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多层框架的结构设计问题分析

2018-08-09曹子成

科技资讯 2018年8期
关键词:设计问题民用建筑结构设计

曹子成

摘 要:近年来,随着我国经济的迅速发展,人民生活水平日益提高,建筑行业也迎来了迅猛发展的机会,建筑形式也是五花八门,而多层框架结构就是一种使用非常普遍的结构形式,它普遍地应用在工业及民用建筑中。由于建筑设计过程中需要涉及到的内容十分复杂,因此多层框架结构在设计中还存在一些问题,下面本文就针对多层框架结构在设计中遇到的问题进行简要分析,并对其设计的要点进行阐述。

关键词:民用建筑 多层框架 结构设计 设计问题

中图分类号:TU375.4 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2018)03(b)-0052-02

多层框架结构在建筑设计中的应用十分广泛,它具有良好的实用性和经济性,随着人们对建筑质量的要求越来越高,这就需要在传统多层框架结构设计的基础上,采用现代化、科学化的手段来进行优化设计。由于受到诸多因素的影响,多层框架结构在实际设计过程中还存在一些问题,影响着其结构的合理性。因此,这就需要设计人员正视设计中出现的问题,进而严格按照规范中的要点来进行设计,才能保证建筑质量和性能满足要求。

1 多层框架民用建筑的结构设计中的问题

1.1 计算简图不合理

在多层框架民用建筑的结构设计中,是需要涉及到大量的计算简图,这些计算简图的准确性也是保证后期有效施工的必要条件和基础。因此,这就需要相关设计人员能够合理准确地判断计算简图。但是在实际的结构设计中,还存在一定的计算简图不合理的情况。一些设计人员在结构计算中是按照中心受压情况来进行计算的,但是对建筑地下室部分,计算软件并不能进行准确的计算,这样就造成了地下室部分框架柱配筋不准确。另外,在首层框架柱计算过程中,当基础埋深较大时,即使没有地下室,地下部分也需要单独设置标准层,在基础拉梁上准确输入填充墙荷载。因此,在进行结构计算的时候就不能全部按照中心受压来进行计算,另外能否合理准确地建模,并对结果进行正确判断,这些都对建筑物稳定性以及安全性造成了很大的影响[1]。

1.2 框架柱的配筋调整存在不合理

框架柱的配筋在框架体系中是至关重要的,其对结构安全性有着直接的影响。因此,在进行多层框架结构设计的时候,就需要重视对框架柱的配筋调整,从而保证施工的便利性以及满足后期安全使用的要求。但是在实际的结构设计中,因为不同设计人员对规范的理解掌握有偏差,从而导致其框架柱的配筋调整的不合理。他们不能严格按照规范的要求配筋,在进行框架柱的配筋过程中,過度依赖计算机辅助软件的建模和配筋结果,这很容易就会造成配筋不合理。一旦发生地震或者自然灾害情况的时候,就会在扭转剪力以及双向弯矩的作用下,框架柱并不能满足抗震要求,进而产生损坏。另外,在框架柱的配筋设计中,还会出现一定的对施工便利性的忽视,比如钢筋截面频繁变化,这样就会给施工带来困难,从而导致施工质量下降,建筑物抗震性能也大打折扣。

1.3 框架的梁裂缝宽度没有得到重视

对于多层框架结构来说,梁裂缝宽度与结构的安全性和稳定性有着密切的关系,同时它在框架结构中也是极为重要的部分。因此,在设计的时候就需要对施工工艺进行严格的要求,保证其施工的质量。但是在实际工程中,梁裂缝现象是各类建筑物普遍存在的一种质量缺陷。相关研究表明,混凝土裂缝是难于避免的,是一种材料特征,而如果对裂缝控制要求过高,将会极大提高工程造价,造成不必要浪费。这些裂缝情况的出现还和混凝土的强度以及钢筋的性能有着很大的关系。在设计过程中设计人员需要对混凝土材料强度以及钢筋的直径和根数等进行合理布置,这样就将梁裂缝控制在一个合理的范围内,使其极限承载力不降低,从而建筑整体的安全稳定性才能得到保证[2]。

1.4 底层层高的问题

在多层框架的结构设计中,还需要对其底层的层高进行准确的选取,这与结构的安全性是有着密切的关系的,因此,在进行框架结构分析之前就需要正确选取底层的层高,从而使计算模型能够真实反映结构实际情况。但是,在实际的结构设计的过程中,有些设计人员对于底层层高的选取还存在一定的误解,对于底层层高的选取,要从其底层柱嵌固端的位置开始,也就是说将基础顶面作为嵌固端。在软件计算中,如果将底层层高来作为计算层高输入的话,就会造成其底层计算的刚度要大于实际值,从而导致地震的效应偏小,并且梁柱的配筋也会偏小,这样就会造成框架结构配筋不足,存在一定的安全隐患。

2 多层框架民用建筑的结构设计中的要点

2.1 对框架结构薄弱层的设计

对于多层框架民用建筑结构来说,其框架结构的薄弱层主要是指在发生强烈地震或者严重的自然灾害情况下,其结构首先发生屈服并产生一定的塑性位移的情况,进而造成其安全性能的不足。因此在进行多层框架结构设计的时候,设计人员就需要针对框架结构的薄弱层来进行重点设计,从而保证其结构薄弱层也具有良好的承载能力,提高结构整体的抗震能力。在设计过程中,可以通过加大薄弱层的梁截面以及柱截面的方式,来增强结构薄弱层的刚度。如果受建筑方案限制无法增加梁、柱截面,避免不了薄弱层的出现,那么可以采用减少基础埋深以及降低结构的薄弱层层高的方法,并且还需要制定相应的加强措施,从而提高结构的安全性。

2.2 对框架结构梁的设计

在多层框架结构设计中,框架梁设计的合理性直接就影响到了其承载能力的高低,因此,这就需要设计人员在进行框架梁的设计中要充分考虑其性能的要求。在设计中,首先要根据设防烈度、房屋高度等参数确定框架的抗震等级;其次尽量避免多级次梁,一般而言,传力路径越短,越具合理性和经济性。布置梁的时候应考虑梁高对下层建筑使用功能的影响,尤其是在上下层建筑平面布置存在变化时,要特别注意避免梁露在下层的功能房间中或者影响下层净高。内部各梁高要尽量控制,尤其当梁底下空时,在满足结构要求(合理的配筋率、挠度等)的基础上,梁高尽量做小,给建筑留出尽可能大的净高[3]。并不是所有隔墙下都需要设置梁,在合理的板跨范围内,可适当用板底加强筋取代次梁。

2.3 对框架结构柱的设计

在进行框架柱的结构设计中,当框架柱的地上部分采用圆柱的时候,设计人员可以将其地下的部分设计为矩形,这样在后期施工中,就可以有效地减少施工的工序,对于地上的部分圆柱来说,设计人员需要保证其纵筋根数要在8根以上,同时还需要采用螺旋式的箍筋来增加结构的承载力。如果框架结构的地下部分是矩形的柱,就可以采用井字的复合箍的方式来设置箍筋,同时还可以对地下部分应考虑短柱效应,采用箍筋全高加密的方式,来增加其抗震的能力和性能。

3 结语

多框架结构设计是民用建筑设计的重要的类型,而如何有效地处理设计中的问题,就需要设计人员严格按照相应的设计要求和实践经验进行设计,这也是作为设计人员所必须要具有的工作态度和工作能力。

参考文献

[1] 傅光宇.多层框架民用建筑结构设计问题研究[J].建筑工程技术与设计,2016(11):62.

[2] 张路,江绍华.多层建筑结构设计中框架结构的问题分析与处理[J].城市建设理论研究:电子版,2012(3):36.

[3] 任和雄.多层框架民用建筑结构设计常见的问题[J].科技创新与应用,2013(13):243.

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