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【摘 要】 在我国建筑工程不断的发展过程中,框架结构一直是我国工业与民用建筑中应用最为广泛的结构形式。实际工作中,主要应用较多的有钢筋混凝土多层框架结构,其主要由于自身具有的结构优势,比如传力相对明确、结构相对灵活、整体性较强,并且抗震能力较强等等,因此被广泛应用于现代建筑中。但是虽然这种结构形式看上去比较简单,但是在具体设计过程中,一旦把握不好,将会出现很多问题。基于此,本文就将对多层框架房屋结构具体设计要点进行分析探讨。
【关键词】 房屋;多层框架;结构设计;措施
1、建筑框架结构的主要分类
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。其中,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,在框架結构中的应用特别广泛,整体来说目前钢筋混凝土结构是我国绝大部分的框架结构;而钢框架结构,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探讨
2.1、基础拉梁层中的模型选取问题
钢筋混凝土多层框架房屋结构设计中要对基础拉梁层模型进行全面分析。只有充分把握好基础拉梁层模型9房屋结构设计才能够达到建设指标。常规基础拉梁设计过程中可以依照计算要求对其楼板进行转化处理,通过TAT或SATWE电算化程序对基础拉梁层数据进行计算,形成对应模型体系。计算中可以将楼板厚度视为0,从其弹性节点着手,进行总刚计算和分析,最终形成科学化基础拉梁层模型。与此同时,设计人员还可以在分析过程中假设楼面刚性状况对其进行预判,依照刚性状况及总刚分析结果对基础拉梁层平面规则状况进行明确,从而提高钢筋混凝土多层框架房屋结构设计效益。
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。
图1梁加固平面结构布置示意图
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、角柱的设计
框架结构的稳定性在多层建筑结构中的稳定性比较突出,但也难免存在缺陷,比如框架结构在水平地震作用下会发生扭转,扭转发生时,各柱节点水平位移不等,在结构内部不同的地方形成受力不等的扭转力矩,并且随着与受力中心的距离的增加,扭转力矩越大,因此距扭转中心较远的角柱剪力很大,当剪力强度超过一定的限度时,会对整体结构造成重大的影响,甚至造成不可修复的损伤,导致建筑坍塌,威胁生命安全,因此在框架结构的设计中,特别是针对多层建筑的框架结构的设计情况。为防止在不可杭拒地自然因素条件下形成结构的过大扭转变形,在结构设计时是应注意时称布置,具体的操作方式可将杭侧力结构设在结构两端,紧靠四面设置,通过平衡外界剪切力,以增大杭扭转惯性矩,保证多层框架结构建筑队稳定性。尽管在角柱的设计过程中,通过数据处理计算得出的计算结果显示,角柱轴压比较小,但这是静载条件下得出的结论,而实际上采用框架结构的建筑面临的客观条件往往属于动载,因此理论与实际的数据值存在着一定的偏差。因此在进行角柱的设计时,要在承载力和变形能力上都应有较多考虑。由于角柱在抗扭过程中作用力非常大,同时在水平力的作用下,角柱轴力的变化幅度也会很大,这样势必要求角柱有较大的变形能力。在设计结构的同时,也要充分考虑这方面的内容,以确保多层框架住宅结构的安全可靠性。
3、结束语
总言之,作为我国建筑结构的重要组成部分,多层框架房屋结构设计效果直接影响着建筑安全效益"影响着建筑使用质量"已经成为人们关注的焦点!结合以往工作经验来看,我国钢筋混凝土多层框架房屋结构起步较晚"设计内容还不完善"框架结构中还存在一些问题"这在很大程度上限制了我国多层框架房屋结构的发展!本文主要从设计具体核心问题着手,分析探讨了多层框架房屋结构的具体设计要点问题,以期提升结构设计效果"优化多层框架房屋的具体结构设计。
参考文献:
[1]徐畅,谭江慧.多层框架住宅结构设计及其要点的讨论[J].低碳世界,2014,13:240-241.
[2]施荣.多层框架结构梁板构件的裂缝分析及加固处理[J].中国建材科技,2014,03:137-139.
[3]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.
[4]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.
[5]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.
【关键词】 房屋;多层框架;结构设计;措施
1、建筑框架结构的主要分类
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。其中,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,在框架結构中的应用特别广泛,整体来说目前钢筋混凝土结构是我国绝大部分的框架结构;而钢框架结构,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探讨
2.1、基础拉梁层中的模型选取问题
钢筋混凝土多层框架房屋结构设计中要对基础拉梁层模型进行全面分析。只有充分把握好基础拉梁层模型9房屋结构设计才能够达到建设指标。常规基础拉梁设计过程中可以依照计算要求对其楼板进行转化处理,通过TAT或SATWE电算化程序对基础拉梁层数据进行计算,形成对应模型体系。计算中可以将楼板厚度视为0,从其弹性节点着手,进行总刚计算和分析,最终形成科学化基础拉梁层模型。与此同时,设计人员还可以在分析过程中假设楼面刚性状况对其进行预判,依照刚性状况及总刚分析结果对基础拉梁层平面规则状况进行明确,从而提高钢筋混凝土多层框架房屋结构设计效益。
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。
图1梁加固平面结构布置示意图
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、角柱的设计
框架结构的稳定性在多层建筑结构中的稳定性比较突出,但也难免存在缺陷,比如框架结构在水平地震作用下会发生扭转,扭转发生时,各柱节点水平位移不等,在结构内部不同的地方形成受力不等的扭转力矩,并且随着与受力中心的距离的增加,扭转力矩越大,因此距扭转中心较远的角柱剪力很大,当剪力强度超过一定的限度时,会对整体结构造成重大的影响,甚至造成不可修复的损伤,导致建筑坍塌,威胁生命安全,因此在框架结构的设计中,特别是针对多层建筑的框架结构的设计情况。为防止在不可杭拒地自然因素条件下形成结构的过大扭转变形,在结构设计时是应注意时称布置,具体的操作方式可将杭侧力结构设在结构两端,紧靠四面设置,通过平衡外界剪切力,以增大杭扭转惯性矩,保证多层框架结构建筑队稳定性。尽管在角柱的设计过程中,通过数据处理计算得出的计算结果显示,角柱轴压比较小,但这是静载条件下得出的结论,而实际上采用框架结构的建筑面临的客观条件往往属于动载,因此理论与实际的数据值存在着一定的偏差。因此在进行角柱的设计时,要在承载力和变形能力上都应有较多考虑。由于角柱在抗扭过程中作用力非常大,同时在水平力的作用下,角柱轴力的变化幅度也会很大,这样势必要求角柱有较大的变形能力。在设计结构的同时,也要充分考虑这方面的内容,以确保多层框架住宅结构的安全可靠性。
3、结束语
总言之,作为我国建筑结构的重要组成部分,多层框架房屋结构设计效果直接影响着建筑安全效益"影响着建筑使用质量"已经成为人们关注的焦点!结合以往工作经验来看,我国钢筋混凝土多层框架房屋结构起步较晚"设计内容还不完善"框架结构中还存在一些问题"这在很大程度上限制了我国多层框架房屋结构的发展!本文主要从设计具体核心问题着手,分析探讨了多层框架房屋结构的具体设计要点问题,以期提升结构设计效果"优化多层框架房屋的具体结构设计。
参考文献:
[1]徐畅,谭江慧.多层框架住宅结构设计及其要点的讨论[J].低碳世界,2014,13:240-241.
[2]施荣.多层框架结构梁板构件的裂缝分析及加固处理[J].中国建材科技,2014,03:137-139.
[3]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.
[4]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.
[5]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.