探析結(jié)構(gòu)多樣化設計

胡穎

【前言】本文根據(jù)現(xiàn)代社會對建筑功能多樣化的特點,從而對建筑物場地選擇、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)設計已經(jīng)廣泛應用在各類建筑中。

【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)廣泛應用，在結(jié)構(gòu)設計中遇到的各種難題也日益增多,因而作為一個結(jié)構(gòu)設計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、重點。

一、建筑框架結(jié)構(gòu)設計概括 建筑框架結(jié)構(gòu)設計是主要設計依據(jù),抗震等級,人防等級,地基情況及承載力,防潮抗?jié)B做法,活荷載值,材料等級,施工中的注意事項,選用詳圖,通用詳圖或節(jié)點,以及施工圖中未畫而通過說明來表達的信息。 1)建筑結(jié)構(gòu)類型及概況,建筑結(jié)構(gòu)安全等級和設計使用年限,建筑抗震設防分類、抗震設防烈度(設計基本地震加速度及設計地震分組),場地類別和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗震等級、地基基礎設計等級、砌體結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量控制等級,基本雪壓和基本風壓,地面粗糙度,人防工程抗力等級等。 2)設計±0.000標高所對應的絕對標高,持力層土層類型及承載力特征值,地下水類型及標高、防水設計水位和抗浮設計水位,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)設計活荷載值。 4)混凝土結(jié)構(gòu)的環(huán)境類別、材料等級、強度等級、材料性能(包括鋼材強屈比等性能指標)和施工質(zhì)量的特別要求等。 5)受力鋼筋混凝土保護層厚度,結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一做法和構(gòu)造要求,現(xiàn)行規(guī)范規(guī)程及標準圖選用,以及在施工圖中未畫出而通過說明來表達的信息。 6)建筑物耐火等級、構(gòu)件耐火等級。

7)抗震設防要求的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件對混凝土等級、鋼筋種類及對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)設計的原則與措施 (一)建筑框架結(jié)構(gòu)設計原則 抗震驗算時不同的樓蓋及布置(整體性)決定了采用剛性、剛?cè)帷⑷嵝岳碚撚嬎恪？拐痱炈銜r應特別注意場地土類別。8度超過5層有條件時,盡量加剪力墻,可大大改善結(jié)構(gòu)的抗震性能。框架結(jié)構(gòu)應設計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。應加強垂直地震作用的設計,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、陽臺等處梁應考慮抗扭。考慮抗扭時,扭矩為梁中心線處板的負彎距乘以跨度的一半;框架梁、柱的混凝土等級宜相差一級;由于某些原因造成梁或過梁等截面較大時,應驗算構(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剛度很大,其它地方不加剪力墻,對梯井和整體結(jié)構(gòu)都十分不利;建筑長度宜滿足伸縮縫要求,否則應采取措施。如:增大配筋率,通長配筋,改善保溫,鋪設架空層,加后澆帶等;柱子軸壓比宜滿足規(guī)范要求;當采用井字梁時,梁的自重大于板自重,梁自重不可忽略不計。周邊一般加大截面的邊梁;當建筑布局很不規(guī)則時,結(jié)構(gòu)設計應根據(jù)建筑布局做出合理的結(jié)構(gòu)布置,并采取相應的構(gòu)造措施;當?shù)叵滤缓芨邥r,暖溝應做防水。一般可做u型混凝土暖溝,暖氣管通過防水套管進入室內(nèi)暖溝。有地下室時,混凝土應抗?jié)B,等級S6或S8,混凝土等級應大干等于C25,混凝土內(nèi)應摻人膨脹劑。混凝土外墻應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)設計措施 在用PKPM軟件計算梁柱時,應盡量采用TAT或SATWE三維軟件。第一,計算結(jié)果更接近實際受力狀態(tài),如地震力或風力是按抗側(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還可以進行井式梁的計算,由于PKPM 軟件計算梁時僅按矩形計算,而井式梁的斷面較小,有可能超筋,此時可取出彎距再按T型梁補充計算,不必直接加大梁高。在繪制施工圖時,較大直徑的鋼筋連接宜用機械連接取代焊接,造價相差不大,但機械連接可靠并易干檢查。機械連接接頭位置可任意,但一次截斷的鋼筋不大于50%,接頭位置應錯開70d。 三、多層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設計 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)設計文件與圖紙是最主要的依據(jù)之一,全面理解設計文件,并規(guī)范進程加以實施,是結(jié)構(gòu)方案的主要工作。全面理解設計意圖和設計要求,看懂容懂圖紙的每項內(nèi)容,達到按圖紙施工的要求,對圖紙設計中存在的問題通過會審加以解決,對其遺誤交易糾正,是保證施工質(zhì)量的前提,必須認真地組織與實施,該項工作由甲方或委托監(jiān)理工程師進行。 根據(jù)設計文件和相關(guān)規(guī)范、規(guī)程、編制和審查施工組織設計。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。做好多層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)技術(shù)交底,根據(jù)設計要求和施工隊的技術(shù)素質(zhì)狀況對其不熟悉的施工工藝過程,經(jīng)批準實施的新工藝、新材料、新結(jié)構(gòu)等,必須認真進行技術(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)。現(xiàn)澆式多層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的整體性強、抗震性能好,因此在實際工程中采用比較廣泛。但現(xiàn)場澆筑混凝土的工作量較大。預制裝配式框架是指梁、柱、樓板均為預制,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)點是構(gòu)件均為預制,可實現(xiàn)標準化、工廠化,機械生產(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)應用。

現(xiàn)澆預制框架是指梁、柱、樓板均為預制,在預制構(gòu)件吊裝就位后,對連接節(jié)點區(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)。現(xiàn)澆預制框架既具有較好的整體性和抗震能力,又可采用預制構(gòu)件,減少現(xiàn)場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。

總結(jié): 以上幾點是我在工程設計中對框架結(jié)構(gòu)設計的認識體會,希望這些設計體會能給各位同行在今后的工程設計中有些幫助,以提高工程設計的質(zhì)量。

參考文獻: [1] GB 50010—2010,混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2010 [2] GB 50007—2002,建筑地基基礎設計規(guī)范[S]. [3] 簡明建筑結(jié)構(gòu)設計手冊[M],北京:中國建筑工業(yè)出版社,2002