摘 要:在經濟高速發展的今天,我國在建筑領域取得了卓越的成績,設計思想在不斷革新,平面布置與縱向體形等變得越發復雜,這會對結構與施工提出更為嚴格的要求。運用框架結構模式,能夠形成較大的內部空間,抗風、抗震性能較強,且此種體系中側向剛度系數較低,在平面布置上比較靈活,能及時滿足建筑物大房間設置的基本需求,布置好科學的建筑平面,可見,構建更為優質的框架結構體系很是關鍵。本文根據筆者工作實踐,對建筑結構中的框架結構設計進行了分析和探討。
關鍵詞:建筑;結構;框架;設計
1 前言
我國不斷發展的社會經濟水平,人們開始逐漸提升的物質生活水準,人們開始提出了更高標準對建筑結構設計的品質。為了能夠滿足人們對建筑結構設計的要求,保證所建設的建筑工程結構具備比較高的質量,設計工作人員要保證以熱情的工作心態、積極的工作態度進行設計建筑工程框架結構。隨著不斷發展的科學技術,進行建筑結構設計的同時,使用設計的方式比較多樣,經常使用的建筑結構設計方式就是框架結構設計。正式因為框架結構設計比較簡單,同時靈活的對建筑結構進行布局,所以在不同類型建筑結構當中廣泛的使用。
2 建筑結構中框架結構的主要類型
2.1 全現澆式框架
此種框架承重結構是現場澆筑而形成的,該種框架結構具有良好的整體性,同時也具有良好的抗震性能。實施全現澆式框架設計與施工時,梁體、柱體、樓板等都需要到施工基地開展直接性施工,且此部分施工會耗費大量材料,進而會使得工期延長
2.2 半現澆式框架
實施半現澆式框架施工前需要進行預制,這樣在設計與施工階段就會大大降低混凝土澆筑量,最終會降低施工成本。然而,使用該種框架結構時,其在整體性與抗震性能上時常無法達標。
2.3 裝配式框架
應用裝配式框架時,也要進行預制,就是要求施工人員要在預制場所進行預制操作,然后將預制的框架材料運輸到施工現場,最終對材料元件進行組裝。運用裝配式框架,能適度減少與控制施工工期,在材料用量上也比較少,進而降低減少施工時間與施工成本。然而,此種結構也存在一定的缺點,即抗震性能差,最終會對建筑結構整體性能構成威脅。
2.4 裝配整體式框架
此種框架設計是現澆框架與裝配式框架結構優點的相互融合,其在整體性能、抗震性能等方面都具有很好的效果。然而,將兩種結構相互融合,會使得整個結構設計與施工十分復雜,難度系數也很高,對施工人員技術、經驗等存在著密切的聯系,也會耗費更多的工期。
3 建筑結構中的框架結構設計要點
3.1 柱的設計
在對建筑框架結構中柱體設計上,應嚴格控制框架結構的傳力體系,進而滿足基本受力需求,保證各項設計都能滿足施工要求,且還要嚴格控制柱體間的距離,保證柱體間整齊排列。在垂直與水平方向上,框架結構必須要承載足夠的壓力,因此,應充分結合建筑工程的實際情況來調整柱體的位置,進而滿足框架結構的基本受力要求。此外,在柱網設計時,應必須充分了解建筑物的基本用途與屬性,進而對柱體進行合理布置,以滿足隔墻需求。通常情況下,會將柱放置在縱橫墻體的交叉位置,以保證建筑物的具體功能。在實施柱網設計時,應遵循“省時省力”的原則,在考慮設計方便的同時,還要保證施工簡便,在保證結構體系質量的條件下,以達到結構的簡單化。
3.2 結構高度
結構高度增加也就是層數的不斷增加。若層數不斷增加,水平位移參數會逐步增大,進而會增強內力。若高度達到一定值后,縱向負荷所產生的內力值要比水平位置上所產生的內力值小。在此種條件下,會讓縱向負荷控制作用向水平方向上轉移,進而讓改變結構性能。強度系數會伴隨著高度增加而逐步降低,剛度系數也會由于高度增加而逐步降低。建筑結構高度的不斷增加,會讓水平位移轉變為控制結構性能的一項關鍵因素,其會對建筑工程構成不良影響。
3.3 抗震設計
劃分抗震內力時,要充分結合結構的基本類型、建筑高度、防裂度等進行等級劃分,結合相關的設計標準來對抗震性能參數進行合理的設計,保證框架結構要及時滿足設計要求。此外,針對不同的框架結構,應運用專業化的檢測手段,若地震裂度相同,其要求也存在差異,主要是由于框架結構直接影響著抗震性能。
3.4 梁設計
在橫向框架承重設計也就是對框架承重梁進行橫向上的設計,對連系梁進行縱向上的設計。運用此種設計方法,能減小跨數,在橫向上對主梁結構進行科學設計,此時,會增大梁截面積,進而能增加橫向上建筑體的基本剛度。在縱向框架承重設計上,其與橫向框架承重是相反的,主要在縱向上來設計承重梁,將連系梁則換至橫向上。但是,此種設計,使得框架結構的整體受力不均勻,會威脅框架結構穩定性。為提升建筑結構的穩定性,應強調縱橫向共同承重。設計框架結構時,在縱向與橫向上都設置有一定的承重梁,由于縱橫向的梁體共同承擔建筑物所產生的負荷。
4 框架結構實際設計中應注意的事項
鋼筋混凝土框架結構通常有兩種形式,一種是填充混凝土的筒結構,一個是剪力墻結構。二者側移的剛度非常好,兩種結構都能承受較大的抗震作用和抗風荷載作用。在整個結構當中,混凝土柱截面的面積相對較小,但是它的具有非常強的承載力。它的另外一種形式就是大空間和大柱網,因此在結構設計的過程中,如果采取這樣的方式就可以有效的提高結構面積的利用效率。鋼筋混凝土框架結構融合了鋼材料和混凝土材料各自的優勢。如果和全鋼結構進行比較,這種結構可以減少鋼材的使用量,而兩者的施工速度基本一致,而且該材料具備良好的防火和防腐蝕的性能,在這樣的情況下就可以大大的減少工程建設的成本投入,因此該結構比較適合在多層建筑當中加以應用。
4.1 抗震方案概念設計及構思問題
設計框架結構抗震,需要具有清晰的設計圖紙,設計人員在設計當中,盡量保證豎向建筑構件布置成為壓應力水準,同時接近均勻情況。設計建筑蓋梁系統當中,同樣需要盡量讓重力荷載垂直,這樣保證通過最短的路程,最快的傳送到豎向構件墻當中,同時,使用轉換結構系統,通過轉換層,將上部結構豎向構件傳送到垂直重力荷載轉換出來,保證各個部件受力均勻。
4.2 柱子設計中應注意的事項
對建筑工程來講,框架結構當中配筋率一般來說比較低,這樣如果發生地震,建筑框架在受到很大作用力的情況中出現扭轉剪力。一旦在設計框架結構的過程中不充分考慮這個問題,就會給建筑結構帶來非常大的安全隱患。所以,設計框架結構的同時,要按照實際情況進行配筋設置,保證建筑結構設計品質。
4.3 梁設計中應注意的事項
設計基礎梁,重點就是處理好埋設深度,保證基礎梁埋設深度并不會太深,也不會太過于淺,比較適中,更好的保證框架結構設計的品質。一旦出現了埋設比較深的問題,要按照一層框架梁的標準進行設計,將對埋設的部分根據短柱來進行處理。同時,設計基礎梁的同時,保證建筑具備更高的抗震效果,就需要在設計基礎梁的同時,根據建筑主體框架柱的兩個軸方向進行設置。
5 結束語
綜上所述,對于建筑工程項目而言,結構質量控制很是關鍵,其決定著整個框架結構的穩定性與安全性,為了能提升框架結構質量,必須做好前期的設計工作,以實現對各項要素的管控,加強對框架結構中梁、柱、結構高度與抗震性能等的設計,以求為框架結構施工提供條件,是保證施工質量的重要途徑。
參考文獻:
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