多层建筑结构中框架结构设计问题思考

发表时间:2021/6/24   来源:《建筑实践》2021年2月下6期   作者:陈杰
[导读] 目前建筑框架设计已经迎来了新的发展时机,
        陈杰
        南京金宸建筑设计有限公司  江苏 南京 210000
        摘要:目前建筑框架设计已经迎来了新的发展时机,时代带来的机会的同时也带来相应的挑战,由于具备了良好的框架构造,所以房屋会获得更大的空间,而且在进行布局的过程中也将更加具有灵活的性质,所以需要使用良好的框架设计,这样不光可以提升群众的生活质量,还能促进建筑事业的稳定发展。本文就多层建筑结构设计中框架结构存在的问题进行分析,并提出设计中应注意的事项,以实现提高框架结构设计水平的目的。
        关键词:多层建筑;设计;框架结构
引言:
        随着近年来我国市场经济的快速进步与发展,多层次建筑被广泛应用于我国城市建设领域,人们对其施工安全性的重视程度也愈加提高。在当前多层建筑结构设计中框架结构存在着一些容易忽视的问题,影响其设计效果,其结构设计的水平严重影响着多层建筑结构的稳定与安全。在当前多层建筑结构设计中框架结构存在着一些容易忽视的问题,影响其设计效果,本文就此进行分析。
1、多层框架结构设计概述
        框架结构是多层建筑中最普遍采用的一种主体结构方法和形式之一,其设计结构的水平严重影响了多层建筑主体结构的稳定和安全。当前,建筑工程采用多层桥梁框架结构,这种多层框架结构主要含义是在泛指与桥梁.板,柱刚性连接或桥梁焊接等连接在一起的结构能够同时分别承受桥梁水平承重荷载与桥梁竖向承重荷载的一种大型承重性框架结构。在房屋建筑墙体结构中由于房屋的砌筑墙体并不需要承重,只是为了能够同时起到建筑围护、分隔、防止建筑噪声等主要功能,在墙体砌筑时通常需要采用带有加气孔的混凝土墙体砌块,空心砖、多孔砖等轻质的墙体砌筑结构材料。多层建筑框架结构按照门跨数量的分类类型可以进行划分主要为单个门的跨,多个部门的跨,按照立面的整体构成布置方式分类可以进行划分主要为对称、不对称,按照原材料分类可以进行划分主要为新型钢筋混凝土框架材料、钢筋混凝土墙体材料等。
2、多层建筑结构设计中框架结构存在的问题
        一些单位在进行建筑结构设计时并没有考虑到地区的经济发展水平,对具体的情况并不了解,在这方面往往是凭借经验来设计的,这样的话就导致了其他设计因素的影响程度加大,对于建筑的整体安全性带来严重的威胁,并且还会引起工程造价的偏高。由于多层建筑结构设计产品的工作量大、周期短和工作时间长以及设计者与人物繁重,给建筑设计单位与技术人员之间造成了较大的劳动力与压力,使得建筑结构设计产品易出现粗制滥造的情况,其产品在结构设计上的安全性方面也存在着诸多隐患。多层建筑结构设计中许多框架结构的安全性依赖于其选择参数的正确与否,而在许多设计中存在计算参数选用不规范或按照理想化进行计算等问题。不对其效果进行应有的判断,直接用于结构设计当中,一些抗震弯矩以及柱的承载能力数据计算缺漏等问题,都会造成结构设计的结果出现安全隐患。
        同时,由于建筑工程设计单位的资质和设计技术人员的专业素质参差不齐,以及其职业道德品格等问题,对建筑工程结构设计产品的整体设计水平也造成了影响;另外,施工图纸也存在着比较多的问题,比如其表述不全面,对一些小细节的设计得不够,无法涵盖整个建筑工程,对于一些重要的建筑设计参数、工程种类、消防安全以及其设计基础依据等方面内容陈述不清或没有明确标明,对于多层建筑造成了结构安全和效果的影响。而消防安全以及设计依据等内容陈述不清或未标明,对多层建筑的结构安全不良效果。
3、多层建筑结构设计中框架结构设计要点
3.1整体荷载设计
        多层建筑框架结构设计中,除了要利用合理的轴力计算、弯矩计算以及剪力计算来保证荷载能力符合建筑物的竖向荷载要求外,还需要根据建筑的水平风载以及抗震等级进行抗震载能力的设计。

现代建筑主要为钢筋混凝土结构,这类结构虽然拥有较强的荷载能力,但由于混凝土的抗拉强度存在上限,因此一旦建筑局部荷载超过了混凝土的抗拉强度,那么建筑结构就会出现开裂的情况,并形成不同程度的裂缝。框架结构荷载设计不合理主要是指结构的抗震能力与竖向荷载能力设计问题。抗震能力设计不合理主要是由于没有充分考虑多层建筑的风载能力,导致设计的框架结构抗震能力不高;竖向荷载能力设计问题主要是指对建筑基础顶面荷载的只采用轴力设计或者利用弯矩设计与轴力设计,忽视了基础顶面的剪力作用设计,导致建筑基础及其上部结构出现问题。比如可以通过对建筑物结构整体的高度控制及抗震规范要求相关的布置进行设计;而大型商场、学校等建筑,在抗震能力设计时需要提高一级来进行设计。
3.2梁的设计
        在多层建筑结构设计中框架结构基础梁埋深设计不合理、截面设计承载能力不够以及跨度设计不当等问题。在进行基础梁的设计时,首先我们一定要特别注意构造截面的情况,结合实际的情况对其进行设计,当构造的基础梁在主体上需要同时承受较多的荷载,比如在主体上填充建筑物外围墙、楼梯柱等,则我们应与构造的基础梁进行连接到主体上的最大轴力设计值的10%进行叠加和计算,对于构造截面的配筋和受力量都进行了计算,保证其构造出的配筋能够符合荷载的需求。当梁上有次梁时,设计中需要控制次梁的搭载位置与主梁的支座之间的距离,避免引起主梁抗扭问题,梁上纵筋的排列应该除了保证筋间距符合标准外,应该尽量偏向于小间距小直径,且与梁的断面相应,以提高梁的抗裂能力。当外部梁跨度相差基本一致时,需要保证梁高尽量相同,如果梁底与外窗的窗顶之间的距离较小,则可以通过将梁高升高到窗顶的方式来进行设计,提高结构的整体性。
3.3柱体设计
        多层建筑框架结构中柱的问题主要有柱体形式选择、柱体纵筋方式不合理以及与挑梁配合不到位等问题。在建筑结构设计中,应保证建筑结构整体具有合理性,应保持其自身的基本性能,例如强度、刚性、稳定性等。在建筑内部结构中,建筑的梁柱端部是相对来说较为薄弱的部位,一般是采用箍筋加密来处理的。同时,在设计过程中需要注意,不能过分重视局部的承载力,避免破坏建筑结构的协调性。柱体形式选择问题主要是选择的方形柱或圆形柱不符合建筑的功能,影响建筑物的使用;柱体纵筋方式主要是指纵筋的间距、箍筋的方式等不规范;而挑梁配合是没有考虑柱体的承受能力,对挑梁的长度设计不合理。一些钢梁短柱在现代建筑钢梁框架结构中又不能完全避免,比如位于楼层的框架结构钢梁交叉错层或者是位于墙与楼梯之间的作为休闲活动平台的钢梁等,因此,在现代建筑钢梁框架结构的施工设计中,当钢梁出现了短柱时,就往往会选择采用横向复合钢梁箍筋沿着全高进行加密、短柱上的纵向复合钢筋对称地进行布置、配形纵向钢筋和外包弧形钢板等加工措施对其结构进行合适的质地加工处理,以大大提升短柱的结构抗震抗蚀性能。
3.4框架梁柱中心线设计
        在建筑框架结构的设计中,要注意保证梁和柱的中心线位于规定的标准之内,使其尽可能地保持重合。梁端是刚接,当受到巨力挤压时,钢筋被拉伸过多,梁就有可以转动的空间,利用推动的调节让地震期间最先起到作用的是梁端塑性,通过最大非线性的无疑程度对塑性进行转动,通过这种手段来保证框架结构的平稳性能与塑性的基本性能,保障建筑工程的防震结构设计的有效性。要保证框架梁和柱的中心线在规定标准之内,使其尽量保持重合。如果梁柱中心线发生了偏移时,需要综合考虑梁上的荷载对梁柱体所产生的偏心作用影响和梁柱中心线的偏移作用影响及梁、柱各个节点之间的受力与结构产生的影响,通过合理调整措施来保证梁、柱体结构的整体稳定。通过合理的措施来对梁柱进行调整,以保证结构整体的稳定性。
4、结语
        综上所述,多层建筑是我国社会发展中不可缺少的重要组成部分,建筑单位在进行结构设计的过程中需要根据实际情况进行合理规划,对房屋的建设能够严密的分析、思考、设计,制定合理有效的结构设计形式,从而有效的提高房屋建筑的功能和质量。。
参考文献:
[1]陈炎强.住宅建筑美观与实用性设计的要点分析[J].住宅与房地产,2018(36):38+77
[2]陈立永.建筑方案设计过程中设计原则及要点[J].建筑技术开发,2019(10):20-21

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