多层建筑结构设计中框架结构的问题分析与处理 马春喜

发表时间:2021/7/8   来源:《基层建设》2021年第11期   作者:马春喜
[导读] 摘要:由于多层建筑的结构设计比单层建筑的框架结构设计更为困难。
        伊宁市城市建设有限责任公司(设计院)  835000
        摘要:由于多层建筑的结构设计比单层建筑的框架结构设计更为困难。而随着现代建筑功能与形态的不断更新以及发展,当前人们对于建筑结构的设计与要求也越来越高。因此,在建筑施工中,运用框架结构进行设计建设,已经广泛应用于各种建筑项目中。而在多层建筑的结构设计中应注意框架结构的设计问题,并及时采取相应措施进行解决。
        关键词:多层建筑;结构设计;框架结构;问题解决措施
        引言:随着当前社会经济的不断发展,人们的生活水平也有了显著的提高,因此对各种建筑的功能与造型的要求也在不断的提升。直接导致越来越多的高层类建筑项目开工建设,因此对于多层建筑的结构设计给予更多的关注是必要的。而在多层建筑的结构设计中,建筑的框架结构的设计是最基本和最关键的,而现在的建筑设计体系和模式都在不断变化,为建筑建设带来了更多的设计问题。基于此种情况,本文将结合实际的工作经验,主要分析和处理多层建筑的结构设计中框架结构部分存在的问题,并提出解决措施,旨在为相关从业人员提供一定懂的参考。
        一、框架结构设计概述
        1、当前在框架结构设计上的定义
        所谓框架结构就是指建筑结构整体中的梁、柱和连接的结构形式,构成建筑结构的主体部分,也是结构的一种。而这里的称重主要是指的是水平力和垂直力。在目前的结构设计部分,更多的是将框架结构作为主要承重方面,而相应的建筑墙体将不再作为承重墙体开展设计。这样就可以将建筑的墙体有效地划分为功能更加灵活的挡墙、隔墙等墙体[1]。与此同时,在框架结构的设计上,由于墙体不再是承重墙,所以在材料的使用和装饰上都有较大的灵活性。例如在墙面上可以使用新材料和保温材料,这在一定程度上也减轻了建筑本身的重力,能够满足对建筑功能更大的需求。此外,还能让整个建筑的稳定性和美观性都得到较大的提高。
        2、当前建筑的框架结构以及特点分析
        首先,在进行实际的施工操作过程中,进行框架结构设计建设可以减少大量原本墙体材料的使用,既节省了原本施工中的材料使用,又在一定程度上帮助施工企业提高了施工的作业效率和进行工程成本的控制。其次,由于框架结构设计具有非常大的灵活性,因而在设计过程中可以保证整个建筑框架质量的一致性,从而使整个建筑的重量分配不再需要按以往设计进行,还要进行相应的设计和规划工作。第三,对于框架结构设计承重墙的使用,能够在设计过程中最大程度的避免到原有墙体承重墙位置的布局限制,能够实现大型化的生产和标准化的施工工作,而这对今后的建筑行业发展具有积极而深远的意义。最后,在建筑工程的效率和施工效率上,与其他建筑结构的效率相比,框架结构技术可以与浇筑混凝土技术相结合,从而在一定程度上满足建筑结构的完整性和刚度要求。正整体上提升建筑的安全与稳定。
        二、进行多层建筑的结构设计要求
        1、在建筑中要达到刚柔并济
        所谓建筑结构的刚度与柔性的结合,是指在原有的体系设计中,要做好科学以及合理的设计工作。而为了在结构的刚性和柔性之间达到相应的平衡,我们以现代商场的建筑结构为例。在刚度的要求上,由于采用了相应的钢结构框架作为建筑主体,它能够为建筑提供相应的承重。与此同时,还可以加入铝合金、硅酸盐、硅石等柔性材料,从而实现建筑的整体美观和设计上的优化。同时,相应的钢架在外力作用下会发生移动,从而抵消相应的反应力,但它不会影响整栋建筑的结构质量[1]。
        2、在建设过程中中要进行多层设防
        这种对外力的处理在结构的多个层次上可以实现共享,从而增强了对外部阻力抵抗的优势。比如,在当前市场上一些多层设设计建筑的框架结构设计中,进行多层框架的设置可以在一定程度上实现对外部效应的分层抵抗,而且多层框架的设置还可以在建筑的整体稳定上做到很好的平衡,并在一定程度上提高了单层框架建筑结构的安全性与稳定性。同时,采用多层设防的结构设计工作,对原有压力可以进行相应的分配和泄压,这在一定程度上可以增强多层建筑结构设计建筑质量。


        3、在建设中要做到主次分明
        在对建筑结构进行设计和规范的过程中,实际上不可能存在绝对安全的建筑结构,所以,我们在进行框架结构的设计过程中,应根据设计建筑的具体用途和施工的重要性进行相应部位的设计。在一定程度上,我们可以选择忽略不重要的结构需求,而把握相应的建筑结构主要功能部分,只有这样样才能构建一个更加稳定的建筑整体框架结构[2]。
        三、进行多层建筑结构的设计过程中对于框架结构部分的问题分析
        1、设计人员容易忽略纵向框架的设计
        为了足建筑结构抗震设计的要求,在建筑的框架中应设计两个主轴,并应利用主轴方向的拉力来承受地震时发生的水平压力。但是在当前,诸多设计人员在建筑框架的设计中只进行了连续梁结构的纵向设计,而这样的设计方案使得框架中纵向筋的数量短缺,而梁柱节点无法单独满足框架的具体抗震要求。此外,由于主轴设计的不足,导致梁的承载负筋数和跨中纵筋数也不足,从而使建筑物在地震中难以保证稳定质量。
        2、设计人员对框架结构的薄弱层设计比较忽视
        在实际的设计过程中,由于设计人员对各类板的受力状态理解不全面,有些将建筑中的双向板计算为单向板,就会忽略了框架中的薄弱层等问题。但是在实际建筑中,忽略薄弱层的问题直接会影响建筑的侧移刚度,进而削弱建筑的抗震能力。而垂直间断的侧向力是薄弱层产生的主要原因[3]。
        3、设计人员对于横梁设计存在轻视问题
        在建筑的框架结构设计中,设计人员也会往往忽略梁的预埋深度,这就导致梁的预埋深度不符合其设计标准,让基础梁的调整无法作业。此外,横梁的设计不符合要求,将会导致基础梁与填充墙之间形成缝隙,直接影响建筑结构的稳定性以及抗震性能。
        四、对于多层建筑的结构设计中部分框架结构存在的问题解决措施
        1、设计人员要重视解决纵向的框架结构设计问题
        在建筑框架结构的设计中,必须满足建筑对于抗震设计的要求。而在设计过程中,就需要建设一个水平框架与垂直框架能够相互配合的多层的建筑框架结构。这就要求在设计过程中,我们要尽量避免对连续梁的设计依赖,在建筑框架设计工程中要注意主轴的设计,不断增加梁的稳定性。因此,在整体的设计过程中,必须要加强纵向框架的设计,使得横向框架与纵向框架之间产生良好的合力,进一步提高建筑的稳定性以及抗震性能[3]。
        2、设计人员要重视薄弱层的设计问题
        首先,这取决于设计者。设计者要根据有关规定和自己的设计经验,直接看到框架结构设计中的薄弱层。其次,要通过计算,利用一些软件对框架结构的设计以及相关数据进行计算,并与要求的相关数据进行对比。比如,当结构侧移的刚度不符合标准规定或发生楼板承重的突变数据符合薄弱层的特征,这种软件就会自动识别为薄弱层。
        3、设计人员要重视解决横梁结构的缺陷
        对于框架结构中的横梁的设计一定要严格按照有关规定开展。首先要考虑到基础梁的承载能力,还要估算后续荷载的压力,并根据估算结果可以适当增大横梁的截面积。在必要时,为了避免基础梁与填方墙和锥形坡之间产生缝隙,要及时用混凝土填满,再浇筑基础梁。
        结语
        总之,在多层建筑的框架结构设计中,最重要的就是稳定性能和框架结构的抗震设计能力。因此设计师还应注意一些实际施工中发生的常见问题,比如纵向框架的设计、结构的薄弱层等等,通过解决这些问题提高建筑的稳定性,从而减少建筑质量发生问题的风险。
        参考文献:
        [1]梅素娟.多层建筑结构设计中框架结构的问题分析与处理[J].陶瓷,2021(01):124-125.
        [2]王安.多层建筑结构设计中框架结构的问题及处理[J].居舍,2019(34):132.
        [3]张全民,高晓娟.多层建筑结构设计中框架结构的问题分析与处理[J].住宅与房地产,2019(24):74.
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