房屋建筑混凝土框架结构设计探讨

发表时间:2021/6/7   来源:《基层建设》2021年第4期   作者:黄永浩
[导读] 摘要:城市化建设水平的不断提升促使房屋建筑混凝土框架结构设计这一问题受到了广泛关注,建设单位逐渐意识到在房屋建筑中混凝土框架结构设计对整体质量水平会产生直接影响,因此需清晰房屋建筑混凝土框架结构设计要点,根据实践经验提升设计水平。
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        摘要:城市化建设水平的不断提升促使房屋建筑混凝土框架结构设计这一问题受到了广泛关注,建设单位逐渐意识到在房屋建筑中混凝土框架结构设计对整体质量水平会产生直接影响,因此需清晰房屋建筑混凝土框架结构设计要点,根据实践经验提升设计水平。基于此,了解结构设计中所包含的具体内容,秉承房屋建筑混凝土框架结构设计原则,不断优化混凝土框架结构设计措施。
        关键词:房屋建筑;混凝土框架结构;设计
        引言
        当前,混凝土结构已成为建筑文明标准,它是建筑工程项目中最普遍、最广泛的结构形式。混凝土结构凭借自身的独特性质和极高强度受到建筑行业的喜爱并得到快速普及和推广,已成为部分工程施工结构主体,因此需清晰混凝土框架结构的独特特征,对原有设计进行不断优化,推动其实现快速发展。
        1混凝土框架结构的特征
        房屋建筑混凝土框架结构也可称为构架式结构,现阶段房屋框架按跨数可分为单跨、多跨;依照层次可划分为单层、多层,其中最为常用的是钢筋混凝土框架,它包括装配式、装配整体式等多种形式,可依据建筑项目实际情况选择与之相匹配的框架结构模式。而房屋建筑混凝土框架结构有着较强的简单性特征,混凝土框架结构简单、传递直接,这种结构形式能够在最大程度上发挥一个建筑构件的功能,从而起到节约建筑成本的作用。除此之外,这种框架结构促使建筑受力点清晰、直观,能够帮助设计工作者发现结构中所存在的薄弱部位,并针对薄弱部位给予有效补强措施。同时,框架式结构设计有着规则性和均匀性特征。框架结构形成的建筑物从横向和纵向两个方向来看,形状规则促使建筑物整体受力均匀,不会感受到明显的应力集中,对于建筑物的稳定性来说是十分有利的,同时在纵向上由于结构规则性较强,致使各层受力均匀,能够将上部受力顺利传递到下层,最终作用于地基,防止由于结构问题造成部分区域应力过于聚合。最后,框架结构相较其他结构,抗震能力与整体性都更为突出。结构布置能够使得结构更不惧怕地震作用,而且还能帮助结构延平面上两个主轴方向拥有更高水平的刚度与抗震能力,此外,框架结构还对增强建筑的稳定性,可通过纵向作用力的平衡和横向传递,将上部不均匀荷载得到平衡,通过逐层传递实现均匀作用,防止由于局部荷载过大而出现不均匀沉降,从而提高抗震效果。
        2房屋建筑混凝土框架结构设计原则
        2.1刚柔并济原则
        合理的体系应确保其刚度适中,防止混凝土出现结构刚度扩大的问题,降低变形能力,一旦出现强大破坏力就会出现结构要承担很大压力的情况,使得混凝土容易被破坏,最终出现钢筋混凝土被完全破坏的情况。钢筋混凝土结构过柔也不利于后续使用,虽然它能够对于外力作用进行一定的消减,但会使得钢筋混凝土因为变形过大而不能被继续利用,使得其出现倾覆,因此框架结构的最优选择就是将其设计为双向梁柱抗侧力体系,并不断对其整体性进行落实,实现刚度适中。
        2.2经济性原则
        在房屋建筑结构体系中要保证在工程质量水平的前提下做到减少资金投入,保障工程质量提升可通过对短肢剪力墙结构框架剪力墙结构等结构进行直接计算得出,其中短肢剪力墙结构单位面积费用投入最大,因此在进行框架设计时需秉承经济性原则,根据实际情况尽可能选择投入费用最小的结构设计形式,减少单位面积费用投入比。
        3房屋建筑混凝土框架结构设计策略
        3.1梁柱的延性设计
        若想要确保建筑物框架结构延性更高则需首先保障建筑物框架梁柱具有足够的延性?梁柱塑性胶结构设计是框架结构抗震设计中最关键的一环,一定要按照减弯的规则。混凝土梁柱一旦遭遇严重的剪力,易于产生脆弱性的破坏,正因如此,在对框架梁柱做出设计时需确保构件受到的承载力比其受弯承载力大,在这样的情况下,若是构件出现了相对完全的破坏,可以尽可能降低延性较差的剪切破坏出现的几率。

当对梁柱进行设计时,要注意梁与柱子之间的剪跨比不可以过大,这一点能够将构件截面弯矩与剪力大小之间的剪跨比反映出来,这一点能够极大地影响建筑极限变形,与此同时,对各个梁柱间的剪压比也要进行限制,若混凝土强度过低或构件截面不够大易于使得构件产生损坏。最后,要注意柱轴压比不可过大,柱子遭到破坏时之所以会产生不一样的形态,就是因为轴压比这一点的不同,所以要对钢筋进行细致的设置,减少因为裂缝产生使得建筑物遭到破坏的发生,最终导致框架延性受到不利影响。
        3.2框架基础设计
        地基部位的设计是框架结构的主要基础,在对其进行设计时,应当最先考虑的便是地基部位的承受能力是否足够,以及可能会对承受能力产生影响的其他因素,在地基部位可能由于较软导致承受能力不足时,就应当根据情况考虑是否要使用柱下条基,与此同时,也要想到可能对节点处基础底面积双向使用产生不利影响的要素,当对地基部位进行设计时,遇到这种情况就要对其做相应的加宽,若柱下扩展基础宽度是高于4米,就应对做适应加宽,此外,当抗争缝、伸缩缝等出现在地下部分时,就可以不设缝的同时对连接处进行加固,同时,要分开沉降缝两侧的墙体基础,而新建的框架结构钢筋混凝土在进行设计时应尽可能比周围已有基础浅,当由于相关因素可能会对其产生不利从而需要其相比周围的基础更深时,在设计时应当将新基础与旧基础之间的净距设计的大于基础与基础间高度差的1.5倍,否则就要加固基础,如此一来便考虑到了新建框架结构钢筋混凝土的牢固性,防止对已存在的混凝土框架进行破坏。若新建的框架结构混凝土与已有混凝土高度层素质层数之间差距较大,则需在层数较低的基础方格中心区域内垫焦碴,从而调整基底附加应力。
        3.3框架柱配筋调整
        大多数时候,框架柱配筋率不高,一般构造配筋是能够符合计算要求的,然而在工程进行实际的开展时,应当同时综合考虑建筑中的薄弱环节。若出现地震,角柱会受到较大扭转剪力,从而受到双向弯矩的作用,地震所产生的力量完全作用于内柱,在进行框架计算时需选择最不利的方向进行。除此之外,也可使用纵横、两个方向计算后比较同一侧面配筋,这是现阶段应用范围最为广阔的一种运行方式,依照对称配筋原则选择较大数值,促使框架柱在多种内力联合作用下满足匹配强度要求,同时开展配筋计算。
        3.4多层框架基础设计
        第一,对于地质报告要做到正确使用,要对其主要内容进行细致的了解,对其中计算指标是否可靠做到熟知,以此来判断地质报告中的建议是否对此工程适用,此外,要把场地相应的指标与拟建建筑物的实际情况结合分析,以此来进行综合分析。第二,应当尽可能利用经济的天然地基上的浅基础,在选择地基持力层时,要在考虑地基基础与上部结构整体性之间综合分析,从而使得土层的稳定性与分布状况能够得到保证,了解土层物理力学性质同时还需兼顾地下水的影响。在对多层框架进行设计时,一般都使用独立基础和条形基础,大都先通过地基承载力与变形来确定基础底面的大小,然后对其进行设计验算。而混凝土抗冲切和剪切条件则能够确定基础的高度,基础验算截面和抗弯能力则决定了基础配筋。最后,则是要在地基处理方法的选择上做到合适,特别是作出的选择应当与土地基本原则是吻合的,对当地进行实际工程时的经验做到重视,具备长期荷载重心和基础重心相重合的概念,了解整体性,通过增设基础连系梁和基础圈梁的各项措施给予充分保障。
        结语
        在进行混凝土框架结构设计时需要从工程实际出发,基于实践经验满足工程技术性和经济性的要求,为后续设计工作夯实基础,以免出现严重安全隐患,进一步推动房屋建筑工程实现持续发展。
        参考文献
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        [2]张磊.钢筋混凝土框架结构房屋建筑与结构设计[J].建材与装饰,2020(05):105-106.
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