建筑設(shè)計(jì)中多層框架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

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摘要：多層框架結(jié)構(gòu)為一種典型的建筑結(jié)構(gòu)，其以梁、柱為主要承重單元，具備設(shè)計(jì)簡單、施工靈活等特點(diǎn)。本文總結(jié)建筑多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)及注意事項(xiàng)，搭建完善的多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論體系，供相關(guān)人員借鑒參考。

關(guān)鍵詞：建筑設(shè)計(jì);多層框架;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

多層框架結(jié)構(gòu)將梁、柱以剛接或鉸接的方式連接為受力整體，承擔(dān)建筑的水平及豎向荷載。多層框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)成本較低，但其承載能力卻十分突出，因此在建筑建設(shè)中應(yīng)用廣泛。為進(jìn)一步提高多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平，需要對其設(shè)計(jì)要點(diǎn)及注意事項(xiàng)做分析總結(jié)。

一、多層框架建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則

1.1層層都需設(shè)防

提升多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性能需要每層都設(shè)防，這樣才可以充分抵抗強(qiáng)大的外力沖擊，例如，在建筑結(jié)構(gòu)中應(yīng)當(dāng)多運(yùn)用多肢墻替代單片墻，框架剪力墻代替純框架，這樣也可以完美體現(xiàn)出層層設(shè)防的優(yōu)點(diǎn)。倘若完全依靠單個(gè)結(jié)構(gòu)抵御強(qiáng)大外力，將會(huì)給整個(gè)建筑物帶來危害。

1.2剛?cè)岵⑹?/p>

雖然提升多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的柔度可以為建筑物提供良好的變形能力，對外力進(jìn)行有效削弱，但如若外力持續(xù)增加就會(huì)因變形程度過大導(dǎo)致建筑物倒塌。同時(shí)，多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也不能太剛，較差的變形能力會(huì)導(dǎo)致局部部位在承受較大外力時(shí)受到損傷，從而造成整體建筑損毀。

1.3突出重點(diǎn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)過程中應(yīng)該建筑進(jìn)行實(shí)際分析，綜合考慮實(shí)際設(shè)計(jì)中可能發(fā)生的各種狀況以及在外力作用影響下的受力結(jié)構(gòu)重點(diǎn)。并針對重點(diǎn)框架設(shè)計(jì)部分進(jìn)行合理調(diào)整。

二、多層建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問題

2.1框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中忽略了縱向框架設(shè)計(jì)

按照建筑抗震設(shè)計(jì)的實(shí)際需求，水平地震的效果應(yīng)根據(jù)兩主軸的反力來假定。然而，在目前大部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)者只是設(shè)計(jì)了有關(guān)于縱向的普通連續(xù)梁，因此，框架的縱向加固和梁柱節(jié)點(diǎn)不能良好符合框架的抗震需求。所以，經(jīng)常發(fā)生梁的支撐負(fù)筋和跨中縱向鋼筋配筋不完善的問題。因此，在開展框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該將縱向和橫向框架的設(shè)計(jì)放在同一高度。

2.2沒有充分了解受力狀態(tài)

在設(shè)計(jì)過程中，沒有充分了解板的受力狀態(tài)，又或是為了計(jì)算便利，簡單地根據(jù)單向板計(jì)算雙向板。造成計(jì)算假設(shè)與實(shí)際應(yīng)力狀況不一致，造成按構(gòu)件長方向配筋過多，短方向僅配筋，配筋嚴(yán)重不足，造成板產(chǎn)生裂縫。

2.3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中的姿態(tài)問題

目前，因?yàn)楦骷墕挝辉O(shè)計(jì)的工作量大、任務(wù)重，以及甲方的迫切要求等因素，建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一般都會(huì)成為快速完成的產(chǎn)品。此外，設(shè)計(jì)師的業(yè)務(wù)設(shè)計(jì)也呈現(xiàn)參差不齊的情況，導(dǎo)致建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量產(chǎn)生了各種問題。建筑應(yīng)實(shí)現(xiàn)自身的使用價(jià)值、商業(yè)價(jià)值和重要的社會(huì)職能。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本身是關(guān)系到人民財(cái)產(chǎn)安全的一件重要事情，關(guān)系到建設(shè)單位的投資和經(jīng)濟(jì)效益。所以，開展建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的工程設(shè)計(jì)師應(yīng)該具有強(qiáng)烈的責(zé)任心，在設(shè)計(jì)工作過程中要細(xì)心設(shè)計(jì)，具有責(zé)任意識。此外，它還需求建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師有一個(gè)堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)和靈活的創(chuàng)新思想，不斷強(qiáng)化常見問題的探索和研究，有效提升自己的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力，使得設(shè)計(jì)方案能夠更加規(guī)范、完善。

三、多層建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1根本內(nèi)容的設(shè)計(jì)

當(dāng)柱下基礎(chǔ)寬度較寬或基礎(chǔ)不均勻以及基礎(chǔ)較軟的時(shí)候，就應(yīng)該采用柱下基礎(chǔ)。并且應(yīng)該對節(jié)點(diǎn)處基底面積雙向重復(fù)利用的有害因素進(jìn)行相應(yīng)的思考，合理的增加基礎(chǔ)寬度。如廠房位置良好，地基深度超過3米的時(shí)候，結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)該提議甲方進(jìn)行地下室的施工。如果地基承載力符合設(shè)計(jì)要求的時(shí)候，地下室地面不能再向外延伸，這樣方便防水。每隔30—40米，設(shè)置一個(gè)后澆區(qū)，兩個(gè)月以后用微膨脹混凝土澆注。設(shè)置地下室能夠有效減少地基附加應(yīng)力，促進(jìn)地基承載力的增長，降低地震對上部結(jié)構(gòu)的不良影響。在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，不應(yīng)該設(shè)置局部地下室?？拐鹂p、伸縮縫不能設(shè)置在地下，連接的地方應(yīng)該強(qiáng)化，但是沉降縫兩邊的墻基必須分開。新建筑物的地基不能比周圍的地基深，如果基礎(chǔ)比原基礎(chǔ)深，基礎(chǔ)之間的凈距離應(yīng)該超出基礎(chǔ)高差的2倍，不然應(yīng)該設(shè)置防滑樁，預(yù)防先前的建筑受到破壞。

3.2短柱部分設(shè)計(jì)重點(diǎn)

在框架結(jié)構(gòu)里，若柱的凈高度小于或者等于4，以及剪跨比小于等于2，則為短柱。短柱在地震作用下易發(fā)生脆性破壞。由于短柱的抗剪承載力和變形能力不好，會(huì)導(dǎo)致建筑物造成嚴(yán)重的破壞，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量避免。產(chǎn)生短柱的主要原因有可能是因?yàn)椋海?）因?yàn)闃翘菥陌胄菹⑵脚_以及結(jié)構(gòu)的一些分層，導(dǎo)致框架柱在兩個(gè)框架梁之間的凈高度更小;（2）填充墻設(shè)置不完善，導(dǎo)致某一層框架柱兩側(cè)無填充墻，另一側(cè)有填充墻。柱凈高度與未填充墻柱截面的比值通常小于或等于4，產(chǎn)生短柱。短柱處理的主要目的是提高柱的抗剪承載力，提高柱的變形能力，短柱縱向配筋應(yīng)對稱布置，兩側(cè)縱向配筋率不大于1.2%。的方法進(jìn)行處理，還能夠使用外包鋼板、x形配筋等方式進(jìn)行處理。

3.3梁部分的設(shè)計(jì)重點(diǎn)

梁上有次梁應(yīng)附加箍筋和吊桿，并使用附加箍筋，額外的附加筋一般都有，但不是絕對有。當(dāng)主梁與次梁截面差較小，次梁荷載較大的時(shí)候，應(yīng)該增加筋。當(dāng)主梁很高的時(shí)候，次梁截面很小，荷載很小，如果靠近板附加暗梁，主梁不能增加附加鋼筋。如果主次梁截面較大時(shí)，應(yīng)按技術(shù)要求形成主次深梁，但是荷載相對較小，主梁不能加固。如果外梁跨度差異不明顯時(shí)，應(yīng)使梁高相等，特別是外框架梁。如果梁的底部比窗口的頂部小時(shí)，梁的高度應(yīng)增加到窗口的頂部。外框架梁應(yīng)盡可能與柱的外表面平齊。

3.4板部分的設(shè)計(jì)重點(diǎn)

用間隔板連接同一型號的幾個(gè)房間時(shí)，應(yīng)連接底板。在鋼筋計(jì)算中，可以考慮塑性內(nèi)力重分布。使得上筋乘0.8-0.9的折減系數(shù)，板的下筋乘以1.1-1.2的放大系數(shù)。支撐外環(huán)框架梁的板的負(fù)筋不能太大，不然梁的附加扭轉(zhuǎn)過大。如果厚板和薄板進(jìn)行連接，應(yīng)該按固定端對薄板支座思考，然而厚板不適宜，應(yīng)減少厚板支座配筋，增加跨中配筋。非矩形板應(yīng)降低支撐鋼筋，增加跨中鋼筋。

四、結(jié)束語

建筑多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)做好結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和配筋設(shè)計(jì)兩項(xiàng)工作，同時(shí)重點(diǎn)關(guān)注結(jié)構(gòu)類型統(tǒng)一、截面尺寸合理、短柱構(gòu)造加強(qiáng)、框架梁設(shè)計(jì)優(yōu)化、薄弱層設(shè)計(jì)優(yōu)化等問題，確保建筑多層框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定及安全。

參考文獻(xiàn)

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