建筑工程框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研討

史俊麗

摘要：本文首先介紹了建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面存在的問題，然后提出了具體的改進(jìn)和處理方法，建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中較為基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)，也是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中較為重要的一種形式，本文在此提出了自己的觀點(diǎn)和看法，可供同行參考。

關(guān)鍵詞：建筑框架結(jié)構(gòu);設(shè)計(jì);措施

建筑框架結(jié)構(gòu)有著其獨(dú)特的建筑特征，應(yīng)該引起有關(guān)人員的格外注意。研究建筑框架結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)的有關(guān)問題，能夠更好地指導(dǎo)我國(guó)建筑框架結(jié)構(gòu)建筑的實(shí)踐，從而更好地推動(dòng)該項(xiàng)工作的進(jìn)步。

一、建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面存在的問題

1.結(jié)構(gòu)的規(guī)則性問題

新舊規(guī)范在這方面的內(nèi)容出現(xiàn)了較大的變動(dòng)，新規(guī)范在這方面增添了相當(dāng)多的限制條件，例如：平面規(guī)則性信息、嵌固端上下層剛度比信息等，而且，新規(guī)范采用強(qiáng)制性條文明確規(guī)定“建筑不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的設(shè)計(jì)方案。”因此，結(jié)構(gòu)工程師在遵循新規(guī)范的這些限制條件上必須嚴(yán)格注意，以避免后期施工圖設(shè)計(jì)階段工作的被動(dòng)。

2.結(jié)構(gòu)的超高問題

在抗震規(guī)范與高規(guī)中，對(duì)結(jié)構(gòu)的總高度都有嚴(yán)格的限制，尤其是新規(guī)范中針對(duì)以前的超高問題，除了將原來(lái)的限制高度設(shè)定為A級(jí)高度的建筑外，增加了B級(jí)高度的建筑，因此，必須對(duì)結(jié)構(gòu)的該項(xiàng)控制因素嚴(yán)格注意，一旦結(jié)構(gòu)為B級(jí)高度建筑甚或超過了B級(jí)高度，其設(shè)計(jì)方法和處理措施將有較大的變化。

3.嵌固端的設(shè)置問題

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師往往忽視了嵌固端樓板的設(shè)計(jì)、嵌固端上下層剛度比的限制、嵌固端上下層抗震等級(jí)的一致性、在結(jié)構(gòu)整體計(jì)算時(shí)嵌固端的設(shè)置、結(jié)構(gòu)抗震縫設(shè)置與嵌固端位置的協(xié)調(diào)等等問題，而忽略其中任何一個(gè)方面都有可能導(dǎo)致后期設(shè)計(jì)工作的大量修改或埋下安全隱患。

二、建筑工程框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題的改進(jìn)和處理方法

1.基礎(chǔ)聯(lián)系梁的設(shè)計(jì)

對(duì)于基礎(chǔ)埋設(shè)比較深的建筑，可以采用基礎(chǔ)聯(lián)系梁，從而有效地減少底層柱的計(jì)算長(zhǎng)度，聯(lián)系梁以下的柱，可以利用短柱對(duì)其進(jìn)行加強(qiáng)處理。對(duì)于有抗震設(shè)計(jì)要求的建筑，在基礎(chǔ)部分，可以沿著兩個(gè)主軸的方向，設(shè)計(jì)基礎(chǔ)聯(lián)系梁，同時(shí)要保證基礎(chǔ)聯(lián)系梁的配筋滿足梁受力要求。一般情況下，基礎(chǔ)聯(lián)系梁的標(biāo)高要和基礎(chǔ)頂端標(biāo)高保持一致，如果建筑結(jié)構(gòu)為獨(dú)立擴(kuò)展基礎(chǔ)時(shí)，在施工過程中，施工人員要利用混凝土將基礎(chǔ)聯(lián)系梁和獨(dú)立基礎(chǔ)之間的縫隙密封好，然后才能對(duì)基礎(chǔ)聯(lián)系梁進(jìn)行澆筑。在設(shè)計(jì)過程中，如果設(shè)計(jì)人員采用基礎(chǔ)聯(lián)系梁對(duì)柱底彎矩進(jìn)行平衡，則設(shè)計(jì)人員需要按照框架梁設(shè)計(jì)基礎(chǔ)聯(lián)系梁的截面尺寸和配筋，同時(shí)還要保證基礎(chǔ)聯(lián)系梁的縱筋在框架柱中的錨固、加密都和上部框架梁一樣。

2.結(jié)構(gòu)薄弱層設(shè)計(jì)

結(jié)構(gòu)薄弱層是指在強(qiáng)震下，建筑結(jié)構(gòu)最容易發(fā)生塑性位移的部位，在進(jìn)行多層框架建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員必須保證這些結(jié)構(gòu)薄弱層的承載力，滿足抗震需求。由于結(jié)構(gòu)薄弱層對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的綜合性能有很大的影響，因此，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)多層框架建筑結(jié)構(gòu)時(shí)，要盡量避免結(jié)構(gòu)薄弱層的出現(xiàn)，例如采用加大薄弱層梁截面和柱截面，從而增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的抗震側(cè)移剛度。如果無(wú)法避免結(jié)構(gòu)薄弱層的出現(xiàn)，設(shè)計(jì)人員要盡量減少基礎(chǔ)的埋深或者降低結(jié)構(gòu)薄弱層的層高，同時(shí)要制定合理的加強(qiáng)措施，對(duì)結(jié)構(gòu)薄弱層進(jìn)行加強(qiáng)，從為多層框架建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性提供保障。

3.框架結(jié)構(gòu)梁的設(shè)計(jì)

在進(jìn)行多層框架建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，處于梁截面高度范圍或者梁下部范圍的集中荷載，全部是由橫向鋼筋承受的，因此，在設(shè)計(jì)過程中，需要對(duì)附加箍筋及吊筋進(jìn)行認(rèn)真的考慮，在主梁和次梁的搭接處，設(shè)計(jì)人員要在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)總說明處，畫出一個(gè)節(jié)點(diǎn)，并在次梁兩側(cè)增加3個(gè)主梁箍筋，從而進(jìn)行補(bǔ)充。當(dāng)框架梁和次梁相交后，可以按照簡(jiǎn)支梁的方式對(duì)梁端支座進(jìn)行處理，對(duì)于梁端箍筋，必須對(duì)其進(jìn)行加密處理。

4.框架結(jié)構(gòu)柱的設(shè)計(jì)

在進(jìn)行框架結(jié)構(gòu)柱設(shè)計(jì)時(shí)，如果地上部分設(shè)計(jì)是圓柱，設(shè)計(jì)人員要盡量將地下部分設(shè)計(jì)成矩形，這樣在施工過程中，能有效地減少施工工序。對(duì)于地上部分的圓柱配筋，設(shè)計(jì)人員要保證其最少在8根以上，同時(shí)為有效地增加結(jié)構(gòu)的整體性和結(jié)構(gòu)柱的承載力，要盡量采用螺旋式箍筋。對(duì)于地下部分的矩形柱，設(shè)計(jì)人員要盡量采用井字復(fù)合箍的方式進(jìn)行箍筋，如果建筑結(jié)構(gòu)對(duì)抗震有要求，設(shè)計(jì)人員要嚴(yán)格的按照抗震設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)其進(jìn)行加密處理，從而確?？蚣芙Y(jié)構(gòu)柱的抗震性能滿足相關(guān)規(guī)定。一般情況下，框架結(jié)構(gòu)柱的截面需要滿足以下要求：對(duì)于非抗震要求，框架結(jié)構(gòu)柱的截面邊長(zhǎng)不能小于250mm;對(duì)于四級(jí)抗震要求的建筑結(jié)構(gòu)，框架結(jié)構(gòu)柱的截面邊長(zhǎng)不能小于300mm;對(duì)于一、二、三級(jí)抗震要求的建筑結(jié)構(gòu)，框架結(jié)構(gòu)柱的截面邊長(zhǎng)不能小于400mm。

三、框架梁體裂縫和斜截面配筋的設(shè)計(jì)

1.影響梁體裂縫和因素和方法

多層建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中對(duì)于梁體裂縫的計(jì)算往往容易被工程設(shè)計(jì)人員忽視，在實(shí)際的工作中我們需要加強(qiáng)對(duì)于裂縫寬度的數(shù)值估計(jì)避免不必要的損失。通常情況下影響梁體裂縫寬的的因素主要有兩個(gè)，一方面是組成多層建筑的混凝土強(qiáng)度等級(jí)，還有一個(gè)是鋼筋的選購(gòu)級(jí)別和鋼筋的直徑比例。因?yàn)槲覀円话氵x用的混凝土等級(jí)的高低和鋼筋的強(qiáng)度有一定的依賴作用，所以對(duì)于普通的混凝土結(jié)構(gòu)的組成來(lái)說，對(duì)于一般高度的梁體裂縫的影響很小，因此對(duì)于需要加大承重力的建筑來(lái)說，可以通過加大梁體的配筋率和承重的橫截面的尺寸來(lái)相對(duì)應(yīng)的減少梁體裂縫的寬度。同時(shí)在使用計(jì)算機(jī)等輔助工具來(lái)進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的數(shù)值輸入的時(shí)候，要將恒定和活躍的數(shù)值從不同的渠道輸入進(jìn)去，千萬(wàn)不要貪圖一時(shí)的省事，將這些數(shù)值統(tǒng)一輸入到計(jì)算機(jī)進(jìn)行演算，容易造成梁柱內(nèi)力之間的計(jì)算失誤，最終導(dǎo)致結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙作廢。

2.斜截面上的配筋率如何調(diào)整斜截面

作為地震災(zāi)害發(fā)生時(shí)候的主要抗壓結(jié)構(gòu)部分，起到了非常重要的承載作用，所以在多層建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需要滿足強(qiáng)剪弱彎的原理，能滿足地震到來(lái)時(shí)框架橫截面對(duì)于承載力的要求范圍。通常可以采用以下方法來(lái)進(jìn)行：首先不放大梁端的承重鋼筋的分量，加大梁中間對(duì)于受重力的鋼筋倍數(shù)，通常為1.1到1.3倍之間，最后還可以通過在支座位置不要使用彎曲的鋼筋來(lái)進(jìn)行加固。一般可以通過箍筋的辦法來(lái)加大支座的承重力。

3.運(yùn)用計(jì)算機(jī)合理演算彎矩之間的調(diào)幅

在建筑行業(yè)中有相關(guān)的政策規(guī)定只有在豎向力作用的時(shí)候梁端的彎矩才可以進(jìn)行調(diào)幅，水平狀態(tài)下是不允許進(jìn)行更改，所以在使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行演算的時(shí)候，可以先把豎向負(fù)載作用的梁端彎矩做出調(diào)整，然后再用水平方位的方法進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，通常可以選用兩種辦法來(lái)計(jì)算，一種是將梁端的一些固定數(shù)值調(diào)整彎矩，然后再進(jìn)行相關(guān)的力矩之間的分配。

總之，由于框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)較為復(fù)雜，需要設(shè)計(jì)人員具有很好的專業(yè)知識(shí)和豐富的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。因此，在進(jìn)行框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，設(shè)計(jì)人員要進(jìn)行全面的分析，進(jìn)而保證設(shè)計(jì)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]鐘榮發(fā).淺談對(duì)建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)[J].今日科苑.2009（20）

[2]于橋.建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則及存在問題和解決措施[J].山西建筑.2012（26）

[3]楊月圓.建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則及注意事項(xiàng)探究[J].科技風(fēng).2013（02）