鄭奇蕊
(蘭州交大設(shè)計研究院有限公司,甘肅 蘭州 730070)
框架結(jié)構(gòu)屬于建筑物的承重結(jié)構(gòu),有效實現(xiàn)對建筑梁和柱的剛性連接,不僅需要承受來自內(nèi)部的載荷,而且還需要承受外部施加給建筑物的作用力,在設(shè)計中一旦出現(xiàn)問題,將對建筑物的整體穩(wěn)定性造成較大的影響。因此,在實際應(yīng)用中還需嚴(yán)格遵循相關(guān)的基本原則。
正所謂“過剛易折”,在框架結(jié)構(gòu)設(shè)計中也同樣如此,雖然較高的剛性能夠使建筑物滿足更多環(huán)境下的使用需求,但是在遇到較強(qiáng)的外力作用時,由于柔性不足,產(chǎn)生的變形能力較差,便可能出現(xiàn)無法抵御外力作用整體傾覆的現(xiàn)象。而如果在設(shè)計中柔性過大,也較容易在使用中產(chǎn)生較大的變形,從而影響到建筑的安全性。因此在框架結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)盡量做到二者兼顧,找到其中的平衡點[1]。
雖然框架結(jié)構(gòu)對建筑物的穩(wěn)固性影響較大,但是在實際的設(shè)計中,也不能將所有精力都放置在框架結(jié)構(gòu)設(shè)計上,還應(yīng)當(dāng)注重在其他建筑結(jié)構(gòu)上進(jìn)行分擔(dān),以避免該結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問題時影響到建筑物的整體穩(wěn)定性。例如:框架剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計相較于純框架就結(jié)構(gòu)設(shè)計在穩(wěn)定性上明顯更好,這便是該原則的有效體現(xiàn)。
在建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計中,框架結(jié)構(gòu)與其它構(gòu)件之間的連接部位是設(shè)計的關(guān)鍵點,對保持建筑結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性有較大的幫助。當(dāng)建筑遭受外力作用時,框架結(jié)構(gòu)能夠通過連接點將所受力傳遞給其它建筑構(gòu)件,利用更多建筑構(gòu)件來承受外力,自然能夠形成對框架結(jié)構(gòu)的有效保護(hù)[2]。同時為避免在外力作用下?lián)p傷框架結(jié)構(gòu)與其它建筑構(gòu)件的連接,還需保證各結(jié)構(gòu)在外力作用發(fā)生變形時,能夠保持一種相對靜態(tài)。
為有效提升框架結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量,在實際的設(shè)計中還需注重對設(shè)計方法的有效應(yīng)用,尤其是一些關(guān)鍵性環(huán)節(jié)?;诖耍旅嫣岢鲆韵聨c框架結(jié)構(gòu)設(shè)計的應(yīng)用方法。
強(qiáng)柱弱梁是建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)用最為普遍的方法,能夠在很大程度上提升建筑結(jié)構(gòu)抵御外力作用能力,尤其是在面對地震、臺風(fēng)等極端自然環(huán)境時。建筑物在外力作用下可能會出現(xiàn)短暫性的搖擺,建筑橫梁結(jié)構(gòu)可能會因此產(chǎn)生一定程度的變形,但是一般不會影響到建筑物的整體穩(wěn)定性。外力作用在橫梁上被削弱,然后削弱后的力作用在剛性較強(qiáng)的柱上,對其造成的損害一般較輕,由此將不會對建筑物的整體結(jié)構(gòu)造成破壞[3]。
在建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計中,還需注重對整體結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化,在結(jié)構(gòu)和建筑外形設(shè)計上盡量保證規(guī)則性,這樣有助于促進(jìn)框架結(jié)構(gòu)各部件整體剛度的一致性,使其在外力作用時產(chǎn)生的變形保持一致,從而達(dá)到提升結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性的目的。但是現(xiàn)階段許多建筑物在設(shè)計上追求異型構(gòu)造,以使其具備更加獨特的外觀造型,這種設(shè)計方式關(guān)鍵還需設(shè)計人員自身有較強(qiáng)的設(shè)計功底,能夠充分做好結(jié)構(gòu)的受力分析。一般還需在設(shè)計中盡可能保持框架結(jié)構(gòu)的規(guī)則性,以獲取更高的穩(wěn)定性和可靠性。
在鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)中,構(gòu)件裂縫是較為容易出現(xiàn)的一種不良情況,同時也對結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和使用壽命造成較大的影響。為有效控制這種不良情況,在框架結(jié)構(gòu)設(shè)計中還需采取有效的防護(hù)措施[4]。首先,需對框架結(jié)構(gòu)各構(gòu)件的受力進(jìn)行分析,然后結(jié)合實際所需配置相應(yīng)的鋼筋型號,并選用足夠強(qiáng)度的混凝土配合比,使?jié)仓瓿傻目蚣芙Y(jié)構(gòu)能夠具有較高的承載能力,有效避免構(gòu)件承載能力不足出現(xiàn)裂縫;其次,建筑框架結(jié)構(gòu)在溫度的影響下可能會產(chǎn)生裂縫,從而影響到其應(yīng)用性能。為避免這種裂縫的產(chǎn)生,在建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中還需重視對伸縮縫的設(shè)置,通常在墻面合適的位置設(shè)置伸縮縫能夠消除溫度帶來的不良影響,讓建筑框架結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定。
在實際的建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計中,框架梁、框架柱抗剪計算、承載能力計算是一個必須的過程,必須保證設(shè)計結(jié)構(gòu)達(dá)到相關(guān)規(guī)范要求。而提升建筑框架結(jié)構(gòu)的延展性,主要目的在于預(yù)防構(gòu)件在后期外力作用下出現(xiàn)脆性破壞,影響建筑物的安全性[5]。而這種結(jié)構(gòu)延展性,在設(shè)計上主要通過配置合適的鋼筋型號、鋼筋數(shù)量來實現(xiàn),同時這也有助于降低后期結(jié)構(gòu)裂縫的出現(xiàn)。
綜上所述,建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計屬于建筑設(shè)計中十分重要的組成部分,對建筑工程整體質(zhì)量的影響較大,因此在實際的設(shè)計中不僅應(yīng)當(dāng)遵循相關(guān)的設(shè)計原則,而且還應(yīng)當(dāng)注重采取合理的設(shè)計方法,對框架結(jié)構(gòu)設(shè)計做出優(yōu)化,從而使其綜合性能得到提升,更好的保證建筑工程穩(wěn)定性。