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        建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的應(yīng)用

        2021-07-01 21:22:05沈博
        裝備維修技術(shù) 2021年51期
        關(guān)鍵詞:設(shè)計(jì)原則框架結(jié)構(gòu)

        沈博

        摘 要:隨著我國建筑行業(yè)地快速發(fā)展,人們對建筑功能和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求也在不斷提高。為了充分地滿足人們對建筑空間的使用需求,提高建筑空間的利用價(jià)值,框架結(jié)構(gòu)被積極地引用到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中,尤其在多層建筑中應(yīng)用較為廣泛??蚣芙Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)擁有較為清晰的力學(xué)模型以及大量的工程實(shí)踐,能在較好地實(shí)現(xiàn)不同的建筑功能,同時(shí)框架結(jié)構(gòu)的施工相對便利且建設(shè)成本易控制。本文將分析框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模式,并提出相應(yīng)的設(shè)計(jì)原則,僅供參考。

        關(guān)鍵詞:框架結(jié)構(gòu);設(shè)計(jì)原則;建筑功能

        1框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則分析

        1.1科學(xué)控制結(jié)構(gòu)剛度

        在框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中,相關(guān)設(shè)計(jì)人員應(yīng)合理地控制結(jié)構(gòu)的剛度??蚣芙Y(jié)構(gòu)的破壞形式為剪切型,原因在于其柱子的抗側(cè)能力差,為保證建筑主體擁有足夠的剛度來抵抗水平作用引起的變形,一般會采用加大柱截面或增加柱數(shù)量等方法。但隨意地增加柱截面或柱數(shù)量,會影響建筑空間的使用,這樣會與之前的設(shè)計(jì)意圖背道而馳,同時(shí)工程建設(shè)成本也在上升。對于普通框架結(jié)構(gòu),除滿足相關(guān)規(guī)范的要求外,可將位移角控制在規(guī)范要求的兩倍以內(nèi)。

        1.2合理把控主次因素

        建筑物作為一個(gè)整體,由眾多構(gòu)件組合而成,不同的構(gòu)件受力不同,導(dǎo)致其重要程度存在差異。??蚣芰汉涂蚣苤鳛榻Y(jié)構(gòu)的主要受力構(gòu)件,應(yīng)充分保證其受力的合理性,在抵抗外部作用時(shí),框架柱不應(yīng)先于框架梁破壞;而比框架梁低一個(gè)重要程度的次梁,主要作用在于劃分板面減少板跨,應(yīng)避免出現(xiàn)多個(gè)次梁連續(xù)搭接而導(dǎo)致的傳力路徑過于復(fù)雜。設(shè)計(jì)過程中,“強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件”等措施使得建筑在遭受外力時(shí),出現(xiàn)設(shè)計(jì)中的破壞形式,這樣可以充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)本身的效益,從而最大程度地減少實(shí)際損失。

        1.3重點(diǎn)落實(shí)結(jié)構(gòu)布置

        在框架結(jié)構(gòu)中由于功能布局較為靈活,使得結(jié)構(gòu)平面布置操作性強(qiáng),因此在進(jìn)行布置時(shí)需要綜合考慮安全性、協(xié)調(diào)性,同時(shí)還應(yīng)盡量考慮其經(jīng)濟(jì)性與美觀性。

        框架柱在兩個(gè)水平方向與框架梁拉結(jié)形成空間結(jié)構(gòu)體系,用以承受豎向和水平荷載。在設(shè)計(jì)過程中,當(dāng)建筑平面較為異形,應(yīng)通過抗震縫進(jìn)行建筑主體切割,切割成較為規(guī)整的單體,使得兩個(gè)方向上的剛度較為接近;框架梁單向拉結(jié)框架柱,導(dǎo)致該處結(jié)構(gòu)剛度分布不均,在水平作用下易形成薄弱部位;在平面布置時(shí)升降板以及大開洞較多時(shí),應(yīng)著重注意其不利因素對水平荷載傳遞的影響,必要時(shí)應(yīng)結(jié)合多個(gè)計(jì)算方式進(jìn)行相互比對。

        2框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)分析

        2.1荷載取值注意事項(xiàng)

        荷載直接影響到工程的安全和造價(jià),是進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的前提。荷載取值除應(yīng)滿足相關(guān)規(guī)范要求,還應(yīng)結(jié)合建筑具體的做飯和使用功能,以及甲方特殊要求進(jìn)行綜合取用。需要注意的是,框架結(jié)構(gòu)的大空間易于改造,在設(shè)計(jì)前期,應(yīng)與甲方和相關(guān)專業(yè)確認(rèn)荷載范圍,并在設(shè)計(jì)中予以說明和提醒。

        2.2框架柱的注意事項(xiàng)

        通常在框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,框架柱的配筋率相對較低,多數(shù)為構(gòu)造配筋。豎向承重構(gòu)件作為整體結(jié)構(gòu)的最關(guān)鍵的部位,其必然要有足夠的安全冗余。設(shè)計(jì)中需注意框架短柱,由于其容易發(fā)生脆性破壞,所以成為豎向構(gòu)件中的薄弱點(diǎn)。一般在樓梯間,外部造型,搭接大跨度梁的柱以及樓層錯(cuò)層等部位都容易形成短柱,其中當(dāng)外部造型過于復(fù)雜時(shí),為了實(shí)現(xiàn)立面效果,而在詳圖中增加的構(gòu)造梁同樣會使得柱子變成短柱。

        2.3框架梁的注意事項(xiàng)

        首先,相關(guān)設(shè)計(jì)人員要準(zhǔn)確計(jì)算梁柱線的剛度。通常在底部框架結(jié)構(gòu)不需要修改的情況下,其他層柱線的剛度修正系數(shù)可以設(shè)定在0.9左右。其次,根據(jù)相應(yīng)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的要求,充分明確主體結(jié)構(gòu)梁、柱的傳遞系數(shù)和彎曲分配系數(shù),特別是梁端內(nèi)力應(yīng)合理調(diào)整到0.7左右,避免梁端因豎向荷載的影響而發(fā)生明顯變形;最后,要不斷提高框架柱節(jié)點(diǎn)的抗剪能力,制定相應(yīng)的抗震措施,保證節(jié)點(diǎn)彈性,更好地提高主體結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性。

        2.4樓(屋)面板的注意事項(xiàng)

        區(qū)別于以前的預(yù)制板,樓(屋)面板現(xiàn)在都與柱梁等構(gòu)件同時(shí)澆筑,使得整個(gè)建筑的整體性和抗震性能得到了極大的提高。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,板厚是根據(jù)板的形式和板的跨度進(jìn)行選擇,單向板多取板跨的1/28,而雙向板多取板跨的1/35。普通的框架結(jié)構(gòu)板厚多數(shù)采用100mm、120mm,當(dāng)板跨較大時(shí),通過增加次梁分割板跨,從而達(dá)到減少板厚的目的。需要注意的是,增加次梁會影響下層的凈高;但對于大跨厚板,增加次梁來減少板厚,可以提高建筑的經(jīng)濟(jì)性,設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行合理選擇。

        2.5基礎(chǔ)的注意事項(xiàng)

        框架結(jié)構(gòu)主要應(yīng)用于多層建筑,由于整體荷載較小,基礎(chǔ)形式多為獨(dú)立基礎(chǔ)。其主要注意的是,基礎(chǔ)的零應(yīng)力區(qū),雖然規(guī)范中忍許出現(xiàn)零應(yīng)力區(qū),但在實(shí)際設(shè)計(jì)中,把此種情況作為基礎(chǔ)的安全儲備,基底不會出現(xiàn)零應(yīng)力。另外,當(dāng)?shù)鼗休d力較低時(shí),就會出現(xiàn)多柱聯(lián)合的獨(dú)立基礎(chǔ),此種獨(dú)立基礎(chǔ)的受力形式更像筏板基礎(chǔ),在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)比對兩種形式的計(jì)算結(jié)果,按最不利結(jié)果進(jìn)行配筋。對于坡地的獨(dú)立基礎(chǔ),注意深淺基坑的放坡對地基承載力的影響,應(yīng)重點(diǎn)核查計(jì)算。

        3框架結(jié)構(gòu)施工要點(diǎn)分析

        3.1施工準(zhǔn)備階段的施工要點(diǎn)

        在施工準(zhǔn)備階段,相關(guān)施工人員一定要注意設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié),要仔細(xì)核對所選用鋼筋的規(guī)格,由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)會涉及到各種規(guī)格的鋼材,如果出現(xiàn)鋼筋選用不合理的情況,要及時(shí)與設(shè)計(jì)人員溝通處理,不然勢必會對整個(gè)框架結(jié)構(gòu)的質(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。因此,在采購鋼材時(shí),必須全面檢查質(zhì)量、規(guī)格、型號,確保能滿足框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求,堅(jiān)決抵制不合格的鋼材進(jìn)場;焊接鋼筋時(shí),應(yīng)根據(jù)鋼筋直徑選擇正確的焊接方法,以保證焊接質(zhì)量,提高框架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性;為了避免箍筋框架在固定過程中出現(xiàn)偏差,應(yīng)盡量使用相應(yīng)的成型模具輔助固定,并在施工結(jié)束后,對整個(gè)箍筋框架的固定進(jìn)行全面的驗(yàn)收和檢查,一旦發(fā)現(xiàn)問題立即采取措施進(jìn)行調(diào)整,使整體固定質(zhì)量能夠符合框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的要求;由于框架結(jié)構(gòu)中鋼筋節(jié)點(diǎn)數(shù)量較多,為了保證最終的焊接效果,關(guān)鍵任務(wù)是準(zhǔn)確定位鋼筋節(jié)點(diǎn)的位置,可以通過計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行綜合模擬,從而保證鋼筋節(jié)點(diǎn)定位的準(zhǔn)確性;在發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不滿足施工要求時(shí),應(yīng)與設(shè)計(jì)單位聯(lián)系,核實(shí)設(shè)計(jì)做法,得到設(shè)計(jì)人員的回復(fù)后,再進(jìn)行下步工作,不應(yīng)無視而強(qiáng)行施工。

        3.2混凝土施工階段的要點(diǎn)

        混凝土的施工質(zhì)量直接關(guān)系到整個(gè)工程的安全。要有效地確??蚣芙Y(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)質(zhì)量,就要嚴(yán)格管控混凝土的施工步驟。首先,確?;炷僚渲瀑|(zhì)量,對其原材料進(jìn)行全面檢驗(yàn),確保其滿足建設(shè)工程質(zhì)量要求。其次,要嚴(yán)格按照結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求的混凝土強(qiáng)度,合理設(shè)計(jì)各種材料的配合比,在施工同時(shí)做好試塊樣本;再次,在澆筑混凝土?xí)r,采用分層澆筑技術(shù),同時(shí)管控混凝土的澆筑溫度,以保證混凝土的澆筑質(zhì)量;同時(shí),混凝土澆筑后,應(yīng)詳細(xì)記錄整個(gè)硬化過程,并根據(jù)現(xiàn)場條件,及時(shí)進(jìn)行混凝土養(yǎng)護(hù),為保證效果,一般情況下每周須進(jìn)行一次養(yǎng)護(hù)。最后,施工人員的技術(shù)水平和專業(yè)素質(zhì),也是施工質(zhì)量重要的一環(huán),應(yīng)重視每次施工經(jīng)驗(yàn)的總結(jié),以及不斷學(xué)習(xí)新的施工技藝,以此可以將設(shè)計(jì)與施工更加貼切地聯(lián)系起來。

        結(jié)束語:

        綜上所述,在現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)中,框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是最常見的一種,它不僅可以大大提高建筑工程的穩(wěn)定性和安全性,而且有利于建筑空間的靈活利用,降低建筑成本。因此,相關(guān)設(shè)計(jì)人員必須熟悉框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)和各階段的施工要點(diǎn),不斷提高自身的設(shè)計(jì)能力和水平,才能保證工程的順利開展,實(shí)現(xiàn)框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的良好應(yīng)用。

        參考文獻(xiàn)

        [1]方志成.談住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)性[J].質(zhì)量與市場,2020(18):91-93.1F7C38DF-ECFD-464B-959B-DDBE3647E797

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