多层建筑结构设计中框架结构的问题分析与对策

发表时间:2020/10/12   来源:《基层建设》2020年第16期   作者:李想
[导读] 摘要:一份科学合理的结构设计施工图是保障建筑能够满足使用要求的基础条件,做好框架结构设计对于整个建筑项目的开展具有至关重要的作用。
        江苏中意达建筑设计有限公司  宿迁市  223800
        摘要:一份科学合理的结构设计施工图是保障建筑能够满足使用要求的基础条件,做好框架结构设计对于整个建筑项目的开展具有至关重要的作用。目前中国多层建筑结构设计中框架结构的设计仍存在着许多问题,本文在详细分析现有问题的基础上,秉持着层层设防的设计原则,提出了一系列具有针对性的处理对策,希望能为中国多层建筑框架结构设计工作提供一定的文献借鉴,助力框架结构设计工作更科学高效的开展。
        关键词:多层建筑;结构设计;框架结构
        目前中国社会经济水平不断提升,随之而来的则是人们对生活要求的提升。人们日常生活中对于建筑的要求不仅仅满足于实用性,而且要求实用性与美观性兼备,满足生活需要以及审美需求。因此,多层建筑结构设计中框架结构的设计工作也面临着挑战,结构设计人员应当与时俱进,满足人们日益提升的生活水平,结合现代化审美需求,设计出实用与审美相统一的多层建筑。对此,本文就框架结构设计工作的原则、存在的问题进行深入探讨,为设计人员给出了一些建议。
        1 多层建筑框架结构设计原则
        1.1 刚柔并济
        多层建筑框架结构设计要秉持刚柔并济的原则,具体来讲就是框架结构不能过柔也不能过刚。虽然框架结构具有柔性能够使多层建筑在突然遭到外力施加的时候具有良好的变形性能,不至于遭致建筑损坏,但反之,如果长时间遭到外力施加,因为其良好的变形性能,建筑很可能在外力的作用下变形程度越来越深,从而因整体变形过于严重导致建筑倒塌。分析完框架结构过柔,框架结构过刚的优劣也显而易见。过刚的框架结构具有较差的变形性能,在突然遭受极大的外力施加的时候,会直接导致建筑局部受损,进而影响整体。
        1.2 层层设防
        除了刚柔并济,多层建筑框架结构设计还应秉持层层设防的设计原则,层层设防原则的目的是提升框架结构安全性能。层层设防才能更安全高效的保障建筑安全。
        2 多层建筑结构设计中框架结构的设计问题与对策
        多层建筑的框架结构设计中存在的问题主要分为四个方面:基础系梁、薄弱层、纵向框架以及短柱。要优化框架结构设计,必须正确处理好这四方面问题,接下来,我们分别讨论这四个问题并给出相应的详细对策。
        2.1 基础系梁设计问题与对策
        梁的埋深问题是基础系梁设计中的首要问题,必须首先确定好梁的埋深才能进一步探讨基础系梁设计中的其他问题。具体来讲,梁的埋设深度应当适宜,过深或过浅都会对框架结构设计工作造成阻碍。梁的埋设深度的确立要结合多层建筑的现场环境,应当遵守一层框架梁的相关标准,埋设工作可以根据短柱去展开。同时,基础系梁应当沿着多层建筑主体的横纵轴走向去进行合理设计,确保截面高度达到柱中心距的20%,只有这样,建筑物的抗震性能才能更佳。除了优化抗震能力,基础系梁的设计还要考虑建筑物的荷载性能,通过增大基础系梁的截面来提升其负载能力。此外,为了确保基础梁浇筑工作的顺利进行,基础梁和锥形斜坡两者之间的空隙填充工作应当把混凝土作为填充材料。

[1]
        2.2 薄弱层设计问题与对策
        薄弱层的判断以及薄弱层的应对方案是薄弱层设计中涉及的主要问题,解决好这两个问题是薄弱层设计工作的目的所在。多层建筑中如果存在薄弱层,那么该建筑的抗震性能就会较差,在出现地震等极大外力施加的情况下,容易出现危险事故。为了在建筑物建设过程中避免薄弱层的出现,建筑企业首先应当做好框架结构设计工作。
        薄弱层判断工作的开展主要依靠以下三种措施:(1)人员指定。框架结构设计人员能够根据自己的设计经验以及国家的相关规定,在使用相关软件进行设计图制作的过程中直接指定薄弱层。(2)计算推断。设计人员可以根据当前判断薄弱层的相关标准去运用相关软件判定是否为薄弱层。(3)强制认定。如果建筑物存在楼层承载突变亦或者是竖向抗侧力构件不规则等情况,都可强制认定为薄弱层。[2]
        有些多层建筑的薄弱层无法避免,这时候框架结构设计人员就应当采用补救措施,通常来说主要分为两个步骤:(1)验算屈服强度系数。屈服强度系数关系到是否需要验算弹塑性变形系数。(2)如果进行了弹塑性变形系数的运算工作,则需要对比验算结果与相关规定,如果两者不一致,设计人员就应当分析问题所在,合理调整现有设计方案,制定更科学合理的框架结构设计方案。
        2.3 纵向框架设计问题与对策
        多层建筑的稳定性往往会低于低层建筑,提高多层建筑的稳定性、优化其抗震性能是近年来多层建筑框架设计的主攻方向。实际框架结构设计工作开展过程中,部分框架设计人员着重于横向框架设计,这样做不利于横向框架与纵向框架相互配合,发挥合力作用,导致建筑整体的稳定性能降低,无疑是一个错误的设计侧重点。因此,为了多层建筑更加稳定,达到提升建筑抗震能力的目的,框架结构设计人员应当兼顾纵横两向框架设计,通过纵向框架与横向框架的合力作用来优化多层建筑的抗震性能。
        2.4 短柱设计问题与对策
        短柱有两个判断标准:(1)柱的净高与截面高度比小于4;(2)剪跨比小于2。框架结构设计中柱子满足其中任何一条都可视为短柱。短柱的承载能力以及变形性能比较差,因此在发生地震灾害的时候容易受损,从而造成建筑物的毁坏,威胁居民安全,因此,做好短柱设计工作显得尤为重要。多层建筑内部楼梯间半休息平台或是结构局部错层以及某层框架柱一侧有填充墙而另一侧没有都会造成短住的出现。解决短柱设计问题的侧重点要放在提升柱体的承载性能以及变形性能方面,具体来讲就是在短柱设计中可以运用复合箍筋,保证短柱纵向钢筋的分布呈对称状,同时确保各侧纵向钢筋配筋率小于1.2%。通过以上策略能够有效解决短柱设计问题,提升短柱的承载力以及变形能力。[3]
        3 结束语
        总而言之,中国建筑行业的蓬勃发展带来巨大的经济收益的同时也引致了更多的建筑问题。为了规避这些问题,提升多层建筑的安全性能,在展开正式的工程建设工作之前,必须制定一份科学合理的设计方案。设计人员要结合自身经验,利用相关软件分析多层建筑框架结构设计中存在的问题并采取针对性措施,优化多层建筑的抗震性能,消除安全隐患。
        参考文献:
        [1]尹晓娇,张璐.多层建筑结构设计中框架结构的问题分析与处理[J].信息化建设,2015(12):148.
        [2]郑婷.多层框架房屋建筑结构设计中各环节的重点及难点分析[J].中国高新区,2018(12):186.
        [3]张志民,赵庆.多层建筑结构设计中框架结构的问题分析与处理[J].居舍,2019(17):95.
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