對建筑工程框架結(jié)構(gòu)設(shè)計的幾點(diǎn)思考

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摘 要：影響建筑工程施工質(zhì)量的好壞，以及其經(jīng)濟(jì)價值的最大化體現(xiàn)的關(guān)鍵點(diǎn)在于建筑設(shè)計上，在建筑設(shè)計的基礎(chǔ)在于建筑的框架結(jié)構(gòu)設(shè)計。在建筑設(shè)計各個環(huán)節(jié)中，建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計是整個建設(shè)設(shè)計階段中最為重要的部分，被社會各界所普遍關(guān)注。下面本文將結(jié)合現(xiàn)階段建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計中所存在的主要問題進(jìn)行系統(tǒng)性分析，并提出相應(yīng)的應(yīng)對措施，以提高我國的建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量性、科學(xué)性和合理性。 

關(guān)鍵詞：建筑工程；框架結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)設(shè)計；存在問題；應(yīng)對對策  abstract : the influence of construction quality, as well as its economic value maximization embodiment is the key point of architectural design, architectural design is the foundation of building in frame structure design. this paper will combine the present building frame structure design and the main problems existing in the system analysis, and put forward the corresponding countermeasures, to improve our country building frame structure design, the quality of science and rationality.  key words: construction engineering; frame structure; structure design; problems; countermeasures  中圖分類號：tu2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： a 文章編號：2095-2104（2012）07-0020-02  隨著社會經(jīng)濟(jì)形勢的不斷好轉(zhuǎn)，人們的生活水平得以快速提高，在這種環(huán)境背景的影響下，人們對于建筑物的使用功能和質(zhì)量性能都有了更高的要求，為更好的滿足人們對于現(xiàn)代建筑物實(shí)際的生活和心理追求，建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計便成為人們所關(guān)注的焦點(diǎn)。建筑空間、平面布局等都包含在建筑的框架結(jié)構(gòu)設(shè)計中，對滿足人們的需求方面起著至關(guān)重要的作用。但是，在現(xiàn)階段我國的建筑工程中，大部分的施工選擇為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，其在設(shè)計過程中往往會存在著一定的問題，嚴(yán)重影響了建筑工程的質(zhì)量安全性和施工建設(shè)的進(jìn)度。為此，為更好的將框架結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行優(yōu)化性推廣，就必須避免框架結(jié)構(gòu)設(shè)計問題的發(fā)生，以使其所具有的優(yōu)越性進(jìn)行充分展現(xiàn)。  1 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計中計算模型領(lǐng)域所面臨的問題  在框架結(jié)構(gòu)設(shè)計當(dāng)中，受力學(xué)模型計算結(jié)構(gòu)精準(zhǔn)度的影響，建筑結(jié)構(gòu)中條形基礎(chǔ)的寬度以及條形基礎(chǔ)的面積受與實(shí)際需求存在一定的偏差。當(dāng)條形基礎(chǔ)面積不足時，在有較大的并且相對集中地作用力通過墻體向地基進(jìn)行不均勻擴(kuò)散時，對建筑結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)地基將形成一定不良的影響，為此在進(jìn)行設(shè)計時必須對受力模型進(jìn)行精準(zhǔn)的計算，避免不均勻作用力對基礎(chǔ)所造成的不良影響，影響建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性。目前常用的框架結(jié)構(gòu)空間分析計算軟件都是以整幢樓的梁、柱整體參加工作進(jìn)行計算分析的,對部分梁而言,盡管相交梁截面尺寸不同,相互之間卻不存在主、次梁關(guān)系,設(shè)計人員在繪制施工圖時,應(yīng)注意配筋形式與受力分析相匹配。框架結(jié)構(gòu)經(jīng)空間分析程序電算, 所有按主梁輸人模型的梁是整體工作的,部分梁將產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)問題。  2 框架柱、梁配筋方面存在的主要問題  2.1 框架結(jié)構(gòu)中柱配筋所存在的主要問題  對于框架結(jié)構(gòu)的高層建筑，水平荷載對結(jié)構(gòu)的傾覆力矩以及由此在豎向構(gòu)件中所引起的軸力與建筑高度的平方成正比；頂點(diǎn)位移與建筑高度的4次方成正比。水平荷載是結(jié)構(gòu)設(shè)計中的控制因素?？蚣茼攲拥娘L(fēng)荷載較大，而屋面結(jié)構(gòu)荷載傳給邊柱的軸向總力比樓層邊柱總力要小，顯然柱頂有大偏心問題，頂層邊柱節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)軸向力對截面重心的偏心距>0．5倍的柱截面高度，因此，頂層邊柱的配筋會加大。當(dāng)?shù)厣蠟閳A柱時，地下部分應(yīng)改為方柱，方便施工。圓柱縱筋根數(shù)最少為8根。箍筋用螺旋箍，并注明端部應(yīng)有一圈半的水平段。方柱箍筋應(yīng)使用井字箍，并按規(guī)范加密。角柱、樓梯間柱應(yīng)增大縱筋并全柱高加密箍筋。柱的縱筋宜大直徑大間距，但間距應(yīng)≤200mm。柱內(nèi)埋管，由于梁的縱筋錨入柱內(nèi)，一般情況下僅在柱的四角才有條件埋設(shè)較粗的管。管截面面積占柱截面4％以下時可不必驗(yàn)算。  2.2 框架結(jié)構(gòu)中梁配筋所存在的具體問題  由于占地面積的限制、使用功能的要求或結(jié)構(gòu)上的原因，工程上常在框架的梁端設(shè)計挑粱。而框架梁與外挑梁的斷面尺寸會有所不同，而有的設(shè)計人員在繪圖時只是將框架梁上的某些主筋向外挑梁延伸了事，殊不知有些主筋根本無法伸進(jìn)挑梁，這些差錯一般在施工時才會暴露出來，但為時已晚、許多鋼筋已截斷成型，這不僅影響了施工進(jìn)度，也造成了不必要的損失。粱上有次粱處應(yīng)附加箍筋和吊筋，宜優(yōu)先采用附加箍筋。梁也可偏出柱邊較小的尺寸。但梁與柱的偏心應(yīng)小于四分之一柱寬。折梁陰角在下時縱筋應(yīng)斷開，并錨入受壓區(qū)內(nèi)，還應(yīng)加附加箍筋。  3 樓板開大洞問題  樓板開洞的結(jié)構(gòu)比較普通，如果開洞面積大于該層樓面面積的 30％，就屬于平面不規(guī)則了，計算時必須進(jìn)行處理。以pkpm軟件為例來說，tat和sat、ive分別采用了兩種方式進(jìn)行處理。tat軟件是將無樓板的節(jié)點(diǎn)定義為彈性節(jié)點(diǎn)，也就是表明該節(jié)點(diǎn)不受剮性樓板假定的限制，其平動自由度獨(dú)立；sat-we軟件是將所有樓板定義為彈性膜，由軟件真實(shí)地計算樓板的平面內(nèi)剛度，忽略樓板的片面外剛度。  針對樓板開洞大這一問題應(yīng)采取以下措施進(jìn)行處理：當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)中某一樓層的的樓板開洞面積超過樓板面積的30%時，此時則需要對全部樓層的樓板定義為彈性膜，此外還可以將樓板洞口的邊緣節(jié)電定性為彈性節(jié)點(diǎn)。當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)的屋面采用鋼網(wǎng)架時，此時需要對建筑樓板的板厚加以輸入，并將樓板設(shè)定為彈性膜。在對建筑樓板的彈性節(jié)點(diǎn)以及彈性膜進(jìn)行準(zhǔn)確的定以后，在對建筑結(jié)構(gòu)樓板的相關(guān)承重數(shù)據(jù)進(jìn)行分析技術(shù)時，通常需要采用總剛計算方法進(jìn)行計算，這樣可以盡量避免側(cè)剛度計算對樓板結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算所產(chǎn)生的不利影響。  4 框架結(jié)構(gòu)柱的抗震設(shè)計問題  汶川地震的慘痛經(jīng)歷使我們深刻的認(rèn)識到，建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計以及抗震技術(shù)對建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性以及保障居民生命財產(chǎn)方面所具有的重要性。目前我國在框架結(jié)構(gòu)設(shè)計當(dāng)中采用抗震技術(shù)的建筑僅在西南地區(qū)存在，我國絕大部分地區(qū)還沒有在建筑施工領(lǐng)域當(dāng)中采用抗震技術(shù)。而近年來隨著我國建筑工程事業(yè)的不斷發(fā)展，我國高層建筑越來越多，各種摩天大樓拔地而起，因此針對我國建筑工程領(lǐng)域發(fā)展的現(xiàn)實(shí)情況，我國需要在建筑工程領(lǐng)域廣泛的采用抗震技術(shù)，以確?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性，提高我國建筑工程的安全系數(shù)。目前我國建筑工程領(lǐng)域所采用的主要的抗震措施主要有以下幾種：對框架結(jié)構(gòu)的柱截面尺寸進(jìn)行合理的設(shè)定，避免樓柱平均剪應(yīng)力系數(shù)過大，導(dǎo)致樓柱遭受脆性的剪切破壞，不利于樓柱對建筑結(jié)構(gòu)的維護(hù)；在對建筑樓柱進(jìn)行設(shè)計時需要對軸壓比進(jìn)行合理的設(shè)計，避免軸壓比過大致使樓柱發(fā)生混凝土壓碎破壞，要盡量維護(hù)好樓柱的延展性，確保樓柱截面尺寸符合建筑工程抗震標(biāo)準(zhǔn)，通常情況下框架結(jié)構(gòu)中樓柱的寬度以及樓柱的高度都應(yīng)在 30cm以上，剪跨比也應(yīng)維持在2以上，截面的高度與寬度的比值不應(yīng)高于3；在建筑結(jié)構(gòu)受地震力的影響時，建筑結(jié)構(gòu)的柱端鋼筋外圍的保護(hù)層首先出現(xiàn)碎落問題，如果建筑樓柱外圍的箍筋數(shù)量不足，對樓柱的約束效果便會受到影響，此時在地震力的作用下，樓柱內(nèi)的縱筋便會呈現(xiàn)出向外彭曲的變化，樓柱柱端會受到嚴(yán)重的破壞。為此在對鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)建筑物的建筑進(jìn)行設(shè)計時，一定要根據(jù)《抗震規(guī)范》中的基本要求，對框架柱的箍筋進(jìn)行合理化的設(shè)計，以確?？蚣芙Y(jié)構(gòu)設(shè)計的建筑物的質(zhì)量。  5 結(jié)束語  建筑框架結(jié)構(gòu)是我國建筑工程領(lǐng)域近幾年所采用的，各項(xiàng)設(shè)計技術(shù)以及施工工藝方法還不夠成熟，為此我國建筑工程領(lǐng)域在進(jìn)行框架結(jié)構(gòu)設(shè)計與建設(shè)時需要不斷地在實(shí)踐中豐富設(shè)計經(jīng)驗(yàn)，提高設(shè)計質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，為我國建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計在建筑工程施工領(lǐng)域的健康發(fā)展奠定堅實(shí)的基礎(chǔ)。  參考文獻(xiàn)  [1] 蔣新梅;;論高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計之常見問題的分析[j];四川建材;2009年02期  [2] 魯智;;淺談鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計[j];中外建筑;2009年04期  [3] 郭玉陽;;試述建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則與方法[j];中小企業(yè)管理與科技(下旬刊);2009年01期  [4] 張祎;;不同場地類別條件下框架結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)[a];中國地球物理2010——中國地球物理學(xué)會第二十六屆年會、中國地震學(xué)會第十三次學(xué)術(shù)大會論文集[c];2010年  [5] 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