民用建筑多层框架结构设计基本原则与要点探析

民用建筑多层框架结构设计基本原则与要点探析

长春工程学院设计研究院130012

摘要:随着社会经济的发展,我国的民用建筑越来越多,多层框架结构,设计、施工相对灵活,在民用房屋建设中得到广泛应用。本文将针对多层框架结构进行细致分析,通过其结构设计的基本原则,针对性的对民用建筑的多层框架结构设计要点进行分析,为相关同行提供参考。

关键词:民用建筑;多层框架;结构设计

引言

在框架结构的使用过程中,多起到一定的承重作用,在竖向荷载方面和水平荷载方面是其研究的重点,框架结构在其分类方面,根据其层数可分为多层框架结构和单层框架结构。根据其对称性可分为对程结构和不对称结构。按照使用材料的不同又被分为钢筋结构、混凝土结构、钢筋混凝土混合结构、胶合木结构等。其中,最为常见的是混凝土结构框架,在其设计中需要考虑预应力的施加。

1多层框架结构设计的基本原则

(1)类型必须保持一致。构建一个合理的民用建筑多层框架结构,其核心关键在于保障框架结构类型为同一类型,如果使用不同的框架结构,由于其本身较为柔性的特性,很难和较刚硬的砖混结构融合,导致建筑物整体结构不协调,不统一,带来不可预估的安全隐患。(2)合理安排框架梁设计。民用建筑中,框架梁十分重要,进行框架设计时,一定要考虑悬臂梁梁端的变形情况,合理处理梁、柱之间的节点关系,剔除潜在的安全风险。综上,民用建筑多层框架结构设计时,必须充分论证各种设计可能对建筑产生的影响,采用科学的计算方法,启用专业的设计人员。

2民用建筑多层框架结构设计的基本要点

2.1多层框架设计中的地基设计要点

地基设计是多层框架建筑设计的基础,有着非常重要的地位。从整体来说,其设计需要注意四个方面的内容。第一,在进行建筑总体设计之前,要对地质勘测报告进行仔细的研究,充分掌握勘测结论,论证相关计算数据的准确性,根据掌握的资料来分析建筑物所处的地质条件。第二,根据目前我国多层框架的设计现状来看,大多数的框架设计是条形基础或者独立基础,在这样的情况下,进行地面的基础截面设计要充分考虑地基变形状况以及其承载力从而确定基底的尺寸。第三,地基上的浅基础设计除了要充分考虑承载力以及变形需求外,还要尽量兼顾经济性原则,做好成本控制工作。在此基础上根据地基上部的结构来选取持力层建设,而后综合考虑各方面条件,科学地、合理地分析建筑物的种类、外形、实用性以及稳定性,此外,还需引起大家尤其重视的是地下水对于建筑物的影响。第四,地基的设计除了考虑技术层面外,还要结合以往的施工经验,要将建筑物所处的水文地质条件与相关地质报告综合考虑,进而选取符合实际情况的地基处理办法。

2.2建筑风荷载作用与抗震荷载设计问题

在建筑物对强风和地震的抵御能力设计中,要在多层框架的基础上进行设计。对于工业与民用建筑物,尤其是房屋的抗震设计中,至少要能够抵抗8.0级的地震,因此,对其的框架设计要进行严格的抗震承载能力计算与验证,但如果房屋的多层框架结构是钢筋混凝土结构,而且满足上述条件,房屋结构与上述结构相类似,那么其设计就不需要进行严格的抗震承载验算,但是需要在这一基础上,添加对强风的抵抗能力设计计算。风力的荷载设计师在工业民用建筑的设计中很容易忽视的一部分。如果不注意风力的荷载设计,必将成为危害建筑物安全的注重因素,因此,在对工业和民用建筑的框架设计中,风力荷载和地震荷载的设计都是其中的重要部分。

2.3配筋结构设计的相关要点分析

(1)框架外的挑梁配筋设计分析。在实际施工过程中,建筑物的施工受到很大的外界因素干扰,挑梁设计就是其中之一。在挑梁设计中,建筑占地面积因素和建筑物使用功能会对其设计造成很大的影响,所以在设计中往往把挑梁设计在框架的梁端,但是这样的设计存在着很大的弊端,由于框架梁断面和外挑梁断面在客观上存在着差异,所以一些设计人员就会把框架梁的主筋延伸至外挑梁上,而这样设计就会严重地影响建筑质量。所以在计算分析时,工作人员必须认真分析框架外挑梁的负重情况,恰当配置配筋,从而提高承载力,保证工程质量。(2)框架柱的配筋设计注意事项。在一般的建筑物设计中,框架柱的配筋配备相对较低。框架柱配筋设计应当充分考虑到地震因素。在地震发生时,框架柱遭受的扭转剪力很大,同时也遭受着双向偏心压力,所以地震条件下很容易摧毁内柱,所以在框架柱的配筋设计时,必须综合考虑各个方面的受力情况。需要工作人员特别注意的有三点,第一点,如果建筑物所处的地基土质不坚硬,这时可以考虑加大框架柱的配筋;第二点,在设计时要提升箍筋对混凝土的制约能力,所以建议设计人员将框架柱箍筋方式设计为井字形或者菱形。第三点,由于地震发生时会对框架柱的配筋造成多个方面的冲击,因此针对角柱、边柱等区域必须保证纵筋截面的总面积超过计算值的25%左右,从而确保建筑物的质量。

2.4调整好框架梁裂缝宽度以及斜截面配筋

框梁的裂缝宽度大小会影响到民用建筑本身的稳定性和安全性,实际人员需要着重关注这一数值。一般情况下,受力筋的直径大小以及纵筋配筋率是导致框梁的裂缝宽度大小的关键指标。可以通过提升梁的配筋或者横截面大小等数据,来控制框梁的裂缝宽度大小。同时应满足抗震时强柱弱梁的要求。另外,如果使用电脑构建多层框架结构的模型,需要将恒活载数值分开输入,这样可以更加便于计算裂缝宽度。同时,为了保障电脑计算结果的准确性,可以采用以下两种方法:a.先对梁端固端负弯矩进行处理,主要采用调幅的方式,然后针对力矩,进行合理计算,合理分配。b.首先进行力矩分配,确定了基础数据后,然后计算梁端弯矩,最后对比结果和调幅的系数,将两者相乘。

2.5设计好基础联系梁

由于部分建筑项目的基础埋设相对较深,就此可通过基础联系梁的使用,达到缩短底层柱结构计算长度的目的。因为大部分建筑均存在有抗震设计要求,就此需要基于两个主轴的方向开展基础联系梁的设计作业,与此同时还应当使基础联系梁结构的配筋符合梁的受力要求。通常基础联系梁结构所具有的标高需要与基础顶端标高相同,若是建筑结构属于独立扩展基础形式,则需要通过混凝土材料密封好独立基础以及基础联系梁结构之间所具有的缝隙,并做好基础联系梁结构的浇筑施工。在对基础联系梁结构展开设计时,可以通过基础联系梁结构的运用,使得柱底弯矩达到平衡,就此设计人员应基于框架梁设计来确定基础联系梁结构的配筋与其截面尺寸,并确保于框架柱中,基础联系梁结构纵筋的加密程度以及锚固程度。

2.6结构设计工作中态度问题

由于如今的建筑设计工作时间压力较大,工作量较多,但甲方给的时间并不多,乙方在过分追求速度的前提下,会使结构设计的部分十分随意或者敷衍了事,使得结构设计的内容十分不如人意。另外,由于设计工作并没有十分明确的设计标准,对于结构的设计人员素质参差不齐,使得结构设计的内容质量得不到一定的保障。结构设计够的建筑物逼近要具有一定的美观性,还应具备一定的商业价值和使用价值。设计人员对结构的设计关系到建筑物的质量与人民的生命财产安全,因此,框架结构的设计必须要小心谨慎。

结语

综上所述,在进行民用建筑多层框架结构设计时,必须遵守各种设计规范,正确的解决遇到的设计问题,并做好问题记录和经验分享工作,为我国的建筑设计工作提供参考借鉴,帮助相同的工作者共同进步,全面提升民用建筑结构的设计水平。

参考文献

[1]陈琼虹.民用建筑多层框架结构设计[J].科技与生活,2012(12):122.

[2]姜岳.浅析民用建筑多层框架结构设计[J].居业,2016(10):69-70.

[3]建筑抗震设计规范GB50011-2010(2016年版).

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