建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的應(yīng)用

陸遙

沈陽中煤設(shè)計(jì)研究院有限公司 遼寧沈陽 110000

隨著全球經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，各個(gè)行業(yè)都取得了很大的進(jìn)步，建筑行業(yè)同樣也不例外，現(xiàn)如今人們對(duì)建筑領(lǐng)域當(dāng)中的框架結(jié)構(gòu)關(guān)注度越來越高，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到各個(gè)行業(yè)當(dāng)中，梁板柱框架結(jié)構(gòu)也受到了人們的廣泛青睞。特別是近些年國家大力倡導(dǎo)低碳環(huán)保節(jié)能理念的應(yīng)用，這也在一定程度上推動(dòng)建筑框架結(jié)構(gòu)的發(fā)展。將框架結(jié)構(gòu)合理應(yīng)用到建筑工程中不但可以節(jié)省更多的空間，而且還能更好地完善建筑室內(nèi)設(shè)計(jì)。

1 框架結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

（1）現(xiàn)代建筑框架結(jié)構(gòu)施工中原材料使用相對(duì)較少，可以讓施工成本得到有效降低。

（2）可以讓建筑平面布置的靈活性、協(xié)調(diào)性得到保證，在一些空間相對(duì)較大建筑工程中，框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)較為明顯。

（3）梁柱結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化程度容易實(shí)現(xiàn)，可以在建筑工程質(zhì)量得到保證的同時(shí)，縮短施工工期，進(jìn)而保證施工進(jìn)度計(jì)劃全面落實(shí)。

（4）現(xiàn)澆混凝土框架結(jié)構(gòu)建筑工程具有較高的整體性、剛性，利用科學(xué)設(shè)計(jì)方法可以多樣化改造梁柱截面形狀，讓人們對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多樣化需求得到滿足。

2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的應(yīng)用

2.1 合理設(shè)置基礎(chǔ)系梁

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，如基礎(chǔ)埋深較大，則應(yīng)利用基礎(chǔ)系梁底層柱的計(jì)算長度來取值。如在±0.00的條件下設(shè)置系梁，系梁要以一層框架梁來設(shè)計(jì)，并可以短柱來設(shè)計(jì)系梁以下的柱體。若工程條件能夠滿足設(shè)計(jì)規(guī)范的要求，則需對(duì)其設(shè)置基礎(chǔ)系梁。參照工程抗震的基本要求，設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)者需在兩個(gè)主軸方向設(shè)置構(gòu)造基礎(chǔ)系梁，規(guī)定其界面高度為柱中心距的1/12至1/15。構(gòu)造基礎(chǔ)系梁縱向受力鋼筋要為連接柱最大軸力設(shè)計(jì)值的1成，同時(shí)將其視為拉力值。基礎(chǔ)系梁界面則應(yīng)結(jié)合實(shí)際加以調(diào)整，確保配筋受力滿足工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求。構(gòu)造基礎(chǔ)系梁頂標(biāo)高數(shù)值與基礎(chǔ)頂標(biāo)高的數(shù)值完全相同。為了嚴(yán)格控制基礎(chǔ)系梁計(jì)算的跨度，工作人員可將基礎(chǔ)梁與獨(dú)立基礎(chǔ)臺(tái)階或雛形斜坡間的空鼓位置以素混凝土為原料開展?jié)仓┕ぃ瑵仓母叨刃璧竭_(dá)基礎(chǔ)頂端，滿足上述要求后方可澆筑基礎(chǔ)系梁。如在設(shè)計(jì)中不設(shè)置基礎(chǔ)系梁，則可使用素混凝土條形基礎(chǔ)設(shè)置填充墻，并設(shè)置于框架柱中間，而未處于框架柱中間的墻體基礎(chǔ)則可采用素混凝土基礎(chǔ)形式[1]。

2.2 重視結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)

在框架結(jié)構(gòu)中，想要使結(jié)構(gòu)質(zhì)量得到提高，還要重視結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)。目前為滿足裝修施工等需要，通常在建筑頂部設(shè)置吊頂?shù)葮?gòu)件，使得柱間填充墻無法達(dá)到頂部。此外，在墻上任意位置進(jìn)行門窗洞口設(shè)置，也將引起同樣問題，最終導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)短柱構(gòu)造。而一旦發(fā)生地震，短柱具有較大剛度，容易吸收更多的地震作用，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的剪切效應(yīng)加大。在結(jié)構(gòu)抗剪強(qiáng)度不足的情況下，就容易發(fā)生脆性破壞或交叉裂縫，繼而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞，嚴(yán)重時(shí)將引起傾覆。針對(duì)這一問題，還要加強(qiáng)框架結(jié)構(gòu)抗震分析，使短柱樓層約束得到盡可能減弱，如采用鉸接方式加強(qiáng)梁柱連接，并通過增加箍筋保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)固，應(yīng)盡量選擇螺旋箍筋、復(fù)合箍筋等性能優(yōu)良的箍筋，使結(jié)構(gòu)受力性能得到增強(qiáng)。針對(duì)短柱范圍，還應(yīng)確保箍筋間距不超100mm，柱的縱向鋼筋間距不超150mm。此外，在結(jié)構(gòu)分析過程中如果發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)抗震性能不佳，還可以通過安裝外部抗震或加固設(shè)施增強(qiáng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性。如采用剛阻尼器對(duì)地震作用進(jìn)行吸收，減弱結(jié)構(gòu)受到的沖擊。安裝固定桿等裝置進(jìn)行結(jié)構(gòu)外部加固，也能使結(jié)構(gòu)安全性得到增強(qiáng)[2]。

2.3 短柱設(shè)計(jì)

框架結(jié)構(gòu)中，若柱凈高與柱截面高度不足4或剪跨比不足2，則可判定其為短柱。短柱受到地震作用后，容易出現(xiàn)脆性破壞。由于短柱所承受的承載力和變形能力有限，會(huì)導(dǎo)致十分嚴(yán)重的建筑物損壞問題。因此在設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)者務(wù)必采取有效的規(guī)避措施。短柱形成的原因主要有兩類：①樓梯間半休息平臺(tái)或結(jié)構(gòu)某一位置出現(xiàn)錯(cuò)層問題，使兩個(gè)框架梁間的框架柱凈高無法滿足設(shè)計(jì)要求。②填充墻設(shè)置不科學(xué)不合理，使框架柱兩側(cè)出現(xiàn)未設(shè)置填充墻的問題。部分雖然有填充墻，但其柱凈高與柱截面面積的比值不足4，從而造成短柱現(xiàn)象。對(duì)此，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際提高柱的抗剪承載力，增強(qiáng)其變形能力。此外，還要采用復(fù)合箍筋，箍筋需沿著全高加密，注重結(jié)構(gòu)布置的對(duì)稱性,且每一側(cè)縱向鋼筋的配筋率應(yīng)在1.2%以內(nèi)，這里可采用外包鋼筋等多種處理方式。

2.4 配筋設(shè)計(jì)

框架結(jié)構(gòu)主要采用鋼筋混凝土材料，鋼筋用于對(duì)一定范圍拉力進(jìn)行承載，混凝土用于承載壓力。按照《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》，需要加強(qiáng)框架結(jié)構(gòu)中梁、柱等構(gòu)件的配筋管理，保證結(jié)構(gòu)配筋率合理，以便使結(jié)構(gòu)變形、裂縫等問題得到防治。實(shí)際在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，可以采用TAM、SATWE等軟件完成結(jié)構(gòu)配筋計(jì)算，對(duì)梁、柱等結(jié)構(gòu)的剛度、柔度、強(qiáng)度等進(jìn)行分析，保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。框架柱的配筋率一般較低，縱向受力鋼筋配筋率在1%-3%之間，梁配筋率在0.4%-1.5%范圍。在結(jié)構(gòu)配筋計(jì)算過程中，通常選擇最不利方向，在完成電算化結(jié)果比較后，通常采取較大值，以便使結(jié)構(gòu)強(qiáng)度達(dá)到要求。針對(duì)框架梁外挑的情況，如果在梁下設(shè)置混凝土柱，還應(yīng)認(rèn)識(shí)到柱為偏心受壓構(gòu)件，并非構(gòu)造柱，不能采取構(gòu)造配筋方式，以免出現(xiàn)水平荷載作用下結(jié)構(gòu)承載力不足。根據(jù)梁端可能發(fā)生的協(xié)調(diào)變形，還應(yīng)將柱當(dāng)成是豎向構(gòu)件參與配筋計(jì)算，做好梁、柱節(jié)點(diǎn)處理[3]。

3 結(jié)語

在建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，需要考慮的因素較多，而且受到外部因素的影響，在設(shè)計(jì)中會(huì)出現(xiàn)諸多問題。為了更好地控制和規(guī)避上述問題，在工程設(shè)計(jì)中要求設(shè)計(jì)人員認(rèn)真分析問題出現(xiàn)的原因，然后結(jié)合工程實(shí)際采取有效的應(yīng)對(duì)措施和解決方法，以此提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體質(zhì)量，促進(jìn)工程順利完工。