探讨建筑钢筋混凝土框架的结构设计

发表时间:2021/3/3   来源:《中国建设信息化》2020年21期   作者:阎东锋
[导读] 在建筑的施工过程中,框架结构具有十分重要的意义,对建筑起到承重的作用。框架结构的原理主要是通过横梁与立柱相互作用,共同构建成的杠杆结构。
        阎东锋
        山东华信建筑设计有限公司      山东威海    264300
        摘要:在建筑的施工过程中,框架结构具有十分重要的意义,对建筑起到承重的作用。框架结构的原理主要是通过横梁与立柱相互作用,共同构建成的杠杆结构。近年来,社会经济的进步带领城市化速度的加快,建筑工程质量也有了相应的提高,社会上的建筑在前期设计的过程中,大部分都会应用钢筋混凝土的框架结构。钢筋混凝土结构具有安全稳定的特性,可以保障建筑的使用功能与质量,因此,在建筑领域也逐渐被广泛应用。建筑与普通民宅相比较,建筑的建设面积庞大,建设周期相对较长,普通的框架结构设计在建筑中无法具备混凝土框架的优势,基于此,本文将对钢筋混凝土框架建筑结构的设计要点进行分析与阐明。
关键词:钢筋混凝土;建筑;框架结构设计
        前言
        国家经济的发展速度逐渐加快,建筑的工程数量也不断增多。近几年,城市中的建筑普遍向着功能性强的方向发展,在建筑的施工过程中,通常使用钢筋混凝土框架结构。经过大量的实际工程实施案例可得出,钢筋混凝土建筑结构具有十分强大的稳定性、牢固性,并且,钢筋混凝土框架建筑结构还在防地震、防撕裂等方面具有的非常明显的优势,因此,这种建筑结构被广泛使用,受到了社会的广泛关注。并且,钢筋混凝土框架建筑结构也开始在建筑中大量推广。但是,在框架结构的设计过程中,依然存在一些概念性和认知性的问题,导致施工进程的滞后。下文将会对钢筋混凝土框架工业建筑结构设计进行要点阐述。
        1钢筋混凝土框架结构设计内容
        在进行建筑钢筋混凝土框架结构的设计过程之中,设计人员首先要对整个结构需要注意的内容进行了解,然后在此基础上进行合理的设计,这样才能保证整个框架结构的稳定。
        1.1计算钢筋混凝土的负荷载重数值
        钢筋混凝土框架在建筑中最为重要的作用,就是承重,因此,在进行框架设计时,首先要考虑的内容就是其负荷载重的能力。一般来说,钢筋混凝土框架的负荷载重主要是对其外部与内部的承载能力进行计算,而在计算过程中,工作人员要以负荷承载的规定、准永久值、规定的不同组合值的数据作为计算的标准,从而得出最终的符合承载数值、钢筋混凝土框架的使用标准、框架结构建设的实际需求数值。只有对上述条件都进行准确的计算,才能将框架结构的需求进行明确掌握。
        1.2计算内力
        在设计人员已经掌握框架负荷载重、框架的结构需求数值之后,就需要对钢筋混凝土的框架内作用力进行相应的计算,内力计算之中包括横截面轴心的压力、框架的拉力、受力构件截面上的内力矩等多种因素。只有对内力的数值进行明确计算,才能在施工中掌握混凝土框架的实际应用,为施工的质量提供有效保障。
        1.3计算构件
        为了明确钢筋混凝土构架结构的内力规范,以及构件的限制条件,在进行框架设计的过程中,设计人员还需要对整个框架的构件进行计算。在实际施工中,某些设计人员因为在构件的计算过程中出现失误,导致整个工期延后,工程质量也相对下降。所以,在构件计算时要结合实际情况,符合相关的规定。如果出现计算出的结构数值与实际情况不符或不符合有关的规定,那么就需要对钢筋混凝土构件的截面进行及时有效的处理,设计人员不能有将就的心理,要一直将钢筋混凝土的梁柱构件反复布置,反复的调整,直到各项参数和指标都满足相关规范的要求才能叫停。只有合理的布置梁柱构件并准确的计算构件,才能保证框架结构的安全性和经济性。
        2钢筋混凝土框架结构设计要求
        2.1抗震
        针对建筑来说,其承载能力与抗震能力是必备的重要性能,因此,在框架结构的设计过程中,必须将抗震的能力考虑进去,保证建筑的负荷能力与承载能力。设计人员在进行设计时,要结合双向的地震作用力与侧移能力,计算设计出建筑的位移角度,以保证建筑的抗震能力,为人民的生命和财产安全提供有力保障。


        2.2降低成本原则
        建筑的建设不仅要保证施工的质量,还要降低相应的施工成本,减少不必要的资金投入,从而实现经济利益最优发展。在实际施工过程中,建筑经常会在以下几个方面损耗资金费用:一是大开间剪力墙;二是框架剪力墙;三是短支剪力墙。这几种结构都是比较耗费资金能源的,对施工成本的消耗量较大。根据实际施工数据可得,使用钢筋混凝土进行施工的建筑在单位面积方面所消耗的成本并不多,相比之下,短支剪力墙的费用损耗是最大的,相关设计人员应该对此注意,在进行短支剪力墙的构架设计时,尽量减少资金的耗费。
        2.3均匀性原则
        在进行设计时,设计人员要尽量保证建筑的结构均匀,避免出现建筑的刚度与强度失衡的情况,影响工程的质量与使用。在建筑设计时,设计人员要保证框架体系与全墙体系合理均匀。在建筑中,建筑结构一般使用的是框架拖住填充墙体的结构体系,但是这种体系的抗震能力却并不突出。所以设计人员要根据实际情况,以均匀性为原则,在此基础上进行建筑结构的设计,为建筑的承载和抗震能力提供保障。
        3设计要点
        3.1刚度比
        刚度比就是相邻楼层侧向刚度的比值,在建筑中,经常会发生低层较高占地较大的情况,第一层的层高比相邻的层高高出一倍多,这就很容易导致建筑结构出现问题,如竖向刚度的突然变化。这种刚度比是与相关规定不符的,不满足实际情况的,使整个建筑的结构都发生了超出规范限制的情况。在实际设计过程中,为了减少此种情况的出现,设计人员常常采用在建筑结构的外部设置夹层,也就是在框架结构两侧进行边框的设置,结构中的夹层或者边框可以有效对刚度比违规的现象进行处理,同时,对工程建筑的施工难度也能有效降低。
        3.2负荷载重取值优化
        建筑的负荷载重数值对整个建筑工程具有重要的意义,其数值的取值计算也是设计过程中的重点。在进行框架结构设计时,设计人员可以以建筑的负载规范为基础,进行数值的取值优化。同时,在进行工业厂房结构的设计过程中,设计人员应该对负荷载重的不利因素进行排查,建筑中经常出现跨度较大的横梁,如若没有对负载能力的不利因素进行查找,很可能会导致横梁的设计不能满足实际建筑的需求。
        3.3框架主梁以及次梁
        在钢筋混凝土框架结构中,有时需要框架梁外挑,且梁下设置钢筋混凝土柱,在柱的内力和配筋计算中,有些设计人员对其受力概念不清,误认为此柱为构造柱,并且其配筋为构造配筋,悬臂梁也未按计算配筋,这样有可能导致水平荷载作用下承载力不足,为事故的发生埋下隐患。实际上,在结构的整体计算中,此柱为偏心受压构件,柱与梁端交接处类似于框架梁、柱节点,应考虑悬臂梁梁端的协调变形。所以对于此柱应作为竖向构件参与结构的整体分析,并且柱与梁端交接处应按框架梁、柱的节点处理。
        结束语
        综上所述,在建筑行业不断进步的背景之下,钢筋混凝土框架结构的应用也越来越广泛。随着社会对建筑的使用功能和质量要求不断提高,钢筋混凝土框架结构设计也需要进行不断的优化,因此,设计人员应该结合实际对建筑结构进行合理科学的设计,从而提高建筑的质量,保证生产的高效稳定。
        参考文献
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        [2]倪洪仁.浅谈房屋建筑钢筋混凝土框架结构设计与应用[J].建筑工程技术与设计,2019,26(4):1098.
        [3]梁慧云.房屋建筑钢筋混凝土框架结构设计与应用解析[J].建材发展导向(上),2018,16(07):68.
        [4]张令心,柴光旭.考虑结构不确定性的多层框架结构地震易损性分析[J].低温建筑技术,2019,41(05):64-68.
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