摘 要:建筑行業(yè)中,框架結(jié)構(gòu)是應(yīng)用較廣的一種結(jié)構(gòu),但在施工過程中由于測量誤差等原因,設(shè)計不規(guī)范的框架結(jié)構(gòu)極易引發(fā)施工事故,及時發(fā)現(xiàn)框架結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題,及時分析解決問題,保證建筑施工安全。
關(guān)鍵詞:框架結(jié)構(gòu) 設(shè)計問題
改革開放以來,我國逐漸建立起社會主義市場經(jīng)濟體制,重工業(yè)發(fā)展極為迅速,鋼鐵材料產(chǎn)量的提高直接促進(jìn)了建筑行業(yè)中“鋼筋混凝土”這樣的新型建筑組合的應(yīng)用。隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展,人們對建筑物功能和樣式的要求也逐漸增多,許多建筑設(shè)計施工的問題也隨之增多。本文對建筑中框架結(jié)構(gòu)設(shè)計存在的一些問題,提出了一些建議。
一、構(gòu)思框架結(jié)構(gòu)方案時應(yīng)考慮的問題
首先,從力學(xué)的角度上來分析,公共建筑、民用建筑的布局必須考慮到框架受力的問題,避免框架邊跨的柱距過大,同時也可根據(jù)連續(xù)梁的受力特點來縮小框架結(jié)構(gòu)中的彎距,從而保證每個跨梁橫截面的一致,以達(dá)到增強整個結(jié)構(gòu)剛度的目的。
其次,應(yīng)盡量使整個框架結(jié)構(gòu)的傳力路線簡單便捷。通過荷載作用,框架結(jié)構(gòu)的傳力路線愈簡捷,其工作效能就愈高,而所需耗用的建筑材料也就愈少。
最后,建筑設(shè)計施工人員也應(yīng)根據(jù)建筑工程的性能要求和地質(zhì)情況選擇和設(shè)計合理的框架結(jié)構(gòu)。[1]
二、建筑物在概念設(shè)計時應(yīng)注意的問題
1、“強剪弱彎”措施的分析應(yīng)用。為了保證建筑構(gòu)件延性,減少建筑脆性破壞,建議可采取強剪弱彎措施。在框架結(jié)構(gòu)中,必須認(rèn)真仔細(xì)完成框架梁的抗剪驗算,保證期規(guī)范性。強剪弱彎措施需人為增強框架中承重構(gòu)件的抗剪承受力,以便結(jié)構(gòu)在遭遇地震等地質(zhì)災(zāi)害的情況下降低結(jié)構(gòu)脆性剪切失效的概率。
2、注意框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)造措施。如果框架結(jié)構(gòu)的外立面是帶型窗,應(yīng)避免由于連續(xù)性的窗過梁設(shè)計造成的外框架柱變?yōu)槎讨?。對于大跨度的柱網(wǎng)框架結(jié)構(gòu)來說,由于樓梯間平臺梁和框架柱相連,樓梯間的框架柱很有可能變?yōu)槎讨虼?,在設(shè)計的過程中必須重視起這個問題,全長加密柱箍筋。若框架結(jié)構(gòu)的長度略大于規(guī)范的限值且建筑功能不允許建筑留縫,選擇補償混凝土來澆筑,可有效降低有害裂縫的數(shù)量。
3、對于強柱弱梁節(jié)點來說。當(dāng)遇到強烈地震時,梁端形成塑形鉸,柱端不屈服而變成非彈性工作情況,但節(jié)點還是變成彈性工作范圍。強柱弱梁干預(yù)的深淺程度,也就是其柱端截面抵抗彎能力的強度,是決定強震后造成的塑性轉(zhuǎn)動是超過塑性轉(zhuǎn)動的決定性因素。當(dāng)柱端截面由于強震而引起屈服后,塑性轉(zhuǎn)動可控制在其塑性轉(zhuǎn)動承受能力范圍內(nèi),梁端截面的實際抗彎承受力可避免其構(gòu)成\"層側(cè)移機構(gòu)\",而柱也不會受到過大的壓力導(dǎo)致崩潰。固在建筑許可的情況下,應(yīng)盡量使梁的線剛度同柱的線剛度的比值不小于1,在其規(guī)范要求內(nèi),增加其延性,控制柱的軸壓比,盡可能將柱的截面的尺度做大。在對截面承載力進(jìn)行驗算時,應(yīng)按照強柱弱梁的原則將柱的配筋構(gòu)造、柱的設(shè)計彎距調(diào)大并加以強化。為了避免框架結(jié)構(gòu)在遭遇地震時進(jìn)入屈服階段后未能形成塑性鉸,應(yīng)限制梁端縱向受拉鋼筋的配筋的高度。此外,必須注意框架結(jié)構(gòu)的節(jié)點構(gòu)造,保證塑性鉸梁跨為內(nèi)移。
4、結(jié)構(gòu)中柱的中心線應(yīng)與框架梁相重合。在框架結(jié)構(gòu)中,若柱的中心線應(yīng)盡量與框架梁未重合,將對梁柱構(gòu)造和受力造成不良影響,甚至出現(xiàn)框架偏心的狀況。如果偏心的距離超過同向柱高寬度的25%,建議增設(shè)梁的水平方向加腋設(shè)施。[2]
三、關(guān)于框架結(jié)構(gòu)計算方面的問題
1、荷載的準(zhǔn)確性。建筑材料的做法、建筑結(jié)構(gòu)的自重、設(shè)備的管道重和自重,均屬于荷載的一部分。而天文氣象荷載和其他作用則是建筑功能所需要的活荷載。部分有規(guī)定的荷載規(guī)范可作為建筑專業(yè)的設(shè)計依據(jù),不單是為了增大荷重,更重要的是提高荷載材料的質(zhì)量和施工效率。一般情況下,設(shè)備和建筑做法要等到訂貨后落實,在此期間變動性極大,相關(guān)設(shè)計人員必須根據(jù)相關(guān)專業(yè)知識準(zhǔn)確計算荷載,提前意識到變動性的弊端。
總荷載中,填充墻荷載所占比例較大,填充墻的材料品類雖多,目前依然沒有非常合適的填充墻材料。大部分材料都存在抗撞擊能力差、荷重偏大、隔音效果欠佳等問題,若選定了填充墻的材料,必須預(yù)留荷載,同時還應(yīng)避免結(jié)構(gòu)中用鋼過多而造成填充墻過重。建議與專業(yè)的建筑人員配合,結(jié)合實際情況選擇合適的質(zhì)量較輕的填充墻材料。此外,且不可在結(jié)構(gòu)計算時忽略荷載問題,避免結(jié)構(gòu)因漏算荷載而出現(xiàn)的問題。
2、計算簡圖的處理。在結(jié)構(gòu)計算里,所計算出的結(jié)果是否準(zhǔn)確,取決于計算簡圖的選取是否正確,其中對基礎(chǔ)梁的計算處理比較具有代表性。正常來說,基礎(chǔ)中包括了基礎(chǔ)梁,基礎(chǔ)梁的高度在基礎(chǔ)范圍內(nèi),這種情況下底層樓板頂面到基礎(chǔ)的頂層的高度就是結(jié)構(gòu)的底層計算高度。基礎(chǔ)梁的構(gòu)造在符合普通梁的要求的情況下,僅考慮其上部墻體的荷載就可以了。另外,為了保證建筑頂部框架柱的設(shè)計的安全性,若電梯井道的井壁采用的是鋼筋混凝土材料,計算簡圖輸入時必須根據(jù)實際情況。[3]
四、設(shè)計構(gòu)造方面的問題
1、底層框架柱箍筋加密區(qū)范圍要滿足要求,在設(shè)計中應(yīng)該重點說明下面這一新增加的要求:《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》中的規(guī)定,底層柱,柱根處箍筋加密區(qū)范圍為不小于柱凈高的1/3。
2、框架梁上端的筋端部,水平錨固的長度須符合《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》中的要求,在框架端的節(jié)點處,若在框架梁上的上都縱筋水平直線段錨固的不夠長時,應(yīng)將錨固延伸至柱外且向下彎折,且水平投影長度在彎折錢大于0.4LaE。
3、應(yīng)注意框架結(jié)構(gòu)中梁的縱向的配筋比例,在目前設(shè)計中大家經(jīng)常忽略了《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》的規(guī)定,從而造成了梁端延性的不足。必須保證框架梁的頂端縱向受拉鋼筋的配筋率在2%以上。[4]
五、總結(jié)
在建筑框架中,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的框架雖相對比較簡單,但框架結(jié)構(gòu)設(shè)計中所存在的問題依然不容小覷,框架結(jié)構(gòu)設(shè)計人員在進(jìn)行建筑物框架設(shè)計時必須對結(jié)構(gòu)概念有深刻專業(yè)的認(rèn)識,熟練掌握設(shè)計規(guī)范要求,保證設(shè)計出的作品夠優(yōu)秀、夠?qū)嵱谩虬踩?/p>