建筑工程框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究

王璞

摘要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市建設(shè)力度不斷加強(qiáng)，各個(gè)城市的建筑數(shù)量逐漸增加，為了使建筑物的質(zhì)量得到保障，必須要加強(qiáng)對(duì)建筑工程框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重視程度。本文主要從框架結(jié)構(gòu)的相關(guān)概述、建筑工程框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問題和處理對(duì)策等方面進(jìn)行分析研究。

關(guān)鍵詞：建筑工程；框架結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TU375.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674—3024（2016）11—174—02

前言

在此從建筑工程框架結(jié)構(gòu)的基本理念和設(shè)計(jì)原則入手，分析研究在建筑框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中所出現(xiàn)的問題。我們必須要重視建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作，使其更加科學(xué)合理。另外在設(shè)計(jì)過程中，我們還要結(jié)合實(shí)際，根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)，制定更好的設(shè)計(jì)，使建筑設(shè)計(jì)更加合理科學(xué)，建立一個(gè)更好的項(xiàng)目，促進(jìn)我們國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不斷提高。

1框架結(jié)構(gòu)的定義及分類

我們所說的框架結(jié)構(gòu)指的是其承重梁是由混凝土和鋼筋鑄造而成的，再將其用浮石、加氣混凝土、蛭石、膨脹珍珠巖、陶爛等輕質(zhì)量的板材進(jìn)行隔墻分戶的個(gè)體建筑。建設(shè)框架結(jié)構(gòu)主要由梁構(gòu)成，其組件截面很小。所以框架結(jié)構(gòu)剛度和承載力低，其特征和垂直剪切懸臂梁在存在某些相似，樓層越高，水平的位置移動(dòng)慢，高層框架不僅要承受縱向水平力還得承受橫向水平力。所以，這樣，現(xiàn)澆樓面也當(dāng)做是梁，共同操作。不要考慮裝配整體式地板效應(yīng)，總體框架結(jié)構(gòu)的墻體是填充墻，墻的主要功能是分離和防護(hù)，它的主要特點(diǎn)是能為建筑提供靈活的使用空間膽它的耐沖擊、抗震性差。

建筑框架結(jié)構(gòu)的具體類別：建筑框架結(jié)構(gòu)框架根據(jù)跨數(shù)有單跨和多跨的分類；根據(jù)層數(shù)分類是一個(gè)單層和多層；根據(jù)立面的構(gòu)成分類有兩種對(duì)稱和不對(duì)稱；根據(jù)材料分為鋼框架、預(yù)應(yīng)力混凝土框架與鋼筋混凝土框架和膠合木板框架或鋼與鋼筋混凝土混合框架等。

2框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則

2.1彈性適中原則

只有適度彈性結(jié)構(gòu)系統(tǒng)可以被稱為一個(gè)合理的系統(tǒng)，如果結(jié)構(gòu)過于死板，所以它的變形能力是不好的，如果有一個(gè)力矩，將承擔(dān)很大的力量，所以很容易出現(xiàn)建筑局部的損害，最后使得建筑整體發(fā)生傷害。如果建筑結(jié)構(gòu)剛度太差是不好的，雖然它可以有效地減少外力的作用，但很容易造成建筑物的變形，導(dǎo)致建筑整體的傾覆。因此，對(duì)構(gòu)建的程度是歷來爭(zhēng)論的主要問題。現(xiàn)在，雖然提供了一些相關(guān)的規(guī)范指標(biāo)，但標(biāo)準(zhǔn)仍不確定。

2.2多道防線原則

安全結(jié)構(gòu)層層設(shè)防，當(dāng)遇到災(zāi)難時(shí)，所有結(jié)構(gòu)協(xié)同作用共同抵抗外力。這個(gè)時(shí)候，如果將“生存”所有希望依托在一個(gè)單一組件上，是非常危險(xiǎn)。如在土木工程結(jié)構(gòu)中多肢墻比單層壁要好，框架剪力墻比純框架好，等等，這就是體現(xiàn)了多個(gè)防御線的設(shè)計(jì)理念。所以我們?cè)诳蚣芙Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意建筑的結(jié)構(gòu)建立多渠道的保障設(shè)置多道防線，從而更好地抵抗外力，保證建筑物的安全。

2.3打通關(guān)節(jié)原則

當(dāng)然，理想的結(jié)構(gòu)體系是渾然一體的，因?yàn)檫@樣的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)對(duì)于任何外力的結(jié)構(gòu)可以快速傳輸和切割。基于這個(gè)想法，設(shè)計(jì)師要做的就是盡可能多的將各種關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)“連通”，使關(guān)節(jié)處的受力無阻礙通過。用這種方法可以使結(jié)構(gòu)作為一個(gè)整體，而不受外部力量的擾亂侵襲。必須注意考慮在建筑物的設(shè)計(jì)中所承受外力，通過科學(xué)、合理的估計(jì)，增加承載能力建設(shè)，防止建筑被外力破壞。

2.4抓大放小原則

框架結(jié)構(gòu)體系中有一個(gè)“強(qiáng)柱弱梁”、“強(qiáng)剪弱彎”的說法，在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一個(gè)非常重要的概念。簡(jiǎn)而言之，盡管整個(gè)結(jié)構(gòu)體系是由一個(gè)有機(jī)整體，協(xié)調(diào)各種組件的作用是不一樣的，根據(jù)其重要性所占比重也不盡相同。一旦發(fā)生意外破壞，各個(gè)構(gòu)件協(xié)作抵抗的目的，是為了保護(hù)最重要的組件以防止遭到破壞或者至少延遲時(shí)間最后被毀。在鋼框架結(jié)構(gòu)中，柱倒了，梁會(huì)跟著倒：而梁倒了，柱還可以不倒的。可見柱承擔(dān)的責(zé)任比梁大，柱不能先倒。為了確保柱在最后的失敗，因此，我們把梁設(shè)計(jì)成一個(gè)相對(duì)薄弱的環(huán)節(jié)艘其破壞，以最大限度減少可能出現(xiàn)的損失。如果梁柱平等看待，試圖讓他們“固體”，可能會(huì)導(dǎo)致同時(shí)損害，后果將會(huì)更糟糕，損失將更大。所以關(guān)鍵時(shí)刻要分清主次，抓大放小，也就是要取大舍小。

3框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問題和處理對(duì)策

在建筑框架設(shè)計(jì)中首要問題就是基礎(chǔ)系梁的設(shè)計(jì)問題，合理完善基本系梁設(shè)計(jì)具有非常重要的意義。與深埋深的基礎(chǔ)相比，我們可以設(shè)置基礎(chǔ)系梁+0.00，有效降低低柱的計(jì)算長(zhǎng)度，同時(shí)在系梁列應(yīng)該為主要設(shè)計(jì)模板。如果需求相關(guān)的工程條件符合設(shè)計(jì)規(guī)范的基礎(chǔ)系梁可以設(shè)置。根據(jù)地震基礎(chǔ)系梁設(shè)置要求，施工時(shí)間是沿著兩個(gè)軸方向進(jìn)行。基礎(chǔ)環(huán)梁截面高度一般在列的中心從十二分之一到十五分之一，十分之一的最大軸向力設(shè)計(jì)值為基礎(chǔ)系梁縱向抗拉強(qiáng)度的鋼結(jié)構(gòu)或壓力，當(dāng)填充墻或樓梯柱等基本的系梁和負(fù)載，應(yīng)該在計(jì)算和它連接的支柱十分之一的最大軸向力的疊加設(shè)計(jì)，為了計(jì)算更加合理的基礎(chǔ)梁截面，它能更好的滿足建筑結(jié)構(gòu)的要求。通常情況下，結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)和系梁頂高程相等。可以使用普通混凝土澆注基礎(chǔ)梁和獨(dú)立基礎(chǔ)的步驟或追星斜率之間的空隙部分系基礎(chǔ)梁跨度努力減少到最低，然后可以澆筑鑄造系梁基地。如果基于系梁的柱底彎矩平衡可以被使用，但是應(yīng)該基于框架結(jié)構(gòu)梁的設(shè)計(jì)選擇合適的基礎(chǔ)環(huán)梁截面尺寸和強(qiáng)化，這個(gè)時(shí)候穿點(diǎn)彎曲鋼完全等于頂架和時(shí)期。綜上所述，使用普通混凝土條形地基設(shè)置填充墻可以滿足基本的需求系梁的設(shè)置，還應(yīng)當(dāng)設(shè)置填充墻在框架柱之間，當(dāng)墻體基礎(chǔ)不在框架柱之間的時(shí)候此時(shí)可以采用混凝土基礎(chǔ)。

4抗震設(shè)計(jì)問題及處理對(duì)策

通常情況下，抗震設(shè)計(jì)主要應(yīng)處理軟弱層和列沖擊這兩個(gè)問題。軟弱層是當(dāng)?shù)卣饋硪u時(shí)首次發(fā)生的位移的部位，弱層本身就是一個(gè)結(jié)構(gòu)不利于地震，原則上，要讓它的出現(xiàn)機(jī)會(huì)降至最低，所以應(yīng)該增加薄弱層的抗震剛度，通俗地講就是將薄弱的柱截面或者梁截面擴(kuò)大，或者可以改變薄弱層的層高和減少基礎(chǔ)滄的埋深深度，它可以更好的提高抗震效應(yīng)。柱抗震設(shè)計(jì)可以從以下兩個(gè)方面：一方面，利用柱節(jié)時(shí)柱的大小有很大的平均剪切應(yīng)力，柱是非常容易發(fā)生脆性剪切破壞，當(dāng)柱有大量的平均壓力和軸向壓縮，那么柱就會(huì)很可能發(fā)生混凝土壓碎破壞，所以應(yīng)當(dāng)將剪跨比在以下，柱截面的匡杜和高度應(yīng)當(dāng)在以上。當(dāng)壓力較低，延性將略好，柱底截面平均剪切應(yīng)力是最好在以下；另一方面，柱縱向鋼筋的配置，另一方面，柱縱向鋼筋的配置中應(yīng)當(dāng)最小配筋率符合《抗震規(guī)范》規(guī)定的要求，縱向鋼筋連接的方法也應(yīng)該遵守相應(yīng)的規(guī)則，使柱中縱向剛今年的對(duì)稱效果得到保障。

鋼筋混凝土多層框架房屋多采用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)，《抗震規(guī)范》（GB50011-2001）第4.2.1條指出，當(dāng)主要承重層基礎(chǔ)范圍內(nèi)不存在軟粘性土，不超過8層和高25米民用房屋的總體框架下，或負(fù)載是多層框架廠房，可不必進(jìn)行地基和基礎(chǔ)的抗震承載力驗(yàn)算。也就是說，在8度地震區(qū)，大部分的多層鋼筋混凝土框架不需要房子的基礎(chǔ)和抗震承載力計(jì)算的基礎(chǔ)。但是房子的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮風(fēng)荷載的影響。因此，在多層鋼筋混凝土框架房屋在積分計(jì)算分析中，必須進(jìn)入風(fēng)荷載，不能因?yàn)樵诟邔咏ㄖ诘卣馂?zāi)區(qū)以外的一般施工無法承受風(fēng)荷載控制行動(dòng)就不輸入。另一個(gè)情況是，進(jìn)行獨(dú)立基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)時(shí)，功作用在基礎(chǔ)頂面上的外荷載（柱腳內(nèi)力設(shè)計(jì)值）只取軸力設(shè)計(jì)值和彎矩設(shè)計(jì)值，沒有剪力設(shè)計(jì)值，或者只采用軸向力設(shè)計(jì)值。上述兩種情況會(huì)導(dǎo)致基礎(chǔ)設(shè)計(jì)尺寸偏小，配筋偏少，影響上部和下部結(jié)構(gòu)的安全。5結(jié)語(yǔ)

綜上所述，建筑工程中的框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)至關(guān)重要，值得我們深入的研究和探討。本著對(duì)工程負(fù)責(zé)和對(duì)社會(huì)負(fù)責(zé)的態(tài)度，我們作為工程人員更應(yīng)該在日常的工作中加強(qiáng)對(duì)于建筑工程的安全性和持久性的考量，不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，不斷提高建筑工程框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平，從根本上提高建筑的質(zhì)量。