解析建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則與方法

蘇洋

摘 要： 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本任務(wù)，是在可靠性和經(jīng)濟(jì)性之間選擇一種平衡，盡量以最小的代價(jià)換取最大的效益，同時(shí)使得所建造的建筑滿足居民的功能、實(shí)用、安全及耐久等要求。因此，相關(guān)從業(yè)人員必須深入探析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題，并積極采取優(yōu)勢(shì)優(yōu)化解決，以此有效提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量，為建筑建設(shè)提供良好依據(jù)。

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

【中圖分類(lèi)號(hào)】TU2 ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A ? ? 【文章編號(hào)】1674-3733（2020）21-0126-01

1 現(xiàn)代建筑中框架結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

現(xiàn)代建筑中框架結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可以歸納為以下幾個(gè)方面。（1）現(xiàn)代建筑框架結(jié)構(gòu)施工中原材料使用相對(duì)較少，可以讓施工成本得到有效降低，并可以讓建筑空間得到靈活劃分。（2）可以讓建筑平面布置的靈活性、協(xié)調(diào)性得到保證，在一些空間相對(duì)較大建筑工程中，框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)較為明顯。（3）梁柱結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化程度容易實(shí)現(xiàn)，可以在建筑工程質(zhì)量得到保證的同時(shí)，縮短施工工期，進(jìn)而保證施工進(jìn)度計(jì)劃全面落實(shí)。（4）現(xiàn)澆混凝土框架結(jié)構(gòu)建筑工程具有較高的整體性、剛性，利用科學(xué)設(shè)計(jì)方法可以多樣化改造梁柱截面形狀，讓人們對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多樣化需求得到滿足。

2 建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則

2.1 剛?cè)徇m度

在建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，需要做到剛?cè)徇m度。如果柔度過(guò)大，結(jié)構(gòu)容易發(fā)生較大變形，出現(xiàn)整體傾覆危險(xiǎn)。如果剛度過(guò)大，將造成結(jié)構(gòu)整體柔韌度不足，在遭受外力破壞時(shí)容易發(fā)生嚴(yán)重?fù)p壞。在結(jié)構(gòu)體系建設(shè)中，應(yīng)做到彈性適中，在所有構(gòu)件達(dá)到一定強(qiáng)度的同時(shí)，能夠保持結(jié)構(gòu)相互協(xié)調(diào)，促使建筑延性得到增強(qiáng)。所謂的延性，就是結(jié)構(gòu)在承載較大環(huán)境中發(fā)生的最大限度變形。在對(duì)建筑剛?cè)徇M(jìn)行判別時(shí)，可以根據(jù)結(jié)構(gòu)剛重比、剪重比等指標(biāo)進(jìn)行判斷。如利用剪重比進(jìn)行判斷，在地震剪力偏小且層間位移角偏大的情況下，說(shuō)明結(jié)構(gòu)偏柔，應(yīng)對(duì)墻柱截面進(jìn)行適當(dāng)增加，促使結(jié)構(gòu)剛度得到增強(qiáng)。保持剛?cè)嵯酀?jì)，才能最大限度避免結(jié)構(gòu)在地震作用下發(fā)生損壞。

2.2 多道防線

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，需要根據(jù)設(shè)防層數(shù)確定結(jié)構(gòu)體系的安全水平。發(fā)生災(zāi)難后，應(yīng)保證各種構(gòu)件能夠合作提供抵抗力，確保建筑物維持穩(wěn)定。如果僅依靠單個(gè)構(gòu)件，容易導(dǎo)致結(jié)構(gòu)發(fā)生損壞。如在土建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，相較于單墻，多肢墻可以發(fā)揮更大作用。完成多道設(shè)防，在結(jié)構(gòu)因承載力發(fā)生事故的情況下，在一個(gè)構(gòu)件發(fā)生損壞后，還有其他構(gòu)件能夠?qū)毫M(jìn)行承載，因此保證結(jié)構(gòu)安全。結(jié)合框架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)可知，框架結(jié)構(gòu)建設(shè)需要采用大量的鋼筋、水泥等，形成大量的構(gòu)件，擁有較多接頭，發(fā)生地震容易導(dǎo)致結(jié)構(gòu)發(fā)生水平位移等破壞影響。因此在框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，需要完成多道防線設(shè)置。

2.3 分清主次

在框架結(jié)構(gòu)中，容易發(fā)生強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)柱弱梁現(xiàn)象，因此需要做好鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以便使結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性得到增強(qiáng)。做到分清主次，就是合理進(jìn)行梁、柱強(qiáng)度設(shè)計(jì)，做到取大舍小。因?yàn)閺谋举|(zhì)上來(lái)講，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)無(wú)法做到絕對(duì)安全，只能盡可能保證主體結(jié)構(gòu)不發(fā)生破壞。對(duì)梁和柱的主次地位進(jìn)行區(qū)分，能夠保證在框架結(jié)構(gòu)受損后，即便梁倒塌柱也不會(huì)倒塌，而并非是梁倒塌后柱隨之倒塌。柱之所以比梁要達(dá)到更大強(qiáng)度，主要是為了增強(qiáng)結(jié)構(gòu)抵抗外力的能力。使框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)做到強(qiáng)柱弱梁，能夠?yàn)槿藗儬?zhēng)取更多逃生時(shí)間。所謂的強(qiáng)剪弱彎，則是從抗震設(shè)計(jì)角度出發(fā)，確保結(jié)構(gòu)在地震作用下先發(fā)生彎曲破壞，之后發(fā)生剪切破壞，確保結(jié)構(gòu)整體安全。

3 構(gòu)建建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化體系的主要思路

3.1 合理選擇建筑材料

在控制建筑結(jié)構(gòu)鋼含量的過(guò)程中，既要采取措施降低成本，又要在保證建筑結(jié)構(gòu)整體質(zhì)量的基礎(chǔ)上優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)形式，控制成本。一般通過(guò)優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)布局或采用新的建筑結(jié)構(gòu)體系形式可以達(dá)到相應(yīng)的目的。一般來(lái)說(shuō)，建筑結(jié)構(gòu)的形式會(huì)對(duì)鋼材的使用產(chǎn)生影響。同時(shí)，是柱網(wǎng)尺寸、層高、抗側(cè)力構(gòu)件等，需要通過(guò)控制建筑的平面長(zhǎng)度和設(shè)置合理的伸縮縫來(lái)改善。對(duì)于超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)，需要結(jié)合溫度應(yīng)力、混凝土收縮力等因素來(lái)控制結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)寬比。對(duì)于建筑工程結(jié)構(gòu)體系，可以采用低質(zhì)量、低高度的樓蓋結(jié)構(gòu)來(lái)降低建筑工程總質(zhì)量，從而降低地震作用、減少配筋量，降低建筑結(jié)構(gòu)成本。

3.2 應(yīng)用預(yù)模板施工技術(shù)

如今，我國(guó)建筑行業(yè)發(fā)展迅速，框架結(jié)構(gòu)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于建筑施工中。而在該結(jié)構(gòu)的施工中，經(jīng)常應(yīng)用到的技術(shù)就是預(yù)制模板技術(shù)，該技術(shù)分為預(yù)制木模板和預(yù)制混凝土模板兩種。在施工過(guò)程中應(yīng)用預(yù)模板技術(shù)，有很大的優(yōu)勢(shì)：（1）可以有效提升工程施工的效率，這樣可以顯著降低工程施工時(shí)間，從而減少人力物力的消耗，降低企業(yè)所需成本，增大企業(yè)的利潤(rùn)。（2）在一定程度上，使用該項(xiàng)技術(shù)，可以提高工程的質(zhì)量，并且提高工程使用的功能性。但目前該項(xiàng)技術(shù)還存在著一些問(wèn)題，必須和其他技術(shù)共同使用，為單獨(dú)使用不能充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。模板施工技術(shù)，是建筑施工中的一項(xiàng)重要技術(shù)，相關(guān)企業(yè)必須對(duì)其引起重視，只有結(jié)合實(shí)際的工程情況來(lái)使用模板施工技術(shù)，才能最大程度上發(fā)揮模板施工技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。

3.3 改善混凝土工程的技術(shù)

首先，對(duì)混凝土所用的原材料進(jìn)行控制。因?yàn)榛炷临|(zhì)量直接影響施工質(zhì)量，所以不僅要選擇符合施工要求的混凝土原材料，還要選擇性能更為優(yōu)異的材料。其次，由于使用混凝土的目的是提高工程的強(qiáng)度，因此相關(guān)人員要嚴(yán)格重視原材料的強(qiáng)度是否符合要求，最后，由于混凝土根據(jù)強(qiáng)度的差異而被分成了多個(gè)級(jí)別，因此，需要由專(zhuān)業(yè)人員對(duì)混凝土的級(jí)別進(jìn)行匹配，避免用錯(cuò)材料。有了混凝土的原材料，就要制作混凝土，由于組成混凝土材料的種類(lèi)很多，因此對(duì)于這些材料的配比，要進(jìn)行合理的控制，根據(jù)不同的框架結(jié)構(gòu)，選擇適合的材料配比方法。只有混合合理的混凝土，才能最大程度上發(fā)揮混凝土技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，混凝土的性能是由合理的材料配比所決定的。對(duì)于一些不確定的材料配比，要進(jìn)行多次綜合實(shí)驗(yàn)，并反復(fù)進(jìn)行相應(yīng)的比較工作，以此來(lái)提升混凝土的質(zhì)量。

結(jié)束語(yǔ)：綜上所述，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作是建筑工程建設(shè)的重要環(huán)節(jié)之一，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的水平，直接影響建筑工程的整體質(zhì)量?；诖?，需要提高對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的重視，強(qiáng)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作者的設(shè)計(jì)能力，使建筑工程的質(zhì)量不斷提升，提高其安全性與可靠性，推動(dòng)建筑業(yè)健康發(fā)展。

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