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摘要:建筑工程施工的过程中,建筑结构是具有非常强的多样性的,在众多的结构当中,框架结构就是非常重要的一种,框架结构的构造和设计对建筑工程的质量而言都是非常重要的,如果其中的一个环节出现了问题,就会使得建筑工程的质量受到非常大的影响,因此在工程建设的过程中,必须要对其予以高度的重视,本文主要分析了建筑工程中框架结构构造与设计,以供参考和借鉴。
关键词:建筑工程;框架结构;构造;设计
在建筑工程当中,框架体系是多种多样的,不同的分类在构造和设计的原则上也体现出了比较大的不同,所以在实际的工作中,技术人员必须要对不同的结构体系予以正确的区分,只有这样,才能更好的保证结构自身的设计质量和水平。所以在整个工程规划和建设的过程中,相关的施工人员必须要对设计工作予以重视,在高层建筑当中更要对设计予以重视,因为它在实际的应用中对抗震性有着非常高的要求,所以在设计工作中必须要采取有效的措施保证其抗震性能。
一、建筑工程中框架结构体系
框架结构体系是以由梁、柱组成的框架作为竖向承重和抵抗水平作用的结构体系。框架结构是由梁和柱连接而成,梁、柱连接处一般为刚性连接,也可为铰接连接。当为铰接连接时通常称之为排架结构,排架结构多用于工业建筑的厂房。框架结构分类:框架结构按施工方法的不同,分为全现浇式框架。全现浇式框架的承重构件梁、板、柱等均在现场绑扎、支模、浇筑、养护而成,其整体性和抗震性都非常好。缺点是现场工程量大,模板耗费多,工期较长。半现浇式框架。半现浇式框架指梁、柱为现浇,板为预制的结构形式。由于楼板采用预制,因此减少了混凝土的浇筑量,节约了模板,降低了成本,但其整体性及抗震性能不如全现浇式框架,应用比较少。装配式框架。这种框架的构件由构件预制厂预制,在现场进行焊接装配,具有节约模板、工期短、便于机械化生产、改善劳动条件等优点。但其构件的预埋件多,用钢量大,房屋整体性差,不利于抗震,因此在抗震设防地区不宜采用。装配整体式框架。装配整体式框架兼有现浇式和装配式框架的一些优点,应用较为广泛但节点处现场浇筑混凝土施工复杂。框架结构按承重方式可分为:全框架结构。全框架结构具有较好的整体性和抗震性。
二、建筑工程中框架结构设计
框架结构是建筑工程最为使用的一种结构,在对其进行时,既要考虑到建筑框架结构设计规范,同时还应该考虑到建筑自身的要求,尤其是抗震性的要求,其具体的设计内容如下:
1、框架柱设计
在框架柱的设计工作中必须要按照以下几个原则操作。首先,柱网设计是非常重要的一个环节,在设计柱网的时候,设计人员一定要充分考虑到设计规范上的要求,如果是针对民用建筑的柱网,在设计的时候一定要考虑到隔墙的设计,二者一定要相互配合,相互协调,否则结构的整体性和美观性就会遭到破坏,一般情况下是将框架柱设置在横墙和纵墙交叉处,这样设置主要是为了防止框架柱会对建筑工程的正常使用产生非常不利的影响。其次是在设计的过程中,一方面是要保证柱网的平整度和整齐度,此外还要注重柱网设置的规则性,柱网之间的距离设定一定要更加的合理,对结构整体的传力系统也要进行详细的分析,这样才能保证柱网受力的科学性和合理性,这是由于框架网在一般情况下会受到水平和垂直两个方向的作用力,水平方向的力主要是框架网自身产生的,因此在设计的时候需要着重注意主轴受力的控制,此外还要对梁的跨度予以充分的控制,这样才能有效的降低其对柱网尺寸所产生的不良影响。在很多工程建设的过程中,梁的跨度必须要控制在8米以内,最后一点就是在柱网设计的时候,一定要体现出良好的便捷性,如果设计方案比较麻烦就会影响到施工的效率,此外还会给施工人员造成很大的麻烦,因此在施工的过程中一定要采取有效的措施将构件的规格控制在最小的水平,对梁板的设计也要实现简化。
2、梁格设计
首先,横向框架承重体系,这种设计方案因为横向是承重体系,所以横向需要设计承重梁,而纵向应该进行连系梁的设计,一般情况下,建筑中的横向框架的位置都比较短,而且跨数非常少,主体框架梁在进行设计时,应该顺着横向方向进行设计,在设计的同时,要一定程度的加大梁截面,这对抗侧刚度的提高有一定的作用,而建筑中的纵向框架的位置相对比较长,而且的跨数非常多,刚度很大,上述这种横向框架承重体系的设计方案,比较合理,可以使建筑横向与纵向的刚度基本上保持一致,进而使得整个建筑结构趋向合理,所以没有特别情况,梁格设计方案都会选择此种方案;其次,纵向框架承重方案,这种方案与前者有比较大差异,其纵向方向上是承重梁,而横向方向上是连系梁,这种方案具有明显的缺陷,即抗侧刚度比较差;最后,纵横向框架共同承重方案。纵横向框架共同承重方案是在纵横两个方向上均需设计框架承重梁以承受楼面荷载。纵横向框架共同承重方案具有较好的整体工作性能,框架柱均为双向偏心受压构件,为空间受力体系,因此,也称之为空间框架。该方案应用较广泛。
3、框架结构适用高度设计
按照多个来自于国内外的震害调查和工程的实践经验,为了可以更好的保证结构的安全性和经济性,多层和高层的混凝土建筑最好不要过高,如果结构受到了水平荷载的作用,框架的变形或者是弯矩通常都和框架的层数有非常大的关联,框架层数越多,水平位移量就越大,如果建筑的层数不断增多,框架结构内部的内力也会随之增加,如果建筑的层数超过了其极限的时候,因为水平荷载作用而产生的内力也会超出正常水平很多,这个时候,影响设计质量的就是水平的荷载,纵向荷载已经没有了其应有的作用,框架结构的优势也就无法得到充分的体现,一般是建筑的楼层越多,其自身的稳定性也就越差。如果站在强度的角度去衡量,因为建筑层数和高度都在不断的增加,所以两个方向的作用力都在增加,所以如果建筑的高度超过了极限值的时候,框架内部就会产生非常大的内力。如果站在刚度的角度去分析,建筑的高度在不断增加的时候,水平的荷载作用会使得框架结构的柔性更大,在施工的过程中,水平位移也就成了十分关键的一个控制因素。
三、结语
综上所述,可知框架结构因其自身具备非常好的优势,所以被大量的应用在各类建筑类型中,尤其是民用建筑中,其主要的优势如下:首先,传力明确,不会受到横向或者纵向干扰,其次,可以随意布置,十分灵活方便,这对整个建筑工程来说,其优势也十分明显,最后,其抗震性能非常高,因此非常适合应用在高层建筑中,在城市繁华地带的高层商业建筑中,也适合应用。
参考文献:
[1] 徐琎,吴开成,庄一舟,朱晗迓.某展厅框架结构裂缝的有限元分析[J].低温建筑技术.2004(05)
[2] 田洁,王克成.框架结构和半无限地基系统的动力相互作用问题研究[J].西北建筑工程学院学报(自然科学版).1999(01)
[3] 胡建眭.浅谈框架结构局部多层整体施工工艺[J].黑龙江科技信息.2013(36)
[4] 俞盛锷.框架结构的整体稳定计算[J].化工设计.2000(04)
关键词:建筑工程;框架结构;构造;设计
在建筑工程当中,框架体系是多种多样的,不同的分类在构造和设计的原则上也体现出了比较大的不同,所以在实际的工作中,技术人员必须要对不同的结构体系予以正确的区分,只有这样,才能更好的保证结构自身的设计质量和水平。所以在整个工程规划和建设的过程中,相关的施工人员必须要对设计工作予以重视,在高层建筑当中更要对设计予以重视,因为它在实际的应用中对抗震性有着非常高的要求,所以在设计工作中必须要采取有效的措施保证其抗震性能。
一、建筑工程中框架结构体系
框架结构体系是以由梁、柱组成的框架作为竖向承重和抵抗水平作用的结构体系。框架结构是由梁和柱连接而成,梁、柱连接处一般为刚性连接,也可为铰接连接。当为铰接连接时通常称之为排架结构,排架结构多用于工业建筑的厂房。框架结构分类:框架结构按施工方法的不同,分为全现浇式框架。全现浇式框架的承重构件梁、板、柱等均在现场绑扎、支模、浇筑、养护而成,其整体性和抗震性都非常好。缺点是现场工程量大,模板耗费多,工期较长。半现浇式框架。半现浇式框架指梁、柱为现浇,板为预制的结构形式。由于楼板采用预制,因此减少了混凝土的浇筑量,节约了模板,降低了成本,但其整体性及抗震性能不如全现浇式框架,应用比较少。装配式框架。这种框架的构件由构件预制厂预制,在现场进行焊接装配,具有节约模板、工期短、便于机械化生产、改善劳动条件等优点。但其构件的预埋件多,用钢量大,房屋整体性差,不利于抗震,因此在抗震设防地区不宜采用。装配整体式框架。装配整体式框架兼有现浇式和装配式框架的一些优点,应用较为广泛但节点处现场浇筑混凝土施工复杂。框架结构按承重方式可分为:全框架结构。全框架结构具有较好的整体性和抗震性。
二、建筑工程中框架结构设计
框架结构是建筑工程最为使用的一种结构,在对其进行时,既要考虑到建筑框架结构设计规范,同时还应该考虑到建筑自身的要求,尤其是抗震性的要求,其具体的设计内容如下:
1、框架柱设计
在框架柱的设计工作中必须要按照以下几个原则操作。首先,柱网设计是非常重要的一个环节,在设计柱网的时候,设计人员一定要充分考虑到设计规范上的要求,如果是针对民用建筑的柱网,在设计的时候一定要考虑到隔墙的设计,二者一定要相互配合,相互协调,否则结构的整体性和美观性就会遭到破坏,一般情况下是将框架柱设置在横墙和纵墙交叉处,这样设置主要是为了防止框架柱会对建筑工程的正常使用产生非常不利的影响。其次是在设计的过程中,一方面是要保证柱网的平整度和整齐度,此外还要注重柱网设置的规则性,柱网之间的距离设定一定要更加的合理,对结构整体的传力系统也要进行详细的分析,这样才能保证柱网受力的科学性和合理性,这是由于框架网在一般情况下会受到水平和垂直两个方向的作用力,水平方向的力主要是框架网自身产生的,因此在设计的时候需要着重注意主轴受力的控制,此外还要对梁的跨度予以充分的控制,这样才能有效的降低其对柱网尺寸所产生的不良影响。在很多工程建设的过程中,梁的跨度必须要控制在8米以内,最后一点就是在柱网设计的时候,一定要体现出良好的便捷性,如果设计方案比较麻烦就会影响到施工的效率,此外还会给施工人员造成很大的麻烦,因此在施工的过程中一定要采取有效的措施将构件的规格控制在最小的水平,对梁板的设计也要实现简化。
2、梁格设计
首先,横向框架承重体系,这种设计方案因为横向是承重体系,所以横向需要设计承重梁,而纵向应该进行连系梁的设计,一般情况下,建筑中的横向框架的位置都比较短,而且跨数非常少,主体框架梁在进行设计时,应该顺着横向方向进行设计,在设计的同时,要一定程度的加大梁截面,这对抗侧刚度的提高有一定的作用,而建筑中的纵向框架的位置相对比较长,而且的跨数非常多,刚度很大,上述这种横向框架承重体系的设计方案,比较合理,可以使建筑横向与纵向的刚度基本上保持一致,进而使得整个建筑结构趋向合理,所以没有特别情况,梁格设计方案都会选择此种方案;其次,纵向框架承重方案,这种方案与前者有比较大差异,其纵向方向上是承重梁,而横向方向上是连系梁,这种方案具有明显的缺陷,即抗侧刚度比较差;最后,纵横向框架共同承重方案。纵横向框架共同承重方案是在纵横两个方向上均需设计框架承重梁以承受楼面荷载。纵横向框架共同承重方案具有较好的整体工作性能,框架柱均为双向偏心受压构件,为空间受力体系,因此,也称之为空间框架。该方案应用较广泛。
3、框架结构适用高度设计
按照多个来自于国内外的震害调查和工程的实践经验,为了可以更好的保证结构的安全性和经济性,多层和高层的混凝土建筑最好不要过高,如果结构受到了水平荷载的作用,框架的变形或者是弯矩通常都和框架的层数有非常大的关联,框架层数越多,水平位移量就越大,如果建筑的层数不断增多,框架结构内部的内力也会随之增加,如果建筑的层数超过了其极限的时候,因为水平荷载作用而产生的内力也会超出正常水平很多,这个时候,影响设计质量的就是水平的荷载,纵向荷载已经没有了其应有的作用,框架结构的优势也就无法得到充分的体现,一般是建筑的楼层越多,其自身的稳定性也就越差。如果站在强度的角度去衡量,因为建筑层数和高度都在不断的增加,所以两个方向的作用力都在增加,所以如果建筑的高度超过了极限值的时候,框架内部就会产生非常大的内力。如果站在刚度的角度去分析,建筑的高度在不断增加的时候,水平的荷载作用会使得框架结构的柔性更大,在施工的过程中,水平位移也就成了十分关键的一个控制因素。
三、结语
综上所述,可知框架结构因其自身具备非常好的优势,所以被大量的应用在各类建筑类型中,尤其是民用建筑中,其主要的优势如下:首先,传力明确,不会受到横向或者纵向干扰,其次,可以随意布置,十分灵活方便,这对整个建筑工程来说,其优势也十分明显,最后,其抗震性能非常高,因此非常适合应用在高层建筑中,在城市繁华地带的高层商业建筑中,也适合应用。
参考文献:
[1] 徐琎,吴开成,庄一舟,朱晗迓.某展厅框架结构裂缝的有限元分析[J].低温建筑技术.2004(05)
[2] 田洁,王克成.框架结构和半无限地基系统的动力相互作用问题研究[J].西北建筑工程学院学报(自然科学版).1999(01)
[3] 胡建眭.浅谈框架结构局部多层整体施工工艺[J].黑龙江科技信息.2013(36)
[4] 俞盛锷.框架结构的整体稳定计算[J].化工设计.2000(04)