探析結(jié)構(gòu)多樣化設(shè)計(jì)

胡穎

【前言】本文根據(jù)現(xiàn)代社會(huì)對(duì)建筑功能多樣化的特點(diǎn),從而對(duì)建筑物場(chǎng)地選擇、平立面形式、結(jié)構(gòu)布置、延性等方面的要求，使得框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已經(jīng)廣泛應(yīng)用在各類建筑中。

【關(guān)鍵詞】:結(jié)構(gòu)多樣化;抗震;措施

框架結(jié)構(gòu)無論是工業(yè)建筑還是民用建筑已經(jīng)廣泛應(yīng)用，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中遇到的各種難題也日益增多,因而作為一個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者需要在遵循各種規(guī)范下大膽靈活的解決一些結(jié)構(gòu)方案上的難點(diǎn)、重點(diǎn)。

一、建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概括 建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是主要設(shè)計(jì)依據(jù),抗震等級(jí),人防等級(jí),地基情況及承載力,防潮抗?jié)B做法,活荷載值,材料等級(jí),施工中的注意事項(xiàng),選用詳圖,通用詳圖或節(jié)點(diǎn),以及施工圖中未畫而通過說明來表達(dá)的信息。 1)建筑結(jié)構(gòu)類型及概況,建筑結(jié)構(gòu)安全等級(jí)和設(shè)計(jì)使用年限,建筑抗震設(shè)防分類、抗震設(shè)防烈度(設(shè)計(jì)基本地震加速度及設(shè)計(jì)地震分組),場(chǎng)地類別和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)、地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)、砌體結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量控制等級(jí),基本雪壓和基本風(fēng)壓,地面粗糙度,人防工程抗力等級(jí)等。 2)設(shè)計(jì)±0.000標(biāo)高所對(duì)應(yīng)的絕對(duì)標(biāo)高,持力層土層類型及承載力特征值,地下水類型及標(biāo)高、防水設(shè)計(jì)水位和抗浮設(shè)計(jì)水位,地基液化,濕陷及其他不良地質(zhì)作用,地基土凍結(jié)深度。 3)設(shè)計(jì)活荷載值。 4)混凝土結(jié)構(gòu)的環(huán)境類別、材料等級(jí)、強(qiáng)度等級(jí)、材料性能(包括鋼材強(qiáng)屈比等性能指標(biāo))和施工質(zhì)量的特別要求等。 5)受力鋼筋混凝土保護(hù)層厚度,結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一做法和構(gòu)造要求,現(xiàn)行規(guī)范規(guī)程及標(biāo)準(zhǔn)圖選用,以及在施工圖中未畫出而通過說明來表達(dá)的信息。 6)建筑物耐火等級(jí)、構(gòu)件耐火等級(jí)。

7)抗震設(shè)防要求的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件對(duì)混凝土等級(jí)、鋼筋種類及對(duì)縱向受力鋼筋的錨固和連接接頭的要求。

二、建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則與措施 (一)建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則 抗震驗(yàn)算時(shí)不同的樓蓋及布置(整體性)決定了采用剛性、剛?cè)?、柔性理論?jì)算。抗震驗(yàn)算時(shí)應(yīng)特別注意場(chǎng)地土類別。8度超過5層有條件時(shí),盡量加剪力墻,可大大改善結(jié)構(gòu)的抗震性能?？蚣芙Y(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)計(jì)成雙向梁柱剛接體系,但也允許部分的框架梁搭在另一框架梁上。應(yīng)加強(qiáng)垂直地震作用的設(shè)計(jì),從震害分析,規(guī)范給出的垂直地震作用明顯不足。 雨蓬不得從填充墻內(nèi)出挑。大跨度雨蓬、陽臺(tái)等處梁應(yīng)考慮抗扭。考慮抗扭時(shí),扭矩為梁中心線處板的負(fù)彎距乘以跨度的一半;框架梁、柱的混凝土等級(jí)宜相差一級(jí);由于某些原因造成梁或過梁等截面較大時(shí),應(yīng)驗(yàn)算構(gòu)件的最小配筋率;出屋面的樓電梯間不得采用磚混結(jié)構(gòu);框架結(jié)構(gòu)中的電梯井壁宜采用粘土磚砌筑,但不能采用磚墻承重。應(yīng)采用每層的梁承托每層的墻體重量。梯井四角加構(gòu)造柱,層高較高時(shí)宜在門洞上方加圈梁。因樓電梯間位置較偏,梯井采用混凝土墻時(shí)剛度很大,其它地方不加剪力墻,對(duì)梯井和整體結(jié)構(gòu)都十分不利;建筑長度宜滿足伸縮縫要求,否則應(yīng)采取措施。如:增大配筋率,通長配筋,改善保溫,鋪設(shè)架空層,加后澆帶等;柱子軸壓比宜滿足規(guī)范要求;當(dāng)采用井字梁時(shí),梁的自重大于板自重,梁自重不可忽略不計(jì)。周邊一般加大截面的邊梁;當(dāng)建筑布局很不規(guī)則時(shí),結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)建筑布局做出合理的結(jié)構(gòu)布置,并采取相應(yīng)的構(gòu)造措施;當(dāng)?shù)叵滤缓芨邥r(shí),暖溝應(yīng)做防水。一般可做u型混凝土暖溝,暖氣管通過防水套管進(jìn)入室內(nèi)暖溝。有地下室時(shí),混凝土應(yīng)抗?jié)B,等級(jí)S6或S8,混凝土等級(jí)應(yīng)大干等于C25,混凝土內(nèi)應(yīng)摻人膨脹劑?；炷镣鈮?yīng)注明水平施工縫做法,一般加金屬止水片,較薄的混凝士墻做企El較難。 (二)建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)措施 在用PKPM軟件計(jì)算梁柱時(shí),應(yīng)盡量采用TAT或SATWE三維軟件。第一,計(jì)算結(jié)果更接近實(shí)際受力狀態(tài),如地震力或風(fēng)力是按抗側(cè)移剛度分配,而不是按框架的樓面從屬面積,還如從框架柱出挑的梁和從次梁出挑的梁,因次梁的支座(框架梁)發(fā)生下沉變形,內(nèi)力重分布,從框架柱出挑的挑梁配筋將較大。第二,快速方便,三維軟件整體計(jì)算,不必生成單榀框架,再人工歸并,可整樓歸并。第三,TAT或SATWE還可以進(jìn)行井式梁的計(jì)算,由于PKPM 軟件計(jì)算梁時(shí)僅按矩形計(jì)算,而井式梁的斷面較小,有可能超筋,此時(shí)可取出彎距再按T型梁補(bǔ)充計(jì)算,不必直接加大梁高。在繪制施工圖時(shí),較大直徑的鋼筋連接宜用機(jī)械連接取代焊接,造價(jià)相差不大,但機(jī)械連接可靠并易干檢查。機(jī)械連接接頭位置可任意,但一次截?cái)嗟匿摻畈淮笥?0%,接頭位置應(yīng)錯(cuò)開70d。 三、多層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 多層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)是一種由梁和柱以剛接或鉸接相連接成承重體系的房屋建筑結(jié)構(gòu)。多層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)文件與圖紙是最主要的依據(jù)之一,全面理解設(shè)計(jì)文件,并規(guī)范進(jìn)程加以實(shí)施,是結(jié)構(gòu)方案的主要工作。全面理解設(shè)計(jì)意圖和設(shè)計(jì)要求,看懂容懂圖紙的每項(xiàng)內(nèi)容,達(dá)到按圖紙施工的要求,對(duì)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)中存在的問題通過會(huì)審加以解決,對(duì)其遺誤交易糾正,是保證施工質(zhì)量的前提,必須認(rèn)真地組織與實(shí)施,該項(xiàng)工作由甲方或委托監(jiān)理工程師進(jìn)行。 根據(jù)設(shè)計(jì)文件和相關(guān)規(guī)范、規(guī)程、編制和審查施工組織設(shè)計(jì)。鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)由水平承重體系一各層樓蓋和屋蓋連接形成空間的整體結(jié)構(gòu)體系。其中各平面鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)形成豎向承重體系,它們承受由樓蓋和屋蓋傳來的豎向和水平荷載并再傳給地基基礎(chǔ)。做好多層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)技術(shù)交底,根據(jù)設(shè)計(jì)要求和施工隊(duì)的技術(shù)素質(zhì)狀況對(duì)其不熟悉的施工工藝過程,經(jīng)批準(zhǔn)實(shí)施的新工藝、新材料、新結(jié)構(gòu)等,必須認(rèn)真進(jìn)行技術(shù)交底。

現(xiàn)澆式框架即梁、柱、樓蓋均為現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)澆式多層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的整體性強(qiáng)、抗震性能好,因此在實(shí)際工程中采用比較廣泛。但現(xiàn)場(chǎng)澆筑混凝土的工作量較大。預(yù)制裝配式框架是指梁、柱、樓板均為預(yù)制,通過焊接拼裝連接成的多層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。其優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)件均為預(yù)制,可實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、工廠化,機(jī)械生產(chǎn)。因此,施工速度快、效率高。但整體性較差,抗震能力弱,不宜在地震區(qū)應(yīng)用。

現(xiàn)澆預(yù)制框架是指梁、柱、樓板均為預(yù)制,在預(yù)制構(gòu)件吊裝就位后,對(duì)連接節(jié)點(diǎn)區(qū)澆筑混凝土,從而將粱、柱、樓板在連成整體多層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)澆預(yù)制框架既具有較好的整體性和抗震能力,又可采用預(yù)制構(gòu)件,減少現(xiàn)場(chǎng)澆筑混凝土的工作量。因此它兼有現(xiàn)澆式框架和裝配式框架的優(yōu)點(diǎn)。

總結(jié): 以上幾點(diǎn)是我在工程設(shè)計(jì)中對(duì)框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)體會(huì),希望這些設(shè)計(jì)體會(huì)能給各位同行在今后的工程設(shè)計(jì)中有些幫助,以提高工程設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

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