民用建筑多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究

張秀平

白銀市工業(yè)學(xué)校

民用建筑多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究

張秀平

白銀市工業(yè)學(xué)校

民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，在設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)的過(guò)程中存在著不少的問(wèn)題。對(duì)此，外門(mén)應(yīng)該正確看待這些問(wèn)題，并以豐富和經(jīng)驗(yàn)和先進(jìn)的理論知識(shí)作為支撐，提出相應(yīng)的解決措施。本文就民用建筑多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問(wèn)題以及如何解決對(duì)其進(jìn)行研究。

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；問(wèn)題；注意事項(xiàng)；解決措施

1 前言

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，人們的生活水平不斷得到提高，民用多層框架建筑開(kāi)始興起。在現(xiàn)代建筑中，對(duì)多層框架民用建筑的研究與規(guī)劃設(shè)計(jì)得到極大的完善，人們對(duì)建筑的造型與功能要求越來(lái)越高，其形式也變得更復(fù)雜和趨向多元化，尤其是民用建筑業(yè)主對(duì)建筑更追求個(gè)性化和實(shí)用化等功能。民用多層結(jié)構(gòu)建筑的安全性和舒適性成為人們?cè)絹?lái)越備受關(guān)注的問(wèn)題。

2 民用建筑多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問(wèn)題

2.1目前框架計(jì)算簡(jiǎn)圖不合理是民用建筑多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的主要問(wèn)題。舉個(gè)例子來(lái)說(shuō)，無(wú)地下室的建筑是多層框架結(jié)構(gòu)，其基礎(chǔ)計(jì)算按照中心受壓進(jìn)行計(jì)算。選取這種按照中心受壓計(jì)算的方式顯然是不合理的。

首先，按照民用建筑多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的拉梁不能平衡柱腳彎矩。首先，民用建筑的多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的拉梁不能平衡柱腳的彎矩。根據(jù)我國(guó)的《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010一2002)第7.3.11條規(guī)定，框架結(jié)構(gòu)地柱的高度應(yīng)取基礎(chǔ)頂面至首層樓蓋頂面的高度。這就要求這樣的多層框架結(jié)構(gòu)宜按照整體進(jìn)行分析計(jì)算，并要把基礎(chǔ)層加入一并計(jì)算，如果拉梁上有荷載作用，就必須要將荷載一起輸入計(jì)算。其次，當(dāng)設(shè)計(jì)拉梁層時(shí)，一般情況下要通過(guò)比較底層柱的配筋是基礎(chǔ)拉梁頂面的截面控制與基礎(chǔ)頂面的截面控制這兩者之間哪個(gè)決定的。因此，如果發(fā)生了民用建筑多層框架結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖不合理的情況則會(huì)嚴(yán)重影響其安全性與穩(wěn)定性。

2.2柱配筋調(diào)整不合理也是民用建筑多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中十分常見(jiàn)的問(wèn)題。通常情況下，框架柱的配筋率普遍較低,有時(shí)電算結(jié)果為構(gòu)造配筋,但是在實(shí)際建筑工程中一般不會(huì)按照電算結(jié)果來(lái)進(jìn)行構(gòu)造配筋,特別是對(duì)于質(zhì)量分布不均勻的框架結(jié)構(gòu)。因?yàn)樵诎l(fā)生地震時(shí)的框架柱,尤其是角柱，受到的扭轉(zhuǎn)剪力十分大，同時(shí)又會(huì)受到雙向的彎矩作用，橫梁約束小,在工作時(shí)處于雙向偏心受壓的狀態(tài)，這將嚴(yán)重傷害內(nèi)柱與橫梁。除此之外，由于配筋調(diào)整的不合理會(huì)導(dǎo)致在進(jìn)行電算過(guò)程中沒(méi)有考慮到溫度與基礎(chǔ)的不均勻沉降造成的影響。因此，如果多層框架柱配筋的調(diào)整不合理，將會(huì)對(duì)民用建筑整體框架等造成很大的影響。

2.3在民用建筑多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中也極易忽視框架梁裂縫寬度。框架梁的裂縫寬度與混凝土及鋼筋直接相關(guān)，因?yàn)榛炷恋膹?qiáng)度等級(jí)與鋼筋直徑、類型會(huì)對(duì)框架梁的裂縫造成很大影響。但是在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與實(shí)際建筑工程中，框架梁的裂縫寬度常常受到忽視，這不僅影響了民用多層框架結(jié)構(gòu)建筑抵抗災(zāi)害的能力，還影響了其安全性。

3 民用建筑多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)與對(duì)策

3.1 截面尺寸和計(jì)算簡(jiǎn)圖的選擇要合理

由于民用建筑多層框架結(jié)構(gòu)的框架計(jì)算簡(jiǎn)圖與柱配筋調(diào)整不合理將會(huì)嚴(yán)重影響其安全性，故在進(jìn)行民用建筑多層框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)于梁和柱截面尺寸的選擇必須要規(guī)范取值。同時(shí)，為了保證建筑在地震作用下的抵抗能力，不僅柱線剛度與梁線剛度比值要大于一，還必須注重梁和柱截面尺寸的合理選擇。除此之外，民用建筑多層框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖也必須合理。比如，科學(xué)合理地進(jìn)行基礎(chǔ)計(jì)算，無(wú)地下室的鋼筋混凝土多層框架房屋的基礎(chǔ)拉梁要按照層一輸入計(jì)算；根據(jù)不同的地基土約束能力的情況進(jìn)行不同的層數(shù)輸入，并要進(jìn)行復(fù)算檢查，確保計(jì)算簡(jiǎn)圖是合理的。

3.2 合理調(diào)整柱配筋

在配筋計(jì)算時(shí)要滿足框架柱在多種內(nèi)力組合下的強(qiáng)度要求，選擇最不利的方向分別進(jìn)行框架計(jì)算，另外，也可對(duì)縱、橫兩個(gè)方向都進(jìn)行計(jì)算，然后比較同一方向的配筋后取較大值，并采用對(duì)稱配筋，控制柱的單邊方向縱筋不得少于6根，并要沿周邊均勻布置。同時(shí)在框架梁的配筋設(shè)計(jì)上，在主梁與次梁的相交點(diǎn)增加箍筋和吊筋，以保證其穩(wěn)定性。設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。除此之外，溫度應(yīng)力與基礎(chǔ)的不均勻沉降在多層框架結(jié)構(gòu)電算時(shí)經(jīng)常忽略，當(dāng)多層框架水平、垂直尺寸比較大，地基土層厚或土質(zhì)不均勻時(shí),框架柱的配筋可適當(dāng)放大,并要在縱、橫兩個(gè)方向設(shè)置基礎(chǔ)梁,其配筋應(yīng)按照框架梁設(shè)計(jì),同時(shí)還要按規(guī)范的要求設(shè)置箍筋加密區(qū)。

3.3 注重剛?cè)岵?jì)的建筑結(jié)構(gòu)體系

對(duì)于民用建筑多層框架結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，如果結(jié)構(gòu)太剛會(huì)導(dǎo)致變形能力變差，當(dāng)在地震等作用下，瞬間襲來(lái)的強(qiáng)大破壞力使得建筑需要承受極大的力，容易對(duì)其造成局部或全部受損；而結(jié)構(gòu)太柔雖然能有效消減外力，但也容易出現(xiàn)過(guò)度變形的后果，最后導(dǎo)致無(wú)法使用甚至是整體傾覆。那么在建筑工程中應(yīng)該剛一點(diǎn)還是柔一點(diǎn)呢？其程度又應(yīng)該如何？太剛造價(jià)過(guò)高、不經(jīng)濟(jì)，并且在強(qiáng)大作用下的應(yīng)變能力差；而太柔雖然造價(jià)經(jīng)濟(jì)便宜，但是其結(jié)果必然是過(guò)度變形導(dǎo)致不穩(wěn)定而失去根本。建筑結(jié)構(gòu)太剛或是太柔都會(huì)對(duì)其造成不利影響，建筑工程中的剛?cè)岢潭犬?dāng)前還無(wú)法得到精確答案，如今也只有一些控制的指標(biāo)，所以在設(shè)計(jì)過(guò)程中，為了讓結(jié)構(gòu)的變形相互之間更協(xié)調(diào)，必須要合理調(diào)整建筑結(jié)構(gòu)的剛?cè)嵝?，做到剛?cè)岵?jì)的建筑結(jié)構(gòu)體系。

3.4 多道防線的設(shè)計(jì)

民用建筑多層框架的結(jié)構(gòu)體系是層層相扣的，當(dāng)面對(duì)強(qiáng)大的破壞力時(shí)，所有建筑結(jié)構(gòu)都在通力協(xié)作。單憑建筑結(jié)構(gòu)中某一零部件就像抵抗強(qiáng)大的外力是根本不可能的，這會(huì)使建筑陷入危險(xiǎn)的境地。在建筑多層框架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中多道防線的設(shè)計(jì)思路體現(xiàn)在許多例子上，如土建結(jié)構(gòu)中，多肢墻要比單片墻好，框架剪力墻遠(yuǎn)勝于純框架等等。

4 結(jié)語(yǔ)

民用建筑的質(zhì)量與安全成為當(dāng)今人們備受關(guān)注的問(wèn)題，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)多層民用建筑的質(zhì)量起到了極其重大的影響。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循安全性、適用性和經(jīng)濟(jì)性等原則，時(shí)刻根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，通過(guò)控制與調(diào)整合理能更好地對(duì)多層民用建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)和規(guī)劃，以滿足人們更多更高的需求。

[1]民用建筑多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題探討[J].伍楊勛，劉其福.科技創(chuàng)新與應(yīng)用.2016(10)

[2]基于民用建筑多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的分析[J].劉國(guó)江.建材與裝飾.2016(1)

[3]淺談民用建筑多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].余文柏.中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品.2016(5)