(四川省建筑設計研究院,四川 成都 610000)
多層框架住宅結構設計的注意事項探討
廖俊濤 陳 偉
(四川省建筑設計研究院,四川 成都 610000)
隨著現代人們生活品質的提高,對住房要求條件也越來越高,而且現代建筑的功能和造型要求也日益多樣化,因此,如何達到建筑商和業主的使用要求就成為工程中探討的關鍵性問題,但是無論是民用建筑還是商業建筑,結構設計作為其中的一個關鍵性環節,其在實踐中的處理難題也越來越多,必須要遵守相關的規范,并且從中探討一些解決措施,解決結構設計的重點、難點問題,確保結構設計的合理性,為此,在這里從以下方面對多層框架住宅結構設計的注意事項進行了具體分析與探討。
多層框架;住宅結構設計;注意事項
鋼筋混凝土多層框架住宅結構作為建筑設計中一種常用的結構形式,結構具有布置靈活、傳力明確、整體性好、抗震性好等各方面優點,當前已經廣泛應用于各類建筑中,但是,隨著近年來計算機技術和現代科學技術的發展,傳統框架結構設計已經由手算轉向電算,對計算精度的要求也越來越高,設計水平有了很大程度的提升,而從其長期的經驗總結發現,在實際的設計中仍舊存在著諸多問題,從而影響到建筑的整體效果。因此,對多層框架住宅結構設計的注意事項探討有其必要性。
隨著建筑市場的改革以及人們對住房要求的提升,這對民用建筑設計的合理性提出了較高的要求,而多層框架住宅結構作為建筑設計中一種常用的結構形式,有著結構布置靈活、傳力明確、整體性好、抗震性好等優點,尤其是隨著近年來計算機技術和現代科學技術的發展,框架結構設計已經實現電算化發展,計算精度要求也越來越高,設計水平也得到提升,已經廣泛應用于各類建筑中,加上近來隨著城市化水平的加速,一些造型獨特和形態各異的現代建筑應運而生,其建筑功能和造型要求也隨之提升,為此,必須要通過合理的設計,確保建筑商和業主的使用要求,將其作為建筑工程的主要內容問題。但是,無論是民用建筑還是商業建筑,結構設計作為其中的一個關鍵性環節,在實踐中的處理難題也越來越多,必須要遵守相關的規范,并且從中探討一些解決措施,解決結構設計的重點、難點問題,確保結構設計的合理性,要保證建筑質量的同時,還要提升建筑的整體效果,從而更好地滿足于建筑的發展需要。
2.1 荷載取值
在結構設計中,荷載取值的一個主要問題就是獨立基礎設計荷載取值不當的問題。一般而言,鋼筋混凝土多層框架房屋多采用柱下獨立基礎,為此,需要對地基和基礎進行承載力的計算和驗算,尤其是在進行整體計算時,必須要對風荷載進行分析,包括其相關影響,不論房屋處于地震區還是非地震區,也不能因為其沒有控制作用而不進行分析,當處于地震區時,可以根據實際情況進行承載力的驗算。此外,在進行獨立基礎的設計時,除了要對基礎頂面的剪力設計值進行分析外,還要對彎矩設計值和軸力設計值進行分析,從而確保獨立基礎設計的合理性與穩定性。
2.2 截面尺寸的選擇
在框架結構設計中,梁柱的截面尺寸選擇是其設計的關鍵和前提,要求在設計工作中,不僅要嚴格按照規范中的取值范圍去設計,而且還要注意到柱的線剛度,梁柱的線剛度比,使實際尺寸符合模型計算假定,這樣能夠避免在地震作用下,對整個結構產生影響。
2.3 框架柱配筋的調整
在地震作用下的框架柱,尤其是角柱,所受的扭轉剪力最大,同時又受雙向彎矩作用,而橫梁的約束又較小,工作狀態下又處于雙向偏心受壓狀態,所以其震害重于內柱,對于質量分布不均勻的框架尤為明顯,因此應選擇最不利的方向進行框架計算,另外,也可分別從縱、橫兩個方向計算后比較同一側面的配筋,取其較大值,并采用對稱配筋的原則。
2.4 基礎拉梁設計
在結構設計中,還要避免基礎拉梁設計不合理的問題,通常情況下,±0.000以下適當位置設置基礎拉梁,同時,不應該為了減少底層的位移和底層柱的計算而按構造要求設置。若是基礎埋深較淺,可以根據抗震要求,柱子荷載和地基情況,沿著主軸的方向設置基礎拉梁,其中,高度以柱中心距的1/18為宜,寬度以柱中心距的1/30為宜,同時,為了更好地滿足配筋,拉梁截面應適當加大,此時拉梁宜設置在基礎頂部,不宜設置在基礎頂面之上,基礎則可按中心受壓設計。
在結構的整體計算中,在柱的內力和配筋計算中,設計人員要明確受力情況,對結構的整體分析,以下為相關注意事項:(1)在進行地基礎基礎設計,重點查明土料天然含水率分布規律,土料含水率的大小及與最優含水率的差值;查明土料的比重、顆粒級配、天然干密度、自由膨脹率、液塑限、塑性指數、土的分類定名等物理性質;綜合考慮場地土層的分布情況及穩定性,土層的物理力學性質,建筑物的體型、結構類型和荷載性質與大小,還要考慮地下水的影響,山區建筑還要考慮土坡度情況,在滿足承載力和變形的基本要求下,盡量采用比較經濟的天然地基礎的淺基礎。地基持力層的選擇應從地基基礎和上部結構的整體性出發,(2)明確影響框架裂縫寬度的因素,并注意合理的調整方法,一般而言,主要是鋼筋的直徑、級別以及混凝土強度等級,而鋼筋級別與混凝土等級存在著依賴關系,為此,可以采用加大梁的配筋率,或者是采用合理的截面尺寸方法,使得梁的裂縫寬度減小;(3)要注意結構建模過程中荷載的輸入,要求要將活載數與恒載數分開輸入,以確保裂縫寬度與內力組合計算的準確性,以確保繪制的施工圖的規范性;(4)要準確、合理地運用變矩的調幅,確保在豎向作用下,對梁端彎矩進行調整處理,但是水平作用下的梁端彎矩不可以調幅,(5)加強短柱的構造,在工程施工過程中,一些單位往往為了節省開支,要求柱間填充墻不到頂或者是在墻上任意開門窗洞,這樣往往會造成短柱,由于短柱剛度大,吸收地震作用使其受剪,當混凝土抗剪強度不足時,則產生交叉裂縫及脆性錯斷。為此,在設計時,需要盡可能地減少短柱之間的樓層約束,降低梁的高度,也可以適當增加配筋,短柱范圍內箍筋間距要小于100mm,同時,還可以采用良好的箍筋類型,比如雙螺旋箍筋、復合螺旋箍筋、螺旋箍筋等;(6)在框架結構設計中,還要注意到梁端斜截面配筋的調整,要求要滿足地震作用下框架梁的梁端斜截面受剪承載力的規范要求,即“強剪弱彎”,而在工作具體實踐中,可以通過以下方法來實現:一是可以合理控制梁端箍筋的直徑,
可以適當地增加2mm,不放大梁端負彎矩鋼筋而加大梁的跨中受力鋼筋,支座處盡量不設置彎起鋼筋,宜利用箍筋承受支座剪力。(7)在進行填充墻構造的時候,若是填充墻本身的長度已經超過了5米,那么墻頂和梁應該采取拉接的辦法,若是墻的高度超過了4米,那么應該在墻的中部偏高的地方進行和柱連接的通長鋼筋混凝土水平強梁的設置。(8)預埋件以及填充墻的拉筋不應該和框架梁、柱上的縱向鋼筋進行焊接,應該在柱的內部預留一定的預埋件,等到填充墻砌筑的時候,再用拉結筋和其焊接在一起。
總而言之,多層框架結構設計是建筑設計中的一項重要內容,需要設計人員根據相關的規范,結合自己的實踐經驗,合理設計,并且根據正確的計算結果,確定各項設計的主要參數,把握設計中的重要問題和難點問題,以提高設計質量。
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