在線客服

          多層建筑結構設計實用13篇

          引論:我們為您整理了13篇多層建筑結構設計范文,供您借鑒以豐富您的創作。它們是您寫作時的寶貴資源,期望它們能夠激發您的創作靈感,讓您的文章更具深度。

          篇1

          Keywords: multi-storey building; Choose; Structure design

          中圖分類號:TU318文獻標識碼:A 文章編號:

          1、關于國家對設計規范的強制性問題

          為了保證建筑結構的設計質量要符合標準,國家對這一方面頒布了相應強制性的標準和規范,這就要求了廣大設計人員在設計過程中要遵守相應的規范和法則,這樣在很大的程度上可以保證建筑結構的設計質量問題。這種現象從本質上對設計人員在建筑設計上的積極性和創新性產生了限制因素。在很多的發達國家中就不是如此,和我們國家的體制完全不同,他們只是用這些所謂的設計規范當做一定的參考和指導,如果設計人員參考正確是正常的現象,如果不幸運的粗錯了,有問題出現了,所發生的責任也是需要個人所承擔的。在我們國家在規范編制工作上也有著更高水平的要求,這樣就會遇到很多的困難問題需要解決,例如平常的時候最小的配筋率為例子。外國的規范是在0.8%到1%之間,這個國外所規定的數值在設計建筑中是比較適宜的。設計人員也可以據其具體的情況選用更低一些的配筋率。在我國因為國家并無明文條款規定很明確的安全性的渡量標準。可以按照最低的標準線設計,也可以高出設計標準的很多。在這樣的制度下,就能讓有些心存不良的人鉆了制度的空子。特別是在社會主義的初期階段。在我國的市場經濟有關的規范還不是很完善的時候,更是讓很多不良心態的人有機可乘。

          2、可靠的設計理論應用于設計規范中

          將真實可靠的設計理論在設計規范中有效的應用時,無論在工程界或者是學術上一直以來都是有一定的分歧的,大多數的設計人員都是傾向于安全系數高的極限的狀態設計方法。這樣安全度的表現易于理解而且還比較靈活,是因為在各項安全系數的確定時不排斥用可靠度的理解方式進行分析和對比。再接著綜合的考慮其他的因素對其加以改正。正是因為現在根據的建筑結構設計的貴干已經采取了可靠度的設計理論,在其規范的計算表達方式與多安全的系數法很相似,在實際應用中將其理解成多安全系數方法也是可以的。可靠的理論度在不同種類型的建筑結構的適用上會有很大的差別,應用混凝土的建筑結構到現在還沒有不能解決的問題。所以說這個就不適合再變化了。到現在為止可靠度的理論至今還在發展,這個理論上的問題還應該繼續的發展下去。

          3、設計結構規范減少浪費資源

          節約資源作為進行人類的可持續發展的戰略是一種傳統觀的美德,更是結構設計人員應該遵守的重要準則,我們在這里進行討論的也只是在激活經濟的年代盛行過一段時間的片面節約理論。雖然是這種節約理論在過去的短缺經濟也是必要合理的,問題在于把他用在現在說的社會經濟體制時,有的時候就不太適用了。作為一名多層建筑結構的設計師,其應盡力做到的責任是可以恰到好處的選擇材料。就是盡力可以以最少的材料去完成在建筑中的各種需求。如果是讓其材料用量增加,橫截面積任意的加大,這個工作建筑師都可以做。在當代的多層建筑結構的設計存在問題中,其中有一個方面是不可以忽視的,就是結構設計中的浪費問題。在我們的國家有很多的混凝土鋼筋的多層建筑的所用鋼筋量都已經超出了再國外一樣高度的建筑鋼結構的所用鋼筋量,其不合理的地方由此可見。對與多層建筑結構設計的安全度討論,也是正常,但是這樣會不會使設計人員誤導,使他們誤以為按照我們國家的規范設計可能會造成不安全的因素,以至于極為盲目的加大結構的面積,增多用鋼筋的數量,造成浪費的不必要,這種是不可以不防止的。

          4、多層建筑結構設計的安全度選用

          對于規范較低的安全度看法,最早是在源自于從事在高強度混凝土的結構推廣和科研應用的工作中所感知的。用當代所規范的C50到C60級別的高強混凝土的結構,它的安全儲備系數比普通的強度混凝土還低,這樣在推廣的時候照成很多阻力和困難。更何況一項新的技術開始應用可能會存在經驗的不足等等的問題。這就需要有可以寬松些的安全度的選用環境。低的安全度很難見到效果,這樣對于新的技術推廣是沒好處的。要更大的提高結構設計的安全度,無非得是基于對當時的安全度進行一個初步分析比較和客觀的形式變化后的一種較為宏觀定性的估價。到底是需要提高的多少,則是需要通過課題另外立項研究才可以確定的。在我們國家安全度的幅度較為廣闊,每個地區的經濟發展不是很平衡,像滬、京、穗這些的國際大都市的多層建筑結構設計的安全度應該是高一些,在經濟不算發達的地區可以將安全度適當的放低一些。提高建筑結構上的安全性是需要能從結構構造、結構布置、材料選擇、結構選型等很多方面實施努力的,用以加強多層建筑結構的耐久性、延性和整體性,提高它能防止倒塌和抵御不測的災害、特別是在連續倒塌上的抵抗能力。

          5、獨立基礎多層建筑結構設計的荷載取值的問題

          在我們國家對于多層建筑抗震的設計有較為高的要求。依照國家規定的有關規范,如地基主要的受力層土質的情況稍微好,對于多層建筑的高度不是非常的的情況下是不需要針對地基抗震的基礎進行計算的。在我們國家對于那些在抗震度8度地區,應用混凝土的框架結構房屋大多數的情況是不需要對承載能力進行計算的,單在多層建筑結構的設計過程中應對建筑的自身載荷和受力情況來進行一個綜合的分析。

          6、多層建筑結構抗震的等級

          在我國許多的多層建筑結構設計中,大多數的房屋建筑按照其抗震的防設分類是屬于丙類型的建筑,例如民用的住宅和辦公樓以及一般的工業建筑,它的抗震等級是可以根據結構類型、烈度和房屋高度來按照《建筑抗震設計規范》的表格確定的。而交通、醫療、電訊、消防、能源等類型的建筑及大型的零售商場和體育館等公用建筑,開始應該是依照《建筑抗震防設分標準》來確定哪些是屬于乙型的建筑。丙、乙類型的建筑,均是按照本地區的抗震設防的烈度進行計算地震作用的。對與那些乙型建筑,大多數的情況下,如果抗震的防設烈度在60到80之間時,抗震的措施要符合該地區抗震設的防烈度高出一度要求。

          7、結構周期的折減系數

          多層建筑框架的結構以及框架震墻結構,因為填充墻存在的原因,使計算的剛度小于結構實際的剛度。實際的周期小于計算周期。所以,計算出的地震剪力要比實際偏小一些,使建筑的結構稍微的不安全。因此,對多層建筑結構的計算周期折減是非常必要的但是對于建筑框架的結構計算周期折減的系數取的過于大些或計算的周期不折減這些都是極為不妥當的。在對多層建筑的框架結構徹底填充墻的時候。周期的折減系數應采取0.6到0.7,采用輕質的砌塊或者砌體填充的墻很少時,可以取用0.7到0.8,完全的用輕質的墻體板材的時候,可以取0.9.只有在沒有墻的純框架時,計算的周期才可不折減。

          結語:隨著我國城市住宅的人口數逐漸的增加,城市用地的面積也在不斷擴大。國家土地的資源變得緊張起來,為了能更好的在最大的限度上合理的利用這些有限的資源,建筑的方面也逐步的朝多層建筑方向發展了。這使現在的房屋建筑結構變得越發的復雜。對于多層建筑結構的設計要求也在不斷的提高。多層建筑結構的設計也相對較為有難度,只要在設計的過程中注意以上的問題,想必一定會對我們國家的多層建筑結構設計有所幫助的,從而保證了多層建筑結構設計科學合理的同時還具有非常高的經濟性。

          參考文獻:

          [1] 李向東,劉小民,多層建筑結構設計問題探討[J],福建建材,2009

          篇2

          1.1 建筑設計應首要解決功能問題

          功能是什么?功能就是空間使用者對空間環境的各種要求,包括生理要求和心理要求。人類大量的活動要在建筑中進行,所有與人生理有關的問題都應得到解決,如呼吸、行走、坐、臥、進食、排泄、取暖、避寒等等。這是建筑設計要解決的第一步,也是人為自己創造空間的基本要求。其次,作為高等動物的人有比其它動物更高的需求。如:羞恥感(隱秘性)、光線、適宜的高度、聲音,最后應滿足人們社會性需求和精神文化需求。所以,功能所體現的就是人(設計者)在充分考慮自身多種需求的條件下為人(使用者)所創造的空間環境。然后,人(使用者)在這樣的環境下長期生活,這樣的空間的優缺點又在生理及心理或是文化習慣上影響著人。

          1.2 建筑設計與城市的關系

          討論建筑設計的作用首先應該討論建筑設計與城市的關系。人類營造城市所投入的巨大勞動和智慧讓一個個文明燦爛登場又黯然謝幕。今天即使古代文明灰飛煙滅了,但當我們看到遺跡的時候依然會為那壯美與精致而震驚。眾所周知,人類在河流的渡口和道路的節點聚居形成了村鎮,隨著經濟活動的開展,有了市場的出現,城市的功能驟然形成了,之后隨著人口的劇增、交通的頻繁和城市的擴展,人們創造了環境。所以建筑設計直接關系到城市的風格與文明程度,從而得出“人創造了空間,空間反過來又影響了人”的結論。

          1.3 建筑為人服務人創造了建筑,建筑反過來又影響了人。

          2、現代建筑結構設計存在的問題

          明確建筑設計的作用后,再來看看建筑師對建筑物最初設計方案時的考慮:建筑師更多的是考慮空間組成特點及安全問題,而不是詳細地確定它的具體結構。對于低層、多層和高層建筑,豎向和水平向結構體系的設計基本原理都是相同的,但是,隨著高度的不斷增加,豎向結構體系成為設計的控制因素,其原因有兩個:

          (1)較大的垂直荷載要求有較大的柱、墻或者井筒;

          (2)側向力所產生的傾覆力矩和剪切變形要大得多。與豎向荷載相比,側向荷載對建筑物的效應不是線性增加的,而隨建筑高度的增高迅速增大。例如,在所有條件相同時,在風荷載作用下,建筑物基底的傾覆力矩近似與建筑物高度的平方成正比,而其頂部的側向位移與高度的四次方成正比,地震的作用效應更加明顯。在現代高層建筑中,問題不僅僅是抗剪,而更重要的是整體抗彎和抵抗變形,可見,現代建筑的高層結構受力性能與低層建筑有很大的差異,存在扭轉、共振、水平側向位移及剪重比等問題。

          2.1 現代建筑結構設計中的扭轉問題

          建筑結構的幾何形心、剛度中心、結構重心即為建筑三心,在結構設計時要求建筑三心盡可能匯于一點,即三心合一。結構的扭轉問題是指在結構設計過程中未做到三心合一,在水平荷載作用下結構發生扭轉振動效應。為避免建筑物因水平荷載作用而發生的扭轉破壞,應在結構設計時選擇合理的結構形式和平面布局,盡可能使建筑物做到三心合一。

          2.2 現代建筑結構設計中的共振問題

          當建筑場地發生地震時,如果建筑物的自振周期和場地的特征周期接近,建筑物和場地就會發生共振。因此在建筑方案設計時就應針對預估的建筑場地特征周期,通過調整結構的層數,選擇合適的結構類別和結構體系,擴大建筑物的自振周期與建筑場地特征周期的差別,避免共振的發生。

          2.3 水平側向位移問題

          水平側向位移即使是滿足建筑結構規程的要求,并不能說明該結構是合理的設計。同時還需要考慮周期及地震力的大小等綜合因素。因為結構抗震設計時,地震力的大小與結構剛度直接相關,當結構剛度小,結構并不合理時,由于地震力小則結構位移也小,位移在規范允許范圍內,此時并不能認為該結構合理。因為結構周期長、地震力小并不安全;其次,位移曲線應連續變化,除沿豎向發生剛度突變外,不應有明顯的拐點或折點。一般情況下剪力墻結構的位移曲線應為彎曲型;框架結構的位移曲線應為剪切型;框一剪結構和框一筒結構的位移曲線應為彎剪型。

          2.4 剪重比及單位面積重度問題

          篇3

          隨著社會的發展,人們生活水平的不斷提高,對建筑功能上的要求也越來越高,從而多層建筑結構形式也漸漸從磚混結構到框架結構的轉變,在高抗震地區的多層建筑還會適當加上剪力墻結構,以滿足建筑功能要求下的結構安全。多層建筑通常要求上部小空間軸線布置,其下部就要求大空間軸線布置。這樣的要求就跟結構合理的布置正好相反。在多層建筑的結構下部會承受樓層很大的壓力,而上部的受力則較小,通常在布置的時候就該是下部的墻多、剛度大、柱網密集,到了上部就逐漸減少墻、柱數量,以擴大軸線的間距,這樣一來對結構安生性的要求就更高,尤其是結構穩定性對整個建筑的安全是不可缺少的。因此文章主要針對在多層建筑的設計時如何減少對其結構穩定性產生的影響。

          1 建筑場地和地基是否具有穩定性

          通過多年工作實踐以及閱讀相關資料,發現有些建筑的基礎選型上與上部結構不相適應。地基的穩定決定了整體上部結構的安全性,而影響地基的穩定性因素較多,主要是上部結構的荷載,巖土的類型和地下分布情況,地下水位狀況以及地質災害的情況。對于設計人員須在了解建筑場地和地基有情況下才能進行基礎設計,就基礎形式而言,一般多層建筑優先采用獨立基礎,若基礎較弱,會使用柱下條形基礎、筏板基礎。此外,相關的抗震要求等對基礎設計提出了更高的要求。依據以上的各種因素,再結合工程設計的造價總體規劃,對地基基礎進行全面的科學評估,從而得出地基設計的基本數據。

          2 基礎梁的設計

          基礎梁一般用于框架結構、框架剪力墻結構,框架柱落于基礎梁上或基礎梁交叉點上,其主要作用是作為上部建筑的基礎,將上部荷載傳遞到地基上。當基礎埋置的深度較深的時候,可用基礎系梁來降低底層柱計算長度。一般來說,在± 0.00以下進行系梁的設置,此時的系梁最好按照一層的框架梁來進行設計,與此同時將系梁以下的柱子按照短柱子處理的方式。一旦工程條件參照< 建筑抗震設計規范> 是符合第6.1.11條規定的,那么就需要設置出基礎系梁。根據抗震的要求,基礎系梁的構造設置可沿著兩個主軸方向來進行。而基礎系梁的截面高度則可以取柱子的中心距1/12~1/15,在構造設置基礎系梁的時候,縱向的受力鋼筋可通過上述的設計連接柱時的最大軸力設計數值的10%當壓力抑或拉力來計算得出。在構造配筋的時候,應該符合最小配筋率,在基礎系梁上進行作業,一旦當填充墻抑或樓梯住等有荷載傳來時,要跟設計連接柱時的最大軸力設計數值的10%來疊加地進行計算。并且基礎系梁的橫截面積也要適宜地進行增大,且算出的配筋要符合構造配筋的受力要求。當基礎系梁在構造時的頂標高一般來說是跟基礎頂標高是一樣的。為了減小基礎系梁的計算跨度,應采用素混凝土來澆筑基礎梁下跟獨立的基礎錐形斜坡抑或者是臺階空隙的部分的處理方法將其填平和基礎頂面一樣高,這樣之后在對基礎系梁實施澆筑。若要以基礎系梁作平衡柱底彎矩,那么就要根據框架梁對基礎系梁的截面尺寸跟配筋的尺寸作出合理的設計。這里的拉梁正彎矩所有的鋼筋全都要拉通,對于負彎矩就至少要將1/2跨的鋼筋拉通,關于基礎系梁所有的縱筋當在框架柱內進行箍筋的加密與錨固以及其他類似于抗震構造要求等等時,要完全跟上部框架梁吻合才行,而且在此時此刻要在基礎頂部設置出拉梁。基礎梁也常用于磚混結構的房屋,它與構造柱一起加強建筑物的整體性以抵抗抗震產生的不利影響,同時它對房屋由于地基不均勻沉降產生的影響具有調節作用。在強凍脹性和特強凍脹性地基上,其基礎結構應設置鋼筋混凝土圈梁和基礎梁,并控制上部建筑的長高比,增強房屋的整體剛度,提高整體穩定。

          3 裂縫問題

          在多層建筑結構中出現裂縫的原因錯綜復雜,比如因房屋產生傾斜而導致裂縫;因傾斜改變構件的受力狀態致使部分構件承載力不足而產生裂縫;地基基礎不均勻沉降產生裂縫;溫差應力造成的裂縫;干縮和收縮裂縫;構造處理不當在結點處產生裂縫;構件強度或剛度不足發生變形而產生裂縫;使用劣質材料產生的裂縫;施工不規范造成的裂縫;因偷工減料造成的裂縫等等,任何原因的出現的裂縫對結構的穩定性都會產生不利影響的,設計上要充分考慮了到材料、施工工藝和各種施工條件對裂縫的影響,在施工過程出現裂縫時,要對產生裂縫的原因詳細分析,從根本上提出解決方案,以有效解決裂縫問題,比如:人們經常誤以為外墻膩子跟聚合物的抹面砂漿它們兩者的粘結強度越快、越強、越有彈性就越好,其實這只是片面的,實際上卻不是這樣的,水泥一旦水化,它形成了強度以后,具備的不是彈性卻是剛性,如果說具有彈性,也僅僅是在水泥強度還未至正常值的范圍內,如果真的是高彈性的材料,那么其封閉性是極強的,只有在這樣的條件下,水泥才能夠封閉水泥的微孔,這是用來防止在自然條件下水泥進行自我養護與預防水泥水化,但是這種特性不利于釋放水泥的內應力。

          4 多層建筑的防震設計

          當強烈地震來臨時,作用于建筑物上對其的破壞過程與機理相當的復雜,所以要重視建筑物抗震設計的概念,以避免當地震來臨時建筑物遭到嚴重破壞甚至于直接倒塌,是保障人民生命財產安全的有力體現。而對于多層建筑的抗震設計概念應從整體上對建筑的結構進行把握,才能使得設計更具合理性。將設計做到最細微甚而對單根的構建細部進行設計,做到既經濟且安全,將建筑物的使用功能和外形美觀在最大程度上得到滿足與結合。抗震設計至關重要的一點是對于建筑物體形的設計,又以處于高烈度的地震區的建筑物為最。若是建筑物體形是不規則的,在平面上有凸出凹進或者在立面上錯落有致,都容易造成結構的某些部位在強度與剛度上的突變,從而導致變形集中與應力集中,一旦形成了薄弱的部位,則通常會造成十分嚴重的地震危害;并且建筑物體形規則與否,會直接影響到抗側力的構件在布置時的有效合理性能,也就影響了建筑物的工程造價。

          在進行抗震設計時,抗震的結構體系要進行合理的選擇。一般而言,對于多層的民用建筑其主要的結構形式是框架結構。不過對于處在高烈度地區的建筑物而言,特別是對于9度抗震設防區的建筑物而言,不能習慣的沿用框架結構,應該根據建筑物的外觀效果與使用功能適當的增加混凝土墻,增加整體剛度,滿足位移要求,保證結構的穩定性。

          參考文獻

          [1] 袁浪;勞文.高烈度地震區多層建筑結構的設計.浙江建筑.2007/08

          [2]于桂萍;關于多層建筑結構設計中的主要問題分析.中國高新技術企業.2008/22

          篇4

          Keywords: building structure; multi-story building; framework structure

          中圖分類號:TU3文獻標識碼:A 文章編號:

          1、設計規范的理解與執行

          為了確保建筑結構設計的質量,國家對此頒布了相應的規范和標準,在設計的過程當中應該遵守這些規范和標準,特別是其中的強制性條文,這在很大程度上保證了建筑結構設計的安全質量。規范和標準中的很多條文,包括一些強制性條文,其內容往往是一些很細節構造措施、注意事項等,比如錨固長度、配筋率、箍筋直徑間距、加密區長度等。這些細節上的東西往往在設計工作中容易被忽略。但應當認識到,這些細節的東西被寫成規范條文,有些甚至是強制性條文,是有理由有根據的,它們對整個結構的安全性有重大影響,很多是從以前的地震、災害事故中總結出來的。因此,在設計工作中,不但要重視結構體系構件承載力等方面的規范條文,也要注意其他構造措施方面的條文,執行規范要求是保證結構安全的最低要求。

          2、構件設計

          在構件設計中鋼筋設計最為復雜,梁板柱每個構件都有其不同的鋼筋分布形式。如何能讓這些構件有效的結合為一個整體,就需要我們在配筋時既要滿足承載力計算要求也要符合構造要求。還有一點值得我們注意的就是鋼筋配置要遵循梁柱設計的基本原則,要合理體現強柱弱梁、強剪弱彎、強節點弱構件的概念,保證各構件通過鋼筋有效連接形成強度合理分布的有機整體。

          2.1構件設計的基本原則

          《混凝土結構設計規范GB50010—2010》中對各種情況下的梁柱構件的配筋率大小都有具體規定,一般其配筋率控制在0.5—1.4%這個范圍內比較經濟合理。梁的縱向受拉鋼筋一般控制在2%以內,當梁端受拉鋼筋配筋率大于2%時其箍筋直徑相應增大一級,以提高梁端混凝土的受壓受剪承載能力,防止出現超筋破壞。同時梁端縱向受拉鋼筋的最小配筋率要大于0.2%,是為了防止出現少筋破壞。由鋼筋混凝土構件的破壞形式可知,超筋破壞和少筋破壞表現為脆性破壞,結構延性差,會降低結構安全性能,應避免。同理,柱也相應有最小配筋率和最大配筋率的要求,設計中應遵循這些規定,以提高結構延性,確保安全性能。

          一般的同一結構中梁柱的抗震等級是相同的,不同的抗震等級相應采取不同的抗震措施。構件的抗震等級直接決定著建筑主體的抗震性能。抗震等級對應的抗震措施包括兩個方面,其一是在構件地震內力計算時取用相應的調整系數,其二是在構件設計時采取相關的構造措施。內力調整一般在結構計算時通過軟件的相關參數干預自動完成,構造措施則需要設計者在設計繪圖時把握執行。具體到結構構件設計的一般原則,強柱弱梁、強剪弱彎除了選擇合適的構件截面,最重要就是在內力計算時通過調整系數,增大柱、受剪構件的承載能力要求;而強節點弱構件、強錨固等則需采用規范要求的構造措施。

          2.2多層建筑結構柱的設計

          一般多層建筑結構由于質量和高度不大,其所受地震作用和風荷載等水平力不大,故柱構件的彎矩內力不大,計算配筋一般較小。但在地震作用或雙向框架承載時,某些部位柱承受的彎矩以及扭轉剪力是比較大的,比如角柱很容易出現雙向彎矩疊加作用的情況,再加上角柱一般離剛度中心距離較大,容易出現過大位移或位移比超標的情況。在結構計算階段,要根據結構布置特點確定柱是按單偏壓還是雙偏壓計算,一般雙向框架承重體系和角柱須按雙偏壓計算,其他情況可考慮按單偏壓計算并按實際配筋進行雙偏壓復核。

          柱配筋設計時縱向受力鋼筋一般比較受重視,根據以往的經驗和歷次地震震害情況來看,也很少出現由于柱縱向受力鋼筋配置不足而引起事故的情況,反而是未按規范要求配置、制作箍筋在地震中導致柱子破壞。箍筋在柱子中的作用有兩方面,一是抵抗柱中的水平剪切力,二是通過圍箍作用提高柱混凝土的受壓承載能力,合理配置、制作箍筋非常重要。箍筋配置的不合理體現在設計時箍筋直徑的選用、加密區長度的設定,以及施工時箍筋間距過大、箍筋制作彎鉤角度和水平段長度不合格。箍筋彎鉤角度和水平段長度不合格會導致箍筋的錨固破壞先于鋼筋屈服,起不到應有的作用。

          2.3多層建筑結構梁的設計:

          (1)在計算中要合理、準確運用彎矩的調幅

          規范規定只有在豎向力作用下梁端彎矩可調幅,水平力作用下梁端彎矩不允許調幅,因此在計算時必須先將豎向荷載作用下的梁端彎矩調幅后,再將水平荷載產生的梁端彎矩疊加,這一點現在基本由計算軟件自動完成。需要注意的是,多層建筑活載同時出現的幾率相對大于高層建筑,在選擇了梁端彎矩調幅后不宜同時選擇活載折減。

          (2)注意控制變形和裂縫

          多層建筑結構一般梁的跨度、受荷范圍都比較大,在構件設計時除了要計算承載能力,還應進行撓度變形和裂縫寬度驗算,以保證結構的正常使用和耐久性能。

          篇5

          Keywords: multi-storey building; Frame structure; Problem; processing

          中圖分類號:TU318文獻標識碼:A文章編號

          隨著經濟的高速發展,我國多層建筑發展迅速,其設計思想在不斷更新,建筑平面布置與豎向體形也越來越復雜,給多層結構設計提出更高的要求。 多層建筑采用框架結構形式,可形成內部大空間,同時也能進行靈活的建筑平面布置。 因此,框架結構體系在結構設計中應用甚廣,特別是在高度不超過50m的多層建筑中,其優勢更為明顯、 突出。

          一、獨立基礎設計荷載取值問題

          通常情況下, 多層框架房屋采用的是柱下獨立基礎的形式, 而 《抗震規范》中明確指出, 在地基的主要持力層沒有軟弱粘性土層的情況下, 當建筑高度在25米以內且層數在8層以內的一般民用建筑, 可以不對地基和基礎的抗震承載力進行驗算。 但是在進行基礎設計時應該要將風荷載考慮進去。所以, 不能因為一般建筑在地震區風荷載不是控制荷載而忽略了。還有些設計師在進行獨立基礎設計時, 柱腳內力設計值取值不合理, 只對軸力與彎曲采取了設計值, 而未能考慮剪力, 還有些甚至只取了軸力設計值。若獨立基礎的設計荷載取值不合理, 將會導致建筑結構的不安全或者材料浪費。

          二、基礎系梁的設置問題

          如果基礎埋置深度較深時, 可以用基礎系梁減少底層柱的計算長度。在±0.000以下設置系梁,此時系梁宜按一層框架梁進行設計, 同時系梁以下的柱應按短柱處理。如果工程條件符合第 6.1.11 條規定, 應設基礎系梁。根據抗震要求, 可沿兩個主軸方向設置構造基礎系梁。基礎系梁截面高度可取柱中心距的1/12~1/15。構造基礎系梁縱向受力鋼筋可取上述所連接柱的最大軸力設計值的10%作為拉力或壓力來計算。當為構造配筋時, 應滿足最小配筋率;當基礎系梁上作用有填充墻或樓梯柱等傳來的荷載時, 應與所連接柱子的最大軸力設計值的10%疊加計算。基礎系梁截面也應適當增加, 算出的配筋應滿足受力要求和構造配筋要求。構造基礎系梁頂標高通常與基礎頂標高相同。為減少基礎系梁計算跨度,可以將基礎梁下與獨立基礎的臺階或錐形斜坡之間的空隙部分用素混凝土澆筑至與基礎頂面平齊, 再澆筑基礎系梁。

          如果用基礎系梁平衡柱底彎矩, 基礎系梁的截面尺寸與配筋應按框架梁設計。這時, 拉梁正彎矩鋼筋應全部拉通, 負彎矩鋼筋至少應在 1/2 跨拉通, 基礎系梁的縱筋在框架柱內的錨固、箍筋的加密及其余抗震構造要求應與上部框架梁完全相同,且此時拉梁應設置在基礎頂部。

          綜上所述, 如不設置基礎系梁, 填充墻可以采用素混凝土條形基礎;如設置基礎拉梁, 宜在框架柱之間設置, 對于不在框架柱之間的墻體基礎可采用素混凝土基礎。

          三、 框架結構梁設計的問題與處理

          在框架結構梁的設計中, 如果梁上存在次梁( 包括挑梁端部) 應該考慮附加箍筋和吊筋, 同時優先考慮采用附加箍筋。 在梁上的小柱和水箱下, 如果梁架在板上, 在設計的時候不必加附加筋。 同時為了表達清楚,在做施工圖的時候可以考慮在結構設計總說明處 ,畫一節點 ,有次梁處兩側各加3根主梁箍筋作為補充。

          如果次梁的端部與框架梁相交或彈性支承在墻體上, 梁的端支座我們可以按照簡支梁來處理, 但是梁的端箍筋應該考慮加密。 在設計考慮抗扭的梁時, 縱筋的間距不應大于300mm并且不能大于梁的寬度, 即我們在設計的時候要求加腰筋來增加梁的抗扭 ,并且縱筋和腰筋錨入支座內的長度要達到錨固長度。 箍筋要求同抗震設防時的要求保持一致 。反梁的板吊在梁底下, 板荷載宜由箍筋來承受, 或適當的增大箍筋的間距, 梁支承偏心布置墻時宜做下挑沿。

          框架梁的高度宜取梁跨度的1/10- 1/15, 扁梁的寬度可以取到柱寬的兩倍。 扁梁的箍筋應該延伸至另一方向的梁的邊緣。

          四、結構計算中幾個重要參數的選取問題

          《抗震規范》第3.6.6.4條指出,所有的計算機計算結果,都應經分析判斷確認其合理、有效后方可用于工程設計。通常情況下,計算機的計算結果主要是結構的自振周期,樓層地震剪力系數,樓層彈性層間位移(包括最大位移與平均位移比)和彈塑性變形驗算時樓層的彈塑性層間位移。樓層的側向剛度比,振型參與質量系數,墻和柱的軸壓比及墻、柱、梁和板的配筋,底層墻和柱底部截面的內力設計值。框架――抗震墻結構中抗震墻承受的地震傾覆力矩與總地震傾覆力矩的比值。為了分析判斷計算機計算結果是否合理,進行結構設計計算時,除了有合理的結構方案、正確的結構計算簡圖外,正確填寫抗震設防烈度和場地類別,合理選取電算程序總信息中的其他各項參數也是十分重要的。

          1、結構的抗震等級

          在工程設計中,多數房屋建筑按其抗震設防分類屬于丙類建筑,如民用住宅、辦公樓及一般工業建筑等。其抗震等級可根據烈度、結構類型和房屋的高度,按 《抗震規范》表6.1.2確定,而對于電訊、交通、能源、消防和醫療等類建筑以及大型體育場館、大型零售商場等公共建筑,首先,應當根據《建筑工程抗震設防分類標準》確定其中哪些建筑屬于乙類建筑。對于乙、丙類建筑,其地震作用均按本地區抗震設防烈度計算。對于乙類建筑,一般情況下,當抗震設防烈度為6~8度時,抗震措施應符合按本地區抗震設防烈度提高一度的要求。 所謂抗震措施,在這里主要體現為按本地區設防烈度提高一度,由《抗震規范》表6.1.2確定其抗震等級,當7度地區的乙類建筑的高度超過表6.1.2規定的范圍時,還應采取比一級抗震等級更有效的抗震措施。如:某7度地震區城市的一個大型零售商場和一個三級醫院的門診樓本屬乙類建筑,但設計人員錯當成丙類建筑來設計,使建筑物的抗震能力大為降低,不得不對設計計算作重大修改。

          2、地震力的振型組合數

          對于多層建筑,當不考慮扭轉耦聯計算時,地震力的振型組合數至少應取3;當振型數多于3時,宜取3的倍數,但不應多于層數;當房屋層數≤2時,振型數可取層數,對于不規則的高層建筑結構,當考慮扭轉耦聯時,振型數應≥9:結構層數較多或結構剛度突變較大時,振型數應多取,如結構有轉換層,頂部有小塔樓、屬多塔結構等,振型數應≥12或更多。但不能多于房屋層數的3倍,只有當定義彈性樓板,采用總剛分析,且必要時,振型數才可以取得更多。《抗震規范》 中指出,合適的振型個數一般可以取振型參與質量達到總質量的90%所需的振型數。SATWE等電算程序已有這種功能,可以很方便地輸出這種參與質量的比值。有人員不大重視電算程序使用手冊的應用,選取振型數時比較隨意,這是應當改進的。此外,由耦聯計算的地震剪力通常小于非耦聯計算得來的數值。僅當結構存在明顯扭轉時才采用耦聯計算,但在必要時應補充非耦聯計算。

          3、結構周期折減系數

          框架結構及框架--抗震墻等結構中。由于填充墻的存在,使結構的實際剛度大于計算剛度。計算周期大于實際周期,因此,算出的地震剪力偏小,結構顯得不安全,所以對結構的計算周期進行折減是必要的;但若折減系數取得過大也是不妥當的。 對于框架結構來說,采用砌體填充墻時,周期折減系數可取0.6~0.7;砌體填充墻較少或采用輕質砌塊時,可取0.7~0.8;完全采用輕質墻體板材時,可取0.9,只有無墻的純框架,計算周期才可以不折減。

          在框架結構設計中,不論工程簡單還是復雜,其實終究是由梁、柱、板形成的基本單元組合而成,因此我們在設計過程中對梁、柱、板以及結構體系中的一些注意事項應該有清晰的認識, 使設計的工程既經濟又合理。

          參考文獻:

          [1] 任全宏,常建軍. 鋼筋混凝土多層框架結構房屋結構設計中應注意的幾個問題[J]. 陜西建筑, 2007,(07) .

          [2] 曹長龍. 多層鋼筋混凝土框架結構設計探討[J]. 工程與建設, 2009,(01) .

          篇6

          保證居民的住房安全是一項重要的民生問題,近年來也得到了政府和國家的高度重視。隨著改革開放和社會經濟的蓬勃發展,我國的住房條件有了極大的改善。磚混結構的多層建筑目前仍是我國應用最廣泛的一種建筑形式,這樣的結構設計特點的優勢在于其工期短且造價低廉,但是其在穩定性上卻令人堪憂。

          磚混結構的多層建筑在節省成本的同時,也存在著許多安全隱患,其結構設計的穩定性相對較弱。因為磚混結構房屋的材料和不同組件之間的連接非常脆弱,砌體結構的抗震能力非常有限。因此,在進行工程建設時,有必要改善砌體結構的延展性,提高房屋的抗震能力。

          1、多層建筑結構的概述

          想要了解多層建筑結構設計的有關內容,首先對于多層建筑要有一個明確的認識。多層建筑框架結構設計是結構設計中較為基礎的設計,也是建筑結構設計中較為重要的一種形式。在設計時,如何處理各種不同的問題值得結構設計人員不斷探討和研究。實際設計過程中,應根據相關規范作科學合理的設計,筆者就多層建筑框架結構設計時常遇到的問題進行分析并探討具體解決措施。

          目前我們所居住的房屋,按照其高度的不同基本上可以分為以下四種類型:低層(1~3層)、多層(4~6層)、中高層(7~9層)、高層(l0層以上)四類。

          改革開放以前,因為經濟條件的限制,我們居住的房屋大都是低層建筑。從80年代開始至今,是我國多層房屋建筑在設計使用及施工建筑等各方面得到迅速發展的階段,各中等城市以及廣大農村都普遍興起建造以框架結構、磚混結構、磚木結構、加筋砌體等多層建筑。

          按照我們正常的歸類,通常我們所說的多層建筑為4~6層高的住宅。借助公共樓梯解決垂直交通,其優點在于:

          ①多層建筑比低層住宅占地少,比高層住宅建設工期短,一般開工一年內即可竣工;

          ②多層建筑想對于高層建筑來說公攤面積少,無需像高層住宅需要增加公共走道、電梯、高壓水泵等方面的投資,物業費也較低,整體的性能價格比高;

          ③多層建筑的結構設計成熟,建材可就地大量工業化、標準化地生產。因此,多層住宅造價較低,售價適中,易于被普通消費者接受。

          2、設計失誤對結構穩定性的影響

          2.1.多層建筑的基礎

          為什么多層建筑頻頻在地震中發生慘劇,這與多層建筑開發施工的不規范性有很大的關系。多層房屋建筑無地質詳勘報告,僅僅依據建設單位口頭或籠統參照附近建筑物的基礎設計資料就進行施工圖設計;采用換土墊層進行軟弱地基處理,不進行換土墊層設計,只憑經驗處置,沒有進行墊層寬度和厚度計算,既不安全,又不經濟。

          2.2.多層建筑的磚混結構房屋中構造柱兼作承重柱用

          大多數的多層建筑都采用磚混結構,而磚混結構的房屋中的構造柱有著自己的獨特之處。在磚混結構中,構造柱不但能夠提高墻體的坑剪能力,而且構造柱與圈梁聯結在一起,形成對砌體的約束,這對于限制墻體裂縫的開展,維持豎向承載力,提高結構的抗震性能有著重要的作用。

          但是為什么在實際情況中,這些構造柱并沒有發揮其抗震的效果呢?研究表明,在當前結構設計中,構造柱經常被作為承重柱使用,這種做法使得構造柱提前受力,柱底基礎的抗沖切、抗彎曲及局部承壓強度必然不能滿足要求,降低了構造柱的拉結和約束作用,一旦遭遇地震,構造柱位置因應力集中首先破壞。

          2.3.多層建筑在框架結構設計中,只注意橫向框架而忽視縱向框架

          多層建筑的構架結構設計不合理,也是影響房屋穩定性的重要原因。現行建筑抗震設計規范要求水平地震作用應按兩個主軸方向分別計算,縱向框架與橫向框架同等重要。一些結構設計者對于非抗震設計,沒有考慮地震的縱向作用,在實際設計中經常出現梁的支座負筋,跨中縱筋及箍筋的配筋置均不足的現象。

          2.4.多層建筑的懸挑梁的梁高選用過小

          多層建筑的懸挑梁選用的不合理,也會破壞房屋的穩定性的影響因素之一。設計者往往只注意了對梁的強度和傾覆進行驗算,而忽略了對梁撓度的驗算。梁高選用過小,引起梁截面的受壓區應力過高,梁的延性減小,在豎向地震作用下易發生脆性破壞,失去承載力。

          2.5.多層建筑的連續梁按單梁進行設計

          邊梁的結構設計同樣是影響多層建筑結構穩定性的重要因素。這種情況多發在陽臺邊梁的設計中。由于邊梁上的荷重一般較小,沒有引起設計者的重視,為圖受力分析方便,設計者把實際應為連續梁的邊梁按簡支梁進行設計,致使邊梁在支座處上部負筋配置量過少,加載后梁支座上部受拉區出現豎向裂縫,引起梁上的攔板出現豎向裂縫。

          3、抗震設計對穩定性的影響

          3.1.抗震措施

          多層建筑的結構設計是否合理,其穩定性是否靜的起考驗,在地震這樣的自然災害面前,就會表現的一清二楚。因此,房屋機構的抗震性一定不能忽略。當前,在抗震設計中,從概念設計、抗震驗算及構造措施等三方面入手,在將抗震與消震(結構延性)結合的基礎上,建立設計地震力與結構延性要求相互影響的雙重設計指標和方法,直至進一步通過一些結構措施(隔震措施,消能減震措施)來減震,即減小結構上的地震作用使得建筑在地震中有良好而經濟的抗震性能是當代抗震設計規范發展的方向。而且,強柱弱梁、強剪弱彎和強節點弱構件在提高結構延性方面的作用己得到普遍的認可。

          3.2.我國多層建筑的抗震設計理念

          在我國,對于多層建筑的結構設計有著明確的規范,必須按照抗震設計規范進行施工。《建筑抗震規范》(GB50011-2010)對建筑的抗震設防提出“三水準、兩階段”的要求。“三水準”即“小震不壞,中震可修,大震不倒”。對建筑抗震的三個水準設防要求,是通過“兩階段”設計來實現的。

          第一階段:第一步首先應該采用與第一水準烈度相應的地震動參數,先計算出結構在彈性狀態下的地震作用效應,與風、重力荷載效應組合,并引入承載力抗震調整系數,進行構件截面設計,從而滿足第一水準的強度要求;第二步是采用同一地震動參數計算出結構的層間位移角,使其不超過抗震規范所規定的限值;同時采用相應的抗震構造措施,保證結構具有足夠的延性、變形能力和塑性耗能,從而自動滿足第二水準的變形要求。

          第二階段:前兩步完成之后,采用與第三水準相對應的地震動參數,計算出結構(特別是柔弱樓層和抗震薄弱環節)的彈塑性層間位移角,使之小于抗震規范的限值,并采用必要的抗震構造措施,從而滿足第三水準的防倒塌要求。

          居住是人類生活四大要素之一,人生的2/3時間在住宅及其周圍的環境中度過。據聯合國統計,

          4、總結

          住房是關乎人們日常生活的重中之重,房屋機構設計的穩定性不能得到良好的解決,就會讓人們陷入恐慌之中。據相關數據統計表明,一個國家正常的住宅建設指標為:每年住宅建設投資一般占基本建設總投資的30%~50%,約占國民生產總值(GNP)的5%,住宅的建設量占國家工程建設量的50%~60%,可見住宅建設在社會發展中的地位。而多層建筑這一居民住房的主力軍,其穩定性更是應該得到人們的重視。

          本文以多層建筑結構設計的穩定性為出發點,主要針對當前多層建筑結構穩定性中一些常見卻又常被忽視的問題進行了剖析。指出了其錯誤所在和將會造成的嚴重后果,并對于各項問題,提出了具有針對性的解決方案。只有解決好多層建筑結構設計的穩定性問題,解決好居民住房的安全性問題,才能給經濟和民生的發展提供良好的保證。

          參考文獻

          篇7

          經濟的不斷發展,推動著基礎設施工程的建設,在基礎設施建設中,房屋建筑的施工工程尤其重要,房屋是人們日常生活息息相關的,因此一定要保證房屋建筑的質量。為了更好的保證房屋建筑的質量,一定要做好房屋建筑的結構設計工作,建筑結構設計是保證房屋質量的前提。在進行建筑結構設計的時候要面臨的問題是非常多的,對出現的問題進行分析,可以避免再進行結構設計的時候出現問題,可以保證建筑行業得到更好的發展。

          一、目前多層框架房屋建筑結構設計環節的現狀

          1、 建筑結構設計圖紙簡單粗略。建筑工程進行施工,施工的圖紙是至關重要的,科學合理的施工圖紙可以更好的保證施工的質量,同時在圖紙中結構也是非常明顯的。施工圖紙對建筑結構的每個環節都可以進行驗證,圖紙可以說明施工中的每個細節,同時對施工的要點進行解釋。在施工圖紙中對建筑結構類型、抗震設計、材料等級要求都是有明確規定的。但是在實際的施工中,設計的圖紙很多都是不符合要求,這樣就會導致施工中很難按照施工的設計圖紙來進行,在進行施工的時候圖紙是非常重要的,不符合要求的圖紙在施工中進行使用是很容易出現問題的,而且非常容易導致施工中出現意外的情況,使得施工無法順利進行。

          2、 建筑基礎選型不科學。建筑的使用安全是至關重要的,建筑是否安全其結構設計是非常重要的,在進行結構設計的時候確保安全一點要進行科學的建筑構造選擇,同時要科學的對建筑進行選型。在很多的建筑施工中,建筑選型是存在著很大的問題的,在進行建筑選型的時候一定要確保施工基礎可以承受相應的承載能力,如果施工基礎無法對建筑進行有效的承載,那么非常容易導致建筑出現變形的情況,這樣非常容易導致建筑出現不均勻沉降的情況,使得建筑的安全無法得到保證。在進行建筑選型的時候,一定要對施工基礎情況進行考察,這樣可以更好的進行建筑的選型,同時也能更好的保證建筑以后的使用效果。在進行建筑施工的時候,出現選型錯誤對整個建筑的安全性影響都是非常大的。

          3、 盲目追求施工效益。市場經濟的不斷發展,建筑行業的發展對經濟的發展是有很大的影響的,同時建筑行業的發展對其他行業的影響也是非常大的。建筑行業的快速發展使得很多的人員都進入到這個行業中進行發展,在建筑施工企業中很多的企業為了獲得更多的經濟效益,在進行建筑施工的時候,在建筑材料選擇的時候盡量使用低價格的施工材料,這些施工材料根本就達不到施工的要求,在施工中進行使用對施工質量是有很大影響的。這樣的施工做法,使得設計人員在進行結構設計的時候根本就無法進行預知,使得建筑施工的質量受到影響,對其安全性也是很大的影響。

          二、多層框架房屋建筑結構設計中應注意的問題

          1、地基與基礎方面。在進行建筑結構設計的時候,對地基和基礎方面進行設計也是非常重要的,為了更好的進行地基的設計,對施工地點的地質情況進行必要的勘察是非常重要的,對于施工企業來說,施工地點的地址情況會直接影響到施工是否可以順利進行,有些施工企業在施工前對施工地點的地質情況根本就不會進行勘察,或者是進行勘察也不會進行非常細致的勘察,只是根據建設單位的表面測量和參照附近建筑物的設計資料來進行施工結構的設計。為了更好的進行施工,施工的設計人員一定要保證地基和基礎設計的科學性和合理性,同時要保證設計方案的安全性。設計人員在進行設計以前要對施工地點的地質情況進行勘察,同時要對勘察的報告進行細致的研究,再綜合考慮多種原因以后,對施工的地基和基礎進行施工設計。在建筑結構設計時,如果施工的土層是軟土地基一定要機械能及時的處理,在進行處理的時候可以選擇更好土層,如果不進行更換土層,在軟土地基上進行施工對施工的安全是有很大影響的。建筑結構設計的時候,很多的設計人員只是根據自己的經驗進行處置,而且有些設計人員對軟土地基的危害并不是十分的了解,這樣就會導致在建筑設計的時候對地基進行處理的時候,會采用錯誤的處理方式,使得建筑施工可能要面臨很大的破壞。在很多設計中,要對地基的承載能力進行良好的估計,這樣才能更好的確保施工中,地基可以承載建筑壓力,地基的承載能力適合地基和基礎設計息息相關的,為了更好的進行建筑工程的施工,一定要做好地基和基礎方面的設計工作。

          2、 承重柱截面高度設計方面。這種設計一般出現在六度抗震設防區。一些結構設計人員認為六度設防就是不設防,故意把柱子的截面高度設計得過小,使梁柱的線剛度比加大。把梁簡化為鉸支梁,柱按軸心受壓計算,雖然這樣可以簡單的進行結構受力分析,但會給房屋帶來絕大的隱患,因為他們忽視了梁柱間的剛結作用,即忽略了柱對消化酶的約束彎矩,加之以柱截面的配筋都較小,結構一旦受力后,柱頂抗彎強度必然不足,從而柱子而梁底附近將會出現一條或多條水平裂縫,形成塑性餃。

          3、梁柱邊彎矩計算。從理論上來說,整個多層框架房屋結構設計過程中梁端最大彎矩(包括正彎矩及負彎矩在內)在梁柱邊計算過程中應當針對梁端彎矩參數及剪力設計值參數的實際狀態進行合理計算,相應的計算公式:柱邊位置梁柱彎矩設計參數=剪力設計值參數±剪力設計值參數×梁柱柱寬參數/2

          4、 后澆帶的設計方面。為了要調整地基的不均勻沉降而設計的后澆帶的帶寬應控制在800~1000mm。自基礎開始在各層相同位置直到裙房屋頂板以及內外墻體均設后澆帶。后澆帶內的混凝土應采用比原構件提高一級的微膨脹混凝土,施工時后澆帶兩邊粱板必須支撐好,直到后澆帶封閉并混凝土達到設計強度后拆除。后澆帶部位的鋼筋應連續通過,一般不宜斷開,即只將后澆帶處的混凝土臨時斷開。

          5、多層框架房屋結構設計中參數的選取針對計算機計算結果的真實性與合理性進行系統分析,在房屋結構的設計計算過程中,結構方案、結構計算示例圖、抗震設防烈度以及建設場地類別的劃分均應當納入多層框架房屋結構設計參數選取的過程中。多層建筑結構房屋在實際設計過程中會考慮設計相應的地下室空間。由于這一空間的隔墻較少,應選取筏板式基礎。在軟件電算過程中,將房屋上部結構與地下室層數一并輸入系統當中,并在信息填寫一欄中填寫地下室的實際層數,從而對多層框架房屋結構設計的穩定性加以合理分析與驗算。

          三、多層框架房屋建筑結構設計過程中人員管理方面的建議

          在現階段的建筑施工工程中,部分設計工作人員在選用PKPM 軟件對工程進行建模處理后,針對所得出的各類設計參數并未依照工程實際作業情況進行系統調整,配筋方案在生成之后直接使用,沒有經過系統的分析與研究。這一問題導致計算參數結果與實際工程作業情況差異極大,不僅無法確保建設項目施工質量的穩定性,同時也使得建設單位項目施工投資盲目擴大。對此,應當引起相關工作人員的重視。

          結語:在進行建筑結構設計的時候,通常要面臨很多的問題,同時這些問題通常都是多種多樣的,為了更好的解決這些問題,進行必要的分析和預防是非常重要的。建筑結構設計中出現的問題對建筑的質量和安全性影響是非常大的,為了保證建筑的安全和質量,一定要做好建筑結構設計工作。

          參考文獻

          篇8

          通常情況下,在建筑工程中,多層框架結構形式的建筑,其建筑結構傳力不僅明確,并且在進行建筑結構的布置中,也具有較大的靈活性特征,并且這種結構形式的建筑在抗震性能以及整體性效果方面,其特征優勢都比較突出。在進行多層框架結構建筑的設計實現中,隨著設計方法水平的不斷提升以及計算機信息技術的不斷提高,對于多層框架結構建筑設計實現也已經由過去的手動計算設計,逐漸轉換為電算化設計,在建筑設計計算精度以及效率上,都有很大的提高和改善,同時也在很大程度上減少了建筑設計人員的工作強度,具有非常突出的時代性優勢。

          1、建筑的基礎設計問題分析

          在進行建筑工程的基礎施工設計中,鋼筋混凝土多層框架結構形式的房屋建筑,其基礎設計多是采用柱下獨立基礎方式進行設計實現。針對這類結構形式的房屋建筑工程基礎設計,由于建筑樓層的高度與地基條件不同,在具體設計中的設計要求與存在問題也有不同。比如,對于鋼筋混凝土多層框架結構形式的建筑基礎設計,就有相關要求指出,如果在進行多層框架結構建筑基礎設計中,建筑地基的受力范圍內沒有存在軟弱粘性土層情況時,并且建筑樓層不超過8層,樓層高度在25米以下時,對于一般多層框架結構房屋建筑工程,或者是荷載相當的多層框架結構廠房建筑,其基礎設計中就不需要進行建筑地基或者是建筑基礎的抗震承載力設計驗算。

          1.1 建筑風荷載作用與抗震荷載設計問題

          根據這一情況,在進行多層框架結構建筑房屋的基礎設計中,對于8度地震區的房屋建筑基礎設計中,滿足上述條件的鋼筋混凝土多層框架結構形式房屋建筑,就不需要進行建筑地基或者基礎的抗震承載設計驗算。但是,在結合建筑房屋的設計施工實際情況,在進行該種情況與類型的房屋建筑基礎設計中雖然不需要進行房屋建筑基礎以及地基的抗震承載設計驗算,但是需要在建筑地基荷載設計中,需要對于建筑地基的風力荷載影響進行設計考慮。一些鋼筋混凝土多層框架結構建筑基礎荷載設計中,設計人員往往會因為建筑工程處于地震區高層建筑的范圍之外,因此,在進行建筑基礎設計中,就忽視對于建筑基礎風荷載的設計驗算,這是多層框架結構建筑基礎荷載設計中存在比較突出和嚴重的問題,應注意進行避免。

          1.2 建筑基礎頂面荷載設計問題

          在進行多層框架結構建筑基礎荷載設計驗算中,進行建筑獨立基礎部分的設計時,對于建筑基礎頂面上的外荷載設計中,只是通過建筑基礎頂面荷載的軸力設計值以及彎矩設計值,進行荷載作用設計驗算,容易忽略建筑基礎頂面荷載中的剪力作用設計,甚至一些建筑基礎頂面荷載設計中,只是通過軸力計算進行建筑基礎頂面荷載設計計算,這都容易對于建筑基礎以及上部結構的安全質量產生很大的影響,也是多層框架結構建筑基礎荷載設計中存在比較突出的另一問題,需要在設計中進行注意和避免。

          2、建筑抗震設計中參數的選取問題分析

          在進行多層框架結構房屋建筑工程的設計中,建筑房屋的相關設計要求與規定指出,應用計算機進行設計實現的建筑方案,為了保證建筑設計施工的質量水平,對于計算機計算的建筑抗震參數結果,應在分析驗證并確認合理后,才可以用于建筑工程設計施工中。而通常情況下,在進行該種結構類型的建筑抗震設計中,需要進行計算驗證的抗震設計參數,主要包括建筑結構的自振周期以及建筑樓層的地震剪力系數、建筑樓層彈性層間位移、建筑樓層的側向剛度比等,而在對于建筑抗震設計中計算機計算的這些參數結果進行驗證中,除了要保證建筑結構設計方案合理性和建筑結構計算簡圖正確外,還需要從正確的進行建筑抗震設防烈度以及建筑施工的場地類別等方面,進行計算驗證與分析應用。

          2.1 建筑抗震等級以及振型組合數設計問題

          首先,在進行多層框架結構建筑工程的抗震設計中,對于建筑抗震等級級數標準的確定設計,應注意建筑工程的具體類型,比如房屋建筑,在建筑抗震等級設計中,就被劃分為丙類建筑。對于一些民用或者是辦公、工業建筑,在進行抗震等級的設計確定中,需要根據建筑施工地區的地震等級烈度以及建筑結構類型、建筑高度等,按照相關的建筑抗震設計要求進行不同建筑等級類型的確定,在此基礎上,再根據建筑類型進行抗震等級級數的設計確定。

          其次,在進行建筑抗震設計中,對于振型組合數的設計選取,相關要求與規定指出,建筑抗震設計中合理的振型數量選取確定多是以振型參與質量在總質量中的90%振型數為主。需要注意的是,在進行建筑抗震設計中,對于振型組合數的選取確定,首先應注意振型個數要小于建筑結構中原有的振型總數量;其次,在進行耦聯計算的建筑結構中,振型組合數的選取通常為9個;最后,在進行建筑抗震設計中振型組合數的選取確定時,還需要注意一個建筑結構的振型組合數量應比振型有效質量系列化的90%大。

          2.2 地下室層數的輸入選取及相關設計問題

          在進行多層框架結構建筑的地下室設計中,由于多層框架結構建筑中存在有地下室和無地下室兩種情況,根據建筑工程地下室的設置情況,比較常見的建筑地下室設計問題,主要地下室與建筑結構的嵌固連接設計以及地下室層數輸入設置等。還存在著比較常見的問題就是對于多層框架結構建筑的框架設計確定問題。

          2.2.1 有地下室建筑的地下室層數輸入選取

          在進行帶有地下室的多層框架結構建筑設計實現中,對于建筑上部結構與地下室部分的嵌固設計以及嵌固位置確定,是整個建筑工程框架結構設計中的重點。在進行該種類型的建筑工程框架結構設計中,可以分為兩種情況進行設計確定。一種是滿足建筑框架結構設計抗震要求與規范的多層框架結構建筑的上部結構與地下室嵌固設計中,以建筑地下室的頂部作為建筑框架上部結構的嵌固位置,在進行建筑樓層的設計考慮中,僅以建筑地下室上部的樓層數作為設計考慮樓層數,并且建筑底層層高取實際層高值進行計算設計,以保證建筑框架結構的設計質量。而對于不能滿足建筑抗震設計要求中地下室以及基礎形式建筑中,建筑的上部結構與地下室的嵌固位置通常設置為建筑基礎的頂面,再通過建筑樓層的組合計算,將實際樓層和地下室層數作為樓層總數進行設計計算。

          2.2.2 無地下室的建筑的結構嵌固設計

          在進行無地下室的多層框架結構建筑的框架設計中,其設計確定應根據建筑基礎的埋深情況來確定。通常情況下,對于建筑基礎埋深比較淺的多層框架結構建筑,其結構設計中主要是在對于建筑底層柱的長度進行計算確定的情況下,實現對于建筑框架結構的設計確定。在對于基礎埋深比較深的多層框架結構建筑的結構設計中,為了增加建筑底部結構的整體性,減小建筑結構的位移性,通常會在一定位置處,通過進行建筑基礎連系梁的設置,來實現對于建筑框架結構的設計實現。

          3、結束語

          總之,多層框架結構作為建筑設計中的一種常見形式,應用比較廣泛。進行多層框架結構建筑設計問題的分析,有利于提高建筑設計的質量水平,促進建筑事業的發展與進步,具有積極作用和意義。

          參考文獻

          篇9

          對于建筑結構設計而言,簡單來說就是通過結構語言的方式來更好的表達建筑設計人員所想要表達的內容。對于一項民用建筑而言,其工程質量的好壞將會對廣大的業主和用戶產生直接性的影響。而對于建筑質量,我們則主要從設計質量以及施工質量兩方面來對其進行衡量。建筑設計可以說是一項繁重而又有責任重大的工作,直接影響建筑物適用、安全、經濟以及合理性。但實際設計時卻經常會出現建筑結構設計的種種概念和方法上的差錯。

          一、基礎系梁設置

          基礎埋置的如果較深,可采取基礎系梁降低底層柱長。系梁在±0.00以下進行設置,按一層框架梁設計,系梁以下柱按短柱處理。如果項目環境符合《建筑抗震設計規范》,則需要設置基礎系梁。為滿足抗震需要,需沿兩主軸構造基礎系梁,其截面高為柱中心距1/12-1/15。取連接柱最大軸力值10%計算系梁縱向受力鋼筋壓力或拉力。如果是構造配筋,則需符合最小配筋率;如果樓梯柱或填充墻傳來荷載,則需疊加計算與所連接柱最大軸力值10%。適當增加基礎系梁截面,配筋需滿足受力和構造要求。構造基礎系梁的頂標高需要和基礎頂同高。為降低基礎系梁跨度,可把基礎梁下和獨立基礎臺階或錐形斜坡間空隙用混凝土澆筑至平齊,再進行基礎系梁的澆筑。如果用基礎系梁平衡柱底彎矩,基礎系梁截面與配筋按框架梁進行設計。全部拉通拉梁正彎矩鋼筋,至少在1/2跨拉通負彎矩鋼筋,縱筋在框架柱內錨固、箍筋加密及抗震構造都要和上部框架梁相同,同時保證此時拉梁設在基礎頂。

          二、框架結構薄弱層處理

          薄弱層指的是在大地震中,某些部位首先屈服并有較大彈塑性位移,他們的承載力設計需滿足抗震承載力要求,當地震烈度≧7度時才會出現。薄弱層對抗震極為不利,應盡量避免薄弱層,最基本的是加大該層抗側移剛度。如果允許,可減少基礎埋深或改變該層層高。如果無法避免,結構計算和出圖須按《建筑抗震設計規范》要求,除薄弱層地震剪力乘以1.15倍放大系數外,還需驗算樓層屈服強度系數。如果在地震烈度7-9度地區,結構樓層屈服系數

          三、樓板開大洞結構計算

          如果樓板開洞面積大于該樓層面積1-30%,就為平面不規則,計算時須作處理。以PKPM軟件來說,TAT和SATWE分別采用兩種方式處理。TAT將無樓板節點作為彈性節點,該節點不受剮性樓板假定限制,平動自由度獨立;SATWE軟件將所有樓板作為彈性膜,由軟件計算樓板平面內剛度,忽略樓板外剛度。如果樓層洞口面積超過樓層面積的30%,則可把全樓樓板定義為彈性膜,也可將該層洞口邊緣節點定義為彈性節點;如果屋面為剛網架,則可定義為彈性膜。

          四、框架梁柱偏心

          工程實際中,建筑外墻與柱邊平齊,框架梁可設挑耳或與柱偏心。如果框架粱設挑耳,可讓框架梁與框架柱中心對齊,均利于梁、柱受力。但填充墻構造柱下部與上部縱筋不好錨固,可如此處理,如圖1。如果框架柱與框架梁偏心,地震會造成梁柱節點核芯區受剪面積不足,對柱帶來扭轉效應。所以,建議外框架梁盡量設挑耳。

          五、短柱

          如果柱凈高與柱截面高≦4或剪跨比≦2,則該柱即為短柱。在地震作用下,短柱易脆性破壞。短柱受剪承載力和變形能力不足,可能會破壞建筑物,設計上盡量避免。短柱成因有二:樓梯間半休息平臺或結構局部錯層造成兩框架梁之間框架柱凈高較小;填充墻不當設置造成某層框架柱兩側一部分無填充墻,一部分有填充墻,無填充墻柱凈高與柱截面之比≦4,形成短柱。為此,我們可以增加柱抗剪承載力及改善變形能力,采用復合箍筋,沿全高加密;保證短柱縱向鋼筋對稱布置,每側縱向配筋率≦1.2%,也可外包鋼板、配x形鋼筋等。

          六、合理選用部分計算參數

          1、折減梁扭矩

          現澆框架結構中,如果梁兩邊沒有樓板或有弧形梁時,扭矩折減系數應為 1.0;如果梁兩側均有樓板,應對梁的扭矩進行折減,折減系數一般為 0.4。對于一般工程,梁的配筋應計算兩次:一次對所有梁的扭矩折減,計算出兩側都有樓板的梁的配筋;另一次對所有的梁扭矩不折減,計算出一側有樓板或兩側都沒有樓板的梁的配筋。這樣計算結構比較符合實際。

          2、梁端負彎矩調整系數與粱彎矩放發系數

          結構計算時,框架梁在豎向荷載作用下,梁端負彎矩往往很大,造成鋼筋太密,無法施工;同時,由于框架結構一般為超靜定結構,框架梁在達到承載能力極限狀態之前,總會產生不同程度的塑性內力重分布。所以,可以適當降低框架梁在豎向荷載作用下的負彎矩,通過平衡條件相應增大梁跨中彎矩。應注意這里只是降低梁在豎向荷載作用下的負彎矩,然后再與水平作用產生的彎矩組合設計。而梁彎矩放大系數僅在沒有考慮梁的活荷載不利布置時起作用,并且對梁的正負彎矩均起作用,且不可與考慮梁的活荷載不利布置同時考慮,這樣會引起梁彎矩增大,浪費材料。

          七、平法圖集注意事項

          大多數框架結構都按照《混凝土結構施工圖平面整體表示方法制圖規則和構造詳圖》的標準來表示梁、柱、剪力墻配筋,但使用圖集需注意:如果采用剖面列表法表示配筋,則要注意每層樓面標高以下箍筋加密區長度應為框架梁高與規范箍筋加密區長度之和,因為PKPM軟件出圖時加密區長度不包含梁高,施工人員如按圖施工,會造成箍筋加密區高度不夠。此外,一層建筑地面在主體結構澆筑完后才施工,如果一層地面為剛性地面,根據《建筑抗震設計規范》規定,柱箍筋在剛性地面上下各500mm范圍內需加密,這點容易被施工單位忽視,設計人需要在圖紙設計中交待明確。井字梁支座上部縱筋外伸長度應交待清楚,設計人需明確指出。此外,如果梁截面過小或承載力過大,框架梁如設三排縱筋,則可調整梁截面或縱筋直徑為兩排,否則,第三排縱筋外伸長度需交待。

          八、非結構構件設計

          《建筑抗震設計規范》規定,非結構構件(包括建筑非結構構件和建筑附屬機電設備等)需作抗震設計。如框架結構中女兒墻構造柱,如果高度>1.0m,則要進行結構構造,保證墻體穩定。建筑裝飾用砌塊柱穩定性、突出屋面小構架內力與配筋等都有專門規定,設計人員需嚴格遵守。突出屋面女兒墻、屋頂間、煙囪地震作用,乘以增大系數3,增大部分不往下傳遞,但與該突出部分相連構件需計入。框架結構中突出屋面的樓梯間、電梯間、水箱間可用框架承重,不用砌體承重。

          九、結論

          多層框架結構設計,設計者須先判斷結構方案可行性,提前采取措施解決可能碰到的問題,認真分析、判斷所有計算,準確無誤方可用于實際。

          參考文獻:

          [1] 楊偉.高層建筑框架結構設計中應注意的幾個問題[J].廣東科技.2011(14).

          篇10

          隨著社會的不斷發展對多層框架建筑結構提出了更高的要求,多層鋼結構一般采用框架結構,所以也被稱為多層鋼框架結構。多層鋼結構是工業于民用建筑中常用的結構形式,在工業建筑中可以運用礦井地面建筑、石油焦化結構和電子工業的建設等,在民用建筑中停車場、辦公樓的建設。

          一、多層框架結構建筑的設計問題及處理

          (一)基礎聯系梁的設計問題

          當建筑的基礎埋置較深時,可以運用基礎設計梁來減少底層柱的計算長度。在±0.00以下設置聯系梁,形成一定的框架,聯系梁下的柱可以按照短柱進行加強處理。有抗震要求時,基礎間沿著兩個主柱的方向設計基礎聯系梁。基礎聯系梁上作用有填充墻或樓梯柱等荷載時,要與所連接的柱子的最大軸力設計值,進行疊加設計,基礎聯系梁的受力要求。基礎聯系梁的頂標高要與基礎的頂端標高保持一致。當基礎形式為獨立擴展基礎,施工要將基礎聯系梁與獨立基礎之間的空隙部分進行混凝土澆筑,澆筑要和基礎面保持水平,然后在澆注處理。這樣可以減少基礎聯系梁的計算誤差。當基礎形式是樁基礎,單樁承臺要在兩個互相垂直的方向設置橫梁,如果采用基礎系梁來平衡。那么基礎聯系梁的截面尺寸和配筋要按照橫梁的來設計。此時的梁彎度鋼筋要全部拉通。鋼筋也要在1/2跨度上拉通,同時基礎聯系梁的縱筋在框架柱錨固和其他防震結構都要和上部的框架保持一致。

          (二)結構薄弱層的設計問題

          結構薄層是指在強震動下,結構會產生很大彈性空間產生位移,這些結構薄弱部位的承載在設計時要滿足承載力的要求,但是在地震發生時,容易出現薄弱現象。在一般情況下薄弱層對建筑抗震的會有很多的影響。因此在房屋的設計的過程中應該避免薄弱層的出現,防止薄弱層出現的最好方式就是加大抗震位移度,也就是采取加大薄弱層的橫截面積的方法,也可以在一定程度上減少基礎的埋置位置。

          在薄弱層不能避免的情況下,要在結構計算時,保證按照規格采取相應的措施,要將薄弱層的地震剪力乘以1陪的系數,還要對房屋的結構強度系數進行計算。樓層的強度系數要按照構建的實際鋼筋和材料的標準值進行計算。具體要根據樓層的剪力強度計算抗剪力值,在地震的強度在7-9度時樓層的強度系數要小于0.5,要樓層的結構要做彈性運算。符合建筑防震設計規則,要對不符合要求的建筑結構,進行重新調整。

          (三)框架結構的設計問題

          在對框架結構進行設計時,橫梁下部的界面高度要集中荷載,要有橫梁下部的鋼筋承擔,在機構設計的過程中要優先考慮附加箍筋,如在搭接主側梁時,要在結構設計中進行說明,畫上一節點,在橫梁的部位要添加3根主梁箍筋進行補充。框架梁與次梁出現相交時,要在彈性支撐的墻體上,對于梁端支座要按照支梁方式進行處理,還要對梁的兩端的箍筋進行加密處理,在設計橫梁時,縱筋的距離要小于300mm,要小于梁的高度,在結構設計的過程中可以采用加大腰筋直徑的方法來增加梁的抗扭力,縱筋預埋支座的長度要符合要求。對于箍筋的設計也要符合要求。

          在反梁板吊底時,板的荷載要由箍筋來承擔,在樓層結構設計的過程中要適當加大箍筋的間距,加大箍筋的承受力。對框架梁的截面的高度設計要在梁跨度的1/10-1/15之間選擇,對于梁的寬度,可以設計到柱的兩倍寬。

          二、多層鋼結構類型

          (一)柱一支律體系

          多層框架柱的節點要是鉸接,在縱向和橫向的之間進行柱間支撐時,空間剛度和抗側力要柱支柱提供,適用柱間距不大的雙邊建筑物,特點是設計、制作過程簡單,承載能力比較強大,用于抗側力的鋼耗量比較小。

          (二)純框架體系

          多層框架在縱、橫方向是多層鋼架結構,承載能力和空間強度要由框架提供,適用柱間距很大起不到支撐作用的建筑物。這種建筑結構的特點是結構比較復雜,使用的鋼筋量比較大,占用的空間比較大。

          (三)框架-支撐結構

          這種構造的建筑框架在一個方向為柱進行支撐。另一個方向為純框支撐的混合體系,這種結構的特點是在同一個方向沒有人流、物流的建筑功能的安排,可以簡化設計過程和鋼筋用量,是工程建筑中采用較多的體系。

          三、多層框架結構的組成和布置

          框架結構是由梁、柱組成的,一般的柱子要垂直布置,與梁水平。屋面要考慮到排水或者其他方面的要求,可以設置成斜梁。梁和柱的連接方式一般是剛性連接,為了符合施工要求。可以將多層建筑節點做成半鉸節點。當梁、柱之間的連接方式是鉸接時,就是多層排架,采用剛性的方式要比普通的連接方式要節約材料,使構造的橫向連接方式強度比較好,橫梁的高度設置的比較合理,可以有效的增加房屋的凈空,是一種比較經濟的構造方式,柱支座一般為固定支座,也可以進行鉸支座設計。框架分為等跨和不等跨兩種,層高可以相等也可以,不相等,在滿足建筑工藝要求的基礎上,進行框架結構設計,當框架的結構為高次超靜定結構時,就要既承受豎向荷載要承受側向作用力。有利于接受的受力、框架的對直,使梁柱在同一水平面上,有時因為建筑功能的特殊要求,框架的結構也可以做成抽梁、抽次、內收等。

          框架的結構主要有實腹式、格構式以及橫梁為格構式的混合框架。實腹框架的截面是矩形或梯形的,混凝土框架的截面常是矩形的,由于建筑的特殊要求也可以設計成圓形或者梯形的。

          框架節點的應力作用很明顯,框架結構的剛性較小,屬于柔性框架結構,如果發生地震,結構發生水平的位移很大,會造成嚴重的非結構性破壞,只適用于非抗震的結構設計,這種結構對鋼筋和水泥的需要很大,構件的總數會很多,吊裝的次數會很多,增加了街頭的工作量,造成了資源的浪費,施工會受到季節的影響,受環境影響很大,不適合做高層建筑。

          四、多層框架房屋結構設計中要注意的問題

          在一般情況下,多層框架房屋采用的是柱下獨立基礎形式,根據《防震規則》的要求,在地基的主要持力作用下,在建筑高度在25米以內的民用建筑,可以不對地基進行抗震承載力的驗算。但是在進行基礎設計時要考慮到風荷載的要求。所以不能因為一般建筑在地震區進行風荷載控制,一些建筑工程師要進行獨立設計時,對柱腳的內力設計不合理,僅對軸力彎曲進行了設計,而沒有考慮到剪力只取了軸力設計值,沒有進行獨立的荷載取值,造成了建筑結構的不合理和建筑材料的浪費。

          基礎拉梁層進行框架整體的計算多采用TAT或者采用SATWE等程序,由于基礎拉梁板沒有樓板的設計,所以在設計的過程中樓板的厚度要為零,而且要定義彈性節點要采用總剛的分析方法,還要注意到房屋平面不規則的設計熱點。

          結束語:

          隨著我國經濟的不斷發展,建筑行業也有十分廣闊的發展前景,多層框架結構有很多優點,所以要廣泛的應用于現代建筑中,雖然結構組成比較簡單,但是如果在設計中考慮到周全,就會出現失誤,在多層結構設計的過程中,要進行綜合考慮,保證建筑結構的設計質量。

          參考文獻

          [1]趙芝梅.淺談施工的管理措施[J].才智,2013(3).

          [2]葉兵.淺論如何實施工程項目綠色施工[J].中華建設,2013(2).

          [3]張立山,孟德光朱天志等.影響我國綠色施工發展的原因及策略(綜述)[J].河北科技師范學院學報,2012(3).

          篇11

          中圖分類號:TU318 文獻標識碼:A

          前言

          鋼筋混凝土框架結構作為一種常見的結構形式,具有傳力明確,結構布置靈活、抗震性和整體性好的優點,目前已被廣泛地應用于各類多層的工業與民用建筑中。近年來,隨著計算機技術的不斷發展,框架結構的計算也由手算轉向電算,計算精度日益提高,設計人員的工作強度逐步降低。但是,在框架結構的設計中,仍然存在著一些概念性和實際的問題需要設計人員予以重視,以確保設計質量提高。

          2.抗震設計

          在設計的過程中,抗震是框架結構設計的首要原則,這也可以說是目前各類工程項目中都必須面臨和應對的一種熱點話題。尤其是自汶川地震以來,地震造成的社會影響與人員傷亡觸目驚心,使得社會各界人士在工程建設中對于房屋抗震設計都提出了新的要求。因此,在目前的設計工作中,做好相關的抗震設計就十分必要,這對于確保建筑結構整體安全性十分有效。通常規范要求框架結構需要設計為雙向梁柱剛接體系,不過也能夠讓某些框架梁與其他的框架梁相搭接。對于高烈度的框架設計還需要注意豎向地震作用,因為從震害因素層面分析,豎向地震作用對結構的影響還是比較大。在結構設計中尤其注意抗震等級、抗震構造措施的選取;強柱弱梁;強剪弱彎等措施也尤為重要。

          3.關于框架柱、框架梁、板的設計

          2.1框架柱的截面設計

          在多層鋼筋混凝土結構中,框架柱的截面尺寸應從下到上逐步縮小,即節約造價又使設計更加合理。本人的經驗是柱截面尺寸減小間隔層數為3-5層(多層框架截面變一次為宜),每次每側減小的尺寸為100-150為宜,減小過大,有可能導致豎向剛度突變。另外,框架柱的截面尺寸、配筋率、體積配箍率、軸壓比等都應符合《混凝土結構設計規范》(GB50010-2010)等國家現行規范的要求。

          3.2框架梁的截面設計

          1)框架梁的截面應按規范規定初步估算,對于框架邊梁跨度相差不是很大時,梁高宜等高,當梁底距外窗尺寸較小時,宜加大梁高至窗上口。上翻梁的梁底與板底齊平時,板荷載宜由梁內的箍筋承受,應適當增大梁內箍筋。另外,框架梁的截面尺寸、配筋率、擾度、裂縫等都應符合《混凝土結構設計規范》(GB50010-2010)等國家現行規范的要求。

          2)挑梁宜做成等截面,與挑板不同,挑梁的自重占總荷載的比例很小,做成變截面不能有效減輕自重,而且變截面的箍筋每個不一樣,難以施工。挑梁挑出長度小于梁高時應按牛腿計算或按深梁構造配筋。

          3.3板的設計

          框架結構的樓板有預制和現澆兩種。因考慮結構的整體性及輕質隔墻的靈活布置等因素,目前多采用現澆樓板。樓板開洞的結構比較普遍,如果開洞面積大于該層樓面面積的30%,就屬于平面不規則了,計算時必須進行處理(加大板厚、雙層雙向配筋、提高配筋率等措施)。

          4.計算簡圖的處理

          在對建筑框架進行結構計算的過程中,簡圖的選取工作,會直接關系到結構計算結果的精確度,在當前工程中較為典型的就是對于基礎梁的處理。通常情況下,框架結構基礎梁的設計需要在基礎高度范圍之內,是整個框架基礎的一個環節。因此這種情形在計算結構的底層高度的時候,應該計算基礎頂面到一層樓板頂面之間的高度。其中基礎梁僅僅需要計算其承擔上部墻體的荷載量,其構造只需要滿足一般梁的條件。但是如果根據有關規范標準,在基礎拉梁設置中,拉梁的配筋以及斷面能夠根據構造設計,其截面的高度大約為柱中心距的1/10~1/15,且不小于400mm,寬度不小于250mm。而其縱向受力鋼筋的拉力大約為與其相連的框架柱底最大軸力設計標準的十分之一來進行計算。由于考慮基礎不均勻沉降等原因,基礎梁單邊配筋率不小于0.5%控制。

          5.從概念設計上著手注意的幾個問題

          5.1關于強柱弱梁的設計

          這是為了實現在罕遇地震作用下,讓框架梁端形成塑性鉸,框架柱端處于非彈性工作狀態而沒有屈服,但節點還處于彈性工作階段。強柱弱梁措施的強弱,也就是相對于框架梁端截面而實際抗彎能力而言框架柱端截面抗彎能力增強幅度的大小,是決定由強震引起框架柱端截面屈服后塑性轉動能否不超過其塑性轉動能力,而且不致形成“層側移機構”,從而使框架柱不被壓潰的關鍵控制措施。框架柱強于框架梁的幅度大小取決于梁端縱筋不可避免的構造超配程度的大小,一級結構在梁、柱端塑性鉸逐步形成過程中的塑性內力重分布和動力特征的相應變化。因此,當建筑許可時,盡可能將框架柱的截面尺寸做得大些,使柱子的線剛度與梁的線剛度的比值盡可能大于1,并控制框架柱的軸壓比滿足規范要求,以增加延性。驗算截面承載力時,人為地將框架柱的設計彎矩按強柱弱梁原則調整放大,加強框架柱的配筋構造。框架梁端縱向受拉鋼筋的配筋不得過高,以免在罕遇地震中進入屈服階段不能形成塑性鉸或塑性鉸轉移到框架柱上。注意節點構造,讓塑性鉸向梁跨內移。

          5.2關于梁強剪弱彎的措施

          強剪弱彎是保證構件延性,防止脆性破壞的重要原則,它要求人為加大各承重構件相對于其抗彎能力的抗剪承載力,使這些部位在結構經歷罕遇地震的工程中有足夠的保證率不出現脆性剪切失效。對于框架結構中的框架柱、梁應注意抗剪驗算和構造,使其滿足相關規范要求。

          注意構造措施

          如果建筑框架是大跨度的柱網結構,那么在建筑樓梯間附近因為樓梯平臺梁是直接同該處的框架柱連接的,這種情況可能會導致樓梯間的半休息平臺位置的框架柱變成短柱。短柱就需要采用箍筋全長加密的方法,并且需要滿足體積配箍率的要求.這是建筑框架設計過程中較容易出現紕漏的地方。

          如果建筑框架外立面有帶形窗、欄桿、帶形半隔墻的時候,由于會設計連續的窗過梁、圈梁,這可能會使得與之相鄰框架柱變成短柱,這時候需要同前面一點采取加強其構造。

          框架梁柱配筋時,框架梁柱最小配筋率,柱子體積配箍率都必須滿足等最低要求。

          有些情況下框架結構的長度是稍稍大于規定限值的,如果由于框架功能需要,不能夠留縫的情況下,為了盡量的減少有害的裂縫,采用后澆帶或者使用混凝土進行補償澆筑。

          總結

          以上主要闡述了多層框架結構在設計中的基本問題,當然+實際工程可能會遇到更多問題,此處不再贅述。設計多層框架結構,設計人員應首先判斷結構方案的可行性,對可能碰到的問題,提前采取措施予以解決,并對所有的計算結果認真分析、判斷,準確無誤后方可應用于實際工程。另外,應用計算機程序進行分析時,應仔細閱讀程序編制技術手冊,了解程序模型編制的原理,才能根據有關規范對所得的結構內力和計算結果正確與否作出判斷并做相應調整,以消除因對程序缺少應有的了解給設計帶來缺陷和隱患。結構構造必須滿足相關規范條文尤其是強制性條文的要求。

          參考文獻:

          [1]GB50011-2010,建筑抗震設計規范[S].

          [2]GB50010-2010,混凝土結構設計規范[S].

          篇12

          一、前言

          在當前建筑設計過程中,無論是多層建筑還是高層建筑,結構的設計是至關重要的,合理的結構設計對整個建筑工程的質量都有重要的影響。在多高層建筑結構設計的過程中基礎的合理設計、縱橫剛度與主梁受扭問題、桿件軸向變形、次彎矩問題的影響問題都是設計的重點,我們在設計的過程中要根據相關的標準進行設計。

          二、高層建筑結構設計原則

          1.選擇合理的結構方案

          在當前建筑結構設計的過程中,方案的選擇是至關重要的,不同的建筑,在選擇方案時也會有不同,在選擇方案時要遵守經濟合理、安全實用、節能環保等原則。在不同的地域對施工材料、施工工藝、施工技術有著不同的要求這就要求方案的設計者和施工者要對當地的具體施工情況進行詳細的了解,通過論證選擇出最佳的結構設計方案,滿足工程建設的需要。

          2.選擇合適的基礎方案

          對建筑進行結構設計,要充分考慮建筑所在地的周邊環境,要對工程的地質條件以及周圍建筑的施工及特點做好調研,充分保證后續建筑過程與周邊環境的和諧統一。建筑結構設計中要選擇合適的基礎方案,基礎方案要體現結構設計的方方面面,要盡量顯示建筑的全貌。同時,要考慮建筑的經濟成本和效益,最大限度發揮建筑周邊條件的作用,保證建筑的正常實施。

          3.選擇合適的計算簡圖

          高層建筑的結構設計要選擇適當的設計簡圖,由此可以防止由于計算簡圖選擇不當,導致建筑安全隱患的發生概率增大。建筑結構計算是以計算簡圖為基礎,所以結構設計中要特別注重計算簡圖選取問題,從而可以保證后續結構計算的準確性和建筑設計的安全性。當然,建筑實際結構與選取的計算簡圖之間允許存在合理誤差,但是要盡量把工程實際控制在計算簡圖精度要求范圍內。

          4.分析所得到的計算結果

          當下,信息技術飛速發展,由此也帶動了建筑結構設計對計算機軟件的應用。由于不同計算機軟件會產生不同的計算結果,所以要對不同結果進行分析處理。由此,建筑結構設計人員就要具備專業的建筑結構設計理念和知識,更要對計算機軟件有充分詳細地了解,便于對計算機計算結果進行客觀分析。由于操作人員自身的問題或者計算機軟件具有的自身誤差,使得計算結果與實際情況出現一定的差異,這時就要求結構設計人員客觀判斷,并予以糾正。

          三、常見的問題分析

          1、縱橫剛度與主梁受扭問題

          在大跨度多高層建筑結構設計的過程中,要有預應力次梁的設計,一般情況下預應力次梁設計在大跨度方向,主梁設計一般放在開間方向,要根據具體的情況考慮是否在主梁上施加預應力,這樣就將在框架設計過程中的習慣改變,由于設計習慣的影響,總覺得橫向剛度存在一定的問題。但是通過計算能滿足相關標準的要求,在結構設計的過程中只要能滿足相關標準的要求就能滿足設計的要求,在使用的過程中也不會出現文藝問題。

          2、次彎矩問題

          超靜定結構張拉時,在次反力作用下產生的截面彎矩稱為次彎矩。在靜定構件中,驗算跨中截面抗裂性時,計算混凝土應力只是把混凝土取為脫離體。而計算跨中強度時,是把混凝土和鋼筋共同取為脫離體,計算彎矩就等于荷載彎矩。若左端鉸支不變,右端為兩跨連續梁的中間支座,就成為超靜定結構。兩跨連續梁配筋,張拉鋼筋時梁的變形將受到約束,中間支座處有一個力要把拱起的梁拉回原來的位置。左端支座產生的次應力在跨度各截面上產生次彎矩。在進行跨中截面混凝土抗裂驗算和截面強度計算時,所取的脫離體完全與前述靜定構件相同,只是按連續梁計算的支反力和荷載彎矩值將有所不同。

          3、桿件軸向變形的影響問題

          施加預應力的桿件要產生軸向變形,其中的徐變收縮變形很難準確計算,差別可能很大,但一般考慮長期變形為短期變形的2倍,人們往往能夠接受。種種條件有利時,長期變形值可以再少取一些。桿件軸向變形引起整個超靜定結構的內力變化,要認真分析。當軸向變形很大時,一般是在施工時采取讓桿件可以自由變形的措施。張拉后,等一段時間再做成整體連接,但這樣處理比較麻煩。

          四、高層建筑結構設計問題與策略

          1、高層建筑結構設計高度問題及解決。

          我國有關部門對于高層建筑結構體系的最大高度問題,出臺了一系列的規章制度,對其進行了嚴格的規定與規范,其中之一便是《高層建筑混凝土結構技術規程》。該《高層建筑混凝土結構技術規程》對于高層建筑結構體系的高度問題規定,主要是從經濟性以及適用性等方面進行規范的。《規程》適宜高度,不僅僅與我國建筑施工技術水平以及建筑水平相關,而且還與我國國民經濟發展水平,與建筑工程規范體系相協調。但是在實際的高層建筑結構設計以及施工中,出現了許多與《高層建筑混凝土結構技術規程》規定相違背的高度。舉例來講,在有些建筑物設計以及施工過程中,甚至出現了高達四百多米的組合機構大廈以及三百多米的混凝土結構體系的廣場。尤其是近幾年來,建筑物的高度不斷增加,建筑物自身的參考系數已經超出了《高層建筑混凝土結構技術規程》的規定,例如在安全指標、荷載取值以及延性要求、材料性能、力學模型選擇等方面。為此,對于這些高層建筑結構設計高度問題,設計單位需要嚴格根據高層建筑混凝土結構技術規程》等有關規定,對設計高度保持科學嚴謹的態度。

          2、鋼筋混凝土梁承載力問題及解決。

          一般來講,城市高層建筑主要是以寫字樓以及其他辦公場所為主,因此,在實際的高層建筑結構設計過程中,設計單位需要著重考慮到空調、消防等設備。這些設備不同于其他設備,它們往往是布置于樓層的梁底之下的,如果沒有梁底開洞,就沒有辦法進行設備的安裝。因此,在設備安裝之前,設計單位需要對梁的承載力進行分析以及計算,避免出現由于梁底承載力不足而出現安全結構問題。對于梁底開洞之后的承載力,設計單位可以通過孔洞周邊補強筋以及開孔梁撓度、裂縫寬度等數據進行分析。對于鋼筋混凝土梁腹部開孔,國家出臺了有關政策,例如《高層建筑混凝土結構技術規程》《混凝土結構構造手冊》等,對于鋼筋混凝土梁腹部開孔的位置、流程、環節以及大小等進行了科學的規范。設計單位在進行鋼筋混凝土梁承載力計算時,還需要參考不同種類腹部開孔方式,提高鋼筋混凝土梁承載力計算的精確度,這對于提高建筑物的穩定性以及安全性意義重大。除此之外,還可以對鋼筋混凝土梁承載力進行有效地計算。我們在對鋼筋混凝土承載力進行計算的過程中還要對腹部的開孔方式進行考慮,不同的開孔方式對鋼筋混凝土的承載了是不同的,例如,在南京國際會展中心工程設計的過程中,橫向和縱向的長度分別我292米和158米,橫縱向都沒有設置縫,這就不能滿足承載力的需要,在不同的工程建設過程中,我們要根據工程設計的特點和需要對承載力進行計算,可見承載力的計算對建筑結構設計有著十分重要的作用和意義。

          五、結束語

          在大開閘大跨度多高層建筑結構設計的過程中要根據建筑的實際情況,采取相關的措施,保證建筑的結構設計能符合相關標準的要求,提升建筑結構設計的水平,促進大開閘大跨度多高層建筑結構設計的快速發展。

          參考文獻

          篇13

          現代建筑逐漸朝著多元化方向發展,框架結構因為具有靈活的空間分隔性和自重輕的特點,已經成為我國建筑普遍采用的結構形式之一。多層框架結構設計由于比較普遍,所以也是一種較為基礎且較為重要的設計課題。目前的框架建筑結構設計大多采用電腦輔助設計,所以,很多設計過程中存在的問題容易被忽視,進而導致一些安全隱患的發生。對于框架結構在設計過程中的要點問題,設計者應該認真做好分析和計算工作,盡量避免因為過分依賴計算機,而導致各種設計失誤。

          1 多層框架結構建筑的設計問題及處理

          1.1 基礎聯系梁的設計問題

          當建筑的基礎埋置比較深時,可以用基礎聯系梁來減少底層柱的計算長度。在±0.00 以下設置聯系梁,形成有效的框架,聯系梁下的柱可按照短柱進行加強處理。有抗震設防要求時,基礎間宜沿著兩個主軸的方向設計基礎聯系梁;如果基礎聯系梁上作用有填充墻或者樓梯柱等荷載傳來時,應該與所連柱的最大軸力設計值的10%疊加計算,基礎聯系梁的配筋應該滿足梁的受力要求。基礎聯系梁的項標高宜與基礎的頂端標高一致。當基礎形式為獨立擴展基礎,施工時應先將基礎聯系梁下與獨立基礎之間的空隙部分進行混凝土澆筑,澆筑到與基礎頂面平齊,然后再澆筑基礎聯系梁。這樣可以有效減少基礎聯系梁的計算跨度。當基礎形式為樁基礎時,單樁承臺應在兩個互相垂直的方向上設置系梁;兩樁承臺應在其短向設置系梁。如果采用基礎系聯梁來平衡柱底的彎矩,那么基礎聯系梁的截面尺寸和配筋應該按照框架梁來設計。此時的梁正彎矩鋼筋應該全部的拉通,而負彎矩鋼筋也應該在1/2 跨以上拉通,同時基礎聯系梁的縱筋在框架柱內的錨固、箍筋的加密以及其他抗震結構物都應該與上部的框架梁保持一致。

          1.2 結構薄弱層的設計問題

          結構薄弱層是指在強震下,結構首先容易產生較大彈塑性位移的部分,這些結構薄弱部位的承載力在設計時是滿足抗震承載力要求的,但是當地震的震級在7 級以及7 級以上時,容易出現薄弱現象。通常情況下薄弱層對結構的抗震影響極大,設計應該盡量避免薄弱層的出現。而避免薄弱層通常采取的方法是加大該層的抗震側移剛度,也就是采取加大此類薄弱層的柱截面和梁截面的措施;如果可以,應該改變薄弱層的層高或者減少基礎的埋置深度。如果薄弱層無法避免,應該在結構計算和出圖時,保證按照規范要求采取相應構造加強措施,除了對薄弱層的地震剪力乘以1~1.5 倍的放大系數以外,還需要對結構的樓層屈服強度系數進行驗算。樓層屈服強度系數應該按照構件的實際配筋和材料強度標準值進行計算。具體可根據樓層受剪力和地震作用標準來計算樓層彈性地震剪力的比值,如果地震烈度在7 度到9 度之間的地區結構樓層屈服強度系數小于0.5 時,則需要對結構進行彈性變形驗算,使其符合建筑抗震設計規范。如果不符合以上要求,就必須重新調整結構布置。

          1.3 框架結構梁的設計問題

          在對框架結構建筑進行設計時,位于梁下部或梁截面高度范圍內的集中荷載,應由附加橫向鋼筋承擔,則需要考慮設置附加箍筋和吊筋,為方便施工可優先考慮采用附加箍筋,如主次梁搭接時,可以在結構設計總說明處,畫上一節點,在有次梁部位的兩側各加上3 根主梁箍筋來作為補充。框架梁與次梁的端部出現相交的現象,或者彈性支承在墻體上,對于梁端支座可以按照簡支梁的方式來處理,但是必須對梁的端箍筋進行加密。在設計抗扭梁時,縱筋的間距應該小于300 mm,并保證小于梁的寬度。通常在設計的時候可采用加大腰筋直徑加密腰筋間距的方法來增加梁的抗扭力,同時對于縱筋和腰筋錨入支座內的長度應該符合要求。對于箍筋也應該符合抗震設防要求。在反梁板吊在梁底時,板的荷載主要由箍筋來承擔,可適當加密箍筋的間距,加大箍筋直徑。對于框架梁截面的高度設計,應該在梁跨度的1/10 至1/15 之間選擇,對于寬扁梁的寬度,則最大可以設計到柱寬的兩倍。

          1.4 框架結構柱的設計問題

          如果框架結構柱在地上的部分為圓柱時,在地下的部分就盡量做成矩形柱,這樣可以盡量減少施工的工序。圓柱的縱筋根數應該保證在8 根以上,而圓柱的箍筋宜優先采用螺旋式,這樣可以有效增加結構的整體性和柱子的剛度及承載力,施工圖紙中需要注明柱子端部有一圈半的水平段;矩形柱宜優先選用井字復合箍的箍筋形式,有抗震設防要求的需按照建筑抗震設計規范進行加密設計。角柱和樓梯間的框架柱、梯柱應在全柱高范圍內進行加密。通常框架結構柱的截面,非抗震時不宜小于邊長250 mm,四級抗震邊長不宜小于300mm,一、二、三級抗震時邊長不宜小于400mm;框架柱混凝土的標號則應該在C25 以上,且梁縱筋錨入柱內的水平段長度、彎折長度應該符合規范要求。

          2 多層建筑框架結構的設計要點

          2.1 盡量避免短柱的出現

          在對框架結構進行設計時,應該盡量避免出現短柱現象。因為短柱的抗震性能通常較差。但是在框架結構設計過程中,由于樓梯間休息平臺梁或者樓層的高矮等原因,有些短柱的出現很難避免。所以,如果存在短柱,就應該按照建筑抗震設計規范進行處理,盡量提高短柱的抗震性能。另外,如果在同一樓層中,均為短柱,且各柱之間的剛度比較均勻、相差不大,則認為其結構是可以得到保證。

          2.2 中心線應該符合規定

          框架梁與柱的中心線應該符合相關規定,也就是框架梁、柱中心應該盡量重合,如果中心線存在偏移現象時,需要全面考慮偏心對梁柱節點核心區受力和構造可能產生的影響,同時也應該考慮到梁上荷載對柱子的偏心影響。如果偏心距大于該方向上柱寬度的1/4 時,可以考慮采用增加梁水平方向加腋等措施。而當梁、柱偏心大于該方向柱寬的1/4 時,可采用梁水平腋的措施。加腋后的梁在驗算梁的剪壓比和受彎承載力時,通常不會計算加腋部分截面的有利影響。

          2.3 避免砌體墻的出現

          在多層框架結構建筑的設計當中,通常不可以采用部分砌體墻承重的混合形式。通過對大量的震害分析來看,框架結構在地震作用下的反應,要比僅按純框架抗側力剛度時要大很多,尤其是有砌體墻存在的時候,在地震的作用下,砌體結構會最先受到破壞。這種情況下框架結構對于內力和配筋并沒有按照實際剛度來確定,這就會使得結構的構件在地震作用下很容易受到地震波的破壞,因此,這種建筑設計會存在一定的危險因素。通過對大量震害建筑的分析來看,框架結構中的承重砌體均會出現較為嚴重的開裂和破壞問題,一些出層頂的樓、電梯間會因為砌體承重墻的原因出現破壞現象。所以,在多層框架結構建筑的設計中,應該避免砌體承重墻的出現。

          3 結語

          現代建筑造型和建筑功能要求的多樣化發展,使得現代建筑設計中的難題也逐漸增多,對設計者的挑戰也隨之增加。而作為一名建筑設計者,應該在嚴格遵循各種相關規范的前提下,采用靈活、大膽的方式和方法來解決一些結構上的設計難點問題,并在實際工作中不斷地進行充實和完善。

          參考文獻:

          [1]朱文兵.多層建筑框架結構設計的幾點研究[J].建材世界,2011,32(5):118-119.

          [2]張科.多層建筑結構設計中框架結構的問題分析與處理[J].科技資訊,2009(18):83-85.

          主站蜘蛛池模板: 欧美日韩精品一区二区在线视频| 日韩内射美女人妻一区二区三区| 亚洲国产精品乱码一区二区| 极品尤物一区二区三区| 一区二区三区无码高清| 免费无码A片一区二三区| 无码人妻一区二区三区在线| 久久综合九九亚洲一区| 无码免费一区二区三区免费播放| 一区二区福利视频| 国产日韩高清一区二区三区| 久久精品国产亚洲一区二区三区| 波多野结衣中文一区| 一级毛片完整版免费播放一区| 国产伦精品一区二区三区免费下载| 四虎成人精品一区二区免费网站| 精品欧美一区二区在线观看| 国模一区二区三区| 久久久久人妻精品一区三寸蜜桃| 国产亚洲一区二区手机在线观看 | 亚洲一区精品视频在线| 亚洲综合av一区二区三区 | 亚洲中文字幕丝袜制服一区 | 超清无码一区二区三区| 国产成人无码AV一区二区在线观看| 国产免费一区二区三区不卡| 三上悠亚精品一区二区久久| 国产99久久精品一区二区| 怡红院一区二区在线观看| 一区二区三区无码视频免费福利 | 亚洲一区二区三区电影| 人妻无码久久一区二区三区免费| 无码人妻一区二区三区免费手机| 精品女同一区二区三区在线| 国产亚洲一区二区手机在线观看| 日韩精品免费一区二区三区| 午夜天堂一区人妻| 国产成人精品a视频一区| 国产精品久久久久一区二区| 日韩精品一区二区三区色欲AV| 乱色熟女综合一区二区三区|