越大,结构设计的合理性、科学性对于建筑物的整体质量来说至关重要。为了能够达到设计标准,保障建筑质量。在进行设计的过程中,必须要严格的遵循结构设计的原则,对其结构设计进行重视,确保建筑结构不仅能够满足建筑的质量要求,同时还要确保建筑外形的美观,为人们打造一个舒适、安全的生活和居住环境。
关键词:多层框架;建筑结构;设计要点
一、建筑框架结构设计遵循的原则
(一)、坚持多道防线原则,降低结构风险
多层防线,必然比单层防线更加可靠牢固。进行框架结构设计的时候,也需要坚持多道防线原则,在突发情况发生时,多重结构同时抵御外来的压力,彼此相互补充,共同支撑,必然能够起到很好的稳定效果,简单的说,一个重物从高处坠楼,在经过了多重阻碍之后,其冲力和作用力必然会消弱很多,但是一重阻碍都没有,那么这个作用力非常大,必然会建筑物结构造成大规模的损害,后果不堪设想。
(二)、坚持结构合为一体原则,保证结构整体性
一座成功的建筑物,其框架结构必然是一个整体,这种结构中不存在关节,也局势能够快而有效的将外力消除,最大限度的减少外力对建筑物的冲击,这个原则的有效的实施,要求设计中要注意消除关节,保障外力畅通无阻被转移。基于以上三个原则,设计者能够更好的实现合为一体的原则,也可以说坚持不懈的贯彻以上三个原则,就是为了能够达到设计的整体性,设计人员应该最大限度的保障部件的平衡性以及静态性,那么在巨大的外力来临时,结构就能够恢复到原来的静态,这样就能够保障建筑物的相对稳定性,也就达到了设计的目的。
二、多层框架建筑结构设计要点分析
(一)、结构设计
1、确定计算简图,统计荷载
确定一榀框架计算简图,包括柱间距、柱和梁的截面尺寸等信息。根据计算简图,统计各项荷载,包括屋面、标准层楼面、标准层楼面走廊、梁自重、厕所自重、楼梯自重、各层梁柱自重、墙体(内墙和外墙)自重等。
2、水平地震作用下侧移验算
计算梁线刚度、柱线刚度和侧移刚度D 值。根据抗震规范,进行水平地震作用的各层地震剪力验算。为防止框架结构中的非结构构件在多遇地震作用下出现严重破坏,进行水平地震作用下各层的层间位移验算(按弹性方法计算)。应用D 值法,进行水平地震作用下框架的内力计算,包括柱端(边柱和中柱)弯矩、剪力及轴力的计算,梁端弯矩、剪力的计算。
3、风荷载计算
根据《建筑结构荷载规范》,将风荷载换算成作用于框架每层节点上的集中荷载,计算各层受到的风荷载。在风荷载作用下,计算各层受到的剪力及弹性层间位移,进行风荷载作用下的侧移验算。应用D 值法,进行风荷载作用下框架的内力计算,包括柱端(边柱和中柱)弯矩、剪力及轴力的计算,梁端弯矩、剪力的计算。
(二)、多层框架建筑结构的地基基础设计要点
在进行多层框架建筑结构地基基础设计时,设计人员首先要对工程地质报告进行认真的分析,根据工程的实际情况,在满足地基变形及承载力的要求下,尽量利用天然地基上的浅基础。设计人员确定地基持力层时,要对地基基础及上部结构进行全面分析,并对土层物理力学性质、建筑结构类型、建筑体型、荷载大小、地下水等各种因素进行全面分析,确保设计的地基基础满足施工需求。一般情况下,多层框架建筑结构会采用独立基础或者条形基础,在进行基础设计时,设计人员首先要根据地基承载力及变形,将基础底面尺寸计算出来,然后再将基础截面计算出来,设计人员在计算基础底面尺寸时,要对覆土重力、地面以下基础等进行分析。在进行多层框架建筑结构地基基础设计时,设计人员还要根据工程地质报告,选用合理的方法对地基进行处理,从而确保地基满足施工需求。
(三)、多层框架建筑结构抗震设计要点
为满足建筑结构的抗震要求,在进行多层框架建筑结构设计时,设计人员要保证梁的刚度取值准确、客观,如果取值无法确定时,要尽量取比较大的值,避免梁的刚度过小,在垂直荷载下,梁端负弯矩计算结果比实际值大,从而增大了梁端负弯矩配筋量,使得抗弯安全储备偏高,在地震作用下,就会引起一些不安全因素。对于梁端负筋,在设计过程中,设计人员要尽量取小的负筋计算值,这样才能为梁端塑性铰的及时出现提供保障。在进行设计时,设计人员要保证梁端负筋配置量低于需求量,或者正好等于需求量,并适当的放宽跨中配筋,对于多层框架建筑结构,为方便施工,设计人员可以将配筋相差在5% 以内的梁设置成一种配筋。同时在进行施工时,要特别注意,如果施工需要改变材料,要注重对梁铰负筋进行密切的关注,避免因材料的改变,从而引起配置量的改变。
三、设计构造中的常见问题及处理措施
(一)、斜截面上的配筋率如何调整
斜截面作为地震灾害发生时候的主要抗压结构部分,起到了非常重要的承载作用,所以在多层建筑框架结构设计中需要满足前面我们提到的强剪弱弯的原理,能满足地震到来时框架横截面对于承载力的要求范围。通常可以采用以下方法来进行: 首先不放大梁端的承重钢筋的分量,加大梁中间对于受重力的钢筋倍数,通常为1. 1 到1. 3 倍之间。最后还可以通过在支座位置不要使用弯曲的钢筋来进行加固,一般可以通过箍筋的办法来加大支座的承重力。
(二)、运用计算机合理演算弯矩之间的调幅
在建筑行业中有相关的政策规定只有在竖向力作用的时候梁端的弯矩才可以进行调幅,水平状态下是不允许进行更改,所以在使用计算机进行演算的时候可以先把竖向负载作用的梁端弯矩做出调整,然后再用水平方位的方法进行数值计算,通常可以选用两种办法来计算,一种是将梁端的一些固定数值调整弯矩,然后再进行相关的力矩之间的分配。
(三)、钢筋正确位置确定
将构件设计断面和各类钢筋交叉关系进行结合后确定,在设计图纸中应提高对构件断面设计的重视,并标注在图纸中;设计单位配合处理好钢筋与预埋管道之间的关系;混凝土浇筑前应对模板标高与平整度认真核查,楼板设置上手标志,为浇筑混凝土提高准确依据。
结束语
随着我国经济的高速发展,建筑行业的发展前景也十分广阔,多层框架结构许多优点,因此被广泛的应用于现代建筑中。虽然,其结构形式看上去比较简单,但是设计时若考虑不周全、不仔细就会出现这样或者那样的错误,因此我们在进行设计时,必须思虑细密,多方面考虑,确保建筑结构设计质量。
参考文献
[1] 曾庆军.多层建筑框架结构设计的要点分析[J].建筑设计管理,2012,(08):142-143.
[2] 马榕.多层建筑结构设计中框架结构的问题与处理[J].城市建筑,2013,(10):110-111.
[3] 梁文香.多层建筑结构设计问题分析[J].建材发展导向,2012,(17):78-79.
关键词:多层框架;建筑结构;设计要点
一、建筑框架结构设计遵循的原则
(一)、坚持多道防线原则,降低结构风险
多层防线,必然比单层防线更加可靠牢固。进行框架结构设计的时候,也需要坚持多道防线原则,在突发情况发生时,多重结构同时抵御外来的压力,彼此相互补充,共同支撑,必然能够起到很好的稳定效果,简单的说,一个重物从高处坠楼,在经过了多重阻碍之后,其冲力和作用力必然会消弱很多,但是一重阻碍都没有,那么这个作用力非常大,必然会建筑物结构造成大规模的损害,后果不堪设想。
(二)、坚持结构合为一体原则,保证结构整体性
一座成功的建筑物,其框架结构必然是一个整体,这种结构中不存在关节,也局势能够快而有效的将外力消除,最大限度的减少外力对建筑物的冲击,这个原则的有效的实施,要求设计中要注意消除关节,保障外力畅通无阻被转移。基于以上三个原则,设计者能够更好的实现合为一体的原则,也可以说坚持不懈的贯彻以上三个原则,就是为了能够达到设计的整体性,设计人员应该最大限度的保障部件的平衡性以及静态性,那么在巨大的外力来临时,结构就能够恢复到原来的静态,这样就能够保障建筑物的相对稳定性,也就达到了设计的目的。
二、多层框架建筑结构设计要点分析
(一)、结构设计
1、确定计算简图,统计荷载
确定一榀框架计算简图,包括柱间距、柱和梁的截面尺寸等信息。根据计算简图,统计各项荷载,包括屋面、标准层楼面、标准层楼面走廊、梁自重、厕所自重、楼梯自重、各层梁柱自重、墙体(内墙和外墙)自重等。
2、水平地震作用下侧移验算
计算梁线刚度、柱线刚度和侧移刚度D 值。根据抗震规范,进行水平地震作用的各层地震剪力验算。为防止框架结构中的非结构构件在多遇地震作用下出现严重破坏,进行水平地震作用下各层的层间位移验算(按弹性方法计算)。应用D 值法,进行水平地震作用下框架的内力计算,包括柱端(边柱和中柱)弯矩、剪力及轴力的计算,梁端弯矩、剪力的计算。
3、风荷载计算
根据《建筑结构荷载规范》,将风荷载换算成作用于框架每层节点上的集中荷载,计算各层受到的风荷载。在风荷载作用下,计算各层受到的剪力及弹性层间位移,进行风荷载作用下的侧移验算。应用D 值法,进行风荷载作用下框架的内力计算,包括柱端(边柱和中柱)弯矩、剪力及轴力的计算,梁端弯矩、剪力的计算。
(二)、多层框架建筑结构的地基基础设计要点
在进行多层框架建筑结构地基基础设计时,设计人员首先要对工程地质报告进行认真的分析,根据工程的实际情况,在满足地基变形及承载力的要求下,尽量利用天然地基上的浅基础。设计人员确定地基持力层时,要对地基基础及上部结构进行全面分析,并对土层物理力学性质、建筑结构类型、建筑体型、荷载大小、地下水等各种因素进行全面分析,确保设计的地基基础满足施工需求。一般情况下,多层框架建筑结构会采用独立基础或者条形基础,在进行基础设计时,设计人员首先要根据地基承载力及变形,将基础底面尺寸计算出来,然后再将基础截面计算出来,设计人员在计算基础底面尺寸时,要对覆土重力、地面以下基础等进行分析。在进行多层框架建筑结构地基基础设计时,设计人员还要根据工程地质报告,选用合理的方法对地基进行处理,从而确保地基满足施工需求。
(三)、多层框架建筑结构抗震设计要点
为满足建筑结构的抗震要求,在进行多层框架建筑结构设计时,设计人员要保证梁的刚度取值准确、客观,如果取值无法确定时,要尽量取比较大的值,避免梁的刚度过小,在垂直荷载下,梁端负弯矩计算结果比实际值大,从而增大了梁端负弯矩配筋量,使得抗弯安全储备偏高,在地震作用下,就会引起一些不安全因素。对于梁端负筋,在设计过程中,设计人员要尽量取小的负筋计算值,这样才能为梁端塑性铰的及时出现提供保障。在进行设计时,设计人员要保证梁端负筋配置量低于需求量,或者正好等于需求量,并适当的放宽跨中配筋,对于多层框架建筑结构,为方便施工,设计人员可以将配筋相差在5% 以内的梁设置成一种配筋。同时在进行施工时,要特别注意,如果施工需要改变材料,要注重对梁铰负筋进行密切的关注,避免因材料的改变,从而引起配置量的改变。
三、设计构造中的常见问题及处理措施
(一)、斜截面上的配筋率如何调整
斜截面作为地震灾害发生时候的主要抗压结构部分,起到了非常重要的承载作用,所以在多层建筑框架结构设计中需要满足前面我们提到的强剪弱弯的原理,能满足地震到来时框架横截面对于承载力的要求范围。通常可以采用以下方法来进行: 首先不放大梁端的承重钢筋的分量,加大梁中间对于受重力的钢筋倍数,通常为1. 1 到1. 3 倍之间。最后还可以通过在支座位置不要使用弯曲的钢筋来进行加固,一般可以通过箍筋的办法来加大支座的承重力。
(二)、运用计算机合理演算弯矩之间的调幅
在建筑行业中有相关的政策规定只有在竖向力作用的时候梁端的弯矩才可以进行调幅,水平状态下是不允许进行更改,所以在使用计算机进行演算的时候可以先把竖向负载作用的梁端弯矩做出调整,然后再用水平方位的方法进行数值计算,通常可以选用两种办法来计算,一种是将梁端的一些固定数值调整弯矩,然后再进行相关的力矩之间的分配。
(三)、钢筋正确位置确定
将构件设计断面和各类钢筋交叉关系进行结合后确定,在设计图纸中应提高对构件断面设计的重视,并标注在图纸中;设计单位配合处理好钢筋与预埋管道之间的关系;混凝土浇筑前应对模板标高与平整度认真核查,楼板设置上手标志,为浇筑混凝土提高准确依据。
结束语
随着我国经济的高速发展,建筑行业的发展前景也十分广阔,多层框架结构许多优点,因此被广泛的应用于现代建筑中。虽然,其结构形式看上去比较简单,但是设计时若考虑不周全、不仔细就会出现这样或者那样的错误,因此我们在进行设计时,必须思虑细密,多方面考虑,确保建筑结构设计质量。
参考文献
[1] 曾庆军.多层建筑框架结构设计的要点分析[J].建筑设计管理,2012,(08):142-143.
[2] 马榕.多层建筑结构设计中框架结构的问题与处理[J].城市建筑,2013,(10):110-111.
[3] 梁文香.多层建筑结构设计问题分析[J].建材发展导向,2012,(17):78-79.