中建三局第二建设工程有限责任公司浙江建筑设计院浙江省杭州市310000
摘要:随着我国的经济在快速的发展,社会在不断的进步,随着当前建筑市场不断的扩大规模,建筑行业也在不断的改革创新中。在建筑框架结构设计上,无论是设计理念还是设计方法,都对传统的建筑设计进行了不断的创新,在建筑功能和建筑造型上进行了多样化的探索,表现在当前常见的民用建筑和工业建筑上,获得了很好的成果,也解决了许多遗留的问题。本文就结合建筑框架结构设计原则和措施问题进行探讨,期望能够对提升建筑框架结构设计水准具有参考价值。
关键词:建筑框架;结构设计;设计原则
引言
房屋结构设计中的建筑结构设计优化对建筑施工作业、房屋使用价值等方面具有重要影响作用,设计人员通过建筑结构优化策略进一步促进房屋建筑业的发展。在设计过程中设计人员必须依据相应原则保证设计的可行性,在此基础上进行房屋建筑结构的优化。
1建筑结构设计特点分析
1)水平荷载影响大建筑的自重与楼面的使用荷载在竖向构件当中所受的轴力与弯矩值与楼房的高度成正比,而水平荷载当中所产生的倾覆力矩和由此产生的轴力与楼房高度的平方成正比,所以高层建筑的稳定性会在极大程度上受到水平荷载的影响。2)高度重视轴向变形在高层建筑中,竖向荷载不容忽视。其可以在柱结构中引发较为明显的轴向变形,进而对连续梁的弯矩也产生较为显著的影响,并使得连续梁中间支座位置的负弯矩明显减弱,跨中正弯矩以及端支座的负弯矩显著提高,除此之外还会影响到结构设计中下料的长度。因此,必须要结合轴向变形的计算来对下料的长度予以科学的调整。构件剪力和侧移也会因此受到较大的影响。与构件的竖向变形相比,其安全性会有所下降。3)以侧移为控制指标与多层建筑不同,高层建筑设计中必须要关注结构侧移的问题,高层建筑的高度日益升高,同时受水平荷载的影响,结构的侧移变形会更为显著,所以,结构水平荷载作用的影响下,应对侧移予以严格的控制。
2建筑框架结构设计原则及解决措施
2.1设计原则
在框架结构中,特别是钢结构设计中,较为注重强柱弱梁等说法,强柱弱梁,使得所有的构件都具有一定的强度。但是在梁的设计上,可能较为弱势。这是因为所有的构件如果都很强,则可能发生整体结构不好,造成安全隐患发生。整个体系在结构上协调一体,各个构件担任的角色确有轻重之分。即便是在不可抗力发生的时候,各个构件如果出现了重要构件摧毁,但是由于主次有序,即便是个体框架结构出现了损坏,整体还是可以支撑的。这种设计原则可以让建筑物免去大的灾难,平均用力防止损失更大发生。例如为了保证梁柱都能在灾难发生的时候发挥重大的作用,在设计上故意把梁设计成相对薄弱的部位,最大限度减少损失发生造成的破坏性,使得整体的建筑框架设计坚不可摧。
2.2优化房屋建筑协调性
在房屋建筑结构设计优化时,设计人员制定的最优设计方案必须符合房屋整体结构的要求,保证房屋的美观、舒适。从本质上来说在进行房屋建筑结构设计优化时,必须做到房屋建筑结构设计优化方案与房屋整体结构设计相符合,将房屋整体结构设计要求作为建筑结构设计优化的前提。保证房屋建筑的协调性。在具体优化设计时设计人员应考虑到以下几点:一是从房屋平面设计要求出发优化房屋墙体及柱体在房屋整体机构中的设计。保证墙体与柱体在空间中合理的排列布局,以保证空间简化、美观与实用。二是优化房屋建筑中楼梯与电梯的结构设计。尤其是电梯结构中有许多转角区域,这部分区域受力方向多、承重力大。而楼梯架构设计为悬空设置,起支撑作用得结构少,还会承担房屋与人员等带来的压力。因此,楼梯与电梯承重结构的材料选择应进行优化考虑。三是从房屋整体结构出发优化建筑结构设计,保证建筑结构整体的稳定性与安全性。房屋建筑结构设计优化的前提不改变又有的房屋结构设计。
2.3框架-剪力墙混合结构体系
这种结构是在框架中根据实际的情况科学设置剪力墙,框架和剪力墙两种结构所形成的一种新的受力形式直接决定了框架剪力墙受力的特点。框架上部通常是上一层建筑的墙体结构,所以结构本身会受到较大的垂直方向上的压力,所以结构需要承受较大的垂直压力。因此在工程设计施工的过程中,一定要采取有效措施,增强其强度以及抗垂直变形的能力,此外还要确保框架施工的质量和效果。剪力墙结构通常会受到较大的水平方向上的力,且其数值较大,对建筑水平结构的稳定性会产生较大的影响。所以在剪力墙施工的过程中,一定要在合理范围内提升其刚度水平。因为这种结构集合了两种结构形式,所以在设计过程中一定要保证二者的科学协调,同时还要在工程施工后对其施工的质量及效果进行严格仔细地检查。
2.4优化房建框架结构设计
房屋框架结构也是建筑结构的重要组成部分,所以房建框架设计优化也是房建结构优化的重要内容。现代房屋建筑框架的主要建筑形式是钢筋混凝土框架结构,对框架结构设计优化的方法是通过优化其安全系数设计完成钢筋混凝土框架结构设计。框架的作用不同其安全系数会有所不同,如墙体等竖向构件的安全系数与地面等横向构件的安全系数有所不同。在优化房屋建设框架时,设计人员根据其在整体建筑结构中所起到的不同作用,其受力大小优化其安全系数设置。同时优化楼板与楼盖梁的控制参数设计,保证房屋框架整体结构的安全性与经济性,以达到房屋建筑框架结构设计优化的目的。
2.5对梁、柱的混凝土采用不同强度等级处理
施工中可采取下列措施:(1)浇筑混凝土顺序。先浇强度等级高的,后浇强等级低的。(2)设临时隔断。支模前在柱主筋保护层以外用钢丝网隔离,并在钢丝网外侧加圆钢筋或钢管;也可以在柱筋保护层外将模板做成大马牙搓,待浇完的高强度等级混凝土后,拆除大马牙二搓模板,再支好墙模。(3)分别浇筑不同等级的混凝土。为了使两种不同等级的混凝土在加料时分别清楚:柱混凝土加料用料斗加料,梁、板混凝土用泵送,对送料混凝土车加强监督。浇筑时,对高一级的混凝土至少保证浇筑高度高于低一级混凝土50cm以上,交叉进行。
结语
人们对建筑结构的综合性要求不断提升,不仅要求技术创新,也要求施工创新、材料创新,技术人员应不断进行学习和借鉴,保证优质的设计理念和设计手段体现在房屋建筑设计上,在进行建筑结构设计中,开展强大的建筑材料的研究,对于优质的建筑设计方案的优化时非常关键的,当前的研究热点也集中在如何实现现代的、强度大、质量好的、环保绿色性能优越的建筑设计研发上,目标就是结构更加可靠、人性化、经济实用。我国建筑行业,无论是设计还是施工随着经济的发展,在理念上也在不断创新,例如如何灵活地进行建筑平面框架结构的设计,需要符合设计结构要求,提高施工质量,还要应对建筑体型和平面布置得复杂化的情况进行创新,以上都是当前的设计者需要考虑的。希望通过本文对于工程设计中框架结构设计的分析,能够给今后的建筑工程设计发展提供参考。
参考文献:
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