淺談民用建筑多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

李士偉

摘要：在樓層和高度恰當(dāng)?shù)沫h(huán)境下，框架結(jié)構(gòu)具有的空間是很大的，其能夠得到靈活的平面分布，可以符合多種應(yīng)用功能與工藝需要。但是，為保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)效果，在規(guī)劃框架結(jié)構(gòu)時(shí)，設(shè)計(jì)師任然要高度重視一些實(shí)際性和概念性事件。基于此，文章對(duì)多層工程框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)缺陷進(jìn)行了詳細(xì)介紹，且仔細(xì)分析了設(shè)計(jì)優(yōu)化要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：多層工程;框架結(jié)構(gòu);設(shè)計(jì)重點(diǎn);優(yōu)化策略

中圖分類號(hào)：TU323? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 引言

在多層建筑施工中，框架結(jié)構(gòu)得到了充分應(yīng)用，但就實(shí)際情況來(lái)說(shuō)，有些框架結(jié)構(gòu)的規(guī)劃不夠合理，結(jié)構(gòu)的承重與荷載水平和實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)不相符，如此就降低了框架結(jié)構(gòu)的質(zhì)量與穩(wěn)固性，對(duì)整個(gè)建筑的安全性產(chǎn)生了嚴(yán)重影響，針對(duì)這種情況，仔細(xì)研究框架結(jié)構(gòu)，并對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，提高其質(zhì)量意義顯著。

2 建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題分析

2.1 基礎(chǔ)寬度不足

在多層框架結(jié)構(gòu)的建筑工程中，條形基礎(chǔ)的應(yīng)用較為廣泛，對(duì)其寬度進(jìn)行計(jì)算的過(guò)程中，因力學(xué)模型運(yùn)用的不恰當(dāng)，或是在選用力學(xué)模型時(shí)，考慮的不夠周詳，從而使條形基礎(chǔ)的寬度不足，由此會(huì)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性造成影響。如果建筑墻體上出現(xiàn)相對(duì)較大的作用力集中現(xiàn)象時(shí)，這部分作用力會(huì)經(jīng)過(guò)條形基礎(chǔ)擴(kuò)散到地基中，若是設(shè)計(jì)過(guò)程中，以該作用力除以墻段的長(zhǎng)度得出的平均荷載，對(duì)條形基礎(chǔ)的寬度進(jìn)行確定，則可能會(huì)出現(xiàn)局部基礎(chǔ)寬度不足的現(xiàn)象。設(shè)計(jì)人員在對(duì)建筑框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，通常都會(huì)使用到空間分析計(jì)算軟件。

2.2 配筋調(diào)整不當(dāng)

在多層工程框架結(jié)構(gòu)規(guī)劃中，配筋起到了顯著作用，由于其可以有效補(bǔ)充建筑的完整性，還能夠針對(duì)具體的受力進(jìn)行調(diào)整，所以，科學(xué)的調(diào)整配筋能夠完善框架結(jié)構(gòu)。但當(dāng)前多層工程框架結(jié)構(gòu)規(guī)劃中，配筋的調(diào)整不僅有針對(duì)性弱的現(xiàn)象，而且還有較大的隨意性，因此整個(gè)利用性出現(xiàn)了明顯的下降。

2.3 抗震設(shè)計(jì)方面的問(wèn)題

多層建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，抗震設(shè)計(jì)是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，尤其是在一些地震發(fā)生頻率較高的地區(qū)。2008年的汶川大地震雖然時(shí)隔已久，但在當(dāng)時(shí)其所造成的影響以及對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的破壞都是非常嚴(yán)重的，由此對(duì)建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)提出了更高的要求。在我國(guó)的西南地區(qū)及山區(qū)中，對(duì)建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，必須采用合理可行的抗震技術(shù)，這是現(xiàn)行規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)提出的基本要求。近年來(lái)，隨著建筑結(jié)構(gòu)的不斷發(fā)展和完善，高層建筑與日俱增，框架結(jié)構(gòu)的抗震問(wèn)題隨之變得越來(lái)越重要。但在有些建筑工程項(xiàng)目中，設(shè)計(jì)人員對(duì)框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)并未予以足夠的重視，雖然結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性也都符合現(xiàn)行規(guī)范的規(guī)定，但若發(fā)生地震災(zāi)害，結(jié)構(gòu)很容易出現(xiàn)失穩(wěn)的情況。如某建筑工程采用框架結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)人員在對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，未對(duì)抗震方面予以充分考慮，致使柱截面的寬度與高度超過(guò)了抗震標(biāo)準(zhǔn)的要求，同時(shí)剪壓比也偏高，結(jié)構(gòu)延性受到影響，因缺少箍筋的有效約束，直至縱筋向外膨脹并出現(xiàn)扭曲，從而使柱端被破壞。

3 多層工程框架結(jié)構(gòu)規(guī)劃重點(diǎn)

3.1 鋼筋工程施工技術(shù)

在多層框架結(jié)構(gòu)的建筑工程施工過(guò)程中，鋼結(jié)構(gòu)由于自身具備大跨度、鋼筋混凝土組合等等特點(diǎn)，在工程施工過(guò)程中占據(jù)著重要的地位。這些問(wèn)題在實(shí)際施工過(guò)程中，一定要得到妥善的處理，不然會(huì)導(dǎo)致工程建設(shè)質(zhì)量存在安全隱患問(wèn)題。當(dāng)施工單位完成鋼筋加工作業(yè)后，施工人員需要做好相應(yīng)的保護(hù)措施，對(duì)已經(jīng)完成的鋼筋工程進(jìn)行管理。如果在檢驗(yàn)鋼筋成品質(zhì)量的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)鋼筋板扎有誤，鋼梁的墊塊沒(méi)有做好固定處理，需要及時(shí)告知施工管理人員，對(duì)完成的鋼筋工程成品進(jìn)行改善。如果對(duì)這樣的鋼筋工程進(jìn)行驗(yàn)收，就會(huì)出現(xiàn)施工安全問(wèn)題，導(dǎo)致整個(gè)工程建設(shè)質(zhì)量差，無(wú)法滿足使用需求，結(jié)果再次進(jìn)行返工處理，不僅會(huì)耗費(fèi)大量的人力、物力、財(cái)力，還會(huì)導(dǎo)致該施工單位無(wú)法在建筑市場(chǎng)立足，例如澆筑混凝土出現(xiàn)位移，導(dǎo)致澆筑的建筑框架結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)尺寸存在部分偏差，在焊接鋼筋構(gòu)件的過(guò)程中，還會(huì)影響鋼筋構(gòu)件的穩(wěn)固性，導(dǎo)致建筑工程發(fā)生變形。因?yàn)椋摻罟こ痰氖┕べ|(zhì)量不僅會(huì)影響建筑工程施工質(zhì)量，而且還會(huì)影響框架結(jié)構(gòu)的承載力。所以，在進(jìn)程鋼筋工程作業(yè)前，一定要制定出合理的鋼筋工程施工方案，在施工過(guò)程中，一定要按照施工布置進(jìn)行鋼筋固定處理，避免鋼筋出現(xiàn)固定位置錯(cuò)誤等問(wèn)題，不僅會(huì)影響整個(gè)建筑工程的質(zhì)量，而且還會(huì)造成整個(gè)工期的延誤，增加施工單位的施工成本。

3.2 對(duì)計(jì)算參數(shù)進(jìn)行優(yōu)選

依據(jù)現(xiàn)行抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定要求，在對(duì)多層建筑框架結(jié)構(gòu)中的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算時(shí)，應(yīng)充分考慮多層建筑所在位置的地震區(qū)劃分情況，從而確保基本地震加速度的取值合理可行，由此可提高框架結(jié)構(gòu)的整體抗震性能。當(dāng)框架結(jié)構(gòu)存在填充墻時(shí)，會(huì)使結(jié)構(gòu)剛度超過(guò)理論計(jì)算結(jié)果，由此會(huì)使計(jì)算所得的地震作用效應(yīng)偏小，框架結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定性會(huì)隨之增大。為避免這一問(wèn)題的發(fā)生，設(shè)計(jì)人員應(yīng)合理選擇結(jié)構(gòu)周期折減系數(shù)，按填充墻的性質(zhì)，該系數(shù)的取值范圍在0.7～0.9。在框架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中，應(yīng)對(duì)可變荷載最不利的布置問(wèn)題予以充分考慮，以此來(lái)避免計(jì)算結(jié)果出現(xiàn)過(guò)大的偏差。同時(shí)，在框架結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)，會(huì)使用到梁剛度放大系數(shù)，為提高結(jié)構(gòu)的安全性，應(yīng)對(duì)該系數(shù)進(jìn)行合理選擇，中梁可取2.0，邊梁則應(yīng)取1.5。

3.3 荷載取值規(guī)劃

在非地震規(guī)劃環(huán)境下，荷載基礎(chǔ)效應(yīng)值的計(jì)量應(yīng)當(dāng)以可變性負(fù)荷效應(yīng)管理與永久性負(fù)荷效應(yīng)管理來(lái)確定，在取值過(guò)程，需選擇所取值標(biāo)準(zhǔn)中最不利的數(shù)據(jù)。唯有選擇最不良的荷載組合，在設(shè)計(jì)過(guò)程方可計(jì)量結(jié)構(gòu)受到的外力，就是常見(jiàn)的荷載效應(yīng)。這種荷載包括永久性荷載與可變性荷載，在計(jì)量多層建筑物框架的承重水平極限狀態(tài)時(shí)，要求將抗力與作用的設(shè)計(jì)值進(jìn)行對(duì)應(yīng)。

3.4 合理設(shè)計(jì)梁柱中心線

多層建筑框架結(jié)構(gòu)中，梁、柱的中心線是優(yōu)化設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對(duì)此設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)予以足夠的重視。一方面，要確保框架梁及框架柱的中心線設(shè)計(jì)與現(xiàn)行規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定要求相符，即梁柱中心應(yīng)當(dāng)重合，若是中心線出現(xiàn)偏移，則應(yīng)考慮偏心對(duì)梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)域受力及構(gòu)造的影響。另一方面，若是偏心距過(guò)大，即超過(guò)該方向柱寬的1/4時(shí)，可采取水平方向加腋等措施進(jìn)行處理。經(jīng)過(guò)加腋處理后的梁，在對(duì)剪壓比及受彎承載力進(jìn)行驗(yàn)算時(shí)，應(yīng)忽略加腋截面所產(chǎn)生的有利影響，以免導(dǎo)致驗(yàn)算結(jié)果出現(xiàn)偏差。

4 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，多層框架結(jié)構(gòu)在當(dāng)前的建筑項(xiàng)目中得到了普遍應(yīng)用，該種結(jié)構(gòu)的受力很繁瑣，因?yàn)槲幢ＷC其穩(wěn)固性，通常會(huì)以框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行建設(shè)，由于該種結(jié)構(gòu)能夠調(diào)整繁瑣的受力，進(jìn)而減小施工難度，提高建筑質(zhì)量。為提高框架結(jié)構(gòu)的使用效率，研究目前設(shè)計(jì)中潛在的隱患，并進(jìn)行解決，如此就能夠及時(shí)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化目的。

參考文獻(xiàn)：

[1] 梁杰，翟璟雪.基于工業(yè)與民用建筑多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的探討[J].建材與裝飾，2018（39）：133-134.

[2] 朱立光.基于工業(yè)與民用建筑多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的探討[J].綠色環(huán)保建材，2018（05）：89.

[3] 岳曉愿，韓哲.民用建筑多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原則與要點(diǎn)探析[J].科技風(fēng)，2018（11）：198.

[4] 朱都利.民用建筑多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要注意的問(wèn)題[J].中華民居（下旬刊），2014（04）：25.

[5] 郭芳.淺談民用建筑多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)[J].中外企業(yè)家，2013（35）：161-162.