钢筋混凝土框架结构设计注意问题探析

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  [摘 要]钢筋混凝土框架结构,在建设新世纪大都市环境中常常被作为首选。因为,其拥有足够大的强度和良好的延展性以及较强的整体性,钢筋混凝土框架结构目前被广泛应用于建筑行业,尤其是地震设防地区的建筑设计。在工程设计过程中,如何正確地分析研究各个工程的特点,有针对地选用合理的方案,采取理想的结构形式,是每一个工程设计人员都要首当其冲面对的关键问题。
  [关键词]建筑钢筋混凝土;抗震结构;
  中图分类号:TU375.4 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)17-0036-01
  1、前言
  在社会与科学技术飞速发展的今天,随着各种现代设计方式的不断应用和计算机软件技术的日益完善,如何在建筑工程的设计中对各个设计方案进行合理的综合分析与管理,成为当前建筑结构设计中不可忽视的重要问题。尤其是在高层建筑施工的过程中,对钢筋混凝土结构的施工设计更是不容忽视的重要环节。在当前高层建筑结构形式的结构规模逐步复杂化的情况下,对其结构设计的要求是实现其管理控制的关键性重点。随着人们对建筑造型和建筑功能的要求日趋多样化,无论是在民用建筑中还是其他各种建筑形式之中,钢筋混凝土框架结构的设计方式都是不可忽视的工程设计重点。
  2、钢筋混凝土框架结构设计中的几点问题
  2.1 抗震等级的选取
  对于乙类建筑,建筑抗震设计规范规定:地震作用应符合本地区抗震设防烈度的要求,但是抗震措施(主要体现为抗震等级)在一般情况下,当抗震设防烈度为6度~8度时,应符合本地区抗震设防烈度提高一度的要求。
  2.2 振型组合数的合理选取
  应按以下规则选取:对于较高层建筑,当不考虑扭转耦联时,振型数应不小于3;当振型数多于3时,宜取为3的倍数(由于程序按3个振型一页输出),但不能多于层数。当房屋层数不大于2时,振型数可取层数。对于不规则建筑,当考虑扭转耦联时,振型数应不小于9,但不能超过结构层的3倍,只有定义弹性楼板且按总刚分析法分析时,才可以取更多的振型。建筑抗震设计规范在条文说明中明确指出:振型数可以取振型参与质量达到总质量90%所需的振型数。
  目前satwe等程序已有这种功能,这是一个重要指标。如:对于某一建筑,选取的振型数为15,但振型参与质量系数只有50%,说明振型数取得不够,可能由于此建筑过于复杂或由于某些杆件不连续导致局部震动引起的,应仔细复核。
  3、钢筋混凝土框架结构方案构思时应考虑以下几点
  3.1 结构的传力路线应简捷明了。在荷载作用下,结构的传力路线越短、越直接,结构的工作效能越高,’所耗费的建材也就越少。
  3.2 从力学观点看,在民用和公共建筑的平面布局中,应当尽量使柱网按开间等跨和进深等距(或近似于等距)布置,这样可以相应减少边跨柱距,也可以充分利用连续梁的受力特点以减少结构中的弯距,可以使各跨梁截面趋于一致,而提高结构的整体刚度。
  3.3 结构方案还应结合工程地质情况和建筑功能要求综合考虑。
  4、多层钢筋混凝土框架结构的抗震设计
  据国内外在历次的地震震害情况可知,多层钢筋混凝土框架结构在抗震设计中使用情况是最好的,在地震中这类结构遭受到的破坏也是最轻的。这是因为多层钢筋混凝土框架结构具有非常好的延伸性和整体性。比如在2008年5月12日发生在四川汶川、北川8.0级地震中,当结构形式为多层钢筋混凝土框架结构时,房屋所遭受的破坏都比较轻,而且主体结构也基本完好。只有当房屋的结构形式为砖混或是内框架混合结构形式时破坏较为严重,造成倒塌 。在日本、美国、委内瑞拉等国在多次大地震中,也都证明了因多层钢筋混凝土框架结构设计的房屋损坏率都比较小。该结构在考虑到抗震性能设计中主要有以下几点:
  4.1 目前在多层钢筋混凝土框架结构中,常采用两种结构,即纯框架结构和有少量抗震墙的框架结构。在抗震方案的结构选择之前,要充分考虑到技术和经济的合理性,从而优先采用少量抗震墙的框架结构。而纯框架结构主要使用在那些层数比较低、刚度均匀和体型比较简单的房屋施工方案中。
  4.2 纯框架的设计甲类建筑的房屋不应采用单跨框架,丙类建筑不宜采用单跨框架,一般情况下框架梁及柱均应双向设置,而在设计少量抗震墙的框架结构时要注意框架部分和剪力墙部分均要双向设置,在布置剪力墙时应尽量布置在建筑物的平面中心位置,防止刚度不均匀,这种结构形式不但提高了房屋的抗震性能,从而也实现了在抗震设计时要多道防线的概念。
  4.3 从抗震设计的概念上来讲,地震力的大小是和建筑物的重量大小有很大关系的,为了减小地震力的作用,在框架设计中建筑物的房间隔墙应该采用比较轻的陶粒混凝土砌块或者是加气混凝土砌块等材料。
  4.4 房屋的设计应在立体和平面上尽量简单,避免大悬挑和平面凹凸出现,平面宜均匀对称。如果房屋的立面和平面形状过于复杂或者结构的刚度在平面中不均匀,可以用设置防震缝的方法将其分开。
  4.5 在相同结构的单元内,每层的框架梁就应该做在相同点标高上,避免错层、夹层等情况的出现。如果这种情况无法避免,就要对框架柱和梁构造上加强。
  4.6 在做抗震墙和框架柱的抗震设计时,应保证满足承载力要求的情况下,尽量使下部截面大,上部截面小,逐层递减,每层截面尺寸减小的范围应在50mm~100mm之间,避免刚度突变。
  5、结语
  本研究主要针对延性设计对框架结构抗震能力的改善方面的相关问题做出简要的分析和探讨,文中笔者也就一些主要的情况提到了自己的看法。笔者認为建筑结构的延性对于建筑的抗震性能起着十分重要的作用,因此在建筑结构当中对建筑的重要构件的延性要求要比对其结构总体的延性要求高一些,只有这样才能够使框架结构的抗震能力更加的出色。
  参考文献
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  作者简介
  朱磊,身份证号:32108819880912795X。
  史阳,身份证号:321027198706026918。
  丁海燕,身份证号:321088197604150027。
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