李志泉
摘要:框架結構在現(xiàn)代建筑工程中應用非常廣泛,而且隨著施工技術水平的不斷提高,更加復雜的多層框架結構在被普遍應用到建筑工程當中。本文重點探討在當前建筑結構設計中多層框架結構的應用,并提出優(yōu)化方法,以供參考。
關鍵詞:框架結構;建筑;混凝土;問題;方法
隨著社會的不斷發(fā)展與進步,我國的建筑行業(yè)也日益壯大起來,其對建筑造型和功能的要求也越來越高,框架結構是當下建筑較為流行的一種結構模式,被人們在民用建筑中廣泛使用,這里將民用建筑的多層框架作為描述的對象,談論該結構的諸多影響因素,同時在文章中說明柱子和梁的面積,鋼筋以及裂縫寬度的改造方式,將建筑結構的設計與建筑的穩(wěn)定性相結合。
1、多層混凝土框架結構的特點
在實際建筑施工中多層混凝土框架結構得到了廣泛的使用,框架結構的主要特點有:
1.1施工成本相對合理
采用框架結構設計的建筑物,施工企業(yè)可以對其工程造價進行有效的控制,降低工程施工的成本,提高工程建設的質量,并在保證其質量的同時具有較好的經(jīng)濟性。
1.2設計具有一定的靈活性
采用框架結構設計可以對建筑平面空間進行更為合理的調整,以滿足業(yè)主不同的需求??蚣芙Y構不僅能夠使建筑物的空間結構得到充分的利用,同時還可以對其空間面積進行一定程度的擴展,大大提高了建筑空間的利用率,使建筑物的內部結構布局更加和諧。
1.3建筑結構的穩(wěn)定性得到有效的提高
在實際施工中,框架結構對其構件的要求更高,促使其構件的制作更規(guī)范、更標準;同時也要求施工人員有更高的技術水平。
2、多層混凝土框架結構設計中的關鍵問題分析
2.1梁、柱中心線重合的問題
在框架結構設計中,我們應嚴格按照相關的規(guī)范和標準要求,設計的梁、柱中心線必須保持完全重合的關系,若在設計時兩者中心線的位置關系發(fā)生了變動,在對框架結構進行計算時,就必須將梁、柱節(jié)點在偏心作用下的受力進行全面的分析。如果兩者的中心線產生的偏心距大于梁寬度的25%,我們必須對其進行科學合理的調整和處理,以保證設計達到相關的設計標準和要求。考慮到多層混凝土框架結構抗震作用,若梁、柱中心線之間的偏心距大于柱體寬度的25%,在梁、柱的節(jié)點位置便會出現(xiàn)斜向裂縫和豎向裂縫,降低了建筑工程的質量和性能,并對框架結構的外觀造成不利影響。針對以上的問題,設計人員應根據(jù)實際的工程情況進行相應的處理,確保整個建筑工程的質量和功能。
2.2雙向梁、柱抗側力體系的布置問題
多層混凝土框架結構在施工過程中需要承受水平方向和垂直方向的荷載,所以在進行框架結構的設計時為了進一步提高設計的質量,必須設置雙向的梁、柱支撐體系,且這個體系能夠具備較好的抗側力能力。除此之外,側向支撐體系的剛度需要通過一定的計算來確定,以保證建筑工程在各個不同的方面都能達到設計要求。
3、以多層混凝土框架結構為例分析結構設計優(yōu)化方法
3.1多層混凝土框架結構設計中梁、柱截面的確定
在多層混凝土框架結構的設計過程中,應根據(jù)相關的經(jīng)驗對梁、柱的截面尺寸進行初步擬定,在初步擬定時應盡可能使柱的線剛度與梁的線剛度之比大于1.0,使其滿足強柱弱梁、強節(jié)點的設計要求。在初步擬定梁、柱的截面尺寸并經(jīng)PKPM軟件進行結構計算后,對計算結果進行處理:梁的裂縫寬度大于0.3或梁超配筋或梁的撓度值大于了允許值;柱超配筋或柱的軸壓比超限等,若出現(xiàn)上述情況,應提高混凝土的標號或提高鋼筋的強度等級或放大梁柱的截面尺寸,再進行試算;對于部分梁、柱的構造配筋,可根據(jù)柱的軸壓比和梁的裂縫寬度適當減小梁、柱截面尺寸后再進行試算;當梁、柱截面尺寸在計算后均滿足設計要求時,應對梁、柱的配筋率進行仔細的審查,以保證設計的安全性和經(jīng)濟性。
3.2多層混凝土框架結構設計中梁、柱的配筋
在對多層混凝土框架結構梁進行配筋設計時,框架結構梁的縱向鋼筋的配筋率應控制在0.5~1.5%之間,在保持一定的配筋率時,可選用直徑較小的鋼筋,以增加混凝土的握裹面積,減小梁的裂縫寬度。在地震作用下,為了達到強剪弱彎的要求,應使梁端的斜截面受剪承載力大于正截面的受彎承載力。在實際設計中,可將梁端的負彎矩乘以0.85~1.0的系數(shù),且將梁中的正彎矩乘以1.1~1.3的系數(shù),同時還可以將梁端箍筋直徑增加2mm。在進行多層混凝土框架結構柱的配筋設計時,為滿足抗震的強柱弱梁要求,在設計時應適當?shù)脑龃笾臉嬙炫浣疃m當減小梁的構造配筋。當?shù)卣鸢l(fā)生時,使梁的破壞發(fā)生在柱破壞之前,以減少損失。所以在進行點算時,參數(shù)的調整十分重要,對框架結構的縱向構造鋼筋的配筋結果乘以1.2~1.6的系數(shù),以滿足要求。
3.3梁、柱中心線重合的問題
在框架結構設計中,應嚴格按照相關的規(guī)范和標準要求,設計的梁、柱中心線必須保持完全重合的關系,若在設計時兩者中心線的位置關系發(fā)生了變動,在對框架結構進行計算時,就必須將梁、柱節(jié)點在偏心作用下的受力進行全面的分析。如果兩者的中心線產生的偏心距大于梁寬度的25%,必須對其進行科學合理的調整和處理,以保證設計達到相關的設計標準和要求??紤]到多層混凝土框架結構抗震作用,若梁、柱中心線之間的偏心距大于柱體寬度的25%,在梁、柱的節(jié)點位置便會出現(xiàn)斜向裂縫和豎向裂縫,降低了建筑工程的質量和性能,并對框架結構的外觀造成不利影響。針對以上的問題,設計人員應根據(jù)實際的工程情況進行相應的處理,確保整個建筑工程的質量和功能。
3.4雙向梁、柱抗側力體系的布置問題
多層混凝土框架結構在施工過程中需要承受水平方向和垂直方向的荷載,所以在進行框架結構的設計時,為了進一步提高設計的質量,必須設置雙向的梁、柱支撐體系,且這個體系能夠具備較好的抗側力能力。除此之外,側向支撐體系的剛度需要通過一定的計算來確定,以保證建筑工程在各個不同的方面都能達到設計要求。
4、結束語
綜上所述,多層框架房屋結構的適用范圍和建筑設計理念已經(jīng)成為相關領域研究的熱門課題。雖然在建筑結構設計方面,多層框架房屋要比高層結構相對簡單,但是一些細節(jié)的設計仍需注意。因此只有不斷加強熟悉和研究多層框架房屋結構的特性,完善多層框架房屋的設計方案,減少和避免各類事故和隱患的存在,推動我國多層框架房屋結構設計技術的前進。
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