【摘要】隨著我國建筑框架結(jié)構(gòu)建筑的不斷發(fā)展,研究其設(shè)計的有關(guān)問題凸顯出重要意義。本文首先對建筑框架結(jié)構(gòu)做了概述,分析了建筑的基礎(chǔ)設(shè)計有關(guān)問題,探討了建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要技術(shù)措施,最后著重論述了關(guān)于柱下獨立基礎(chǔ)設(shè)計階段的有關(guān)問題。
【關(guān)鍵詞】建筑;框架結(jié)構(gòu);設(shè)計;分析
一、前言
建筑框架結(jié)構(gòu)有著其獨特的建筑特征,應(yīng)該引起有關(guān)人員的格外注意。研究建筑框架結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計的有關(guān)問題,能夠更好地指導我國建筑框架結(jié)構(gòu)建筑的實踐,從而更好地推動該項工作的進步。本文從介紹建筑框架結(jié)構(gòu)施工的特點著手本課題的研究。
二、建筑框架結(jié)構(gòu)概述
當前建筑工程多層結(jié)構(gòu)的有著明顯的重要特點,這些特點給建筑工程的建筑框架結(jié)構(gòu)特點帶來了新的趨勢。多層建筑在豎向構(gòu)件以及構(gòu)成方面帶來了逐層累積的重力以及荷載,這就需要較大尺寸的柱體以及墻體來支撐,給工程框架結(jié)構(gòu)施工帶來了新的技術(shù)要求。
與此同時,建筑的構(gòu)件還需要承受地震荷載以及風載荷等荷載,而且這些荷載都屬于非線性的豎向分布荷載,而且對建筑高度的敏感程度較高。以地震荷載為例,就層數(shù)較低的建筑而言,考慮這些建筑的荷載時一般只需要考慮恒定荷載以及部分動荷載,而對于建筑物的墻體、柱體以及樓梯等結(jié)構(gòu),一般不會予以嚴格控制,其他構(gòu)件滿足設(shè)計要求之后,對應(yīng)的這些構(gòu)件也都達到了設(shè)計要求。同時,對于現(xiàn)代化的鋼架支撐系統(tǒng),在設(shè)計的過程中在沒有提出特殊承載要求的時候,不需要對柱體以及梁的尺寸加大,只需要增加板就能達到對應(yīng)的要求。但是,對于多層建筑,解決上述問題還不夠,首先要解決的問題除了抗剪問題之外,還需要考慮抵抗變形以及抵抗力矩的問題。
三、建筑工程的基礎(chǔ)設(shè)計問題分析
在進行建筑工程的基礎(chǔ)施工設(shè)計中,鋼筋混凝土建筑框架結(jié)構(gòu)形式的房屋建筑,其基礎(chǔ)設(shè)計多是采用柱下獨立基礎(chǔ)方式進行設(shè)計實現(xiàn)。針對這類結(jié)構(gòu)形式的房屋建筑工程基礎(chǔ)設(shè)計,由于建筑樓層的高度與地基條件不同,在具體設(shè)計中的設(shè)計要求與存在問題也有不同。比如,對于鋼筋混凝土建筑框架結(jié)構(gòu)形式的建筑基礎(chǔ)設(shè)計,就有相關(guān)要求指出,如果在進行建筑框架結(jié)構(gòu)建筑基礎(chǔ)設(shè)計中,建筑地基的受力范圍內(nèi)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,對于一般建筑框架結(jié)構(gòu)房屋建筑工程,或者是荷載性當?shù)慕ㄖ蚣芙Y(jié)構(gòu)廠房建筑,其基礎(chǔ)設(shè)計中就不需要進行建筑地基或者是建筑基礎(chǔ)的抗震承載力設(shè)計驗算。
1.建筑風荷載作用與抗震荷載設(shè)計問題
根據(jù)這一情況,在進行建筑框架結(jié)構(gòu)建筑房屋的基礎(chǔ)設(shè)計中,對于8度地震區(qū)的房屋建筑基礎(chǔ)設(shè)計中,滿足上述條件的鋼筋混凝土建筑框架結(jié)構(gòu)形式房屋建筑,就不需要進行建筑地基或者基礎(chǔ)的抗震承載設(shè)計驗算。但是,在結(jié)合建筑房屋的設(shè)計施工實際情況,在進行該種情況與類型的房屋建筑基礎(chǔ)設(shè)計中雖然不需要進行房屋建筑基礎(chǔ)以及地基的抗震承載設(shè)計驗算,但是需要在建筑地基荷載設(shè)計中,需要對于建筑地基的風力荷載影響進行設(shè)計考慮。一些鋼筋混凝土建筑框架結(jié)構(gòu)建筑基礎(chǔ)荷載設(shè)計中,設(shè)計人員往往會因為建筑工程處于地震區(qū)高層建筑的范圍之外,因此,在進行建筑基礎(chǔ)設(shè)計中,就忽視對于建筑基礎(chǔ)風荷載的設(shè)計驗算,這是建筑框架結(jié)構(gòu)建筑基礎(chǔ)荷載設(shè)計中存在比較突出和嚴重的問題,應(yīng)注意進行避免。
2.建筑基礎(chǔ)頂面荷載設(shè)計問題
另一方方面,在進行建筑框架結(jié)構(gòu)建筑基礎(chǔ)荷載設(shè)計驗算中,進行建筑獨立基礎(chǔ)部分的設(shè)計時,對于建筑基礎(chǔ)頂面上的外荷載設(shè)計中,只是通過建筑基礎(chǔ)頂面荷載的軸力設(shè)計值以及彎矩設(shè)計值,進行荷載作用設(shè)計驗算,容易忽略建筑基礎(chǔ)頂面荷載中的剪力作用設(shè)計,甚至一些建筑基礎(chǔ)頂面荷載設(shè)計中,只是通過軸力計算進行建筑基礎(chǔ)頂面荷載設(shè)計計算,這都容易對于建筑基礎(chǔ)以及上部結(jié)構(gòu)的安全質(zhì)量產(chǎn)生很大的影響,也是建筑框架結(jié)構(gòu)建筑基礎(chǔ)荷載設(shè)計中存在比較突出的另一問題,需要在設(shè)計中進行注意和避免。
四、建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要技術(shù)措施
對于具有抗震設(shè)計的磚房,底層的抗震墻和上部磚混結(jié)構(gòu)都具有一定的抗震效果,但是由于這兩部分承重能力不同,他們的抗震效果也有所差異,尤其是過渡樓層的受力較為復雜,需要進行合理設(shè)計。為了保證這類抗震磚房的結(jié)構(gòu)安全,需要建立以“小震不壞、中震可修、大震不倒”的設(shè)防目標,并對結(jié)構(gòu)設(shè)計進行技術(shù)控制:
1.對于底層框架磚房結(jié)構(gòu),應(yīng)該考慮塑性變形的影響,在設(shè)計中采用底部剪力法,可以有效提高建筑框架的剛度,因此,設(shè)計中一般采用底部剪力法對底層設(shè)計剪力值乘以1.2-1.5的修正系數(shù),同時需要提高軟層的屈服強度。
2.磚混框架結(jié)構(gòu)的建筑不能利用框架抗震墻的剪力分配法則進行設(shè)計,并且設(shè)計中還需要考慮底層的塑性變形,為了保證這種框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計效果,可以在抗震墻設(shè)計中,對框架結(jié)構(gòu)進行剛度分配,在剛度分配中要考慮到整個抗震墻的剛度弱化,因為一旦抗震墻受到地震作用出現(xiàn)開裂,其剛度將下降到彈性剛度的20-30%。
3.為了提高框架結(jié)構(gòu)的整體性,需要在底層框架磚墻的上層設(shè)置構(gòu)造柱,并在每層樓的頂部設(shè)置圈梁;底層框架的頂板優(yōu)先采用現(xiàn)澆混凝土板,軟層中的柱,特別是結(jié)構(gòu)剛?cè)嵯嘟拥牡胤?,?yīng)該避免出現(xiàn)塑性鉸。
4.設(shè)計人員要轉(zhuǎn)變設(shè)計思路,提高設(shè)計部門及設(shè)計人員的業(yè)務(wù)素質(zhì),盡快走出”不設(shè)防”的誤區(qū)。要在嚴格執(zhí)行《抗規(guī)》的前提下,在合理的平面布置上多做文章,同時設(shè)計單位可安排專人嚴把抗震設(shè)計關(guān)。
五、關(guān)于柱下獨立基礎(chǔ)設(shè)計階段的問題分析
1.要充分考慮房屋結(jié)構(gòu)所受風力荷載對基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的影響
雖然現(xiàn)行抗震規(guī)范設(shè)計相關(guān)標準明確規(guī)定:當建筑工程地基的主要受力層范圍并非集中在軟弱粘性土層,并且建筑施工項目層數(shù)≤7層,總層高≤24m的情況下,這部分民用建筑工程在實際施工過程中可不必進行地基基礎(chǔ)抗震承載力的驗算.從這一角度看,對于抗震等級為7級以上的地震施工建設(shè)區(qū)域而言,這部分多層框架房屋結(jié)構(gòu)在進行基礎(chǔ)設(shè)計的過程中亦不必進行抗震承載力的分析計算。但是這部分房屋結(jié)構(gòu)所受到的風力荷載作用力對于基礎(chǔ)設(shè)計的影響卻不得不加以關(guān)注。
2.應(yīng)全面考慮建筑框架結(jié)構(gòu)柱下獨立基礎(chǔ)的外荷載種類
個別設(shè)計者在對多層框架房屋結(jié)構(gòu)柱下獨立基礎(chǔ)的設(shè)計階段,忽略作用于基礎(chǔ)頂面的剪力設(shè)計值的影響,外荷載種類只取彎矩以及軸力設(shè)計值進行判定。更有甚者,部分房屋結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計在外荷載確定中連彎矩設(shè)計值參數(shù)及剪力設(shè)計值參數(shù)都忽略不計,只考慮軸力設(shè)計參數(shù)。以上兩種外荷載種類的確定方式必然會在不同程度上導致基礎(chǔ)的設(shè)計尺寸參數(shù)較小,同時配筋比例也不合理。這將對基礎(chǔ)本體以及整個多層框架房屋上部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與安全性造成嚴重影響。
六、結(jié)束語
通過對建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計有關(guān)問題的研究,我們可以發(fā)現(xiàn),建筑框架結(jié)構(gòu)在建筑設(shè)計方面,要嚴格按照有關(guān)技術(shù)標準進行,深挖其中常見的問題,從而更好地保障建筑框架結(jié)構(gòu)的順利進行。希望本文的研究對相關(guān)實踐能起到積極作用。
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