框架结构设计在建筑结构设计中的应用陈宏伟

发表时间:2020/6/29   来源:《建筑实践》2020年2月5期   作者:陈宏伟
[导读] 随着我国经济的不断发展,居民生活水平得到提高
        摘要:随着我国经济的不断发展,居民生活水平得到提高,人们对生活质量的要求与日俱增。随着物质生活的提升,居民对建筑结构设计的品质也提出了更高的要求。建筑设计人员应当以积极的工作态度来对待建筑行业当前逐步提高的框架结构设计需求。本文就框架结构设计在建筑结构设计中的应用展开分析和讨论。
         关键词:框架结构设计;建筑结构设计;具体运用
         前言:现如今,我国建筑业的发展速度越来越快,人们的生活质量越来越高,使得人们在使用建筑功能及建筑造型方面的需求日益提升,同时还提升了建筑结构设计要求。作为建筑物中的基本结构之一,框架结构的作用不容小觑,它能扩大建筑空间。所以,为了对建筑空间进行合理运用,在建筑物设计过程中,设计人员一般会选择框架结构设计来实现建筑空间的合理运用。基于此,文章主要研究了建筑结构设计中框架结构设计的有效运用。
         1框架结构建筑特征分析
         目前,框架结构建筑具有向高层、超高层发展的重要特征,如此一来,将会持续积累建筑物的竖向构件,累积的重力和荷载就需要建筑物的框架结构来承受。为了保证建筑物的安全,支撑必须要采用大型柱和强壮的墙体,因此更加严格的要求了工程框架结构的施工技术。在施工过程中,要保障建筑物的稳定性,对外部压力如地震荷载和风荷载等要能够承载,这样一来,会更加严格要求建筑物的结构。此外,在现代建筑中设有一个钢框架支撑系统,在设计中该系统没有特殊的承载要求,对柱和梁的要求较低,只要加板符合要求就可以了。但对于高层建筑,除了要解决剪力问题外,还要将建筑变形的问题进行解决。此外,在设计中还应重视和考量结构的实际布置,以及应用特殊材料等问题,如此一来,就能够有效保障建筑物的结构的稳定性,同时对外力进行抵抗,防止发生变形现象,并应付较大的横向荷载。
         2框架结构设计准则婆媳
         2.1刚柔适宜准则
         框架结构必须要做到刚柔适宜,因为框架结构不仅要保障灵活性,还要承担建筑自重,所以需要遵循刚柔适宜准则。假设框架结构太硬,欠缺柔韧度则无法灵活转变,假设框架结构太柔,则无法承担建筑自重。
         2.2主次准则
         每一个框架结构构建的功能各不相同,关于各个部分的主次关系,设计人员应充分了解及掌握,能将重点牢牢抓住,将整体协调好,进而有效避免外力侵害中无法全面发挥出各个构建的功能的现象。例如,梁、柱同时存在于整个框架结构中,但是当外力侵袭梁、柱时,整个建筑稳定责任由柱承担,所以在设计过程中,主要方是柱,次要方是梁。但是需要特别注意的是,次要并不意味着不重要,更不能因为次要而对次要方的功能完全忽略。
         2.3多到防线准则
         建设完高层建筑物后,通常外界因素会对其造成影响,所以,必须遵循多到防线准则,也就是层层设防,进而保障框架结构安全性,保障建筑工程质量。
         3框架结构设计的具体运用研究
         3.1建筑结构内力分析
         工程结构的内部竖向荷载与水平力有明显的差异。在竖向荷载计算中,常用的方法有分层法和弯矩二次分配法。分层法的关键是将上下层的弹性支承改为固定端支承,再将每层的线刚度乘以0.9得到内力值。而弯矩的二次分布则需要重新分配和计算各节点的不平衡弯矩才能得到数值。在水平力的计算中,可采用反弯点法和D值法,值得注意的是,用D值法得到的计算结果具有较高的精度。但当梁柱线刚度过大时,采用反弯点法可以更突出精度。因此,建筑结构的内力分析属于一个详细而繁琐的过程,需要设计者综合考虑各种因素,才能得到准确的数值,提高建筑结构的安全水平。
         3.2框架结构基础设计
         在设计建筑框架结构基础的过程中,设计人员需要通过柱下条基方式来全面考虑节点处的基础底部面积,以便可以均匀布置柱下扩展的基础宽度及地基,假设存在不良影响因素,则应对基础面积适当加宽,以便保障基础柱的埋深在3m之上。假设还需对地下室地基承载能力进行考虑,则须将地下室的防水处理工作做好,以免地下室外板产生外伸问题。与此同时,关于建筑框架结构的后浇带设计长度,设计人员需要对其进行保障,保障每隔40cm布置一个后浇带,进而大幅度提升建筑框架结构的牢固性。


         3.3框架结构短柱设计
         设计人员在框架结构设计过程中,需要将截面高度、柱净高设计好,确保柱净高≥截面高度,假设柱净高是4m,则称之为短柱。因为短柱不具备较高的承载力,所以短柱也就不具备较高的抗震强度,这样极容易破坏到建筑结构。由此可见,在设计框架结构的过程中,必须以最大能力避免短柱的出现,进而确保柱的承载能力,全面提升框架结构设计的科学性。
         3.4柱抗震设计
         3.4.1柱截面尺寸设计
         假设剪用力会在很大程度上影响到柱,则会较大程度的破坏到柱的剪切,假设轴压和平均压应力在很大程度上影响到柱,则会较大程度的破坏及压碎混凝土。所以,为保证柱的延伸性,只有保障柱截面满足有关要求,一般情况下,应设计截面高度和宽度为300mm×300mm;剪跨比应大于2,截面高度应小于3,若能很好地保证剪压比,则可获得理想的延伸率,因此,应对<3N/mm2的柱端截面的平均剪应力进行设计。
         3.4.2配置柱的纵向钢筋
         应使用对称设计方式来设计配筋,进而进一步提升配筋的延性,同时在设计配筋率时必须严格按照相关要求来进行;在连接配筋时也必须严格按照相关规范来进行;应适当加密钢筋纵向连接位置上的箍筋,以防压曲纵向钢筋,进而对结构强度造成影响。
         3.4.3柱的箍筋
         因为地震力的连续作用,所以会压碎及破坏保护柱端钢筋混凝土层,如果箍筋数量不够充足,并能达到足够的约束力,则会发生纵向钢筋膨胀的现象,会对结构的稳定性造成严重影响,甚至破坏。因此,必须严格按照有关要求科学的设计配箍。
         3.5建筑物防震设计
         在现代建筑设计中,防震设计是其重点及难点,在具体设计中,设计人员应明确梁高数据的准确性和适用性。当设计计算中出现问题时,一般应遵循最大值原则,防止因梁刚度过小而导致弯曲安全储备过高,造成安全失效。此外,在梁端负筋的规划中,应遵循最小值原则。设计人员应尽量选择负筋的最小值,以保证梁端产生塑性铰。同时,设计方还应保证梁端负筋量不大于设计要求值,跨中钢筋可适当加大其宽度。需要注意的是,可将与钢筋相差5%的梁作为一种钢筋进行规划,以便框架结构的施工,从而简化了施工过程。
         3.6荷载取值规划
         在非地震规划环境下,应通过变荷载效应管理和永久荷载效应管理来确定荷载基准效应值。在价值选择过程中,应选择价值选择标准中最不利的数据。只有选择最不利的荷载组合,才能在设计过程中测量结构的外力,这是常见的荷载效应。这种荷载包括永久荷载和可变荷载。在测量多层建筑框架的承载水平极限状态时,要求与抗力和作用的设计值相对应。
         结束语:
         总而言之,我国建筑框架结构质量随着框架结构设计、施工技术的持续创新得到了显著的改善。但是随着社会的不断进步,逐渐扩大了高层建筑规模,所以必须要对有价值的经验进行不断归纳及总结,以高效提升建筑框架结构的使用率,强化并注重建筑框架结构设计及施工,分析及探索现阶段建筑框架结构设计中存在的问题,同时提出问题的解决策略,这样就可以实现框架结构设计的优化目的,切实推动建筑业的可持续发展。
         参考文献:
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         [2]杨全洲.建筑工程框架结构设计的重要原则和设计方法[J].江西建材,2014(11):12.
         [3]舒如意.关于多层建筑框架结构设计的探讨[J].居舍,2019(04):98.
         [4]胡小丽.建筑工程框架结构设计问题的研究[J].住宅与房地产,2019(16):101.
         [5]于鹏祖.建筑工程框架结构工程设计[J].中外企业家,2015(24):224.
        
        
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