多层建筑结构中框架结构设计问题思考

发表时间:2021/8/30   来源:《城镇建设》2021年3月第9期   作者:张周权
[导读] 随着社会的不断发展,建筑行业的房屋质量问题也日益受到人们的关注
        张周权
        江苏浩森建筑设计有限公司 江苏 常州 213000
        摘 要:随着社会的不断发展,建筑行业的房屋质量问题也日益受到人们的关注,建筑结构在设计中变得规范复杂,建筑房屋的功能性也越来越强。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,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;荷载
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。在对建筑进行结构设计时,要结合现场的实际情况,对设计施工的重点和难点进行分析,提出切合实际的、科学合理的结构设计方案。

1、多层建筑框架结构概述
        随着建筑行业的市场竞争愈发激烈,建筑结构设计要考虑到建筑的经济效益,考虑结构和经济之间的关系,必须加强建筑结构设计的监督和管理,促进建筑的设计质量,保障建筑的使用安全。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。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。 在对建筑进行结构设计时,要结合现场的实际情况,对设计施工的重点和难点进行分析,提出切合实际的、科学合理的结构设计方案。
2、多层建筑结构设计中框架结构存在的问题
        由于受到很多因素制约,在一些建筑设计中传统经验和知识一定程度上导致建筑结构设计具有固定的格式化,因此,存在很多潜在的安全隐患和不合理的问题,不仅影响了建筑结构的稳定同时还对建筑工程的发展也带来了不良影响。另外,相关的建筑结构设计工作人员为了自己的利益和需求,所设计的作品不能满足建筑结构的安全以及相关的建筑性能需求,最终就会导致严重的安全隐患,造成严重的损失。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;同时,因为各种原因,所以有很多的不合理设计,设计的方案和实际的施工没有匹配,相关的设计人员对于安全意识的认知不够全面,只是单纯关注建筑结构设计安全问题,从而忽视了建筑结构内在的安全,就会出现建筑工程只注重外形的状况,忽视了建筑内涵和建筑质量,很容易造成安全问题。此外,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
        由于房屋建筑的上层结构类型、高度、墙体厚度等均会对建筑房屋的负荷量造成不同程度的影响,进而导致房屋建筑的基础沉降、稳定性和抗压能力等不同。

框架结构荷载设计不合理主要是指结构的抗震能力与荷载能力设计问题,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,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。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。在进行房屋结构构件进行优化设计时,应当依据房屋整体以及局部的受力情况,选择抗测力较好的结构方案实施。
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。埋深设计不合理主要是基础梁的深度不适当,影响其荷载能力;截面承载能力不够主要是指在框架设计中没有充分考虑基础梁的承载问题,当建筑中出现填充墙等结构时,出现造成基础梁的压弯与破坏等问题;跨度设计不当是基础梁的浇筑方式不合理,导致其不能达到相应的跨度要求。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。当梁上没有次梁时,设计中我们就需要注意控制次梁的搭载位置与主梁的支座之间的距离,避免了引起主梁抗扭问题;梁上纵筋排列方式应该除了能够保证横纵筋的间距符合标准外,应尽量偏向于小直径纵筋,且与梁断面的长度相应,以提高梁抗裂性能;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。由于长期使用短柱的建筑物抗震性能相对比较差,如果多层建筑框架结构中使用了短柱或者长期过多的话,会大大削弱整个多层建筑的整体抗震性能,影响其使用。如果框架结构中短柱过多的话,会削弱多层建筑整体的抗震能力,影响其使用。但是这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x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
        在设计房屋建筑结构平面图时,应该先了解工程建设时需要的各项数据,对房屋的建筑结构有清晰的轮廓。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。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。在实际的工程中,当框架梁的外墙和柱边相互平齐时,为了避免梁柱的偏心,需要再一次框架梁上设置挑耳,以保证框架梁柱的中心线对齐,但这种处理方式会造成填充墙的构造柱下不与上部纵筋锚固困难,但这种处理方式会造成填充墙的构造柱下不与上部纵筋锚固困难。
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,以此来确保房屋工程建设质量。在进行建筑结构基础设计时,要做好相关的准备工作,可以利用计算机技术在网络上进行周密的计算,对每一个工程的数据有着严格的要求,保障设计图纸的规范性和准确性。
参考文献:
[1]洪宸.浅析民用住宅建筑结构变化趋势[J].城市建筑,2015(8):23-25.
[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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