鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)房屋建筑與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

陳杰

摘要：隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的市場(chǎng)需要，建筑項(xiàng)目工程的規(guī)模也隨之?dāng)U大，同時(shí)在進(jìn)行建筑項(xiàng)目工程施工的過(guò)程中普遍需要采用鋼筋混凝土多層框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行房屋的構(gòu)建。而鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)在我國(guó)的建筑項(xiàng)目中也是被廣泛的運(yùn)用，通過(guò)鋼筋與混凝土的雙重結(jié)合，能夠使整體的房屋構(gòu)造更加的堅(jiān)固，不容易被外界因素影響，從而確保房屋整體的形態(tài)不易被改變。所以鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)可以說(shuō)是整體建筑項(xiàng)目工程中運(yùn)用最為普遍的一種結(jié)構(gòu)形式。

關(guān)鍵詞：施工;鋼筋混凝土;框架結(jié)構(gòu);房屋建筑

鋼筋混凝土多層框架結(jié)構(gòu)是生活中一種常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)形式，其主要的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)布置靈活、整體性好以及抗震性強(qiáng)等，因此鋼筋混凝土多層框架結(jié)構(gòu)被廣泛的應(yīng)用于各類建筑中。隨著科技的發(fā)展，框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算度也越來(lái)越精準(zhǔn)，由傳統(tǒng)的手算變?yōu)殡娝悖瑴p少了設(shè)計(jì)人員的工作量。在框架的設(shè)計(jì)中會(huì)因?yàn)楦拍钚院蛯?shí)際性存在差異而出現(xiàn)某些設(shè)計(jì)問(wèn)題，為保證設(shè)計(jì)質(zhì)量，本次研究尋找在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中常見(jiàn)的問(wèn)題并探索最佳的解決措施。

一、關(guān)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)

1.1橫向作用力

對(duì)于低層的建筑來(lái)講，往往是以重力為代表的豎向荷載控制著鋼筋混土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，所以作為低層建筑來(lái)講，豎向的作用力對(duì)其自身的結(jié)構(gòu)形態(tài)影響還是比較大的。與此同時(shí)，對(duì)于中高層的建筑來(lái)說(shuō)，整體的房屋結(jié)構(gòu)雖然也受著豎向作用力的一定影響，但是，能夠破壞整體房屋結(jié)構(gòu)形態(tài)的還是一個(gè)橫切面的橫向作用力，比如在地表形態(tài)發(fā)生改變的時(shí)候是通過(guò)地心引力的橫向作用力來(lái)對(duì)整體的房屋建筑形成一個(gè)沖擊力。

1.2要切實(shí)關(guān)注其軸向的形變現(xiàn)象

對(duì)于中高層的房屋建筑來(lái)說(shuō)，所承受的力量不同于小型的低層建筑，因?yàn)檎w的框架中柱的軸壓應(yīng)力一般都高于邊柱的軸壓應(yīng)力。建筑樓層越高就會(huì)使得中心的軸向壓力越來(lái)越大，而邊柱的軸向壓力并不能夠承受與中心柱相同的壓力，就會(huì)導(dǎo)致中心柱的整體形態(tài)發(fā)生了改變。壓力越大同時(shí)也就會(huì)導(dǎo)致整體中心柱變形程度越大，隨著樓層數(shù)目的增多，中心柱所承受的壓力也隨著增大，這就使得中柱的軸向壓縮變形大于邊柱的軸向壓縮變形。如果建筑高度很高的話，這種變形就會(huì)高到一定的程度，它等同于連續(xù)梁的中心支座出現(xiàn)了下沉現(xiàn)象。

1.3更多的關(guān)注側(cè)移

在房屋建造的過(guò)程中，還需要相關(guān)的施工人員注意房屋整體側(cè)移的情況。低層小型建筑對(duì)于側(cè)移方面的問(wèn)題是不需要過(guò)多關(guān)注的，因?yàn)榈蛯咏ㄖ恼w高度很少因?yàn)閭?cè)移來(lái)改變整體的房屋結(jié)構(gòu)形態(tài)。但是對(duì)于中高層建筑就需要格外的關(guān)注側(cè)移現(xiàn)象，首先就是因?yàn)橹懈邔咏ㄖw的樓層過(guò)高，所受的橫向切力也比普通低層建筑要強(qiáng)。所以對(duì)于中高層建筑來(lái)說(shuō)，整體的房屋結(jié)構(gòu)一定要減少相應(yīng)的側(cè)移現(xiàn)象，因?yàn)閭?cè)移現(xiàn)象首先會(huì)使整體房屋的建造位置發(fā)生一系列的變化，其次就是因?yàn)闃菍舆^(guò)高所受的橫向切力就越大，導(dǎo)致側(cè)移現(xiàn)象的話，就會(huì)對(duì)整體房屋的內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的影響，甚至?xí)绊懻７课萁ㄖ氖褂谩Ｗ詈缶褪侨绻麢M向的壓力過(guò)大的話，就會(huì)使整體房屋建筑出現(xiàn)大面積的側(cè)移現(xiàn)象，而房屋墻體就會(huì)出現(xiàn)裂縫，嚴(yán)重的話甚至?xí)?dǎo)致整個(gè)房屋的倒塌。

1.4構(gòu)造的延性特征很受關(guān)注

對(duì)于目前的房屋構(gòu)造來(lái)說(shuō)，在保障整體房屋建筑的堅(jiān)固性的基礎(chǔ)上，還要使整體的構(gòu)造具有一定的延性。這樣在遇到強(qiáng)烈外界因素干擾的情況下，對(duì)于房屋本身的結(jié)構(gòu)形態(tài)改變較少，或者說(shuō)可以進(jìn)一步的增加房屋整體構(gòu)造的柔韌度，這樣就能夠在一定程度上保護(hù)了房屋整體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)形態(tài)。

二、設(shè)計(jì)方法

2.1使用優(yōu)化設(shè)計(jì)的措施

在傳統(tǒng)房屋構(gòu)造設(shè)計(jì)的過(guò)程中，并沒(méi)有像如今這樣先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)作為輔助，只能夠通過(guò)人工不斷的進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)算分析，才能夠確保整體的房屋結(jié)構(gòu)達(dá)到相應(yīng)的建筑標(biāo)準(zhǔn)。而現(xiàn)在技術(shù)人員可以通過(guò)利用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)算分析，測(cè)算結(jié)果會(huì)更加的精準(zhǔn)有效。通過(guò)運(yùn)用現(xiàn)在最先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，不僅可以有效的測(cè)算出最精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，更能夠在一定程度上減少了人力資源的投入，進(jìn)一步的節(jié)省了投資成本。對(duì)于房屋結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計(jì)需要專業(yè)的技術(shù)人員在對(duì)房屋整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)地考察之后制定最合適的設(shè)計(jì)方案，并且可以通過(guò)BIM技術(shù)設(shè)計(jì)3d房屋模擬視圖，能夠更加直觀的觀察到房屋整體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，而且可以通過(guò)3d模擬視圖與現(xiàn)實(shí)施工的環(huán)節(jié)有效地結(jié)合起來(lái)，能夠更好的對(duì)整體的房屋結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。

2.2關(guān)于性能探索

房屋結(jié)構(gòu)的整體性能要求主要分為兩個(gè)，第一個(gè)就是對(duì)房屋整體抗震性能要達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn);第二個(gè)就是具有足夠的承受力以及抗震性能。滿足以上兩種性能要求，就能夠使整體的房屋內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加的堅(jiān)固。相關(guān)的技術(shù)人員可以通過(guò)電算程序中的結(jié)構(gòu)空間有限元分析軟件SATWE進(jìn)行內(nèi)部結(jié)構(gòu)的測(cè)算，這個(gè)軟件可以對(duì)整體房屋結(jié)構(gòu)承受能力，以及房屋延展性都能夠進(jìn)行有效的測(cè)算。而專業(yè)技術(shù)人員就可以通過(guò)測(cè)算出的數(shù)據(jù)，對(duì)整體的房屋結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的規(guī)劃設(shè)計(jì)。同時(shí)，通過(guò)運(yùn)用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)作為房屋建筑的主要中心結(jié)構(gòu)，還需要關(guān)注的就是墻體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，如果受到外界強(qiáng)烈的沖擊力，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在有限的時(shí)間內(nèi)保護(hù)房屋結(jié)構(gòu)的整體形態(tài)。但是還需要相關(guān)的專業(yè)設(shè)計(jì)人員對(duì)整體的房屋結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的分布，同時(shí)運(yùn)用框架和剪力墻兩種抗側(cè)力結(jié)構(gòu)效果比較好的方式，進(jìn)一步融入到整體的房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中去。

三、計(jì)算要點(diǎn)

在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中使用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，需要相關(guān)的設(shè)計(jì)人員遵循“強(qiáng)柱弱梁”的設(shè)計(jì)原則，因?yàn)樵谑艿酵饨缫蛩氐膹?qiáng)烈沖擊下力下，整體的柱剛度增大，從而對(duì)整體的房屋結(jié)構(gòu)起到了穩(wěn)固的作用。如果是框架梁剛度變大的話，那么就會(huì)使整體的房屋結(jié)構(gòu)的形態(tài)失去平衡。影響“強(qiáng)柱弱梁”的原因有三個(gè)：第一，就是填充墻對(duì)框架結(jié)構(gòu)的影響，填充墻對(duì)整體房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及抗震的效果都有著不可忽視的作用，但是如果在房屋設(shè)計(jì)中運(yùn)用填充墻，就可能會(huì)影響鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的“強(qiáng)柱弱梁”的構(gòu)建原則;第二，就是樓板對(duì)框架梁剛度增大的影響，其中現(xiàn)澆梁板與框架梁共同工作下，來(lái)進(jìn)一步提高整體框架梁的承受能力，但是樓板就會(huì)在一定程度上的降低框架梁的承受耐力，進(jìn)而影響“強(qiáng)柱弱梁”的構(gòu)造原則;第三，就是軸壓比對(duì)“強(qiáng)柱弱梁”的影響，主要在于框架柱截面的整體面積，框架柱的斷面太小就可能會(huì)影響整體“強(qiáng)柱弱梁”的構(gòu)造原則，但是我國(guó)對(duì)于軸壓比有著相關(guān)的規(guī)定，不能夠使整體的軸壓比過(guò)低，這也在一定程度不利于整體抗震結(jié)構(gòu)的形成，從而進(jìn)一步影響了“強(qiáng)柱弱梁”的構(gòu)造機(jī)制。

四、結(jié)構(gòu)計(jì)算參數(shù)問(wèn)題

4.1地震力振型組合數(shù)

根據(jù)近些年來(lái)科學(xué)調(diào)查顯示，房屋結(jié)構(gòu)中的鋼筋混凝土框架與房屋高度和地震震型組合數(shù)有著非常大的關(guān)系，所以在進(jìn)行房屋構(gòu)造的過(guò)程中，技術(shù)人員一定要根據(jù)房屋結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況，測(cè)算出相應(yīng)的數(shù)據(jù)并且進(jìn)一步進(jìn)行分析。

4.2結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)參數(shù)

鋼筋混凝土多層框架房屋結(jié)構(gòu)環(huán)境及功用與結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)選取具有一致性。甲類設(shè)防等級(jí)和乙類設(shè)防等級(jí)建筑包括交通、醫(yī)療機(jī)構(gòu)等，丙類抗震設(shè)防等級(jí)建筑包括民用的住宅或者辦公樓等。明確抗震等級(jí)后要根據(jù)本區(qū)的抗震強(qiáng)烈度構(gòu)建相應(yīng)的抗震等級(jí)措施。

五、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在房屋的構(gòu)造以及設(shè)計(jì)中有效地運(yùn)用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，能夠使得整體的房屋內(nèi)部結(jié)構(gòu)達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。而且通過(guò)運(yùn)用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)能夠使總體的房屋抗震能力有著顯著的提高。除此之外，在房屋建造的工程中還會(huì)遇到更多的問(wèn)題，設(shè)計(jì)者要根據(jù)遇到的具體實(shí)際情況問(wèn)題進(jìn)行分析，由此可見(jiàn)，找出其核心問(wèn)題，積極的解決，采取適當(dāng)、可行、有效的方案以及加強(qiáng)對(duì)鋼筋混凝土多層框架房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的分析是今后研究的重點(diǎn)和方向。

參考文獻(xiàn)：

[1]愛(ài)民.鋼筋混凝土多層框架房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)核心問(wèn)題要議[J].河南建材，2014.22（05）.

[2]姜學(xué)詩(shī).鋼筋混凝土多層框架房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)注意的幾個(gè)問(wèn)題[J].建筑結(jié)構(gòu)，2012.12（11）.

[3]李強(qiáng).鋼筋混凝土多層框架房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見(jiàn)問(wèn)題分析[J].開(kāi)封大學(xué)學(xué)報(bào)，2013.13（02）.

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