建筑结构设计中框架结构设计的应用

发表时间:2021/7/15   来源:《建筑实践》2021年3月第8期   作者:刘均胜
[导读] 如今,框架结构以其独特的优势正广泛用于建筑结构,
        刘均胜
        身份证号码: 41030219680510****
        摘要:如今,框架结构以其独特的优势正广泛用于建筑结构,而框架结构设计好坏直接影响建筑结构整体质量,需要引起相关人员的高度重视,关注框架结构设计的每个环节,保证分析计算的准确性与可行性。
        关键词:建筑;框架结构;结构设计

        现在,在建筑结构中通常都会使用框架结构,因为框架结构有着很多的优点,只有设计好框架结构才能使整个建筑结构的质量更好,相关的工作者一定要重视起框架结构的设计工作,要确保每一个环节都要认真地进行设计工作,不忽视任何小的细节,保障设计工作的安全可行性。
1 框架结构概述
1.1 框架结构的概念
        在具体的应用过程中,由于框架结构的材料可以进行规模化生产,生产成本较低且效率高,工程应用中的质量也能得到保障,加上类型丰富,在建筑工程中得到了较为广泛的应用。框架结构主要是以梁、柱结构连接构成,共同组成建筑的承重结构,抵抗着整个建筑的竖向荷载与水平应力。在建筑结构中,墙体仅仅发挥了围挡与分隔空间的作用,不能起到承担负荷、应力的作用。若是建筑墙体使用的是新型的、节能型材料,则能有效地降低建筑整体重量,并起到保温作用,同时还有助于能源节约和建筑工程的框架构造。
1.2 设计原则
        在设计框架结构的时候,尤其要注意对钢结构的设计,要采用强柱弱梁的方法进行设计,在设计柱的时候,要让每一个构件都有足够的强度,设计梁的时候与之相反,要设计得相对弱势一些。不能让全部的构件都特别强,这样会影响到这个结构的质量问题,留下安全隐患。在一个完整的结构体系上,每一个构件都有着规定的轻重。这样当出现不能抗力的情况发生时,虽然重要的构件受到了损坏,但由于构建主次有序,就算个别的框架出现了问题,整体还能够继续进行支撑。通过这种设计方法能够减少大的灾难,能够很大程度上缩小因受力不均造成的损失。
2 建筑结构中混凝土框架结构设计流程
2.1 选择合理的截面尺寸
        对混凝土框架结构设计而言,截面尺寸的合理选择是前提。为确保梁端有较强的塑性结构,柱端在非弹性情况下应能具备较强的抗震作用,同时结构梁的各个节点也有着较好的弹性状态。因此,在进行梁、柱截面尺寸的选择过程中,截面尺寸不但应确保在《混凝土结构设计规范》的规定范围内,而且应尽可能地确保梁与柱的刚度比值小于1,即实现强柱、弱梁、强节点的截面设计。
2.2 对梁与柱配筋率进行合理掌控
        框架结构设计中,梁与柱的配筋设计应合理地把握适中原则,确保其增大或减小都在《混凝土结构设计规范》的最大或最小配筋率范围之内。另外,梁与柱的配筋率不但与框架结构抗震等级息息相关,而且与混凝土结构轴心和钢筋两者的抗拉强度比值有着极大关系,所以梁与柱的配筋率的确定必须按照《混凝土结构设计规范》要求进行合理地掌控。
3 框架结构设计在建筑结构设计中的应用
3.1 框架结构基础设计
        设计工作者在对建筑框架结构基础部分进行设计的过程中,要通过使用柱下条基的方法来考虑对节点地方的基础底部面积,要能够保障地基的宽度和扩展基础的宽度相一致,当出现不利于施工的问题时,可以适度地加宽一下基础面积,在埋基础桩的时候要保障深度不低于三米。当需要建设地下室的时候,就要考虑其地基的承载能力,然后处理好地下室防漏水的措施,防止出现室外板外伸的情况。相关的工作者也应该要设计好建筑框架结构后浇带的长度,每一个后浇带的距离间隔为40㎝,这样能够保障建筑框架结构基础更加稳固安全。


3.2 配筋结构规划
        (1)在对框架外挑梁配筋进行设计时,要考虑到进行施工的过程中,建筑建构会受到各种因素的影响,其中就包括了挑梁设计。在对挑梁进行规划的时候,影响到设计质量的主要因素是,建筑结构的应用功能,还有结构占地面积等。而且框架梁断面和外挑梁断面两者有着很大的不同,所以,在设计的时候要把框架梁主筋扩展到外挑梁去,不过这种方法还是有很大的弊端,会影响到结构的质量。想要避免此情况的发生,就需要相关人员在进行工作时认真负责,能够充分了解到框架外挑梁具体的承载情况,然后适当地配筋,来提高整体的承载力度,使建筑的质量能够更高。(2)框架柱配筋规划。在进行建筑结构规划的时候,框架柱配筋比例是不高的。这样当有地震发生的时候,框架柱需要承受的扭转剪力就非常大了,并且会受到双向偏心作用力的影响。这样当发生地震时,就非常容易造成内柱的损坏,所以,在对框架柱配筋进行规划的时候,必须要考虑全面。在设计的时候,要结合实际情况了增加框架柱配筋,增强安全性和稳固性。在设计的时候要把框架柱箍筋模式设计为菱形或井字形,这样能够增加箍筋对砼的制约性能。
3.3 框架结构内力分析
        (1)在框架结构中,柱高和两跨度在各个层中都是与原结构一样的,其中固定端是柱端。(2)计算梁柱线刚度的时候,要注意每一个构件在计算时,都是依照弹性刚度计算的。只有底层不用修正,别的层柱结构线刚度必须要把修正系数修定为0.9。(3)要确定梁、柱的传递系数与弯曲分配系数。只有梁弯矩传递系数和底层柱向柱脚的弯矩传递系数是二分之一;别的都是三分之一。(4)计算好各个层梁上分布的竖向荷载和固定端弯矩。(5)在分配传递弯矩的时候要采用力矩进行分配。(6)重复计算柱端弯矩。(7)分配好每个节点的叠加弯矩造成的不平衡弯矩。(8)在竖向荷载条件下,梁端容易变形,要调整其内力,调整好现浇框架结构系数为0.8-0.9,装配式框架结构的调幅系数为0.7-0.8。(9)在完成上述步骤以后,会使梁端的负弯矩变小,要在平衡条件下对上述的跨中弯矩进行计算。
3.4 梁、柱节点核心区设计
        框架结构容易出现框架柱节点核心区抗剪不足的现象,因为节点位置承载的剪力非常大,容易发生损坏,造成严重的影响,比方说在汶川地震的时候,坍塌原因就是因为梁、柱节点先被破坏了。所以,想要更好地做好抗震措施,就需要保持好核心区处于弹性的状态,而且核心区要保证结实稳定。
3.5 建筑框架结构中板设计
        结合实践来看,板可以说是建筑工程框架结构设计中最容易出现问题的部位之一,所以出于保证项目质量和安全性的需要,企业务必要做好设计。首先,实际情况中现浇板厚度设计可以选取10cm、12cm、14cm、15cm、16cm以及18cm,而板上钢筋间距虽然可以适当地增大一点,但仍然需要控制不超过20cm。同时,设计中板下钢筋间距选取必须要和板上相同。其次,设计中所选择的钢筋规格中,虽说根据部位不同,可用各种直径的钢筋,但需要避免出现过大的情况。若由于设计需求使板上筋较大的话,我们选择板时,就必须注意其跨度也要相应偏大。
4 结束语
        在建设工程中,由于框架结构设计具备难度大、设计复杂等特点,所以,设计人员需要做好框架结构和建筑工程结构的设计,严格控制钢筋梁、柱的施工质量,并做好混凝土配比的把控,避免出现混凝土裂缝等现象,导致建筑物的整体质量受到影响。所以,设计人员需要不断提升自己的专业知识技术,端正工作态度,才能够发挥出框架结构设计的最大价值。
参考文献:
[1]田贵良,帅梦蝶,许颖.自然资源资产负债表的要素与框架结构设计[J].人民长江,2018,49(23):59-67.
[2]陈阳蕾.房屋结构设计中的建筑结构设计优化策略探讨[J].中国住宅设施,2018(09):27-28.
[3]于海立.多层框架房屋建筑结构设计问题分析[J].四川水泥,2016(12):51.
[4]许政.框架结构设计在建筑结构设计中的应用探究[J].建材发展导向(下),2017,15(5):105.
[5]陈同舟.建筑结构设计中框架结构设计的应用[J].低碳世界,2018(12):189-190
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