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多層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計范文1
關(guān)鍵詞:多層建筑;結(jié)構(gòu);設(shè)計;框架結(jié)構(gòu);問題
一、前言
多層建筑的設(shè)計相比較于單層建筑的設(shè)計,其設(shè)計的難度更大,特別是其中的框架結(jié)構(gòu)設(shè)計更是一個難點和重點。所以,必須嚴格控制框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程,提高框架結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量。
二、框架結(jié)構(gòu)設(shè)計原則
1.剛?cè)嵯酀?/p>
建筑物框架結(jié)構(gòu)不宜太柔,太柔的結(jié)構(gòu)由于變形能力強,可以很好的抵御和削減外力,但是如果外力持續(xù)襲來,則會導(dǎo)致變形過大而使全體傾覆;也不宜太剛,太剛會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)變形能力差,如果承受瞬間巨大破壞力,容易使局部受損進而導(dǎo)致全部毀壞。
2.層層設(shè)防
結(jié)構(gòu)安全體系需要層層設(shè)防,當強大的外力襲來,所有抵抗外力的結(jié)構(gòu)通力合作抵御外力。如果把抵御外力的任務(wù)寄托在一個結(jié)構(gòu)上,是非常危險的。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。
3.抓大放小
絕對安全的結(jié)構(gòu)是沒有的。各個構(gòu)件擔任的角色不盡相同,按照其重要性也就有輕重之分,他們共同構(gòu)成協(xié)調(diào)統(tǒng)一的整體。一旦巨大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。例如,在鋼框架結(jié)構(gòu)中,柱承擔的責任比梁大,柱不能先倒。為了保證柱是在最后失效,我們故意把梁設(shè)計成相對薄弱的環(huán)節(jié),使其破壞在先,以最大限度減少可能出現(xiàn)的損失。
三、多層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的框架結(jié)構(gòu)問題
1.在框架結(jié)構(gòu)設(shè)計中,忽視縱向框架設(shè)計。根據(jù)建筑抗震設(shè)計要求,水平的地震作用應(yīng)該按照兩個主軸方向的抗側(cè)力構(gòu)件來承擔。但是在一些結(jié)構(gòu)設(shè)計中設(shè)計人員只對縱向普通的連續(xù)梁進行設(shè)計,導(dǎo)致框架中的縱筋配置和梁柱的節(jié)點無法滿足框架抗震的構(gòu)架要求。因此常出現(xiàn)梁的支座負筋,跨中縱筋配筋配置不足的現(xiàn)象。也就是說,在進行框架結(jié)構(gòu)設(shè)計時,設(shè)計者要將縱向框架與橫向框架放于同等重要的位置。
2.設(shè)計時因為對板受力狀態(tài)認識不全面,或者為了計算方便,簡單的將雙向板按照單向板來進行計算,使得計算假定與實際受力情況不符,從而導(dǎo)致了長方向上配筋過大,短方向上僅按構(gòu)造配筋,造成了配筋嚴重不足,導(dǎo)致了板出現(xiàn)裂縫。
3.施工圖達不到規(guī)定要求
一些設(shè)計人員制作施工圖時,制作圖紙“偷工減料”設(shè)計粗糙簡單,漏缺施工圖中應(yīng)有的大樣圖、系統(tǒng)圖等相關(guān)剖視圖;施工圖設(shè)計表述不全面,細節(jié)大樣不詳細,不能完全反應(yīng)工程的全貌;還有一些重要的設(shè)計依據(jù)、設(shè)計參數(shù)、安全等級、工程類別、耐火等級以及防火校方處理等在設(shè)計施工圖總說明中沒有交代清楚或沒有標明。
4.結(jié)構(gòu)設(shè)計工作中態(tài)度問題
在現(xiàn)階段由于各級單位設(shè)計工作量較大,任務(wù)比較繁重,加上甲方要求比較急等等方面的原因,使得建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計往往變成了速成品。另外,設(shè)計人員的業(yè)務(wù)設(shè)計水品也是參差不齊,致使建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量不可避免的出現(xiàn)了這樣那樣的問題。建筑物既要實現(xiàn)其本身的使用價值、商業(yè)價值,還有實現(xiàn)其重要的社會功能。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計本身就是一項關(guān)乎人民財產(chǎn)安全的大事,與建設(shè)單位投資大小以及經(jīng)濟效益息息相關(guān)。因此,進行建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的設(shè)計人員必須要有強大的責任感,應(yīng)該在設(shè)計工作中精心設(shè)計,認真負責。不光是為了工作,為了企業(yè),更是為了大家,為了自己。另外,還要求建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員擁有扎實的理論知識功底和靈活創(chuàng)新的思維,加強對房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中常見問題的探索與研究,不斷提高自己的結(jié)構(gòu)設(shè)計水平,從而設(shè)計出更高水準、更經(jīng)濟、更合理的建筑結(jié)構(gòu)形式。
四、多層建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計要點
多層建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中要特別注重對基礎(chǔ)、柱、梁、板等部分的設(shè)計。
1、基礎(chǔ)部分的設(shè)計要點
柱下擴展基礎(chǔ)寬度較寬或地基不均勻及地基較軟時,宜采用柱下條基,并應(yīng)考慮節(jié)點處基礎(chǔ)底面積雙向重復(fù)使用的不利因素,適當加寬基礎(chǔ)。建筑地段較好,基礎(chǔ)埋深大于3m時,結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)建議甲方做地下室。當?shù)鼗休d力滿足設(shè)計要求時,地下室底板可不再外伸以利于防水。每隔30~40m設(shè)一后澆帶,兩個月后再用微膨脹混凝土澆注。設(shè)置地下室可降低地基的附加應(yīng)力,提高地基的承載力,減少地震作用對上部結(jié)構(gòu)的影響。在設(shè)計過程中不應(yīng)設(shè)局部地下室,且地下室應(yīng)有相同的埋深。抗震縫、伸縮縫在地面以下可不設(shè),連接處應(yīng)加強,但沉降縫兩側(cè)墻體基礎(chǔ)一定要分開。新建建筑物基礎(chǔ)不宜深于周嗣已有基礎(chǔ),如深于原有基礎(chǔ),其基礎(chǔ)間的凈距應(yīng)不少于基礎(chǔ)高差的2倍,否則應(yīng)打抗滑移樁,防止原有建筑的破壞。
2、短柱部分設(shè)計要點
在框架結(jié)構(gòu)中,如果柱凈高與柱截面高度小于等于4或剪跨比小于等于2,那么該柱為短柱。短柱在地震作用下,容易發(fā)生脆性破壞。因為短柱的受剪承載力及變形能力不足,會引起建筑物的嚴重破壞,設(shè)計上應(yīng)盡可能避免。短柱的形成主要有兩種原因:一是由于樓梯間半休息平臺或結(jié)構(gòu)局部錯層造成兩個框架梁之間的框架柱凈高較小引起的;二是填充墻設(shè)置不當,造成某層的框架柱兩側(cè)一部分無填充墻,一部分有填充墻,無填充墻的柱凈高與柱截面之比往往小于等于4,形成短柱。處理短柱主要是增加柱的抗剪承載力及改善其變形能力,一般采用復(fù)合箍筋,箍筋沿全高加密;保證短柱的縱向鋼筋對稱布置.且每側(cè)的縱向鋼筋配筋率不宜大于1.2%的方式處理,也可以采用外包鋼板、配x形鋼筋等方式處理。
3、梁部分的設(shè)計要點
梁上有次梁處應(yīng)附加箍筋和吊筋,采用附加箍筋。附加筋一般要有,但不應(yīng)絕對。當主次梁截面相差不大,次梁荷載較大時,應(yīng)加附加筋。當主梁高度很高,次梁截面很小、荷載很小時,如快接近板上附加暗梁,主梁可不加附加筋。當主次梁截面均很大,工藝要求形成的主次深梁,而荷載相對不大,主梁也可不加附加筋。當外部梁跨度相差不大時,梁高宜等高,尤其是外部的框架梁。當梁底距外窗頂尺寸較小時,宜加大梁高做至窗頂。外部框架梁盡量做成外皮與柱外皮平齊。梁也可偏出柱邊一較小尺寸。梁與柱的偏心可大于1/4柱寬,并宜小于1/3柱寬。
4、板部分的設(shè)計要點
板的鋼筋宜采用大直徑大間距,但間距不大于200,間距盡量用200。板上下鋼筋間距宜相等,直徑可不同,但鋼筋直徑類型也不宜過多。相連幾個房間的同型號同間距板底鋼筋宜連通。配筋計算時,可考慮塑性內(nèi)力重分布,將板上筋乘以0.8~0.9的折減系數(shù),將板下筋乘以1.1~1.2的放大系數(shù)。支承在外圈框架梁上的板負筋不宜過大,否則將對梁產(chǎn)生過大的附加扭距。一般:板厚>150時采用準10@200;否則用準8@200。當厚板與薄板相接時,薄板支座按固定端考慮是適當?shù)模癜寰筒缓线m,宜減小厚板支座配筋,增大跨中配筋。非矩形板宜減小支座配筋,增大跨中配筋。室內(nèi)輕隔墻下一般不應(yīng)加粗鋼筋:
(一)輕隔墻有可能移位;
(二)板整體受力,應(yīng)整體提高板的配筋。
五、結(jié)束語
綜上所述,在多層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中,要重視框架結(jié)構(gòu)設(shè)計的重點問題,及時收集設(shè)計過程中可能會出現(xiàn)的問題,在設(shè)計過程中,將這些易出現(xiàn)問題的環(huán)節(jié)作為設(shè)計的重點,從而盡可能的降低設(shè)計中問題的出現(xiàn),提高多層建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計的科學性和合理性,提高建筑物竣工后的使用效果。
參考文獻:
多層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計范文2
【關(guān)鍵詞】多層建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計;措施
引言:
從宏觀上來看,多層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作直接關(guān)系到多層建筑工程的安全性、美觀性以及經(jīng)濟性,所以,多層建筑工程的安全性、美觀性以及經(jīng)濟型也是多層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中需要做出重點考慮的問題,而實現(xiàn)多層建筑工程安全性、美觀性以及經(jīng)濟性的統(tǒng)一則應(yīng)當是多層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作中所應(yīng)追求的重要目標。
一、建筑高度與安全性的統(tǒng)一問題
多層建筑是我國當前主要的建筑形式之一,多層建筑指的是高度大于十米,小于二十四米的建筑,一般層高為三至七層。考慮到建筑的安全性和抗震性,多層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中應(yīng)當根據(jù)工程實際情況如地質(zhì)情況、地震頻率情況、地震震級情況等對多層建筑的高度進行合理的確定,而確保這種合理性的依據(jù)則是與多層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作相關(guān)的各類設(shè)計標準與設(shè)計規(guī)范。隨著社會的進步和發(fā)展,多層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計相關(guān)的規(guī)范和標準也在不斷地豐富和完善,但是在實際工作中,一些建筑設(shè)計師或者是建造者很容易忽略這個問題,這導(dǎo)致了他們設(shè)計的多層建筑結(jié)構(gòu)方案很難通過專業(yè)測評人員的評審,這種客觀存在的現(xiàn)象不僅會對多層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的質(zhì)量產(chǎn)生很大程度的負面影響,同時會對多層建筑設(shè)計完成之后的施工埋下安全隱患。
目前,多層建筑最突出的一個特點是相比較高層建筑而言較低,但是相比較底層建筑而言卻具有著一定的高度,所以高度問題必須在結(jié)構(gòu)設(shè)計中當做被考慮的重要因素,隨著層數(shù)的增多和高度的增加,一些受力和抗震方面的問題也隨之而來,我們可以采取以下的解決策略:第一,嚴格規(guī)定建筑物的高度設(shè)計,使其高度和抗震強度都能夠達到一定的標準。同時,對多層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范與標準不斷地進行細化和分類,針對多層建筑建造環(huán)境的差異要對多層建筑高度的要求作出具體分析。另外還可以采取一些輔助措施,解決建筑物高度與抗震程度之間的矛盾,例如:可以規(guī)定對建筑物的地基進行特殊處理,對建筑其中的鋼筋混凝土進行特殊設(shè)計等等;第二,需要對多層建筑物的高度問題進行重視,隨著建筑物高度的增加,許多問題都會隨之而來,如果不加以重視,很可能使得多層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案無法通過評審,最后延誤建筑施工的工期,對企業(yè)和國家造成一定的損失。我們可以整理關(guān)于多層建筑的常見問題及解決措施,同時可以參考國外建筑的一些成功案例,從而在技術(shù)上不斷進行突破。
二、美觀性與安全性的統(tǒng)一問題
對于多層建筑來說,設(shè)計師發(fā)揮想象和設(shè)計的空間就很大,可以采取獨特的建筑設(shè)計風格,將建筑物設(shè)計成具有一定規(guī)則的事物,使得建筑物在實用性的基礎(chǔ)上,也具有一定的美觀性;但是,具有特殊規(guī)則的建筑物會不同程度的表現(xiàn)出一些受力性能方面的不足,這也是成為制約多層建筑進一步發(fā)展的重要問題。在一定程度上講,建筑物的美觀性與其安全性存在一定的對立性,如果在建筑設(shè)計過程中忽視這一方面的問題,有可能在真正的施工過程中達不到預(yù)期的安全性能目標,多層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案可能需要重新制作并對企業(yè)造成嚴重的損失。
建筑行業(yè)是關(guān)系到國家和人民生命財產(chǎn)安全的重要行業(yè),因此多層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的安全性極為重要,這一點應(yīng)該受到建筑設(shè)計者和管理人員的重視。從優(yōu)先級方面來看,在多層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中,多層建筑的安全性能要高于多層建筑結(jié)構(gòu)的美觀性,為了盡可能的在多層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中實現(xiàn)美觀性與安全性的平衡,有必要提高多層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作人員對設(shè)計安全性的重視程度,并通過提高多層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員的專業(yè)素質(zhì)來確保多層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案在確保安全性的基礎(chǔ)上最大化的提高多層建筑的美觀性。在多層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員意識以及技能的提高方面有必要做到以下幾點:第一,提高多層建筑設(shè)計人員的相關(guān)素質(zhì),對于建筑行業(yè)來講其設(shè)計行為關(guān)乎著國家和人民的生命財產(chǎn)安全,因此相關(guān)設(shè)計人員的素質(zhì)必須要得以提高,這些設(shè)計人員不僅僅需要具備一定的專業(yè)基礎(chǔ)知識,而且對于一些多層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中容易出現(xiàn)的問題也有一定的了解,從而在真正的設(shè)計過程中避免問題的出現(xiàn),設(shè)計出更具有實用性、安全性和美觀性的建筑;第二,需要具有專業(yè)知識的檢測人員對多層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計成果進行驗收,在驗收過程中可以憑借驗收人員的專業(yè)素質(zhì)和相關(guān)經(jīng)驗,及時發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計方案中的相關(guān)問題,避免出現(xiàn)一些重大的安全事故。
三、經(jīng)濟性與安全性的統(tǒng)一問題
對于多層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計來講,確保多層建筑結(jié)構(gòu)經(jīng)濟性和安全性的統(tǒng)一是需要關(guān)注的重要問題。由于我國的自然資源有限,因此在社會發(fā)展過程中,有必要要求多層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計同時遵循經(jīng)濟性與安全性兩項原則。但是在當前的多層建筑設(shè)計行業(yè)中,認為安全性是設(shè)計單位以及設(shè)計人員需要考慮的內(nèi)容,而經(jīng)濟性則是工程業(yè)主以及施工方需要考慮的內(nèi)容這一片面觀點客觀存在。事實上,通過對多層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的優(yōu)化,可以很好的實現(xiàn)多層建筑經(jīng)濟型與安全性的統(tǒng)一,在此過程中,先進設(shè)計技術(shù)、施工技術(shù)的應(yīng)用以及設(shè)計單位與施工單位之間溝通機制的建立是十分有效的手段。
對于任何的理論或者是設(shè)計方案來講,對他們進行實踐是最好的檢驗方式,對于多層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計來講,采用該設(shè)計方案并將這種設(shè)計方案投入到施工現(xiàn)場中也是對其進行直接驗證的有效方式方式,所以我們需要在建筑設(shè)計過程與施工工程之間建立良好的互動平臺,使二者能夠通過溝通與交流來讓多層建筑設(shè)計方案在滿足安全性要求的基礎(chǔ)上降低工程造價以符合經(jīng)濟性原則,從而更好地促進多層建筑設(shè)計方案的優(yōu)化。為此我們需要做到以下幾點:第一,建筑設(shè)計的過程中要充分考慮到各種現(xiàn)場因素,這需要對施工現(xiàn)場的周圍環(huán)境進行一定的考察,充分了解建筑的地質(zhì)結(jié)構(gòu)、建筑物的需求之后,根據(jù)不同的施工位置進行建筑設(shè)計,在設(shè)計過程中需要充分考慮到周圍的環(huán)境和建筑物的影響因素;第二,施工單位則需要重點從多層建筑結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟型與安全性兩個方面對多層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案進行審視,對于一些發(fā)現(xiàn)的問題要進行詳細的記錄,然后及時反饋給建筑的設(shè)計人員,從而讓多層建筑設(shè)計工作者能夠有針對性的對設(shè)計方案作出優(yōu)化并在以后的設(shè)計中避免出現(xiàn)類似的問題。這個發(fā)現(xiàn)問題、反饋問題以及解決問題的過程能夠有效促進多層建筑設(shè)計工作人員推動多層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計行業(yè)的不斷發(fā)展,并為建筑行業(yè)設(shè)計出更加出色的建筑物。
四、結(jié)束語
綜上所述,在多層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中,應(yīng)當重視多層建筑工程的安全性、美觀性、經(jīng)濟性,并通過在多層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中通過遵守規(guī)范標準、強化安全意識、提高專業(yè)能力、構(gòu)建設(shè)計單位與施工單位溝通機制等對策來實現(xiàn)三者的統(tǒng)一。
參考文獻:
[1]歐澤霖.淺談多層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的幾個問題[J].科技信息,2009(23).
多層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計范文3
關(guān)鍵詞:多層建筑;鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計;相關(guān)問題
當前,隨著建筑高度的不斷增加,城市以及農(nóng)村部分地區(qū)出現(xiàn)了越來越多的高層建筑,而且建筑的類型更加復(fù)雜,結(jié)構(gòu)體系也更加多樣化,所以,多層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計成為工程師設(shè)計的難點以及重點。在多層建筑中,鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的使用非常廣泛,但是其中存在較多的問題,只有正視這些問題,改善不足之處,才能增加建筑的安全和質(zhì)量。
1 獨立基礎(chǔ)載荷取值不當以及框架計算簡圖不合理的問題
首先,當建筑在六層以下時,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的房屋一般都采用柱下獨立基礎(chǔ)。依據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》中的規(guī)定,如果地基受力層中沒有軟弱粘性土層,而且房屋建筑在8層以下,高度不超過25m時,一般的民用框架房屋以及基礎(chǔ)負荷相當?shù)亩鄬涌蚣芙ㄖ梢圆贿M行天然地基以及基礎(chǔ)抗震承載力驗算,但是風載荷的影響必須在基礎(chǔ)設(shè)計中充分考慮。所以,在多層鋼筋混凝土建筑的整體計算分析中,應(yīng)當輸入風載荷,不能因為是一般的建筑而忽略了風載荷的輸入。另外,在對獨立基礎(chǔ)進行設(shè)計時,作用在基礎(chǔ)頂面上的外荷載通常只考慮了彎矩設(shè)計值以及軸力設(shè)計值,沒有考慮剪力設(shè)計值,有時甚至只考慮了軸力設(shè)計值。這兩種情況都會造成基礎(chǔ)設(shè)計尺寸過小,配筋過少,對基礎(chǔ)本身以及上部結(jié)構(gòu)的安全造成影響。其次,當多層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的房屋建筑無地下室時,其獨立基礎(chǔ)埋設(shè)深度較大,在地下0.05m處設(shè)有基礎(chǔ)拉梁時,基礎(chǔ)拉梁則應(yīng)當按照層1輸入。我們以某單位宿舍樓建筑為例進行說明,該項目建筑為3層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),建筑類型為丙類,建筑場地為Ⅱ類;建筑單層高度為3.3m,基礎(chǔ)埋深為4m,基礎(chǔ)高度為0.8m,建筑內(nèi)外高度差為0.45m。依據(jù)相關(guān)規(guī)定,該工程項目在8度抗震地區(qū),建筑框架結(jié)構(gòu)的抗震等級為二級。在設(shè)計時,設(shè)計師在計算式按照3層框架房進行,首層高度取值3.35m,也就是假設(shè)房屋嵌固在位于地下0.05m處的基礎(chǔ)拉梁頂面上。按照構(gòu)造對基礎(chǔ)拉梁斷面以及配筋進行設(shè)計,基礎(chǔ)在根據(jù)中心受壓進行計算。這種計算簡圖是非常常見的,其中也存在一定的問題。首先,拉梁按照構(gòu)造進行設(shè)計,其無法與柱腳彎矩進行平衡。其次,依據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》中的有關(guān)要求和規(guī)定,框架結(jié)構(gòu)底柱高度應(yīng)當是基礎(chǔ)頂面與首層樓頂面之間的高度,所以本案例中的框架結(jié)構(gòu)應(yīng)當按照4層進行計算分析,基礎(chǔ)拉梁按照層1輸入,如果有載荷作用于拉梁,則應(yīng)當在計算時考慮該載荷。這樣計算出的首層高度應(yīng)當為3.15m,第二層高度應(yīng)當為3.35m,第三層以及第四層的高度均為3.3m。按照《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》中的相關(guān)規(guī)定,計算框架柱底層柱腳彎矩設(shè)計值時,必須與增大系數(shù)1.25相乘。在設(shè)拉梁層時,通常會由基礎(chǔ)拉梁頂面處的截面或者基礎(chǔ)頂面出的截面控制底層柱的配筋,所以必須明確究竟是哪種控制方式。
2 基礎(chǔ)拉梁層設(shè)計模型脫離實際,基礎(chǔ)拉梁設(shè)計不當?shù)膯栴}分析
采用SATWE或者TAT等程序?qū)蚣苷w進行計算式,基礎(chǔ)拉梁層無樓板,則應(yīng)當將樓板厚度取值為零,同時要定義彈性節(jié)點,在分析計算時要采用總剛分析的方法。但是在實際操作中,雖然已經(jīng)定義彈性節(jié)點,樓板厚度取值為零,但是沒有采用總剛分析計算,程序則會默認按照剛性樓面進行計算,出現(xiàn)與實際不符合的情況。所以在選擇設(shè)計模型時,必須注意這一問題。一般情況下,由于多層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)埋深值較大,可以采用在±0.000以下合適位置增設(shè)基礎(chǔ)拉梁,進而減小底層的位移以及底層柱的計算長度,但是在設(shè)置基礎(chǔ)拉梁時,應(yīng)當按照框架梁來設(shè)計,不能按照構(gòu)造要求,同時還要設(shè)置箍筋加密區(qū)。針對抗震問題,應(yīng)當采取短柱基礎(chǔ)方案。通常情況下,當獨立基礎(chǔ)埋設(shè)較深但是采用短柱基礎(chǔ),或者埋設(shè)不深時,因為柱子荷載差別較大或者地基不良,應(yīng)當根據(jù)要求,沿兩個主軸方向設(shè)置構(gòu)造基礎(chǔ)拉梁。基礎(chǔ)拉梁截面寬度以及高度的取值范圍分別為柱中心距的1/20-1/30,1/12-1/18。基礎(chǔ)拉梁的截面可以在該范圍內(nèi)取最小值。對于縱向受力鋼筋,其取值大小為所連柱子軸力設(shè)計值最大值的1/10,當作壓力或者拉力進行計算。在構(gòu)造配筋時,在符合最小配筋率的要求下,還必須滿足上下不小于一定的數(shù)值范圍。當框架底層高度不大或者基礎(chǔ)面深較小時,為了與柱底彎矩進行平衡,可以采取將基礎(chǔ)拉梁設(shè)計得比較強大的方法。此時,拉梁正彎矩鋼筋必須全跨拉筒,負彎矩鋼筋則有一半以上拉通。
3 多層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中樓梯以及電梯的小井筒的設(shè)計問題
對于多層框架結(jié)構(gòu)建筑而言,應(yīng)當不設(shè)置鋼筋混凝土樓梯以及電梯小井筒,一方面是由于井筒下的基礎(chǔ)設(shè)計相對復(fù)雜,另一方面是由于鋼筋混凝土井筒會將框架結(jié)構(gòu)所承擔的地震剪力吸收。所以在設(shè)計井筒時,通常采用構(gòu)造柱夾砌體材料作為填充墻,形成隔墻。如果建筑必須采用鋼筋混凝土作為井筒的材料時,則應(yīng)當適當減小墻壁厚度,同時采取開結(jié)構(gòu)洞、開豎縫等措施弱化剛度,為了減小井筒作用,配筋應(yīng)當配置少量單排鋼筋。在進行設(shè)計計算時,除了要根據(jù)框架確定抗震等級計算之外,還必須依據(jù)帶井筒的框架進行復(fù)算。另外,還需要強調(diào)的是,框架結(jié)構(gòu)出屋頂?shù)乃溟g以及樓電梯間等,不能采用砌體墻承重,應(yīng)當采取框架承重的方法,同時考慮到鞭梢效應(yīng),還應(yīng)該乘以增大系數(shù)。在設(shè)計雨棚等構(gòu)件時,不得從填充墻上挑出,應(yīng)當從承重梁上挑出。夾層梁以及樓梯梁不得在填充墻上承重,應(yīng)當承重在柱上。
4 結(jié)構(gòu)計算中部分重要參數(shù)的選取問題
(1)結(jié)構(gòu)抗震等級的確定。在實際中,根據(jù)抗震級別,大部分多層建筑都屬于丙類建筑,比如辦公樓、民用住宅等,可以根據(jù)結(jié)構(gòu)類型、房屋高度以及烈度,按照《建筑抗震設(shè)防分類標準》確定建筑的建筑的抗震等級。對于能源、交通、消防以及醫(yī)療類建筑等公共建筑而言,要參考《建筑抗震設(shè)防分類標準》判斷哪些建筑屬于乙類建筑(甲類建筑本文不討論)。對于乙類建筑,通常情況下,如果抗震設(shè)防烈度為6度到8度時,應(yīng)當采取符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度提高一度要求的有關(guān)措施。
(2)要確定地震力的振型組合數(shù)。如果不考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)計算時,對于多層建筑而言,其地震力的振型組合數(shù)應(yīng)當取3,如果振型數(shù)大于3,也應(yīng)當取3的倍數(shù),但是不能大于層數(shù)。如果建筑層數(shù)在三層之下時,可以用層數(shù)作為振型數(shù)。但是對于結(jié)構(gòu)不規(guī)則的多層建筑,如果考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)時,振型數(shù)取值應(yīng)當不小于9,如果結(jié)構(gòu)剛度突變較大或者結(jié)構(gòu)層數(shù)較多時,振型數(shù)應(yīng)當多取。如果在建筑的頂部存在多塔以及小塔樓時,振型數(shù)則應(yīng)當不小于12,但是不能大于房屋層數(shù)的3倍。
(3)結(jié)構(gòu)周期折減系數(shù)的確定。對于框架結(jié)構(gòu)以及框架抗震墻等結(jié)構(gòu),由于存在填充墻,所以計算剛度要小于實際剛度,而實際周期則小于計算周期,由此造成地震剪力偏小,影響結(jié)構(gòu)的安全。所以必須對結(jié)構(gòu)的計算周期進行折減。當框架結(jié)構(gòu)采用砌體填充墻時,周期折減系數(shù)取值范圍為0.6到0.7,采用輕質(zhì)砌塊或者砌體填充墻較少時,系數(shù)取值范圍為0.7到0.8,如果砌體完全采用輕質(zhì)墻體板材,周期這件系數(shù)可以取值0.9,只有不存在填充墻時,計算周期可以不折減。
總而言之,多層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計是一個復(fù)雜、長期的過程,在此過程中,任何錯誤或者疏忽都會對整個設(shè)計造成影響,產(chǎn)生安全隱患。所以,在結(jié)構(gòu)設(shè)計中,必須對可能存在的問題進行慎重考慮,嚴格遵守一定的要求和規(guī)范,提高設(shè)計的質(zhì)量,保證建筑的安全。
參考文獻
多層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計范文4
【關(guān)鍵詞】多層建筑;輕鋼結(jié)構(gòu);設(shè)計;施工;
一、 輕鋼結(jié)構(gòu)住宅相比于傳統(tǒng)住宅,有其突出的優(yōu)點
1.輕鋼結(jié)構(gòu)配件制作工廠化和機械化程度高,商品 化程度高。
2.現(xiàn)場施工速度快,主要為干作業(yè),有利于文明施工。
3.鋼結(jié)構(gòu)建筑是環(huán)保型的可持續(xù) 發(fā)展產(chǎn)品。
4.自重輕,抗震性能好。
5.綜合經(jīng)濟指標不高于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。
二、結(jié)構(gòu)體系選型
1.冷彎薄壁型鋼體系
構(gòu)件用薄鋼板冷彎成C形、Z形構(gòu)件,可單獨使用,也可組合使用,桿件間連接采用自攻螺釘。這種體系節(jié)點剛性不易保證,抗側(cè)能力較差,一般只用于1~2層住宅或別墅。
2.框架的選擇
現(xiàn)階段,在多層鋼結(jié)構(gòu)房屋建筑中這種體系的應(yīng)用相對較廣,在縱橫向位置都設(shè)置為鋼框架,門窗的設(shè)置有一定的靈活性存在,能夠?qū)^大的開間進行提供,為用戶二次設(shè)計提供便利,與各種生活需求相滿足。鋼框架與樓蓋的組合作用進行考慮,在低多層住宅中應(yīng)用時,通常能與抗側(cè)要求相滿足。由于現(xiàn)階段框架結(jié)構(gòu)大多數(shù)為H型鋼,很難對弱軸方向柱梁連接的剛度進行保障,所以在設(shè)計施工時應(yīng)進行合理操作。
3.框架支撐體系
對于加大風載或地震作用的區(qū)域,為了使體系的抗側(cè)剛度得到提升,對軸交支撐或偏交支撐提升的效果較好,該體系屬于多重抗側(cè)體系,而且可以將梁柱節(jié)點及柱腳節(jié)點設(shè)計成半剛接、膠接形式,存在簡單的施工構(gòu)造,基礎(chǔ)對軸力進行承受,存在較小的提醒,因此被人們所廣泛接受。
4.框架剪力墻體系
在低多層住宅工程中,能夠?qū)鹘y(tǒng)的剪力墻體系進行應(yīng)用,例如鋼板剪力墻、鋼筋混凝土剪力墻。目前正在研發(fā)的一種較為理想的抗側(cè)結(jié)構(gòu)則是空腔結(jié)構(gòu)板,作為一種新型的輕質(zhì)板材,運用黃紙制成的具有眾多等邊空腔結(jié)構(gòu)的板狀基架,通過浸漬逐漸形成。該板材能夠與鋼框架實施可靠連接,從而產(chǎn)生新型剪力墻。
三、多層輕鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計
在多層輕鋼結(jié)構(gòu)房屋的設(shè)計中,主要結(jié)構(gòu)體系一般有四種:冷彎薄壁型鋼體系、框架結(jié)構(gòu)體系,框架支撐體系和框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系。由于框架結(jié)構(gòu)體系可提供較大空間、門窗設(shè)置靈活、受力簡潔易形成縱橫框架,并且框架可與樓蓋組合共同抵抗水平荷載作用,因而,在多層輕鋼結(jié)構(gòu)中得到廣泛應(yīng)用。樓層可采用主次梁體系及壓型鋼板組合樓蓋。在組合樓蓋中,樓板與鋼梁間要設(shè)置抗剪連接件,以提高結(jié)構(gòu)整體剛度和承載能力,抗剪連接件有抗剪栓釘、抗剪槽鋼和抗剪彎筋等,但常用抗剪栓釘,栓釘?shù)拇笮『团渲脭?shù)量應(yīng)根據(jù)規(guī)程計算確定,并要滿足相應(yīng)的構(gòu)造要求;為保證鋼板與混凝土結(jié)合面上能可靠傳遞梁內(nèi)的縱向剪力,對無痕開口式壓型鋼板,根據(jù)計算設(shè)置剪力鋼筋并要滿足相應(yīng)的構(gòu)造要求。
四、設(shè)計及施工中易出現(xiàn)的問題
1.設(shè)計中的問題
多層輕鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用還處在起步階段,相關(guān)技術(shù)規(guī)范、規(guī)程還在完善之中,設(shè)計、構(gòu)造和施工仍存在著有待解決的問題,如多層輕鋼結(jié)構(gòu)承重結(jié)構(gòu)體系、施工和安裝技術(shù)、新型維護結(jié)構(gòu)體系、承重與維護結(jié)構(gòu)的連接方法和相互作用等方面的設(shè)計問題都在研究之中,其中在設(shè)計桿件節(jié)點和組合樓蓋方面的出現(xiàn)的問題較普遍。
(1)支座的計算簡圖。通常對于框架結(jié)構(gòu)的支座設(shè)計應(yīng)為固端連接,在實際工程中,鋼筋混凝土很容易有固端連接出現(xiàn),而對于一般的鋼結(jié)構(gòu)則不太確定,由于腐蝕鋼材的現(xiàn)象無法避免,在地基內(nèi)對鋼柱實施錨入的難度較大,一般采用錨栓將鋼柱與高出地面的混凝土基礎(chǔ)上進行連接,該處理方法很難達到固端連接的作用。由于在施工過程中,錨栓安裝存在誤差、混凝土澆筑及養(yǎng)護不當以及基礎(chǔ)存在的不均勻沉降等都會導(dǎo)致柱基節(jié)點的固結(jié)無法實現(xiàn)。
(2)設(shè)計壓型鋼板和混凝土組合樓蓋。與施工規(guī)程要求相結(jié)合,在組合樓蓋中,在對痕、加勁肋或沖孔的壓型鋼板進行運用時,可無需對剪力連接鋼筋進行設(shè)置,通過這些刻痕,疊合面上的縱向剪力會進行傳遞,但在施工過程中由于鋼板具有不透水性及防腐層,使得接觸面的結(jié)合作用得到大大削弱,而該位置的混凝土由于局部存在的高水灰比會使得強度出現(xiàn)下降。其次,與組合樓板的優(yōu)點之一相結(jié)合,可以在施工中對壓型鋼板進行運用,使其發(fā)揮永久模板的作用。因此,壓型鋼板的運用總是采用模板,達到一材兩用的效果。
2.施工易出現(xiàn)的問題及處理方法
(1)構(gòu)件節(jié)點的施工,包括框架柱、主梁與連續(xù)次梁節(jié)點施工。根據(jù)設(shè)計意圖,這些節(jié)點為剛性連接,如果設(shè)計時選用了焊接與高強螺栓連接的過渡間接連接節(jié)點,焊縫可在工廠進行,工地只進行螺栓連接,連接質(zhì)量得到了保證。多層輕鋼結(jié)構(gòu)跨度不是很大(一般6D9米),出于經(jīng)濟的考慮往往采用直接焊接,即組合工字梁上下翼緣直接焊在H型鋼或組合工字主梁上,腹板采用過渡板配以安裝螺栓孔,由于下料誤差、放線偏差等原因被焊母材間隙過大,冀緣焊縫質(zhì)量很難得到保證,出現(xiàn)堆焊、虛焊、夾渣等焊接缺陷,致使次節(jié)點形不成剛接,嚴重影響結(jié)構(gòu)的安全可靠,為此,要嚴格施工管理,保證各構(gòu)件準確就位
(2)抗剪栓釘?shù)氖┕ぁKㄡ數(shù)氖┕?yīng)按“栓焊施工技術(shù)規(guī)定”來實施,正確選擇焊接電流和焊接時間,調(diào)整栓釘伸出瓷環(huán)長度和栓釘?shù)奶嵘叨鹊龋?jīng)嚴格檢驗后,可保證栓釘?shù)暮附淤|(zhì)量。如果操作上產(chǎn)生偏差一般會出現(xiàn)未焊透壓型鋼板或焊穿壓型鋼板使孔直徑大于擠出的焊腳等焊接問題,這些問題都影響了栓釘、壓型鋼板和鋼梁三者的有效熔合。應(yīng)合理選擇焊接參數(shù),嚴格按操作規(guī)程施工,經(jīng)試驗、檢驗合格后再進行施焊。
一旦這些問題出現(xiàn),應(yīng)運用補救措施進行解決。應(yīng)打掉未焊接的栓釘重新施焊電流,提升焊釘高度,確保施焊面應(yīng)處于光潔平整狀態(tài)。但存在凹坑時,應(yīng)采用手工焊的方式進行填平。應(yīng)在核定的時間對完成施焊,與壓型鋼板焊穿,使得構(gòu)成的孔直徑應(yīng)超過擠出焊腳的焊接問題出現(xiàn),其原因是由于電流過大、焊接時間過長導(dǎo)致在擠壓鋼板的焊釘之前會有較大的熔孔出現(xiàn),一旦有該情況發(fā)生,會影響到組合板端部的錨栓,鋼板的清微滑移會在后期施工及使用中產(chǎn)生不利影響,應(yīng)通過仔細檢查,當有上述問題出現(xiàn)時及時進行處理。通過在鋼梁或壓型鋼板之間進行補焊的方式進行操作。
五、結(jié)語
在我國房屋建筑中,輕型結(jié)構(gòu)處于快速發(fā)展階段,在多層房屋中的應(yīng)用相對較多,應(yīng)通過研究、分析及經(jīng)驗總結(jié),促使建筑和結(jié)構(gòu)設(shè)計、制作及安裝等技術(shù)都會有出現(xiàn)顯著發(fā)展,使得我國輕鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)與國際發(fā)展水平相接近。
參考文獻:
多層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計范文5
【關(guān)鍵詞】大底盤高層建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計;研究;
大底盤多塔高層建筑結(jié)構(gòu)發(fā)展于上個世紀末,所謂的大底盤即就是將許多功能不同的建筑共同建造在一個比較大的空間地盤上,這樣的設(shè)計理念 能夠給建筑底盤上創(chuàng)造一個非常寬松的共享空間和商業(yè)空間,繼而滿足進行商業(yè)投資的使用需求。本文就簡單的介紹大底盤多塔高層建筑的設(shè)計結(jié)構(gòu)。
一、大底盤多塔高層建筑結(jié)構(gòu)概述
大底盤多塔高層建筑主要由兩個結(jié)構(gòu)組成,分別是大底盤和塔樓。(1)大底盤:從結(jié)構(gòu)方面看,大底盤和塔樓之間的連接關(guān)系非常的多樣化,比如底盤和塔樓結(jié)構(gòu)的豎向分布發(fā)生間斷,并在底盤的底部與塔樓的銜接位置使用轉(zhuǎn)換層。該種結(jié)構(gòu)是比較常見的住宅雙塔結(jié)構(gòu),這種建筑結(jié)構(gòu)對于底盤的要求需要更大的空間,這些空間的作用是提供商業(yè)場所或者是公共活動場所,如果是處于這樣的設(shè)計那么大底盤的剛度相對于上部的塔樓更柔;另一種結(jié)構(gòu)類型是底盤和塔樓結(jié)構(gòu)其豎向分布比較連續(xù),該種結(jié)構(gòu)中上部塔樓的豎向結(jié)構(gòu)會一直延伸到底盤低端。除了塔樓延續(xù)下來的結(jié)構(gòu)以外,其他部分的結(jié)構(gòu)均為空間框架結(jié)構(gòu)。該種結(jié)構(gòu)類型的底盤其剛度會明顯較大,穩(wěn)定性增強但是卻占用了底盤的空間和建筑布置。
2、塔樓
塔樓一般最長采用的形式為剪力墻結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、框筒結(jié)構(gòu)和簡體結(jié)構(gòu)等,大底盤多塔樓結(jié)構(gòu)是根據(jù)塔樓平面和底盤的平面布置、剛度、高度以及質(zhì)量等進行劃分的話可以分為4種類型,即對成型雙塔結(jié)構(gòu)、對稱性多塔結(jié)構(gòu)、非對稱性雙塔結(jié)構(gòu)以及非對稱性多塔結(jié)構(gòu)等。
二、大底盤多塔高層建筑結(jié)構(gòu)分析方法
1、常微分方程求解器COLSYS解法
很多學者研究人員采用微分方程對大底盤多塔高層建筑結(jié)構(gòu)進行分析和研究,研究者們采用沿著建筑高度的方向進行分段連續(xù)化的方法來建立一個串并聯(lián)模型,在靜力分析時推導(dǎo)出在水平荷載下的微分方程組;在二階分析時考慮豎向荷載若發(fā)生側(cè)向位移對二階效應(yīng)產(chǎn)生的影響,繼而推導(dǎo)出基本的微分方程;在整體穩(wěn)定分析時推導(dǎo)出相應(yīng)的方程式等。
采用常微分方程求解器進行設(shè)計結(jié)構(gòu)的求解,在對二階和精力分析時將其內(nèi)力和位移求出;而整體穩(wěn)定分析時則需要考慮臨界載荷的變化情況,在對動力特性進行分析時需要將其自振頻率和振型的特性討論和了解。通過使用常微分方程求解器COLSYS解法讓復(fù)雜的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計和二階分析變得簡單,同時使用該種計算結(jié)構(gòu)能夠更多的更加有益的設(shè)計結(jié)論。
2、其它大底盤多塔高層建筑結(jié)構(gòu)分析方法
除過采用常微分方程求解器方法之外,在實際的建筑設(shè)計過程中也會應(yīng)用到其它不同的分析方法。比如在某些建筑會在大底盤多塔結(jié)構(gòu)中設(shè)計沉降縫和后澆帶,或者只設(shè)計沉降縫而沒有后澆帶的方式進行分析,分別對不同基礎(chǔ)形式來對沉降差異進行控制和計算,從而制定出最為合理的地基處理方案和基礎(chǔ)形式。在設(shè)計的過程中會根據(jù)上部建筑使用要求的區(qū)別采用扁梁、肋板箱型轉(zhuǎn)移層等;(2)2007年李秋波在其撰寫的論文中對大底盤多塔結(jié)構(gòu)的設(shè)計進行詳細的陳述,深刻的對計算模型的選擇、多塔的定義、計算程序參數(shù)的定義進行分析,同時還要對計算輸出的結(jié)果進行比較和分析。葉坤等設(shè)計人員還制定了基礎(chǔ)隔震是的時程分析計算模型,并以該理論為基礎(chǔ)編制了相應(yīng)的計算程序,從而準確的計算出在地震條件下建筑物各層發(fā)生的位移情況,加速度變化情況和剪力情況等。將計算的結(jié)果和非隔震情況下的結(jié)果進行比對;除此之外葉坤還對在不同溫度作用下和地震作用下隔震層的頂板是否能滿足平面內(nèi)剛性情況進行假設(shè)實驗。
三、大盤低不規(guī)則多塔高層建筑結(jié)構(gòu)
1、大底盤不規(guī)則多塔高層建筑設(shè)計選型
現(xiàn)如今的高層建筑大底盤不規(guī)則多塔的設(shè)計理念是從抗震設(shè)計為出發(fā)點的,對此需要對不規(guī)則的結(jié)構(gòu)進行判斷和分析。一般來講在高層建筑中不規(guī)則大底盤多塔結(jié)構(gòu)根據(jù)不規(guī)則的程度分為三類,即較不規(guī)則、特別不規(guī)則以及嚴重不規(guī)則等。對于高層建筑來說其不規(guī)則的類型主要有9種。即偏心布置、扭轉(zhuǎn)不規(guī)則、組合平面、樓板不連續(xù)、凹凸不規(guī)則、剛度突出、尺寸突出、構(gòu)件間斷以及承載力突變等。
不規(guī)則的大底盤在設(shè)計的過程中需要盡可能的減少結(jié)構(gòu)平面的不規(guī)則程度,在觀察一個大底盤建筑是否規(guī)則時其標準為:該建筑不規(guī)則的結(jié)構(gòu)超過某一相高層建筑的不規(guī)則類型指標的便可以稱之為非規(guī)則類型;如果有多項超過高層建筑不規(guī)則類型指標的那么其程度明顯加深,因此被稱為特別不規(guī)則結(jié)構(gòu);如果該建筑體所有建筑體型均較為復(fù)雜,且沒有考慮抗震的情況,因此便稱之為嚴重不規(guī)則類型。
2、大底盤高層建筑不規(guī)則多塔結(jié)構(gòu)的設(shè)計要點
對于不規(guī)則高層多塔結(jié)構(gòu)而言,其在設(shè)計初期就應(yīng)該考慮結(jié)構(gòu)的抗震效果,這也是人們普遍關(guān)注的問題。在絕大多數(shù)的大底盤多塔設(shè)計過程中均都采用的是“抗”、“調(diào)”、“放”等整體結(jié)構(gòu)設(shè)計理念,因此所設(shè)計出的新型連體鋼結(jié)構(gòu)更加適用于高層建筑中。在現(xiàn)場實踐的過程中對技術(shù)服務(wù)和工程質(zhì)量等方面進行了深入的研究,經(jīng)過對其研究發(fā)現(xiàn)該種設(shè)計思想和設(shè)計結(jié)果完全能夠滿足壓力考驗。
在設(shè)計模型中我們可以看出,大底盤多塔結(jié)構(gòu)中那些和塔樓結(jié)構(gòu)較遠的構(gòu)建受到的震動影響非常小,其表明了在水平力的作用下多塔樓不會對遠距離的塔樓構(gòu)件造成大影響。如果大底盤頂層上部塔樓嵌固層的條件滿足,那么便可以對塔樓各部分之間的結(jié)構(gòu)進行拆分,在拆分之后這些大結(jié)構(gòu)塔樓同樣符合實際的受力情況。另外大底盤頂層的樓板剛度要非常優(yōu)秀,所以一般在設(shè)計的過程中采用人防結(jié)構(gòu)和大底盤頂層樓板相結(jié)合的設(shè)計方式,其頂層樓板的厚度要達到300mm左右為宜。
3、大底盤高層多塔不規(guī)則結(jié)構(gòu)的設(shè)計
如果大盤低高層多塔結(jié)構(gòu)設(shè)計中對于抗震強度達到9度以上,那么建筑結(jié)構(gòu)的選擇上盡量要避免連體、夾層或者轉(zhuǎn)換層等等;如果抗震強度要求在7-8度,那么建筑結(jié)構(gòu)的選用上則遵循剪力墻結(jié)構(gòu)的高度和結(jié)構(gòu)錯層建筑房屋的高度保持一致。
四、結(jié)束語
由于城市中建筑面積不斷擴張,能夠利用的建筑空地逐漸縮減,因此為了滿足日益增多的人口,那么在房屋建筑方面需要更多的去考慮高層建筑,在高層建筑的發(fā)展過程中房屋的設(shè)計更加向?qū)嶋H情況靠攏,因此在設(shè)計計算時需要將所有的數(shù)據(jù)計算準確,對于大底盤不規(guī)則多塔高層建筑而言,在設(shè)計方面要更加趨于合理這樣才能保證設(shè)計的科學性和質(zhì)量。
參考文獻:
[1]周世忠.基于高層建筑結(jié)構(gòu)大底盤不規(guī)則多塔結(jié)構(gòu)的設(shè)計研究[J].河南科技,2014(12).
多層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計范文6
關(guān)鍵詞:民用建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計;框架梁;配筋率
Abstract: with the construction model and building the function requirement becoming more diverse, whether industrial structure or civil building, building frame structure design as the current used frequently in actual mode, has been widely used in all kinds of buildings, the structure design of the problems encountered in the more and more, and as a structure designers need to follow under various standards in bold flexible structure scheme to solve some difficulties, key. In this paper, the civil building multilayer frame structure ZhongLiang, column the section size of, reinforcement ratio and beam crack width adjustment and design in the problem that should notice.
Keywords: civil building construction; Structure design; Frame beams; Reinforcement ratio
中圖分類號:S611文獻標識碼:A 文章編號:
一、截面尺寸的選擇
梁、柱的截面尺寸的選擇是框架結(jié)構(gòu)設(shè)計的前提,除應(yīng)滿足規(guī)范所要求的取值范圍,還應(yīng)注意盡可能使柱的線剛度與梁的線剛度的比值大于1,以達到在罕遇地震作用下,梁端形成塑性鉸時,柱端處于非彈性工作狀態(tài)而沒有屈服,節(jié)點仍處于彈性工作階段的目的,即規(guī)范所要求的“強柱弱梁強節(jié)點”。
二、框架計算簡圖不合理
無地下室的鋼筋混凝土多層框架房屋,獨立基礎(chǔ)埋置較深,在0.05m左右設(shè)有基礎(chǔ)拉梁時,應(yīng)將基礎(chǔ)拉梁按層1輸入。以某學生宿舍樓為例,該項目為3層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),丙類建筑,建筑場地為ll類:層高33m,基礎(chǔ)埋深4.0m 基礎(chǔ)高度0.8m,室內(nèi)外高差0.45m。根據(jù)《抗震規(guī)范》第6.12條,在8度地震區(qū)該工程框架結(jié)構(gòu)的抗震等級為二級。設(shè)計者按3層框架房屋計算,首層層高取3.35m,即假定框架房屋嵌固在0.05m處的基礎(chǔ)拉梁頂面基礎(chǔ)拉梁的斷面和配筋按構(gòu)造設(shè)計。
基礎(chǔ)按中心受壓計算。顯然,選取這樣的計算簡圖是不妥當?shù)摹R驗?第一,按構(gòu)造設(shè)計的拉梁無法平衡柱腳彎矩;第二,《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50010一2002)第7.3.11條規(guī)定,框架結(jié)構(gòu)底柱的高度應(yīng)取基礎(chǔ)頂面至首層樓蓋頂面的高度。工程設(shè)計經(jīng)驗表明, 這樣的框架結(jié)構(gòu)宜按4層進行整體分析計算,即將基礎(chǔ)拉梁層按層1輸入,拉梁上如作用有荷載,應(yīng)將荷載一并輸入。
這樣,計算剪力的首層層高為H1-4―0.8―0.05=3.15m,層2層高為3.35m,層3、4層高為3.3m。根據(jù)《抗震規(guī)范》第6.2.3條,框架柱底層柱腳彎矩設(shè)計值應(yīng)乘以增大系數(shù)1.25。當設(shè)拉梁層時,一般情況下,要比較底層柱的配筋是由基礎(chǔ)頂面處的截面控制還是由基礎(chǔ)拉梁頂面處的截面控制。考慮到地基土的約束作用,對這樣的計算簡圖,在電算程序總信息輸入中,可填寫地下室層數(shù)為1,并復(fù)算一次,按兩計算結(jié)果的包絡(luò)圖進行框架結(jié)構(gòu)底層柱的配筋。
三、框架柱配筋的調(diào)整
框架柱的配筋率一般都很低,有時電算結(jié)果為構(gòu)造配筋,但是實際工程中均不會按此配筋,因為在地震作用下的框架柱,尤其是角柱,所受的扭轉(zhuǎn)剪力最大,同時又受雙向彎矩作用,而橫梁的約束又較小,工作狀態(tài)下又處于雙向偏心受壓狀態(tài),所以其震害重于內(nèi)柱,對于質(zhì)量分布不均勻的框架尤為明顯,因此應(yīng)選擇最不利的方向進行框架計算,另外也可分別從縱、橫兩個方向計算后比較同一側(cè)面的配筋,取其較大值,并采用對稱配筋的原則,為了滿足框架柱在多種內(nèi)力組合作用下其強度要求,在配筋計算時應(yīng)注意以下問題:
角柱、邊柱及抗震墻端柱在地震作用組合下會產(chǎn)生偏心受拉時,其柱內(nèi)縱筋總截面面積應(yīng)比計算值增大25%;框架柱的配筋可放大1.2~1.6倍,其中角柱1.4倍,邊柱1.3倍,中柱1.2倍;框架柱的箍筋形式應(yīng)選用菱形或井字形,以增強箍筋對混凝土的約束;對于二、三級框架的底層柱底和底部加強部位縱筋宜采用焊接,且當柱縱向鋼筋的總配筋率超過3%時,箍筋的直徑不應(yīng)小于8,并應(yīng)焊接。
另外多層框架電算時常不考慮溫度應(yīng)力和基礎(chǔ)的不均勻沉降,當多層框架水平尺寸和垂直尺寸較大以及地基軟弱土層較厚或地基土質(zhì)不均勻時,可以適當放大框架柱的配筋,且宜在縱、橫兩個方向設(shè)置基礎(chǔ)梁,其配筋不宜按構(gòu)造設(shè)置,應(yīng)按框架梁進行設(shè)計,并按規(guī)范要求設(shè)置箍筋加密區(qū)。
四、框架梁裂縫寬度、斜截面配筋調(diào)整
在滿足梁柱的截面尺寸和配筋率的情況下,仍需在計算配筋后進行梁的裂縫寬度的驗算和滿足梁端斜截面“強剪弱彎”條件下的梁端配筋調(diào)整。
(一)影響裂縫寬度的因素和調(diào)整的辦法
框架梁的裂縫寬度驗算往往被工程設(shè)計人員忽視,對此應(yīng)引起我們的注意。影響裂縫寬度的主要因素有兩方面,一是構(gòu)件的混凝土強度等級,二是鋼筋的級別和直徑。由于混凝土等級與鋼筋的級別有一定的“依賴關(guān)系”,因此對于普通的混凝土構(gòu)件,混凝土的高等級對減小梁的裂縫寬度影響不大,一般情況下宜采用加大梁的配筋率或增大梁的截面尺寸的方法來減小梁的裂縫寬度。另外需注意在利用計算機輔助軟件進行結(jié)構(gòu)建模中的荷載輸入時,一定要將恒、活載數(shù)值分開輸入,以便進行內(nèi)力組合和裂縫寬度的計算,不要貪圖省事而將恒、活載合并輸入,以防止梁、柱內(nèi)力計算錯誤,致使所繪制的施工圖不能使用。
(二)梁端斜截面的配筋調(diào)整
框架結(jié)構(gòu)設(shè)計中,宜滿足在地震作用下框架梁的梁端斜截面受彎承載力的規(guī)范要求,即“強剪弱彎”。在具體設(shè)計和梁配筋調(diào)整時,可采用以下方法:(1)不放大梁端負彎矩鋼筋而加大梁的跨中受力鋼筋(一般放大1.1~1.3倍)(2)梁端箍筋的直徑可增加2mm;(3)支座處盡量不設(shè)置彎起鋼筋,宜利用箍筋承受支座剪力。
(三)在電算中合理、準確運用彎矩的調(diào)幅
規(guī)范規(guī)定只有在豎向力作用下梁端彎矩可調(diào)幅,水平力作用下梁端彎矩不允許調(diào)幅,因此在計算時必須先將豎向荷載作用下的梁端彎矩調(diào)幅后,再將水平荷載產(chǎn)生的梁端彎矩疊加。在此可采用兩種方法:一是將梁端的固定彎矩調(diào)幅后,再進行力矩分配;二是將由力矩分配法算得的梁端負彎矩直接乘以調(diào)幅系數(shù)。
五、框架結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)注意的其它問題
在框架結(jié)構(gòu)中不允許采用兩種不同的結(jié)構(gòu)型式,樓、電梯間、局部突出屋頂?shù)姆块g,均不得采用磚墻承重,因為框架結(jié)構(gòu)是一種柔性結(jié)構(gòu)體系,而磚混結(jié)構(gòu)是一種剛性結(jié)構(gòu)。為了使結(jié)構(gòu)的變形相互協(xié)調(diào),不應(yīng)采用不同結(jié)構(gòu)混合受力。
加強短柱的構(gòu)造措施:在工程施工過程中頂棚可能要吊頂或其它裝修,甲方為了節(jié)約開支。往往要求柱間填充墻不到頂或者是在墻上任意開門窗洞12I,這樣往往會造成短柱,由于短柱剛度大,吸收地震作用使其受剪,當混凝土抗剪強度不足時,則產(chǎn)生交叉裂縫及脆性錯斷,從而引起建筑物或構(gòu)筑物的破壞甚至倒塌,所以在設(shè)計中應(yīng)采取如下措施:1)盡量減弱短柱的樓層約束,如降低相連梁的高度、梁與柱采用鉸接等;2)增加箍筋的配置,在短柱范圍內(nèi)箍筋的間距不應(yīng)大于l00mm,柱的縱向鋼筋間距≤150mm;3)采用良好的箍筋類型,如螺旋箍筋、復(fù)合螺旋箍筋、雙螺旋箍筋等。
由于建筑的需要,有時需要框架梁外挑,且梁下設(shè)置鋼筋混凝土柱。在柱的內(nèi)力和配筋計算中,有些設(shè)計人員對其受力概念不清,誤認為此柱為構(gòu)造柱,并且其配筋為構(gòu)造配筋,懸臂梁也未按計算配筋,這樣有可能導(dǎo)致水平荷載作用下承載力不足,為事故的發(fā)生埋下隱患。實際上,在結(jié)構(gòu)的整體計算中,此柱為偏心受壓構(gòu)件,柱與梁端交接處類似于框架梁、柱節(jié)點,應(yīng)考慮懸臂梁梁端的協(xié)調(diào)變形。所以對于此柱應(yīng)作為豎向構(gòu)件參與結(jié)構(gòu)的整體分析,并且柱與梁端交接處應(yīng)按框架梁、柱的節(jié)點處理。
六、總結(jié)