蘇東進(jìn)

摘 要：合理進(jìn)行多層框架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以提升建筑結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、質(zhì)量和抗震性能，但其作用力在合理設(shè)計(jì)多層框架結(jié)構(gòu)的前提下才能實(shí)現(xiàn)，所以做好多層框架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)十分重要。簡(jiǎn)單闡述了多層框架結(jié)構(gòu)的基本特點(diǎn)，重點(diǎn)分析了優(yōu)化多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的有效策略，以供后期參考。

關(guān)鍵詞：多層；框架結(jié)構(gòu)；優(yōu)化；設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TU375.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）11-0027-02

1 多層框架結(jié)構(gòu)的基本特點(diǎn)

多層框架結(jié)構(gòu)是目前國內(nèi)外建筑行業(yè)廣泛應(yīng)用的結(jié)構(gòu)形式，尤其是在辦公樓、住宅樓和旅館等樓層較多的建筑中應(yīng)用更多，其在實(shí)踐中已逐漸形成一種工業(yè)化生產(chǎn)新型模式，能夠滿足建筑行業(yè)的功能需求。多層框架結(jié)構(gòu)在建筑行業(yè)中起步相對(duì)較晚，具有較大的適用性和發(fā)展空間，在應(yīng)用中具有鮮明的特點(diǎn)，主要表現(xiàn)在基礎(chǔ)簡(jiǎn)單、地震作用性小、建筑表現(xiàn)力強(qiáng)、設(shè)計(jì)理念具有創(chuàng)新性、節(jié)約鋼材且整體效果美觀，符合我國現(xiàn)代建筑的設(shè)計(jì)理念?；诙鄬涌蚣芙Y(jié)構(gòu)在建筑設(shè)計(jì)中的優(yōu)越性，其將來很有可能成為建筑的主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)形式，促進(jìn)建筑行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

2 多層框架結(jié)構(gòu)體系類型概述

2.1 框架結(jié)構(gòu)體系

框架結(jié)構(gòu)體系指的是建筑物的縱向、橫向在設(shè)計(jì)中均采用框架作為抗側(cè)力和承重的主要結(jié)構(gòu)構(gòu)建。在建筑中利用該框架，則鋼柱與鋼梁的連接應(yīng)是半剛接、剛接或者鉸接，不適合選擇全面鉸接?？蚣芙Y(jié)構(gòu)體系在平面布置中具有靈活性和多樣性的特點(diǎn)，在應(yīng)用中不需要承載墻體的重力，可以為建筑創(chuàng)造更大的室內(nèi)空間。另外，框架結(jié)構(gòu)體系易于標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，在施工中應(yīng)用較為方便，且剛度在框架各結(jié)構(gòu)分布較均勻，自振周期較長，因此具有一定的抗震性能。

2.2 框架支撐體系

所謂的框架支撐體系主要是以框架為建筑的基本結(jié)構(gòu)，其在應(yīng)用中會(huì)沿著建筑物的橫向、縱向和建筑中其他主軸方向設(shè)置一定數(shù)量的支撐桁架結(jié)構(gòu)體系。它和框架結(jié)構(gòu)體系具有一定的共同點(diǎn)，即框架支撐體系也具備靈活多樣的特點(diǎn)，且在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和施工環(huán)節(jié)都比較方便；不同的是框架支撐體系比框架結(jié)構(gòu)的抗側(cè)能力更強(qiáng)，可以與框架體系進(jìn)行協(xié)同性工作，在建筑中應(yīng)用剛度比較大的支撐桁架，可以幫助結(jié)構(gòu)體系減少水平剪力，減少建筑結(jié)構(gòu)側(cè)移。

2.3 框架剪力墻體系

框架剪力墻體系是指在建筑框架結(jié)構(gòu)中設(shè)置一定的剪力墻，保證其與框架結(jié)構(gòu)可以一同工作。在多層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，將多種結(jié)構(gòu)體系有效融合在一起，可以共同抵抗建筑中的水平荷載?？蚣芗袅w系主要承載豎向荷載，同時(shí)也會(huì)承擔(dān)少量的水平荷載。將框架剪力墻體系應(yīng)用到多層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，可以承擔(dān)80%以上的水平剪力，大大提高建筑結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度。該體系是一種雙重抗側(cè)力體系，不僅可以實(shí)現(xiàn)剪力墻與框架的協(xié)同工作，同時(shí)還能夠合理控制建筑層間的位移，降低非結(jié)構(gòu)構(gòu)件在地震災(zāi)害破壞時(shí)的強(qiáng)度。

2.4 框架核心筒體系

框架核心筒體系即在剪力墻結(jié)構(gòu)內(nèi)筒四周設(shè)置筒體，使之形成一個(gè)封閉的核心筒體。該體系是現(xiàn)代高層建筑中經(jīng)常采用的結(jié)構(gòu)形式，近年來在多層建筑結(jié)構(gòu)中也得到了充分的應(yīng)用。它具有抗扭能力強(qiáng)、抗側(cè)剛度大等優(yōu)勢(shì)，主要應(yīng)用在建筑中的樓梯間、電梯間和衛(wèi)生間等區(qū)域。采用框架核心筒體系，不僅能夠使建筑材料得到合理利用，同時(shí)還能夠達(dá)到理想的建筑效果。但是這種體系延性較差，因此在常發(fā)生地震的地區(qū)應(yīng)采取一定的防護(hù)措施。

3 優(yōu)化多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的有效策略

目前，多層框架結(jié)構(gòu)已被我國大部分建筑企業(yè)采用，但在多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中所遵循的理念大多都是照搬其他國家建筑行業(yè)的優(yōu)秀設(shè)計(jì)理念和成熟經(jīng)驗(yàn)，缺乏創(chuàng)新性，因此導(dǎo)致多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)無法滿足多層建筑的實(shí)際需求。特別是進(jìn)入建筑施工階段后會(huì)暴露諸多問題，這對(duì)多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的長遠(yuǎn)發(fā)展十分不利。為了改變這一現(xiàn)狀，筆者提出了優(yōu)化多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的有效策略。

3.1 借鑒國外經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合實(shí)際需求創(chuàng)新

國外一些發(fā)達(dá)國家對(duì)多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的研究比較深入，在長期研究和具體實(shí)踐中已形成了一套相對(duì)較為完善的多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念和方法；而相比而言，我國還存在一定的不足。為了使多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加完善和合理，我國建筑設(shè)計(jì)單位應(yīng)積極借鑒國外優(yōu)秀設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，而并不是照搬照抄，應(yīng)結(jié)合多層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)際需求進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)。在多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，需要全面分析國外多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念方法等內(nèi)容，看其是否和建筑需求具有一致性，合理借鑒優(yōu)秀設(shè)計(jì)方法及理念，并科學(xué)融入我國多層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新元素，從而推動(dòng)多層框架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。

3.2 總結(jié)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，優(yōu)化設(shè)計(jì)理念

多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)形式雖然在我國起步相對(duì)較晚，但在近幾年的多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，我國設(shè)計(jì)單位和人員在實(shí)踐中也積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。工作經(jīng)驗(yàn)可以說是一筆寶貴的財(cái)富，因?yàn)樗怯H身經(jīng)歷總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)。設(shè)計(jì)人員要提升自身多層框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)水平，就要通過實(shí)踐活動(dòng)不斷總結(jié)不同建筑物的多層框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)；在設(shè)計(jì)中，要緊跟時(shí)代潮流，將具有時(shí)代氣息的設(shè)計(jì)理念合理地融入到多層框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，為多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注入新的源泉，從而達(dá)到優(yōu)化多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目的。

3.3 定期培訓(xùn)，提升設(shè)計(jì)人員綜合素質(zhì)

多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)人員不僅要具備較高的專業(yè)素養(yǎng)，同時(shí)還要具備豐富的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。然而，我國多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員普遍缺乏全面、系統(tǒng)的專業(yè)知識(shí)和具有時(shí)代氣息的先進(jìn)設(shè)計(jì)理念，這是無法實(shí)現(xiàn)多層框架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的主要障礙之一。必須解決這一問題，才能從根本上實(shí)現(xiàn)多層框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，這就要提升設(shè)計(jì)人員的專業(yè)素養(yǎng)和設(shè)計(jì)創(chuàng)新意識(shí)。設(shè)計(jì)單位應(yīng)定期開展培訓(xùn)工作，實(shí)時(shí)掌握多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的新要求、新方法，使多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)滿足建筑要求，在實(shí)現(xiàn)多層框架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的同時(shí)，提升設(shè)計(jì)人員的綜合素質(zhì)。

4 結(jié)束語

多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是建筑工程項(xiàng)目建設(shè)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，其設(shè)計(jì)效果與建筑項(xiàng)目的整體效益有著直接性聯(lián)系，在建筑工程中占據(jù)舉足輕重的地位。在實(shí)踐中，不斷創(chuàng)新多層框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)理念和方法，可以實(shí)現(xiàn)多層框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而保證后期建筑施工的順利開展。

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〔編輯：李玨〕