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摘要:在多层建筑施工中,框架结构得到了充分应用,但就实际情况来说,有些框架结构的规划不够合理,结构的承重与荷载水平和实际标准不相符,如此就降低了框架结构的质量与稳固性,对整个建筑的安全性产生了严重影响,针对这种情况,仔细研究框架结构,并对设计进行优化,提高其质量意义显著。
关键词:多层建筑;框架结构;设计
一、框架结构概述
框架结构是由柱和梁刚接或者铰接组成建筑物的基本骨架结构,最主要的作用是由柱承担竖向荷载、梁承担水平荷载,从而构成柱和梁共同抵抗压力的承重系统。在建筑物中墙的主要作用是分割空间,而且为了减轻建筑物的重量,墙体材料多使用新型的轻质保温材料。在实际施工之中。框架结构具有成本低、效率高等特点,所以适用范围特别广,而且框架结构所用材量少,整体重量轻,可以减少地基的称重压力,这样建筑物内就可以分割更多的空间。而且框架结构可以灵活配合建筑平面上的点,为安排较大空间结构的建筑设计提供了条件。
另外框架结构中的柱、梁都是批量生产的,实现了建筑结构的标准化、统一化,大大减少了施工时间,在框架结构建成之后,配合混凝土技术,可以轻松满足建筑结构的刚性需求,而且框架结构具有良好的稳定性,通过良好的设计,柱、梁的截面形状会可以具有多样性,使框架结构可以在多种复杂的条件下进行施工,而且多样化的形状,可以满足人们对建筑空间的需求。
二、多层建筑框架结构设计原则
1、刚柔并济
尽管保证多层建筑框架结构的柔性能够带来更好的变形能力,从而有效抵御与削减外力施加,但倘若外力持续施加则会造成因变形过大而全面倾覆。当然,框架结构也不能太刚,否则较差的变形能力容易其导致在承受瞬间大破坏力时造成局部受损,最终同样会造成整体毁坏。
2、层层设防
框架结构的安全性提升需要层层设防,这样才能在结构通力合作下抵御强大外力施加,比如土建结构当中采取多肢墙的效果要比单片墙好,框架剪力墙要比纯框架效果好,这正体现了层层设防的优势。倘若将抵御外力的人物完全寄希望于单个结构则会带来严重的危险性。
三、多层建筑结构设计中框架结构的问题分析
1、忽略纵向框架的设计
为满足建筑物的抗震设计要求,要在建筑物框架中设计两根主轴,利用主轴方向的测拉力承担地震时所产生的水平压力。但是很多设计人员在建筑物框架设计之中只在纵向设计的连续梁结构,这样的设计使框架之中纵筋数量不足,而且梁柱的节点无法满足框架抗震的要求。而且主轴设计的缺失导致出现梁的支座负筋、跨中纵筋数量不足,导致建筑物在发生地震时难以保证稳定性。
2、对框架结构薄弱层设计的忽视
在设计过程中由于对板受力状态认识的不全面,将建筑中的双向板按照单向板进行计算,忽略了框架之中的薄弱层的问题。在实际建筑之中,忽略薄弱层问题会使建筑的抗侧移刚度收到影响,从而减弱建筑物的抗震能力,造成薄弱层出现的主要原因是由于竖向存在不连续的抗侧力。
3、忽视横梁的设计问题
在建筑框架设计中往往忽略横梁的埋深问题,导致横梁的埋入深度不符合设计的标准,使基础梁的调整设置无法跟进,而且横梁设计不符合要求会导致基础梁和填充墙、锥形斜坡之间形成空隙,影响建筑物的稳定性和抗震性能。
4、实际施工存在短柱问题
在框架结构施工中的常见问题是框架中的短柱问题,虽然柱子、梁是统一集中施工,但在实际施工中往往由于各种外部因素出现短柱问题,而且由于生产过程中的不严谨,生产出抗剪承载力和变形能力不符合要求的短柱,影响到框架结构的承载能力和整体抗震能力。
四、多层工程框架结构规划重点
1、地基设计
本国很多框架结构规划大都是条形基础或是独立基础,这样一来,地基截面规划就要兼顾到地基变形情况和承载水平,以保证基地大小。地基表面的浅基层规划除了需考虑到承载性能和变形要求外,还应当遵循经济性原则,严格管理成本。基于此,结合地基表面的结构来筛选持力层施工,随后全面研究各种条件,仔细研究建筑结构的类型、外观、实用性与稳固性。地基的规划除兼顾到技术层面外,还应当根据实践经验,综合思考建筑结构处于的水文地质环境和相关地质资料,从而选择出满足实际状况的地基处理措施。
2、配筋结构规划
(1)框架外挑梁配筋规划。在施工期间,建筑结构的建设受到诸多外部因素的影响,挑梁设计便是影响因素之一。在规划挑梁时,结构占地面积因素与建筑结构应用功能会极大影响到设计质量。因为框架梁断面与外挑梁断面之间存在较大区别,因此,有些设计师就会将框架梁主筋扩展到外挑梁上,该种设计会极大有损结构质量。因而在计算研究时,员工一定要仔细研究框架外挑梁的承载状况,合理配筋,进而加大承载水平,保障建筑质量。
(2)框架柱配筋规划。在普通的建筑结构规划中,框架柱配筋比例很低。在出现地震问题后,框架柱承受的扭转剪力较大,而且还受到双向偏心作用力,地震状态下极易损坏内柱,因此,在规划框架柱配筋时,一定要兼顾到每个方面的受力状况。在设计过程,若建筑结构处于的地基土质松软,此时能够考虑增多框架柱配筋。而且,在设计中要提高箍筋对砼的制约性能,由此,建议设计师将框架柱箍筋模式设计成井字形或是菱形。
3、建筑结构内力分析
工程结构的内部竖向荷载与水平作用力存在明显差别。在计量竖向荷载时,常用的方法包括分层法与弯矩二次分配方式。分层法计量的重点是将上下层两部分的弹性支撑改成固定端支护,再用每个楼层的线刚度乘上0.9,进而获取内力值。但是,弯矩二次分配方式就要求重新分配与计算每个节点的不均衡弯矩,进而获取数值。而水平作用力计量中,能够采取反弯点法与D值法,值得注意的是,采用D值法得到的计算结果有很高的精准性,但是,当梁与柱线刚度太大时,反弯点法就更能突出精准度。因此,建筑结构的内力分析属于一个细致而繁琐的过程,要求设计师全面思考各方面因素,从而获得精准的数值,提升建筑结构的安全水平。
4、建筑物防震设计
防震性能设计属于现代化建筑物设计的重难点,在实际设计中,设计师要明确梁高度数据的精准性与适用性,若设计与计算存在问题时,通常要坚持最大值原则,以防止因为梁刚度过小而产生太高的防弯安全储备,从而引起安全故障。另外,在梁端负筋规划中,就要遵守最小值原则,设计师要尽量选用最小负筋值,从而保证梁端塑性铰的产生,同时,在设计中,设计师还应确保梁端负筋量不大于需求值,针对跨中配筋能够适当极大其宽度。需要注意的是,为便于建设框架结构,能够将和配筋相差5%的梁规划为类配筋,进而简化施工工序。
5、荷载取值规划
在非地震规划环境下,荷载基础效应值的计量应当以可变性负荷效应管理与永久性负荷效应管理来确定,在取值过程,需选择所取值标准中最不利的数据。唯有选择最不良的荷载组合,在设计过程方可计量结构受到的外力,就是常见的荷载效应。这种荷载包括永久性荷载与可变性荷载,在计量多层建筑物框架的承重水平极限状态时,要求将抗力与作用的设计值进行对应。
结束语
综上所述,随着我国建筑设计行业的快速发展,在多层建筑框架结构设计中遇到的问题也逐渐发生新的变化,需要在设计过程中及时收集出现的新问题,进而在设计中加强这些环节作为设计重点;同时结合自身工作经验与现有标准去评估框架结构的设计方案,确保多层建筑框架结构设计的合理性与科学性,确认无误之后才能够投入建筑施工中,从而保障多层建筑的质量安全。
参考文献
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