多层框架房屋建筑结构设计要点探析
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摘 要:在多层建筑施工中,框架结构得到了充分的应用。但在实际建设中,一些框架结构没有合理的规划,结构的承载力不满足荷载水平和实际标准。由此降低了该框架结构的质量和稳定性,严重影响了整个建筑的安全。在这种情况下,认真研究框架结构,优化结构设計,对提高其质量与安全具有重要意义。
关键词:多层框架;建筑结构;问题;设计
1 前言
多层建筑的结构设计较于单层建筑的结构设计具有设计难度高、施工难等特点,随着建筑功能和造型的不断更新和发展,人们对建筑结构设计的要求越来越高。在建筑工程之中,框架结构被广泛运用在各类多层建筑之中,设计人员要重视多层建筑结构设计中框架结构出现的问题,并采取相应的措施加以解决。
2 多层建筑结构设计中框架结构的问题分析
2.1 忽略纵向框架的设计
为满足建筑物的抗震设计要求,应在建筑物框架中设计两根主轴,利用主轴方向的抗侧力承担地震时所产生的水平力。但是很多设计人员在建筑物框架设计之中,按简化计算,在纵向仅设计连续梁结构,这样的设计使框架之中纵向纵筋数量不足,而且梁柱的节点无法满足框架抗震的要求。纵向主轴框架设计的缺失,会出现纵向框架梁的支座负筋、跨中纵筋数量不足,导致建筑物在发生地震时难以保证稳定性。
2.2 板配筋不当,形成框架结构薄弱层
在设计过程中由于对板受力状态认识的不全面,将建筑中的双向板按照单向板进行计算,造成长边方向配筋不足,一定程度上形成了框架之中的薄弱层。在实际建筑之中,忽略薄弱层问题会使建筑的抗侧移刚度收到影响,从而减弱建筑物的抗震能力。
2.3 实际施工存在短柱问题
在框架结构施工中的常见问题是框架中的短柱问题,虽然柱子、梁是统一集中施工,但在实际施工中往往由于各种外部因素出现短柱问题,而且由于生产过程中的不严谨,生产出抗剪承载力和变形能力不符合要求的短柱,影响到多层框架结构的承载能力和整体抗震能力。
3 多层建筑框架结构规划设计要点
3.1 地基基础设计
我国很多框架结构,大都是条形基础或独立基础,这样一来,基础截面规划设计就要兼顾到地基变形情况和承载力水平,以确定基底大小。持力层的选择,除了需考虑到承载性能和变形要求外,还应当遵循经济性原则,严格管理成本。
3.2 配筋结构设计
(1)框架外挑梁配筋规划。在施工期间,建筑结构的建设受到诸多外部因素的影响,挑梁设计便是影响因素之一。因为框架梁断面与外挑梁断面之间存在较大区别,因此,有些设计师就会将框架梁上部主筋扩展到外挑梁上,该种设计会极大有损结构质量。因而在计算研究时,结构设计师一定要仔细研究框架外挑梁的承载状况,合理配筋,保障建筑质量。
(2)框架柱配筋规划。在非抗震的建筑结构规划中,框架柱配筋比例很低。在出现地震作用后,框架柱承受的扭转剪力较大,而且还受到双向偏心作用力,地震状态下极易损坏。因此,在规划框架柱配筋时,一定要兼顾到每个方面的受力状况。在设计过程中,若建筑结构所处的地基土质松软,此时应考虑增多框架柱配筋。而且,在设计中要提高箍筋对砼的制约性能,由此,建议结构设计师将框架柱箍筋模式设计成井字形或是菱形。
3.3 建筑结构内力分析
工程结构的内部竖向荷载与水平作用力存在明显差别。在计量竖向荷载时,常用的方法包括分层法与弯矩二次分配方式。分层法计量的重点是将上下层两部分的弹性支撑改成固定端支护,再用每个楼层的线刚度乘上0.9,进而获取内力值。但是,弯矩二次分配方式就要求重新分配与计算每个节点的不均衡弯矩,进而获取数值。而水平作用力计量中,能够采取反弯点法与D值法,值得注意的是,采用D值法得到的计算结果有很高的精准性,但是,当梁与柱线刚度太大时,反弯点法就更能突出精准度。因此,建筑结构的内力分析属于一个细致而繁琐的过程,要求设计师全面思考各方面因素,从而获得精准的数值,提升建筑结构的安全水平。
3.4 建筑物防震设计
抗震性能设计属于多层框架结构设计的重难点,在实际设计中,若设计与计算存在问题时,通常梁高要坚持最大值原则,以防止因为梁刚度过小而产生太高的防弯安全储备,从而引起安全故障。另外,在梁端负筋规划中,就要遵守最小值原则,结构设计师要尽量选用最小负筋值,从而保证梁端塑性铰的产生,同时,在设计中,结构设计师还应确保梁端负筋量不大于需求值,针对跨中配筋适当放大。需要注意的是,为便于建设框架结构,最好能够将配筋相差5%的梁规划为一类配筋,进而简化施工工序。
4 结束语
综上所述,在多层建筑框架结构的设计之中,关键的是框架结构的稳定性和抗震能力,所以结构设计师在多层框架结构设计过程中要重视纵向框架设计、结构薄弱层、以及短柱问题等实际施工中常见的问题,通过合理的配置梁、柱之间的关系,提高建筑物的稳定性,减少结构设计中的相关问题和安全隐患。
参考文献:
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[2] 肖健.多层建筑结构设计中框架结构的问题和处理[J].门窗,2016(9):131.
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