框架結(jié)構(gòu)設(shè)計原則與應(yīng)注意的問題探析

1、框架結(jié)構(gòu)設(shè)計原則與應(yīng)注意的問題探析【摘 要】建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計是結(jié)構(gòu)設(shè)計中較為基礎(chǔ)的設(shè)計，也是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中較為重要的一種形式，一直 以來，建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計問題是業(yè)內(nèi)關(guān)注的重點(diǎn)，是保障 建筑結(jié)構(gòu)安全、實現(xiàn)建筑使用功能的靈魂。本文針對框架 結(jié)構(gòu)設(shè)計中常見的幾個問題進(jìn)行了分析，并提出了相應(yīng)的 解決措施?！娟P(guān)鍵詞】框架結(jié)構(gòu);結(jié)構(gòu)設(shè)計;計算簡圖;杭震構(gòu)鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)由梁和柱所組成，是一種抗震、 抗風(fēng)較好的結(jié)構(gòu)體系，這種體系的側(cè)向剛度小，平面布置 靈活，易于滿足建筑物設(shè)置大房間的要求，在工業(yè)與民用 建筑中被廣泛應(yīng)用。1框架結(jié)構(gòu)設(shè)計原則剛?cè)岵?jì)合理的建筑結(jié)構(gòu)體系應(yīng)該是剛?cè)嵯酀?jì)的。結(jié) 構(gòu)太剛則變形能力差，

2、強(qiáng)大的破壞力瞬間襲來時，需要承 受的力很大，容易造成局部受損最后全部毀壞；而太柔的 結(jié)構(gòu)雖然可以很好的消減外力，但容易造成變形過大而無 法使用甚至全體傾覆。柔多一點(diǎn)雖然造價便宜但是必然產(chǎn) 生變形以適應(yīng)外力，太柔的結(jié)果必然是太大的變形，甚至 會導(dǎo)致立足不穩(wěn)而失去根本。多道防線安全的結(jié)構(gòu)體系是層層設(shè)防的，災(zāi)難來臨, 所有抵抗外力的結(jié)構(gòu)都在通力合作，前仆后繼。這時候， 如果把“生存”的希望全部寄托在某個單一的構(gòu)件上，是 非常非常危險的。如土建結(jié)構(gòu)中多肢墻比單片墻好，框架 剪力墻比純框架好等等，就是體現(xiàn)了多道防線的設(shè)計思路。抓大放小在框架結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)體系中具有“強(qiáng)柱弱梁”、“強(qiáng)剪弱彎”等的說法也是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)

3、計中非常重要的概念。 絕對安全的結(jié)構(gòu)是沒有的。簡單地說，雖然整個結(jié)構(gòu)體系 是由各種構(gòu)件協(xié)調(diào)組成一體，但各個構(gòu)件擔(dān)任的角色不盡 相同，按照其重要性也就有輕重之分。一旦不可意料的破 壞力量突然襲來，各個構(gòu)件協(xié)作抵抗的目的，就是為了保 住最重要的構(gòu)件免遭摧毀或者至少是最后才遭摧毀，這時 候犧牲在所難免，讓誰犧牲呢？明智之舉是要讓次要構(gòu)件 先去承擔(dān)災(zāi)難?！皩帪橛袼椋粸橥呷?，如果平均用力， 可能會“玉石俱粉”，損失則更大矣！打通關(guān)節(jié)理想的結(jié)構(gòu)體系當(dāng)然是渾然一體的一也就是 沒有任何關(guān)節(jié)的，這樣的結(jié)構(gòu)體系使任何外力都能迅速傳 遞和消減。基于這個思路，設(shè)計者要做的就是要盡可能地 把結(jié)構(gòu)中各種各樣的關(guān)節(jié)&#

4、39;打通”，使力量在關(guān)節(jié)處暢通無 阻。打通關(guān)節(jié)保持平衡的目的其實就是使其永遠(yuǎn)處于原始 的靜態(tài)，當(dāng)力量不能暢通時，構(gòu)件與構(gòu)件之間，構(gòu)件的組 成元素與元素之間的靜態(tài)平衡一旦被破壞，結(jié)構(gòu)變成機(jī)動，“動”即是死，即為終結(jié)?？梢娫O(shè)計者是協(xié)調(diào)者，其任務(wù)是讓所有互不相關(guān)的靜態(tài)構(gòu)件相聚之后依然處于靜態(tài)，或 者是處在相對的靜態(tài)之中。2框架結(jié)構(gòu)設(shè)計方法現(xiàn)代建筑常因設(shè)計不當(dāng)而造成施工環(huán)節(jié)質(zhì)量難以保 證，給工程安全留下隱患，現(xiàn)從以下幾個方面闡述框架結(jié) 構(gòu)設(shè)計時應(yīng)注意的問題。框架計算簡圖的確定 無地下室的多層框架房屋基礎(chǔ)埋深較淺時現(xiàn)澆的框架結(jié)構(gòu)梁柱剛接，計算簡圖的確定主要是確定底層柱的計算長度。根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu) 設(shè)計規(guī)

5、范g b50010-xx（以下簡稱結(jié)構(gòu)規(guī)范）第條規(guī)定: 一般多層房屋中梁柱為剛接的框架結(jié)構(gòu)，底層柱的計算長 度取基礎(chǔ)頂面到一層樓蓋頂面的高度h:裝配式框架取?；A(chǔ)埋深較大時為了增加房屋底部的整體性，減小位移有時在）附近設(shè)置基礎(chǔ)連系梁。將基礎(chǔ)連系梁以下的部 分看作底層，往的h值取基礎(chǔ)頂面至連系梁頂面的高度， 而把實際建筑的底層作為第二層考慮，層高h(yuǎn)取連系梁頂層 至一層樓面高度。帶地下室的多層框架房屋對于帶地下室的多層框架結(jié)構(gòu)，合理確定上部結(jié)構(gòu)的嵌固位置是一個關(guān)鍵問題。結(jié)構(gòu) 規(guī)范和建筑抗震設(shè)計規(guī)范gb50011-xx （以下簡稱抗 震規(guī)范），都沒有明確地提出具體位置，需要具體問題具 體分析。對于能

6、夠滿足抗震規(guī)范第條規(guī)定的地下室結(jié) 構(gòu)或采用箱型基礎(chǔ)時，可將地下室頂作為框架上部結(jié)構(gòu)的 嵌固位置，在利用pkpm軟件進(jìn)行設(shè)計時，樓層總數(shù)僅輸入 地下室以上的實際層數(shù)，底層的層高h(yuǎn)取實際層高。這樣 計算出的地震作用與實際情況較為接近。對于不能滿足 抗震規(guī)范第條規(guī)定的地下室結(jié)構(gòu)或者采用筏板式基礎(chǔ)時, 嵌固位置最好取在基礎(chǔ)頂面。此時，利用電算進(jìn)行樓層組合時，總層數(shù)應(yīng)為實際的樓層數(shù)加上地下室的層數(shù)?；A(chǔ)寬度和面積的計算在計算基礎(chǔ)寬度或面積時，往往由于力學(xué)模型不明確或考慮問題不周詳，導(dǎo)致基礎(chǔ)寬度 或面積不足。如墻體上作用有較大集中力的情況，當(dāng)墻體 上有較大的集中力作用時，通過墻體和基礎(chǔ)可將集中力向 地基擴(kuò)

7、散，但這種擴(kuò)散是有一定范圍的，且基底土反力并 不均勻分布。若設(shè)計時用該集中力除以墻段長度得到的平 均線荷來確定基礎(chǔ)寬度，則導(dǎo)致局部基礎(chǔ)寬度不足。因 此，必須加大基礎(chǔ)寬度以滿足地基承載力的要求。通常采 用局部調(diào)整系數(shù)調(diào)整基礎(chǔ)寬度的方法解決此類問題。鋼筋混凝土保護(hù)層厚度的取值混凝土保護(hù)層的作用是 保護(hù)鋼筋不發(fā)生銹蝕，并保證鋼筋的粘結(jié)錨固性能，直接 影響構(gòu)件的耐久性和鋼筋的受力性能，但由于設(shè)計人員的 不重視，常會出現(xiàn)問題:梁或柱中，只注意到主筋的保護(hù)層厚度，而忽略了箍 筋的保護(hù)層厚度，造成箍筋外露或保護(hù)層厚度不足；主梁與次梁交叉處、主梁、次梁和板的鋼筋關(guān)系處理 不明確，造成板負(fù)筋保護(hù)層厚度不足或構(gòu)件

8、有效截面高度 損失，直接影響到構(gòu)件的安全性；地上部分與地下部分的柱子因所處的環(huán)境條件不同， 根據(jù)規(guī)范要求，應(yīng)采取不同的保護(hù)層厚度。因此，設(shè)計時應(yīng)注意：正確處理構(gòu)件內(nèi)各類鋼筋的相互關(guān)系，按鋼筋的正確 位置確定構(gòu)件內(nèi)鋼筋的保護(hù)層厚度及構(gòu)件有效截面高度， 并進(jìn)行構(gòu)件的截面設(shè)計。首先根據(jù)規(guī)范要求確定梁柱內(nèi)箍 筋的保護(hù)層厚度，即確定箍筋的正確位置，主筋的保護(hù)層 厚度可采用a+dl （a為箍筋保護(hù)層最小厚度，d:為箍筋直 徑），并大于規(guī)范規(guī)定的最小厚度，以此確定主筋的正確位 置；根據(jù)各種鋼筋的正確位置，確定相關(guān)構(gòu)件的有效截面 高度并進(jìn)行配筋計算，在施工圖中標(biāo)出相關(guān)構(gòu)件中鋼筋的 位置。正確區(qū)分同一構(gòu)件所處的環(huán)境條件，區(qū)別對待不同環(huán) 境下的混凝土保護(hù)層厚度。地下部分的柱子可將其斷面加 大，滿足其保護(hù)層厚度的要求，同時保證柱子鋼筋上下位 置的一致性，滿足鋼筋受力