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摘要:大跨度框架结构随着我国科技水平的提高被广泛的应用在我国的建筑领域当中,但是在运用过程中仍然存在者不同程度的问题亟待解决。在这个背景下,本文对工业厂房大跨度框架结构作为研究对象进行分析和论证,希望可以提供一定的参考。
关键词:工业厂房;大跨度框架结构;设计
1引言
在高速发展的经济的推动下,人们对于工业厂房大跨度框架结构设计的要求在逐步提高。但是,在进行设计时暴露出许多问题,一些问题至今都未得到妥善处理,给工业厂房的施工质量造成了巨大的影响。为此,相关人员应不断优化设计,提高施工质量以及设计的经济性、可行性以及适用性[1]。
2工业厂房大跨度框架结构的结构类型
随着我国建筑施工进程的不断推进,大跨度框架结构的应用标准与要求在逐步提高。为此,在施工过程中要充分考虑建筑的功能需求,以此为基准择出最佳的结构种别。通常而言,以下几种框架结构种别最为常见,即:
2.1折梁结构
折梁结构在如今的建筑结构工程中愈来愈常见,且大部分为横向布置的。此类结构是直接借助折梁传递上方屋面的应力。然而,在折梁的跨度内采用较大截面的方式,也会出现一些不良问题,因此还要采取荷载交叉传递的工作模式。
2.2转换梁结构
在运用转换梁结构时,一般来说要将一个健全的、系统的工作模式安设于檐口高度,在设计时以大梁为核心部分,以有效支撑起梁跨结构。这种结构分析中通常都是由斜板将应力传递给斜坡,再由斜坡传递给框架和结构柱的工作模式,通过梁上柱荷载,进而给框架结构柱该方案的应用通常都是以数学模型为基础,是一种计算简单,在具体设计中没有考虑整体工程的计算模型。在设计时,此类结构既能借助理学模型展开深入的剖析,同时计算流程得到简化,提高效率,但是其依旧存在着经济性差的问题[2]。
2.3支撑体系
柱或梁是框架结构的主要支撑结构,其中,柱是负责向地面传输上部传递的力的承载体,而梁具有传递上部压力、支撑上部结构的功能,其支撑功能具体体现在支撑上层的活动空间、将上部荷载传输至柱上。总之,支撑结构对纵向长、横向短的厂房更为适用。
3工业厂房大跨度框架的结构设计分析
3.1确定合适的设计方案
在设计大跨度框架结构的过程中,为有效确保结构的可靠性以及稳定性,就必须全方位的考虑横向框架、屋盖、支撑体系等等。通过对各个方案的经济性、实用性以及技术含量的对比分析,不断健全设计方案,使之能对施工建设起良好的指引作用,从而将维护管理成本降至最低。
3.2合理布置结构
结构布置是施工过程中的关键一环,为此有必要进行有效处理与应对。一方面,要改善偏心、减小扭矩的问题,确保刚度均匀、对称。另一方面,要缩小水平荷载侧移,对结构高跨比实施科学管控,统一规划层高与柱网,择出合适的布局构件类型及尺寸。必须注意的是,要在符合功能需求的基础上,简化梁、柱的设计流程,使工业厂房的作用得以充分发挥出来。
3.3注重结构受力分析
采用中国建筑科学研究院编制的PK-PM2010V3.1.4版本的相关设计程序进行计算,模拟框架结构受力过程,准确计算出框架结构的跨度、层高、横截面大小等数据。重视增强结构的安全性与可靠性,满足刚度要求,稳定性要求,科学布置抗侧力构件,使其更好发挥作用。
3.4合理设计框架结构
在设计大跨度框架结构的过程中,既要遵守原则,提升方案设计的合理性、正确性、科学性,又要在充分考虑到大跨度框架结构的具体实情的基础上有针对性的、有目的的采取合理方式,从而有效提升设计水平,有效增强结构的可靠程度与稳定性。在具体的设计过程中,常用的设计方法主要有间接设计法与直接设计法两种。
(1)框架结构间接设计。采用预应力水平拉杆对混凝土受弯构件进行科学规划和设计。在预应力和新增外部荷载的作用下,预应力钢筋内产生轴向拉力,并且会传递至构件上,进而产生偏心受压作用。在该作用下,得以实现构件良好工作的目的,从而克服外荷载产生的弯矩,减少外荷载效应,增强构件的抗弯能力。另外还能有效缓解和控制构件裂缝,实现对裂缝的有效预防,增强斜截面的抗剪承载力,确保构件综合性能良好。
(2)框架结构直接设计。考虑增强结构稳定性与可靠性的目的,让工业厂房更好运行和发挥作用,对存在缺陷与不足的部位直接进行设计改进和完善。比如,在置换混凝土设计中,结合实际需要有针对性的采取完善措施,与加大截面积方法非常类似,操作步骤和基本原理存在相似之处,有利于增强结构稳定性。但该方法也存在缺陷,比如整个施工过程中,湿作业法使用的时间较长,容易延误施工进度,影响工程建设效果。因此,在混凝土强度不足,结构存在严重缺陷的部位加工时,可以采用该设计方法。另外还可以适当采用粘贴纤维增强塑料设计法,效果明显,对提高结构的稳定性与可靠性具有积极作用。耐腐蚀、耐潮湿性能良好,结构自重较轻,几乎不会增加框架结构的重量。同时还能保证框架结构性能良好,维修管理方便,并且可以节约维护管理费用[3]。值得注意的是,施工中需要进行专门的防火处理,在一般结构构件和混凝土结构构件加工中应用具有良好效果。
4工业厂房大跨度框架结构优化设计
与框架结果相比,大跨度框架结构在施工与设计方面的难度都很高,其中以设计上最为突出。所以,在设计框架结构时,务必要重视受力问题,要全方位的剖析其受力,并实施有效的人工调整。唯有如此,才可确保框架结构在建筑设计过程中得到广泛的运用。在分析框架结构受力时,应着重注意以下几方面:首先,在计算框架结构的配筋时,需结合相应的投影方式计算出框架结构配筋的荷载力。在设计框架结构的过程中,由于平面与空间的压力的影响,一旦未处理好相关受力,会导致框架结构形成轴向力等问题。所以,在对框架结构设计配筋时,应采取双层配置的手段,同时向两个方向拉伸,且结合具体的设计需要合理、科学的管控钢筋的间距,并对其作加密处理。其次,在研究框架结构具体的受力时,要综合考虑轴向压力、弯矩压力。但是,现有计算配筋的软件中有大部分都注重弯矩压力的考量,却很少注重计算轴向压力,这无疑会导致框架结构设计出现受力方面的问题。从设置框架结构中楼板翼缘的应用上看,其作用并未得到充分发挥。所以在实际设计时,切忌依据T型结构的方式计算配筋,而应依据矩形结构加以设计,采取手动方式实施核算。最后,在工业厂房大跨度框架结构设计中,也要对空间结构的整体作用的进行探究,在框架结构中所存在的各个构件,其所发挥的作用具有联系性;在施工中,可以根据这一原理完善大跨度框架结构施工技术,特别是下弦结构的施工;另外,要做好浇筑工作,这样可以提升大跨度框架结构的施工质量,从而可以最大限度的发挥框架结构的整体作用。
5总结
综上所述,大跨度框架结构是如今工业厂房设计过程中运用范围最广的结构。在具体的实践运用中,大跨度框架结构具有十分显著的优势,正因为如此,建筑结构设计人员应更为注重且倾向于选择大框度框架结构,有效规避接缝问题,提升屋面的防水作用,从而使建筑的整体质量水平得以提高。但是经济的发展,建筑企业需要对工业厂房的大跨度结构设计进行不懈的改进,以便于使其性能和功能更加的良好,从而使其负荷人们的使用需求。所以有关从业者必须积累经验、不断总结,才能使行业整体稳步前进,为社会主义现代化建设提供动力。
参考文献:
[1]池耀罗.工业厂房框架结构施工的质量问题和控制措施[J].住宅与房地产,2017(18):227.
[2]李晨.某综合训练馆大跨度预应力框架设计与弹塑性分析[D].
[3]张媛媛.工业厂房钢筋混凝土框架结构设计分析[J].建筑建材装饰,2017(7).