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建筑结构中的框架结构设计探微

时间:2022-10-30 19:05:04 来源:网友投稿

摘 要:在经济高速发展的今天,我国在建筑领域取得了卓越的成绩,设计思想在不断革新,平面布置与纵向体形等变得越发复杂,这会对结构与施工提出更为严格的要求。运用框架结构模式,能够形成较大的内部空间,抗风、抗震性能较强,且此种体系中侧向刚度系数较低,在平面布置上比较灵活,能及时满足建筑物大房间设置的基本需求,布置好科学的建筑平面,可见,构建更为优质的框架结构体系很是关键。本文根据笔者工作实践,对建筑结构中的框架结构设计进行了分析和探讨。

关键词:建筑;结构;框架;设计

1 前言

我国不断发展的社会经济水平,人们开始逐渐提升的物质生活水准,人们开始提出了更高标准对建筑结构设计的品质。为了能够满足人们对建筑结构设计的要求,保证所建设的建筑工程结构具备比较高的质量,设计工作人员要保证以热情的工作心态、积极的工作态度进行设计建筑工程框架结构。随着不断发展的科学技术,进行建筑结构设计的同时,使用设计的方式比较多样,经常使用的建筑结构设计方式就是框架结构设计。正式因为框架结构设计比较简单,同时灵活的对建筑结构进行布局,所以在不同类型建筑结构当中广泛的使用。

2 建筑结构中框架结构的主要类型

2.1 全现浇式框架

此种框架承重结构是现场浇筑而形成的,该种框架结构具有良好的整体性,同时也具有良好的抗震性能。实施全现浇式框架设计与施工时,梁体、柱体、楼板等都需要到施工基地开展直接性施工,且此部分施工会耗费大量材料,进而会使得工期延长

2.2 半现浇式框架

实施半现浇式框架施工前需要进行预制,这样在设计与施工阶段就会大大降低混凝土浇筑量,最终会降低施工成本。然而,使用该种框架结构时,其在整体性与抗震性能上时常无法达标。

2.3 装配式框架

应用装配式框架时,也要进行预制,就是要求施工人员要在预制场所进行预制操作,然后将预制的框架材料运输到施工现场,最终对材料元件进行组装。运用装配式框架,能适度减少与控制施工工期,在材料用量上也比较少,进而降低减少施工时间与施工成本。然而,此种结构也存在一定的缺点,即抗震性能差,最终会对建筑结构整体性能构成威胁。

2.4 装配整体式框架

此种框架设计是现浇框架与装配式框架结构优点的相互融合,其在整体性能、抗震性能等方面都具有很好的效果。然而,将两种结构相互融合,会使得整个结构设计与施工十分复杂,难度系数也很高,对施工人员技术、经验等存在着密切的联系,也会耗费更多的工期。

3 建筑结构中的框架结构设计要点

3.1 柱的设计

在对建筑框架结构中柱体设计上,应严格控制框架结构的传力体系,进而满足基本受力需求,保证各项设计都能满足施工要求,且还要严格控制柱体间的距离,保证柱体间整齐排列。在垂直与水平方向上,框架结构必须要承载足够的压力,因此,应充分结合建筑工程的实际情况来调整柱体的位置,进而满足框架结构的基本受力要求。此外,在柱网设计时,应必须充分了解建筑物的基本用途与属性,进而对柱体进行合理布置,以满足隔墙需求。通常情况下,会将柱放置在纵横墙体的交叉位置,以保证建筑物的具体功能。在实施柱网设计时,应遵循“省时省力”的原则,在考虑设计方便的同时,还要保证施工简便,在保证结构体系质量的条件下,以达到结构的简单化。

3.2 结构高度

结构高度增加也就是层数的不断增加。若层数不断增加,水平位移参数会逐步增大,进而会增强内力。若高度达到一定值后,纵向负荷所产生的内力值要比水平位置上所产生的内力值小。在此种条件下,会让纵向负荷控制作用向水平方向上转移,进而让改变结构性能。强度系数会伴随着高度增加而逐步降低,刚度系数也会由于高度增加而逐步降低。建筑结构高度的不断增加,会让水平位移转变为控制结构性能的一项关键因素,其会对建筑工程构成不良影响。

3.3 抗震设计

划分抗震内力时,要充分结合结构的基本类型、建筑高度、防裂度等进行等级划分,结合相关的设计标准来对抗震性能参数进行合理的设计,保证框架结构要及时满足设计要求。此外,针对不同的框架结构,应运用专业化的检测手段,若地震裂度相同,其要求也存在差异,主要是由于框架结构直接影响着抗震性能。

3.4 梁设计

在横向框架承重设计也就是对框架承重梁进行横向上的设计,对连系梁进行纵向上的设计。运用此种设计方法,能减小跨数,在横向上对主梁结构进行科学设计,此时,会增大梁截面积,进而能增加横向上建筑体的基本刚度。在纵向框架承重设计上,其与横向框架承重是相反的,主要在纵向上来设计承重梁,将连系梁则换至横向上。但是,此种设计,使得框架结构的整体受力不均匀,会威胁框架结构稳定性。为提升建筑结构的稳定性,应强调纵横向共同承重。设计框架结构时,在縱向与横向上都设置有一定的承重梁,由于纵横向的梁体共同承担建筑物所产生的负荷。

4 框架结构实际设计中应注意的事项

钢筋混凝土框架结构通常有两种形式,一种是填充混凝土的筒结构,一个是剪力墙结构。二者侧移的刚度非常好,两种结构都能承受较大的抗震作用和抗风荷载作用。在整个结构当中,混凝土柱截面的面积相对较小,但是它的具有非常强的承载力。它的另外一种形式就是大空间和大柱网,因此在结构设计的过程中,如果采取这样的方式就可以有效的提高结构面积的利用效率。钢筋混凝土框架结构融合了钢材料和混凝土材料各自的优势。如果和全钢结构进行比较,这种结构可以减少钢材的使用量,而两者的施工速度基本一致,而且该材料具备良好的防火和防腐蚀的性能,在这样的情况下就可以大大的减少工程建设的成本投入,因此该结构比较适合在多层建筑当中加以应用。

4.1 抗震方案概念设计及构思问题

设计框架结构抗震,需要具有清晰的设计图纸,设计人员在设计当中,尽量保证竖向建筑构件布置成为压应力水准,同时接近均匀情况。设计建筑盖梁系统当中,同样需要尽量让重力荷载垂直,这样保证通过最短的路程,最快的传送到竖向构件墙当中,同时,使用转换结构系统,通过转换层,将上部结构竖向构件传送到垂直重力荷载转换出来,保证各个部件受力均匀。

4.2 柱子设计中应注意的事项

对建筑工程来讲,框架结构当中配筋率一般来说比较低,这样如果发生地震,建筑框架在受到很大作用力的情况中出现扭转剪力。一旦在设计框架结构的过程中不充分考虑这个问题,就会给建筑结构带来非常大的安全隐患。所以,设计框架结构的同时,要按照实际情况进行配筋设置,保证建筑结构设计品质。

4.3 梁设计中应注意的事项

设计基础梁,重点就是处理好埋设深度,保证基础梁埋设深度并不会太深,也不会太过于浅,比较适中,更好的保证框架结构设计的品质。一旦出现了埋设比较深的问题,要按照一层框架梁的标准进行设计,将对埋设的部分根据短柱来进行处理。同时,设计基础梁的同时,保证建筑具备更高的抗震效果,就需要在设计基础梁的同时,根据建筑主体框架柱的两个轴方向进行设置。

5 结束语

综上所述,对于建筑工程项目而言,结构质量控制很是关键,其决定着整个框架结构的稳定性与安全性,为了能提升框架结构质量,必须做好前期的设计工作,以实现对各项要素的管控,加强对框架结构中梁、柱、结构高度与抗震性能等的设计,以求为框架结构施工提供条件,是保证施工质量的重要途径。

参考文献:

[1] 张贺.框架结构设计在建筑结构设计中的应用[J].工程技术研究,2016(8):218+253.

[2] 尹晓娇,张璐.多层建筑结构设计中框架结构的问题分析与处理[J].信息化建设,2015(12):148.

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