多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計分析
發(fā)布時間:2018-06-22 來源: 感悟愛情 點擊:
摘 要:多層框架結(jié)構(gòu)建筑是鋼筋混凝土澆筑的承重梁柱,以預(yù)制的膨脹珍珠巖、加氣混凝土、浮石等一些輕質(zhì)砌塊或板材作為分隔墻的建筑。其施工操作便于工業(yè)化、大規(guī);M行,效率高,質(zhì)量好,在建筑工程中有著廣泛的應(yīng)用。本文針對多層框架結(jié)構(gòu)進行了全面設(shè)計討論。
關(guān)鍵詞:建筑;多層框架;結(jié)構(gòu)設(shè)計
一、多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則分析
1、短柱構(gòu)造的設(shè)計分析
加強短柱構(gòu)造對建筑而言意義重大,對多層框架工程體而言,柱間填充墻的存在,填充墻中開門窗洞,很容易形成框架柱凈高和截面高度之比小于4的短柱,短柱一般剛度大、易裂縫、易發(fā)生脆性錯段等狀況,增大了地震作用下建筑結(jié)構(gòu)破壞的幾率,嚴重時甚至?xí)l(fā)生倒塌事故,為此,重視框架柱的合理設(shè)計具有重大意義。
另一方面,為了滿足多層框架底層側(cè)向剛度要求,采用短柱基礎(chǔ)減小首層柱計算長度是可行的。但不能僅按上、下柱的剛度比來確定短柱截面尺寸,并按以短柱頂為嵌固端進行簡化計算,這樣會導(dǎo)致梁及柱上端截面偏不安全。如果短柱高度與截面長邊之比不大于 1,可近似按以短柱頂為嵌固端進行計算。
2、框架結(jié)構(gòu)類型的一致性要求
框架結(jié)構(gòu)需要從結(jié)構(gòu)一致性出發(fā)進行設(shè)計。建筑采取多層框架形式時,需要充分加強該目標(biāo)的落實,加強相關(guān)原則、結(jié)構(gòu)一致性考慮,避免多種結(jié)構(gòu)共存狀況的發(fā)生,尤其是針對電梯、樓梯區(qū)域中的設(shè)計,再者如類似結(jié)構(gòu)中的特殊構(gòu)造,避免中部、局部突出等采取磚墻處理的形式。原因在于:框架結(jié)構(gòu)屬于柔性結(jié)構(gòu),磚墻屬于剛性結(jié)構(gòu),二者融合程度差,無法保證后期協(xié)調(diào)共存的狀況,易發(fā)生變形危害;旌辖ㄖw中,需要加強結(jié)構(gòu)的一致性控制,避免整體建筑的危害導(dǎo)致后期質(zhì)量缺陷、安全隱患問題。
3、框架梁的合理設(shè)計分析
為了保證合理的框架結(jié)構(gòu),需要進行梁的科學(xué)設(shè)計,F(xiàn)代建筑中,框架梁外挑為常見形式,為了保證滿足工程實際需求,需要對鋼筋混凝土柱結(jié)構(gòu)進行合理設(shè)計控制,針對其中的施工環(huán)節(jié)進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化,提高多層框架體的穩(wěn)定性。框架梁的計算分析中,由于柱為偏心受壓構(gòu)件,所以務(wù)必要對懸臂梁梁端的協(xié)調(diào)變形狀況進行考慮。對豎向構(gòu)件參與結(jié)構(gòu)進行整體的分析,對梁跟柱之間的節(jié)點關(guān)系進行合理的處理,以便從根本上將安全隱患消除,避免建筑發(fā)生意外。所以,在設(shè)計建筑多層框架結(jié)構(gòu)時,務(wù)必要選用專業(yè)的設(shè)計人員,切忌出現(xiàn)濫竽充數(shù)的問題。合理的對框架梁進行設(shè)計是建筑多層框架結(jié)構(gòu)的根本所在,更是建筑業(yè)安全的根本。
二、多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計注意事項分析
1、地基基礎(chǔ)的設(shè)計
多層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計中,設(shè)計人員需要從實際工程勘察資料、地質(zhì)水文條件等出發(fā)考慮,分析對應(yīng)地基變形、承載控制要求等要素,針對天然地基,需要加強淺地基的合理應(yīng)用。持力層設(shè)計前需要分析基礎(chǔ)、上部結(jié)構(gòu)的合理性,加強影響要素的分析,如載荷、土層物性、力學(xué)要求等,再者針對建筑結(jié)構(gòu)類型、地下水、以及建筑體型等各方面因素也需要加強考慮。綜合各個影響要素再進行分析計算,對后期設(shè)計工作、建筑的合理性具有重大意義。
針對現(xiàn)代施工而言,對于民用及工用的建筑,其均會將獨立或者條形基礎(chǔ)作為框架結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ),設(shè)計人員在對基礎(chǔ)進行設(shè)計時,有必要根據(jù)地基承載力及變形的要求,計算出基礎(chǔ)底面尺寸,在此基礎(chǔ)上,計算出基礎(chǔ)截面,布置好承重框架,根據(jù)承重框架布置的方向不同,可分為:橫向布置(a);縱向布置(b);縱橫雙向混合布置(c)。
2、抗震性的設(shè)計分析
抗震設(shè)計需要綜合建筑結(jié)構(gòu)類型、地理地勢條件、高度功能等進行處理。根據(jù)《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準》,民宅以及辦公樓等普通建筑歸屬于丙類建筑,因此需根據(jù)丙類建筑的要求開展建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計,振型組合數(shù);振型組合數(shù)和結(jié)構(gòu)層數(shù)之間存在正比關(guān)系,其同樣為建筑項目結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要組成參數(shù)。
建筑的框架結(jié)構(gòu)中,一般需要設(shè)置填充墻,導(dǎo)致計算剛度偏小狀況較為多見。此外,計算周期過長的狀況也存在一定影響,地震設(shè)計是建立在計算周期的基礎(chǔ)之上,導(dǎo)致抗震性能較預(yù)期偏低。為此,為了提高建筑體的抗震性能,需要降低計算周期、增加結(jié)構(gòu)強度。另一方面,需要加強基礎(chǔ)拉梁、比例控制的設(shè)計,保證多層框架結(jié)構(gòu)具有合理的拉梁設(shè)計。對于建筑埋設(shè)深度過高的狀況,需要進行短柱設(shè)計,提高抗震性能。埋設(shè)深度淺的工程可借助主軸方向拉梁設(shè)計提高抗震效果。
再者,從抗震區(qū)域的傳力體系、布置均勻度出發(fā),需要借助以“強柱弱梁、強剪弱彎”等概念設(shè)計原則,預(yù)判塑性鉸的大致位置。框架結(jié)構(gòu)中,塑性鉸若在柱體中發(fā)生,對應(yīng)破壞作用強、變形小、抗震效果差。若布置與梁體的端部,可吸收部分地震能量,借助變形增加了結(jié)構(gòu)的延展效果,降低破壞程度。
影響“強柱弱梁”的主要因素包括柱梁抗彎承載力比、梁端鋼筋超配、現(xiàn)澆樓板和材料強度的離散性等。根據(jù)“強柱弱梁”機制的結(jié)構(gòu)受力特點,采用合理簡化結(jié)構(gòu)模型,通過 20 條強震記錄的彈塑性時程分析,對柱梁抗彎承載力比需求η及其分布進行了分析研究,指出柱梁抗彎承載力比需求η 隨地震強度的增加而增大,并根據(jù)分析結(jié)果給出了不同抗震等級框架結(jié)構(gòu)柱梁抗彎承載力比的設(shè)計建議。
3、調(diào)整框架柱配筋的設(shè)計分析
為了提高框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)固度,需要對框架柱配筋進行調(diào)整?蚣苤卣鹱饔孟拢侵任恢檬艿降呐まD(zhuǎn)作用力較強,雙向偏心作用下增加了扭轉(zhuǎn)效應(yīng),對內(nèi)力影響大,橫梁約束效果差、導(dǎo)致框架柱體的受危害程度過高。為此,需要加強不利方向的框架計算處理,提高其橫向配筋、縱向配筋的合理控制效果。
針對配筋計算中,需要加強下述問題控制,在地震的影響之下,抗震墻端柱、角柱以及邊柱極易出現(xiàn)偏心受拉,就此柱內(nèi)縱筋總截面需超過計算值的25%;另外框架柱的配筋需根據(jù)實際情況增大至計算值的1.2~1.6倍,一般中柱需要增大至計算值的1.2倍,邊柱要增大至1.3倍,角柱要增大至1.4倍。此外,為了保證澆筑混凝土具有良好的約束限制能力,需要對框架柱的箍筋機械井字形設(shè)計處理;焊接方式采取二級、三級底部結(jié)構(gòu)。保證縱向鋼筋設(shè)計的配筋率高于3%,箍筋直徑需要大于8mm。
三、結(jié)語
綜上分析,建筑多層框架的結(jié)構(gòu)設(shè)計需要考慮多方影響因素,保證系統(tǒng)完整性、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,具有創(chuàng)新思維和嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度。設(shè)計中需要相關(guān)作業(yè)人員具有專業(yè)能力強、實踐經(jīng)驗豐富的要求,可充分應(yīng)對多種工程地質(zhì)條件進行處理。建筑中,需要保證設(shè)計質(zhì)量、結(jié)構(gòu)安全等要素的優(yōu)化調(diào)整,促進建筑體后期應(yīng)用功能的完整控制。
參考文獻
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