李刚
弥勒市昌瑞建筑设计有限公司 云南省弥勒市 652399
摘要:框架结构设计能够使建筑结构的空间利用效率得到提升,确保整个布局更加科学合理,使建筑物的综合性能达到用户的使用要求。这也就需要建筑物的设计人员能够对框架结构给予相应的重视,通过更加有效的计算提升建筑结构设计的质量与效率,为建筑工程施工活动的全面开展提供更加坚实的基础。本文就是从实际情况出发,探究了建筑框架结构设计的意义,分析了建筑框架结构计算的问题,并结合当前工程建设的具体情况和全新技术,指出了框架结构优化设计的有效对策,希望能对相关行业的从业人员起到应有的参考作用。
关键词:框架结构设计;建筑结构设计;应用
一、建筑框架结构设计的意义
在建筑工程之中,框架结构是一种承重结构,主要是通过梁与柱的刚性连接而成,在框架结构之中,梁与柱能够共同抵抗水平与纵向的荷载,是建筑结构之中较为重要的组成部分。框架结构有着重量较轻,材料使用相对较少的特点,空间布置能够满足灵活性的要求,而为了确保人们的个性化需求得到满足,建筑形式也在不断丰富,很多建筑结构的形式缺乏应有的规则性,如果仍然通过传统的方式进行建筑结构设计,往往会导致多种问题的产生。传统建筑设计理念将更多的重点放在提升建筑物安全性上,并结合我国相关建筑标准和规范要求进行建筑构件设计,其安全系数相对较高。然而很多情况之下,这种设计方式往往会提升建筑物的建设成本,降低建筑物的经济效益,导致多种资源浪费问题的产生,建筑物的建设资源利用效率也无法得到有效提升,过多的建筑材料消耗也导致环境污染问题的产生,这也将绿色建筑物理念严重不符。在我国建筑工程行业不断发展的今天,人们对建筑物的功能和安全性也有着更高的标准和要求,建筑框架结构也成为了当前较为核心的建筑结构设计内容,这也为建筑物能源消耗等多种问题的解决提供了全新的途径[1]。
二、建筑框架结构中计算问题的分析
在传统的设计模式之下,在设计过程之中设计人员只需要结合基础高度进行梁柱设计即可,只需要选择一层楼顶面的高度进行梁柱计算就能达到计算要求。然而这种计算模式往往会导致混凝土框架结构设计出现不够规范的问题。相应的设计人员应该从配筋和断面角度出发,对原有设计基础加以分析,选择主中心距离的十二分之一到十八分之一作为标准,在拉力计算过程之中,要从纵向梁的连接需求出发,选取轴力最大值的10%开展后续的计算活动,而为了使整个高度计算量能够与实际情况相符,设计人员应该在相应的基准点上设计对应的拉梁。
要能够将基础拉梁作为高层建筑的一层,并将其顶面到基础面的高度作为相应的计算标准,通过结构计算参数的选择,考虑到填充墙的要求,通过计算的方法对结构的总体刚度进行分析,如果其实际周期在计算周期之下,那么其地震作用效应较低,确保建筑物更符合安全性的要求,设计人员也要考虑到墙体建设材料的差异性,选取适当的折减系数,从而使整个计算精准度达到要求。而在梁刚度的计算过程之中,设计人员可以通过对应的软件,输入梁结构模型,并考虑到楼板对地震剪力计算的影响,适当的提升梁的刚度,中梁刚度的放大参数应该为2.0,而过梁的放大参数应该为1.5[2]。
三、建筑框架结构优化设计的对策
(一)柱的抗震设计
在框架结构之中,柱的抗震设计是多种设计活动开展的核心所在,为了确保柱的抗震更加合理,相应的设计人员应该能够考虑到作用力与剪力的要求,提升柱截面设计的有效性。可以在设计过程之中以柱截面的标准高度与宽度作为参考,将剪跨比设计在2以上,将截面的总体高度设计在3以下,并综合相关标准和规范的设计要求开展优化设计活动,如果说剪压比得到了有效保障,则应该设计3N/mm2以下的柱端截面的平均剪应力[3]。
框架结构的纵向钢筋也应该结合对称设计的要求,以相关标准和实际规范要求为依据,对其配筋率加以合理设计,结合相应的标准提升配筋的效力,防止出现纵向钢筋压曲的问题,提升结构的总体强度。这里要注意的是,在地震力持续作用的影响下,往往会出现柱端钢筋混凝土层损坏的情况,如果说箍筋量不足则会导致其约束力不足,引起钢筋出现膨曲的问题,导致建筑物内部结构的稳定性无法有效提升,这也就要求相应的设计人员能够结合相关标准与实际规范要求对箍筋加以科学设计。
(二)提升梁柱中心线设计的合理性
在建筑框架结构之中,梁柱中心线是确保设计符合优化要求的关键所在,这也就需要设计人员能够给予足够的重视。要能够确保框架梁与框架柱中心线设计符合现行的相关标准与实际规范要求,确保梁柱中心保持重合,如果说中心线出现了偏移,那么应该对梁柱节点的受力情况加以分析,对受力与构造之间存在的关系进行深入探究。如果偏心距相对较大,超过了柱宽的四分之一,那么可以通过水平方向加腋的方式进行处理,在这种处理方式之下,减压比以及承载力的计算应该忽视截面造成的影响,防止出现结算结构不够准确的情况。
(三)短柱处理
在大跨度柱网框架结构的设计之中,需要对建筑物的框架柱与梁的关系进行深入探究。设计人员应该在实际设计过程之中,对短柱的构造加以有效处理,通过短柱箍筋的加密确保框架结构稳定性的全面提升,除此之外,如果又连续窗的过梁设计,容易导致外部框架形成短柱的问题,从而使构造措施能够得到全面强化[4]。
设计人员在建筑框架结构优化之中,应该对短柱问题加以充分的考虑,通过多种有效的手段,对短柱问题加以合理的处理。短柱本身就有这抗震性能不足的特点,如果出现在框架结构之中,容易对建筑物整体结构的稳定性和安全性造成不利影响。在框架结构设计之中,楼梯间平台梁的存在也会导致短柱问题的产生,而这也就要求了相应的人员能够结合我国现行的抗震设计标准加以处理,确保短柱的抗震性能能够达到预期要求。
(四)对混凝土框架结构检查井设计加以优化
在传统建筑工程建设之中,装配式混凝框架结构设计需要引入多种介入模块,而在这个过程之中也要对检查井的连接方式和接入情况进行深入探究,确保检查井的设置作用得到充分发挥。然而从设计的角度来看,当前阶段建筑工程之中常用的施工方式为结合施工的具体情况调整施工方案,对砌砖井与预制井的作用进行考虑,减少施工过程之中混凝土模块可能出现的变化与问题,确保预制井建设之中模具的使用量达到预期的要求,进而使建筑工程总体的设计方案能够顺利的执行。
(五)做好支管接入段设计优化
在实际建筑工程施工之中,混凝土框架结构的支管介入角度和高度会随着建筑工程的施工情况发生改变,这也对建筑实用的模具提出了更加具体的要求。在建筑工程建设之中,对于多种建筑参数有着较高的要求,计算方式也相对不同,得到的结果也会发生相应的改变,这也就要求了相应的计算人员能够对模块加以优化设计,确保多种模块的应用范围更加广泛,确保模块应用价值的全面提升,达到节约建筑资源的预期目的。
四、结束语
在建筑工程施工之中,框架结构的应用也存在着合理性不足,结构承载能力与预期要求不符的情况,这也导致框架结构的质量和稳定性难以达到预期要求,对整个建筑结构的安全性造成了较为不利的影响。这也就要求了设计人员能够从框架结构的作用角度出发,做好对应的优化设计,确保框架结构设计的作用能够得到充分发挥,推动建筑物建设质量的全面提升。
参考文献
[1]武威.框架结构设计在建筑结构设计中的应用[J].环球市场,2020,(21):361.
[2]包锐.框架结构设计在建筑结构设计中的应用探讨[J].房地产导刊,2020,(11):32.
[3]李永飞.框架结构设计在建筑结构设计中的应用[J].百科论坛电子杂志,2020,(5):1229-1230.
[4]秦海燕.框架剪力墙结构在建筑结构设计中的应用[J].建材与装饰,2020,(13):92,95.