在建筑工程中框架結(jié)構(gòu)設(shè)計的探討

1、<p>　　在建筑工程中框架結(jié)構(gòu)設(shè)計的探討</p><p>　　摘要：在框架結(jié)構(gòu)中，節(jié)點作為聯(lián)系整個結(jié)構(gòu)體系的樞紐，既是承受梁、柱、板等各種荷載的受力點，也是模板、鋼筋、混凝土工程等多種交匯施工的重要部位，在實際施工中存著各種隱患。本文對多高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計進行分析，著重提出了框架結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：建筑工程；框架結(jié)構(gòu)設(shè)計 </p>

2、<p>　　Abstract: In the framework of the structure, node as the contact of the whole structure system hub, force is not only bear the beams, columns, plates and other loads, the important parts is a template, steel,

3、concrete and other intersection construction, with various problems in actual construction. This paper carries on the analysis to the design of high-rise reinforced concrete structure, puts forward the frame structure de

4、sign principle. </p><p>　　Key words: building construction; frame structure design </p><p>　　中圖分類號：TU318 </p><p>　　一、小高層住宅鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計 </p><p>　　1、優(yōu)化設(shè)計的方法。當前，在無成熟的優(yōu)化設(shè)計分析

5、軟件的情況下，主要是應(yīng)用小高層住宅結(jié)構(gòu)分析軟件，采用人工分析進行調(diào)整，運用概念設(shè)計的方法對不同的結(jié)構(gòu)選型和布置不斷的進行方案分析比較，以獲得比較理想的結(jié)構(gòu)方案，這是在結(jié)構(gòu)設(shè)計中最常用的也是最簡單的優(yōu)選或者說是優(yōu)化方法。用概念設(shè)計的方法所得的方案是較合理、經(jīng)濟的，雖其費工費時、對設(shè)計人員的素質(zhì)要求較高，但這種依靠設(shè)計人員經(jīng)驗進行人工優(yōu)化的方法仍是當前所普遍采用的主要方法。對于同一小高層住宅方案，可以有許多不同的結(jié)構(gòu)(包括基礎(chǔ))布置方案;確

6、定了結(jié)構(gòu)布置的小高層住宅物，即使在同種荷載情況下也存在不同的分析方法;分析過程中設(shè)計參數(shù)、材料、荷載的取值也不是唯一的;小高層住宅物細部的處理更是不盡相同等等，這些問題目前計算機是無法完全解決的，都需要設(shè)計人員自己做出判斷。而判斷只能在結(jié)構(gòu)設(shè)計的一般規(guī)律指導(dǎo)下，根據(jù)工程實踐經(jīng)驗進行，這便是前面所說的概念設(shè)計。因此，概念設(shè)計存在于設(shè)計師對多種備選方案進行選擇的過程中。 </p><p><b>　　2、性

7、能分析 </b></p><p>　　（1）抗震性能分析。對結(jié)構(gòu)體系來說足夠的承載能力和變形能力是兩個同時需要滿足的條件。結(jié)合概念設(shè)計的理念，對兩種結(jié)構(gòu)體系進行對比分析，電算程序可以采用中國建筑科學研究院編制的結(jié)構(gòu)空間有限元分析軟件SATWE。在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，不僅要求結(jié)構(gòu)具有足夠的承載能力，還要求其有適當?shù)膭偠?。高層結(jié)構(gòu)的使用功能和安全與其側(cè)移的大小密切相關(guān)，過大的側(cè)向變形會使隔墻、維護墻及其飾面材料出

8、現(xiàn)裂縫或損壞。結(jié)構(gòu)分別按考慮5%的偶然偏心和雙向地震力作用的不利情況計算出各結(jié)構(gòu)體系層間位移角，剪力墻結(jié)構(gòu)小于框剪結(jié)構(gòu)，但均小于規(guī)范要求，且富裕量較大，說明兩種結(jié)構(gòu)體系滿足剛度要求。 </p><p>　　（2）經(jīng)濟性比較。我們通過對三種鋼筋混凝土住宅結(jié)構(gòu)直接費的計算，發(fā)現(xiàn)三種鋼筋混凝土住宅結(jié)構(gòu)單位面積直接費相差不是很多，其中短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費最大，框架一剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費最小，其中短肢剪力墻

9、結(jié)構(gòu)的單位面積直接費比框架一剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費高出12.5%，比大開間剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費高出7.3%，大開間剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費比框架一剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費高出4.9%。三種鋼筋混凝土住宅結(jié)構(gòu)的次要項目造價基本相同。單位面積造價框架一剪力墻結(jié)構(gòu)的最小，框架一剪力墻結(jié)構(gòu)的次之，短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的稍微較大，三種結(jié)構(gòu)體系直接費最大相差不到45元/m2元。 </p><p>　　二、多層鋼筋混凝

10、土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計 </p><p>　　多層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)是一種由梁和柱以剛接或鉸接相連接成承重體系的房屋建筑結(jié)構(gòu)。多層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計文件與圖紙是最主要的依據(jù)之一,全面理解設(shè)計文件,并規(guī)范進程加以實施,是結(jié)構(gòu)方案的主要工作。全面理解設(shè)計意圖和設(shè)計要求,看懂容懂圖紙的每項內(nèi)容,達到按圖紙施工的要求,對圖紙設(shè)計中存在的問題通過會審加以解決,對其遺誤交易糾正,是保證施工質(zhì)量的前提,必須認真地組織與實施,該項工

11、作由甲方或委托監(jiān)理工程師進行。 </p><p>　　根據(jù)設(shè)計文件和相關(guān)規(guī)范、規(guī)程、編制和審查施工組織設(shè)計。鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)由水平承重體系一各層樓蓋和屋蓋連接形成空間的整體結(jié)構(gòu)體系。其中各平面鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)形成豎向承重體系,它們承受由樓蓋和屋蓋傳來的豎向和水平荷載并再傳給地基基礎(chǔ)。 </p><p>　　做好多層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)技術(shù)交底,根據(jù)設(shè)計要求和施工隊的技術(shù)素質(zhì)狀況對其不熟悉

12、的施工工藝過程,經(jīng)批準實施的新工藝、新材料、新結(jié)構(gòu)等,必須認真進行技術(shù)交底。明確各項工藝參數(shù)指標、操作方法、質(zhì)量要求和檢測辦法,并認真的加以實施。 </p><p>　　現(xiàn)澆式框架即梁、柱、樓蓋均為現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)澆式多層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的整體性強、抗震性能好,因此在實際工程中采用比較廣泛。但現(xiàn)場澆筑混凝土的工作量較大。 </p><p>　　預(yù)制裝配式框架是指梁、柱、樓板均為預(yù)制

13、,通過焊接拼裝連接成的多層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。其優(yōu)點是構(gòu)件均為預(yù)制,可實現(xiàn)標準化、工廠化,機械生產(chǎn)。因此,施工速度快、效率高。但整體性較差,抗震能力弱,不宜在地震區(qū)應(yīng)用。 </p><p>　　現(xiàn)澆預(yù)制框架是指梁、柱、樓板均為預(yù)制,在預(yù)制構(gòu)件吊裝就位后,對連接節(jié)點區(qū)澆筑混凝土,從而將粱、柱、樓板在連成整體多層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。現(xiàn)澆預(yù)制框架既具有較好的整體性和抗震能力,又可采用預(yù)制構(gòu)件,減少現(xiàn)場澆筑混凝土的工作量

14、。因此它兼有現(xiàn)澆式框架和裝配式框架的優(yōu)點。 </p><p>　　三、框架結(jié)構(gòu)設(shè)計原則 </p><p><b>　　1、剛?cè)岵?</b></p><p>　　合理的建筑結(jié)構(gòu)體系應(yīng)該是剛?cè)嵯酀?。結(jié)構(gòu)太剛則變形能力差，強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

15、而無法使用甚至全體傾覆。個人認為剛多點使工程不經(jīng)濟，造成造價過高，而且應(yīng)變能力差。柔多一點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。這些問題歷來都是專家們爭論的焦點，現(xiàn)今的規(guī)范給出的也只是一些控制的指標，但無法提供精確答案。 </p><p><b>　　2、多道防線 </b></p><p>　　安全的結(jié)構(gòu)體系

16、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。 </p><p><b>　　3、抓大放小 </b></p><p>　　在框架結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)體系中具有“強柱弱粱”、“強剪弱彎”等的說法也是鋼結(jié)構(gòu)

17、設(shè)計中非常重要的概念。有人問：為什么不是“強柱強梁”“強剪強彎”呢?為什么所有構(gòu)件都很強的結(jié)構(gòu)體系反而不好，甚至會有安全隱患呢?這里面首先包含著一個簡單的道理：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)體系是由各科，構(gòu)件協(xié)調(diào)組成一體，但各個構(gòu)件擔任的角色不盡相同，按照其重要性也就有輕重之分。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?

18、明智之舉是要讓次要構(gòu)件先去承擔災(zāi)難?！皩帪橛袼?，不為瓦全”，如果平均用力，可能會“玉石俱粉”，損失則更大矣!在鋼框架結(jié)構(gòu)中，柱倒了，粱會跟著倒；而梁倒了，柱還可以不倒的?？梢娭袚呢熑伪攘捍?，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。 </p><p><b>　　4、打通關(guān)節(jié) </b></p><

19、p>　　理想的結(jié)構(gòu)體系當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)“打通”，使力量在關(guān)節(jié)處暢通無阻。中醫(yī)上云：“通則不痛，痛則不通”，結(jié)構(gòu)就像一個人，氣穴若不能暢通，癥結(jié)和隱患就會產(chǎn)生。在設(shè)計的四項基本原則中，“剛?cè)嵯酀?，“多道防線”，“抓大放小”是設(shè)計概念中的戰(zhàn)略問題，但要想得讓這些戰(zhàn)略思想得以實現(xiàn)，靠的是“打通關(guān)節(jié)”這個原則

20、作為保證的，結(jié)構(gòu)設(shè)計的具體操作，最后全都歸到“打通關(guān)節(jié)”的貫徹和實施上來。 打通關(guān)節(jié)保持平衡的目的其實就是使其永遠處于原始的靜態(tài)，當力量不能暢通時，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)(也就是使其保持常態(tài))，或者是處在相對的靜態(tài)之中。其實處理和成就世間萬物，必須使動為動，靜為靜，才能平衡：必須動者動之，

21、靜者靜之，才能持久；必須知其本源，施以規(guī)則，順之導(dǎo)之，才能達至繁榮昌盛。一切的一切，以順應(yīng)自然為始，達到平衡為終，諸多規(guī)則，只是手段，</p><p><b>　　四、結(jié)束語 </b></p><p>　　鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)雖然相對簡單，但設(shè)計中仍有很多需要注意的問題，只有熟練地掌握規(guī)范，并具有良好的結(jié)構(gòu)概念，才能設(shè)計出既安全又經(jīng)濟適用的優(yōu)秀作品。 </p>