发布日期:2024-02-12 19:18:00

框架结构设计

今天给各位分享框架结构设计的知识,其中也会对框架结构设计进行解释,如果能碰巧解决你现在面临的问题,别忘了关注本站,现在开始吧!

本文导读目录:

1、框架结构十篇

2、框架结构设计

3、Java常用的框架有哪些?

  框架结构篇1

  【关键词】建筑框架结构;原则与措施;问题

  目前,我国建筑业适应新时代的要求,不断优化建筑设计和施工。在施工工程中,常采用框架结构,节省了不少的空间,在平面设计时更加方面灵活。框架结构体系在建筑结构设计中的使用越来越广泛。在框架结构的设计中,要结合实际情况,认真分析框架结构设计中会出现的问题,为施工人员在施工过程中提供资料。

  1 框架结构的概念及特点

  框架结构住宅是指以钢筋混凝土浇捣成承重梁柱,再用预制的加气混凝土、膨胀珍珠岩、浮石、蛭石、陶烂等轻质板材隔墙分户装配成的住宅。框架结构由梁柱构成,构件截面较小,因此框架结构的承载力和刚度都较低,它的受力特点类似于竖向悬臂剪切梁,楼层越高,水平位移越慢,高层框架在纵横两个方向都承受很大的水平力,这时,现浇楼面也作为梁共同工作,框架结构的墙体是填充墙,起围护和分隔作用。

  房屋框架结构分类。房屋的框架按跨数分有单跨、多跨;按层数分有单层、多层;按立面构成分有对称、不对称;按所用材料分有钢框架、钢筋混凝土框架、预应力混凝土框架、胶合木结构框架或钢与钢筋混凝土混合框架等。

  房屋框架结构特点。水平方向仍然是楼板,楼板搭在梁上,梁支撑在两边的柱子上,把重量递给柱子,沿着高度方向传到基础的部分,即梁、板、柱构成的承重体系。框架结构的突出特点是所有的墙都不承重,板搭在梁上,梁直接传给了柱子,墙都是后坐上去的,起着一个划分空间的作用,仅起着一个保温,隔热,隔声的部分,应用的时候很灵活。

  2 建筑框架结构设计的技术原则与措施

  2.1 建筑框架结构设计技术原则

  2.1.1 框架结构抗震验算时不同的楼盖及布置(整体性)决定了采用刚性、刚柔、柔性理论计算。设计成双向梁柱刚按体系,但也允许部分的框架粱搭在另一框架梁上。

  2.1.2 雨蓬不得从填充墙内出挑。

  2.1.3 出屋面的楼电梯间不得采用砖混结构。构件不得向电梯井内伸出,否则应验算是否能装下。电梯井处柱可外移或做成L型柱

  2.1.4 框架结构中的电梯井壁宜采用粘土砖砌筑,但不能采用砖墙承重。应采用每层的梁承托每层的墙体重量。梯井四角加构造柱,层高较高时宜在门洞上方位置加圈梁。

  2.2 建筑框架结构设计技术措施

  在用PKPM软件计算梁柱时,应尽量采用TAT或SATWE三维软件。第一,计算结果更接近实际受力状态,如地震力或风力是按抗侧移刚度分配,而不是按框架的楼面从属面积,还如从框架柱出挑的梁和从次梁出挑的梁,因次梁的支座(框架梁)发生下沉变形,内力重分布,从框架柱出挑的挑梁配筋将较大。第二,快速方便,三维软件整体计算,不必生成单榀框架,再人工归并,可整楼归并。第三,TAT或SATWE还可以进行井式梁的计算,由于PKPM软件计算梁时仅按矩形计算,而井式梁的断面较小,有可能超筋,此时可取出弯距再按T型粱补充计算,不必直接加大梁高。在绘制施工图时,较大直径的钢筋连接宜用机械连接取代焊接,造价相差不大,但机械连接可靠并易干检查。机械连接接头位置可任意,但一次截断的钢筋不大于50%,接头位置应错开70d。

  3 框架结构设计中应注意一些问题

  3.1 抗震设计时,框架结构设有少量混凝土墙体,设计未考虑这部分墙体的影响,仅按纯框架结构进行结构分析,配筋计算。但由于剪力墙的存在,使得结构的地震作用增大,且由于剪力墙抗侧力刚度比框架大,故剪力墙按构造配筋不一定能满足承载力要求。同时剪力墙与框架协同工作,使框架上部受力加大,故按框架结构设计的框架柱也不一定满足承载力要求。采取的措施是结构既要按全框架结构(不计人剪力墙)计算,又要按实际情况框架一剪力墙结构计算,两者的承载能力及结构位移均应满足规范要求。

  3.2 在设计框架结构和裙房时,高低跨之间不要采用主楼设牛腿、低层屋面或楼梯梁搁在牛腿上的做法,也不要用牛腿托梁的方式作为防震缝。因为在地震时各单元之间,尤其是高低层之间的震动情况不同,连接处很容易压碎、拉断。因此,凡要设缝,就要分得彻底,凡不设缝,就要连接牢固,绝不能似分非分,似连非连,否则很容易在地震中破坏。

  3.3 由于建筑的需要,有时需要框架梁外挑,且梁下设置钢筋混凝土柱。在柱的内力和配筋计算中,有些设计人员对其受力概念不清,误认为此柱为构造柱,并且其配筋为构造配筋,悬臂梁也未按计算配筋,这样有可能导致水平荷载作用下承载力不足,为事故的发生埋下隐患。实际上,在结构的整体计算中,此柱为偏心受压构件,柱与梁端交接处类似于框架梁、柱节点,应考虑悬臂梁梁端的协调变形。所以对于此柱应作为竖向构件参与结构的整体分析,并且柱与梁端交接处应按框架梁、柱的节点处理。

  3.4 填充墙拉筋和预埋件等不应与框架梁、柱的纵向钢筋焊接,宜采用在柱内预留预埋件,待砌筑填充墙时再将拉结筋与之焊接的施工方法。

  4 结语

  只有熟练掌握规范,并在工程实践中不断总结、积累,才能使框架结构设计更加合、配筋适宜,满足“技术先进、经济合理、安全适用、确保质量”的要求。从而才能设计出既安全又经济适用的优秀作品。

  参考文献:

  [1]杨济维,对钢筋混凝土多层框架结构设计的浅析.建材与装饰,2009(9).

  [2]胡爱坤,胡庆军.混凝土框架结构设计中需注意的问题.浙江建筑,2009(10)

  框架结构篇2

  【关键词】多层框架;结构设计;常见问题;处理措施

  一、引言

  在现阶段的建筑行业,多层框架结构设计已经成为了一种较为常用和行之有效的实际设计模式,并在各类房屋建筑设计中被广泛使用。但在实际实施过程中各方面的常见问题也随之而来,这就需要一名合格的框架结构设计者能够遵循各种规范的前提下权衡利弊,依据实际情况解决多层结构设计过程出现的问题。

  二、判定与处理多层框架结构薄弱层

  多层框架结构的薄弱层是指在地震地强烈作用下,其构架首先屈服作用力,并随之产生较大弹性位移的结构。所以,其结构构件所能承受的载力范围必须要满足在遇到地震作用时设计的抗震承载能力的要求,在地裂度≥7度的地区,应更为重视。针对多层框架薄弱层的设计,设计人员可以根据《建筑抗震设计规范》中第5.5.4条所述,直接指定或规定薄弱层位置;在PKPM系列软件的计算中,若框架结构的抗侧移刚度不规则,则可将其适当调整为小于相邻上一层的70%,或小于此层以上3层平均刚度的80%;而对于框架结构竖向拉侧力不连续的情况,应使这一层与相邻上层或上3层平均刚度的比值满足相应要求,同时,此层应被确定为薄弱层。

  薄弱层的存在严重威胁着建筑的抗震能力,理论上应予以消除,而尽量避免出现薄弱层的基本措施就是加大该层结构的抗侧移刚度,也就是加大其柱截面或者梁截面的面积;同时,也可以通过改变框架结构高度或降低基础埋置深度。但彻底消除薄弱层是不可能的,所以在进行多层框架结构设计时,其相关计算参数和图纸必须满足设计规范并采取相应应急措施。例如可根据《建筑抗震设计规范》中的第3.4.4.2条、第5.5.2条至5.5.5条采取设计规范,除了放大1.15倍薄弱层的地震剪力外,还应验算框架结构的楼层屈服强度系数,以满足设计标准。在某些地区,地震烈度在7~9范围内,当结构的楼层屈服强度系数≥0.5时,才不用继续对结构进行弹塑性变形验算,反之则必须进行计算。

  三、正确选取结构设计参数

  为了正确合理地对计算机计算结果进行分析和判断,在进行多层框架结构设计计算时,在保证提供合理的结构方案和正确的计算简图的前提下,如何正确地填写抗震等级、设定防震系数及如何合理地选取计算机运算结果数据的各重要参数也是多层框架结构投入实际运营实施的一大重要步骤。

  (一)抗震等级的确定

  在工程设计中,很多类房屋建筑都属于丙类抗震设防,例如常见的办公楼、民用住宅等基础建筑等,它们的抗震等级可直接根据《建筑抗震设计规范》来确定,具体则由地震裂度、房屋高度及结构类型决定;而对于乙类某些大型公共建筑设施如交通、消防和医疗类,或者大型百货商场、体育场馆等,则应按照当地区抗震设防裂度加以适当提高,大多为提高一度的要求。

  (二)地震力振型组合数的选取

  通常情况下,较高层建筑在不考虑转耦联时,振型组合数应该大于3,但但组合数都以3的倍数为宜;如果房屋层数小于等于2,则组合数可以取1或2。而对于不规则的建筑考虑转耦联时,组合数应大于等于9才能满足设计规范;当框架结构较多或者其刚度突变较大时,振型组合数应取大值,例如房屋顶部有塔楼或框架结构有转换层时,其数值应大于12以上才能满足抗震需要,而同时还要注意必须小于建筑层数的3倍。

  (三)结构周期折减系数的确定

  由于填充墙的存在,多层框架结构的实际刚度应大于其设计计算刚度,实际周期则应小于相应计算周期。所以,如果计算得出的地震作用效应不够大,则会使得结构无法满足安全系数,这严重影响了建筑的可靠性,因此合理地折减结构的计算周期是极为必要的。针对多层框架结构而言,如果采用砌体填充墙,那么结构周期折减系数就可以根据其材料和数量进行选取,为0.6或0.7;而砌体填充墙数量较少或采用轻质材料填充时,则可以选取0.9作为其折减系数;而对于无墙填充的框架结构,则可以不折减其计算周期。

  (四)梁刚度放大系数的确定

  在结构设计的计算机运算中,梁输入的模型大多都是矩形截面,这就使得在设计过程中忽略了由于楼板的存在而形成的T型截面,进而使得刚度增大的结果,最终使得框架结构的计算刚度大于其实际刚度,进而使得其地震剪力也随之偏小,导致建筑结构存在安全隐患。所以,在结构计算中应将梁刚度进行适当的放大,一般梁适宜取2.0、边梁取1.5作为其放大系数,以满足安全指标。

  四、调整斜截面配筋及框架梁裂缝宽度

  在满足梁端配筋率和梁柱的截面尺寸的前提下,结构设计过程仍然需要进行满足梁端斜截面“强剪弱弯”条件下的面筋调整和梁的裂缝宽度进行验算,以确定结构设计结果的准确和安全。

  (一)梁端斜截面的配筋

  在多层框架结构设计中,框架梁的梁端斜截面应在满足地震作用下的地震承载力的规范要求,也就是“强剪弱弯”。在结构设计和梁斜截面配筋的具体操作中,应合理运用如下方法:(1)梁端箍筋的直径可根据需要增加2mm;(2)在支座处不设置弯起钢筋,应该利于利用箍筋承受支座剪力;(3)在不放大梁端负弯矩钢筋面时,应放大1.1~1.3倍梁的跨中受力钢筋。

  框架结构篇3

  关键词:钢框架结构厂房 建筑

  1、前言

  现阶段在我国,绝大部分框架厂房结构均为钢筋混凝土框架厂房,也出现了很多的钢框架厂房。随着我国钢材产量的迅速增加,品种增多,钢结构设计和施工技术的不断提高,钢框架的运用将有良好的前景。随着国家经济的快速发展,钢结构在建筑领域起到了举足轻重的作用,扮演着越来越重要的角色,无论在工业还是民用建筑中,钢结构以其突出的特点迅速地占领着越来越广的市场。而钢框架结构又具备钢结构的优点,所以再一般大厂房的建设中经常用到。优点包括,在钢框架结构的中,其整体刚度和抗震性能好、施工速度快、自重轻、承载力高,在大跨度及超高层建筑中代替了钢筋混凝土结构,同时也不能忽视其不足,包括存在着防火性能差、易腐蚀等缺点,在设计中应根据其优点扬长避短才能更好地发挥钢结构的作用。

  2、钢框架结构体系

  其实结构设计的最基本的任务是,在建筑的安全度和经济之间选择一种优质的平衡,力求花最少的钱,保证建造的结构在已定的环境和保质期内,能够满足预定的安全性,适用性和耐久性等功能要求,这就要求设计人员把安全和经济同时考虑在内,拿出最经济合理的结构体系,目前,我国的结构主要是混凝土结构和钢结构,由于混凝土结构有很多缺点,并且随着科技的进步和环保意识的提高,钢结构越来越受到重视。

  钢框架结构体系是指沿房屋的纵向和横向来用钢梁和钢柱组成的框架结构来作为承重和抵抗侧力的结构体系。其优点是:能保证拥有很大的内部空间,建筑平面布置灵活,适应多种类型的使用功能;一般是在工厂预先定制钢梁、钢柱,然后运送到施工现场再拼装连接成整体框架,因为这样的结构自重轻,抗震性能好,对于工人来说施工速度快,机械化程度高;结构简单,构件易于标准化和定型化,对于一般厂房而言,框架体系是一种比较经济合理、运用广泛的结构体系[1]。

  2.1 对于钢框架工业厂房,结构形式有三种

  对于钢框架结构体系可分为三大体系:柱-支撑体系、纯框架体系、框架―支撑体系。框架―支撑体系即由竖向或横向布置的支撑桁架结构和框架构成,在实际工程中采用较多,这种体系形式是在厂房的横向用纯钢框架,它的特点是框架与支撑系统协同工作,竖向支撑桁架起剪力墙的作用,承担大部分水平剪力。这种结构形式特别适用于纵向较长,横向较短的厂房,经济,省钢材。缺点是柱间支撑可能会影响使用厂房的纵向布置适当数量的竖向柱间支撑,用来加强厂房纵向的刚度,以减少框架的用钢量,并且由于横向纯框架无柱间支撑,便于生产、人流、物流等功能的安排。纯框架体系;是指把厂房纵横两个方向都设计成刚接框架,不设置柱间支撑。其优点是平面布置灵活,可为建筑提供较大的室内空间,且结构各部分刚度比较均匀。缺点是侧向刚度小,且不宜采用工字型截面柱, 宜采用两个方向惯性矩差别不大的截面形式[2]。

  2.2钢结构框架厂房的优点

  综上所述,可以看出钢框架结构厂房易于维修:通用电脑设计而成的钢结构建筑可以抗拒恶劣气候,并且只需简单保养;造价合理,减少基础造价;建造速度快,可早日建成投产,综合经济效益大大优于混凝土结构建筑。建筑简易,施工期短:所有构件均在工厂预制完成,现场只需简单拼装,从而大大缩短了施工周期。

  钢框架结构有厂房中,钢结构是绿色建筑,节能建筑,钢结构提高了空间的利用率,钢结构建筑的重量轻,体量小,而且本身有良好的延性,因此钢结构的抗震性能非常好,保证了厂房的抗震性。钢结构的施工周期短,提高了资金投资的效益和施工现场文明。随着层数及高度的增加,除承受较大的竖向荷载外,抗侧力(风荷载、地震作用等)要求也成为多层框架的主要承载待点[3]。

  3、钢框架结构的设计和发展趋势

  3.1 钢框结构厂房的设计阶段

  在钢框结构厂房设计的整个过程中都应该被强调和被重视的是在结构选型与布置阶段,这一阶段尤为重要,因为对一些不能作出精确以及理性分析或规范从来没有规定的问题,可跟据从整体结构体系与分体系之间的力学关系、破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的设计思想,从全局的角度来确定控制结构的布置及细部措施。运用这些手段可以在早期迅速、有效地进行构思、比较与选择。所得结构方案往往易于手算、概念清晰、定性正确,并可避免结构分析阶段不必要的繁琐运算[4]。

  3.2 钢框结构的发展

  现阶段我国绝大部分框架厂房结构均为钢筋混凝土框架厂房,但已出现了不少的钢框架厂房。随着我国钢材产量的迅速增加,品种增多,钢结构设计和施工技术的不断提高,钢框架的运用将有良好的前景。

  多层钢框架结构是钢框架厂房最常用的结构,也是将来建筑产业发展的一个重点。上面提到过框架结构体系横向刚度较好,横梁高度也较小,是很经济的结构形式。钢结构体系拥有的各项优势,从目前来看,钢框结构建筑是对城市污染环境影响最小的结构之一,在西方已被广泛采用,所以有绿色建筑之称。与钢筋混凝土结构相比,更具有在“高、大、轻”,三方面发展的独特优势。因此,两者相结合以至达到更好的使用功能效果[5]。

  随着钢框架结构厂房的应用越来越多,遇到的问题也越来越多,其中造价仍是制约发展的重要因素之一。设计人员的共同目标是设计出安全、用钢量少、施工安装简便的钢结构厂房。在相同条件下,理论上控制用钢的数量就可以有效地控制成本造价。这样通过借助计算分析程序,我们可以很好地控制构件的用钢数量。但是节点的用钢量或节点的造价需要我们仔细比较才能确定。当然在钢结构设计过程中我们应考虑当前的国情。即大多数施工安装企业的钢结构制作安装工业化程度不高,构件加工的精度比较低,属于粗放型经营阶段。如果照搬国外的节点型式,全部采用高强螺栓连接是不合适的。首先是成本造价太高,再次是制作和安装的水平跟不上。如果盲目跟随外国,不仅不能保证质量,还给施工增加了难度。所以我们应该从自身出发,找到适合自己的途径[6][7]。

  4、总结

  当前,钢框架结构具有很好的发展势头,它以自身的优越性,正在工程中得到越来越广泛的应用,实用、节能、工业化程度高等将会是很重要的建筑指标,意味着钢结构普遍应用将成为多层钢结构厂房的设计趋势。钢框架结构施工技术,主要包括钢柱、钢梁、楼梯的吊装、测量校正、连接、压型钢板的铺设等工序,但在钢结构施工的同时,才能高效、高质量地完成施工任务。往往要穿插土建、机电等部分的施工。钢框架结构的施工必须要与土建等其它单位进行密切配合,做到统筹兼顾。

  参考文献

  [1] 张永生;钱礼平;;浅谈多层钢框架工业厂房的设计[J];安徽建筑;2008年06期

  [2] 吴国文 于文博;钢结构:大力发展正其时[N];中国建设报;2003年

  [3] 陈东佐,赵文惠;新版《钢结构设计规范》的设计指标和选材要求[J];太原大学学报;2004年04期

  [4] 曾志攀;;刚桁架结构厂房的设计[J];钢结构;2007年05期

  [5] 汪建兵;胡志强;吴体;;某轻钢加层结构加固实例[J];四川建筑科学研究;2009年02期

  [6] 陈养源;钢结构工程质量控制方法及工程应用[D];浙江大学;2006年

  框架结构篇4

  关键词:框架结构设计;轴压比;常见问题;地质勘察;结构安全

  中图分类号:TU759.1文献标识码:A

  1 科学合理的结构平面布置

  框架结构布置首先是确定柱网。柱网即柱的排列方式,它必须满足建筑平面及使用要求,同时也要使结构合理。从结构上看,柱网应规则、整齐,且每个楼层的柱网尺寸应相同,要能形成由板-次梁一框架梁一框架柱一基础组成的传力体系,且使之直接而明确(有时可以不设次梁)。例如在需要中间走道的建筑中,柱网布置可如图24-1(a),在需要较大空间时,柱网布置可如图24-1(b),柱的间距以3-8m较为合理,特殊需要时可再缩小或扩大。

  2 合理的梁、柱截面尺寸

  框架梁、柱的截面尺寸,通常是在初步设计时由估算或经验选定截面尺寸,然后通过承载力及变形验算最后确定。梁截面尺寸主要是要满足竖向荷载下的刚度要求。主要承重框架梁按“主梁”估算截面,一般取梁高hb为(1/18-1/10)lb,lb为主梁计算跨度,同时hb也不宜大于净跨的1/4;主梁截面宽度bb不宜小于hb/4。非主要承重框架的梁可按“次梁”要求选择截面尺寸,一般取梁高hb为(1/20-1/12)lb。当满足上述要求时一般可不验算挠度。

  柱截面尺寸可根据柱子可能承受的竖向荷载估算。在初步设计时,一般根据柱支承的楼板面积及填充墙数量,由单位楼板面积重量(包括自重及使用荷载)及填充墙材料重量计算一根柱的最大竖向轴力设计值NV,在考虑水平荷载的影响后,由下式估算柱子截面面积AC。

  在非抗震设计时

  在抗震设计时

  根据长期经验,框架柱截面不能太小,非抗震设计时,矩形柱截面边长hc不小于250mm,抗震设计时hc不小于300mm,圆柱截面直径不小于350mm,而且柱净高与截面长边hc之比宜大于4。

  3 选择合理、便于计算的框架计算简图

  3.1 多层框架结构实际上由纵、横框架组成的空间结构,为了简化计算,常忽略纵、横向空间联系,忽略各构件的抗扭作用,分别按纵向和横向平面框架进行计算。

  3.2 横向中间各榀框架,由于间距和各自抗侧刚度相同,作用的各荷载相同,常取一榀横向框架作为计算单元。但有差异时,应分别计算。

  3.3 纵向框架因作用荷载不同,应取不同框架计算。当采用横向承重,纵向柱多时,抗侧刚度大,可不计算,按构造设计。

  3.4 作用于各计算单元上的荷载按该单元的负载面积计算。

  框架的计算简图的简化:

  计算简图是结构的力学抽象,它既要反映结构的真实受力状态,同时又要便于内力分析,在保证必要计算精度的前提下,对计算简图作适当的简化。

  3.4.1 计算前,初步确定截面形状和尺寸。

  梁截面形状有矩形、T形、Γ形等,尺寸:主梁(1/10-1/12)L,次梁(1/12-1/15)L;矩形梁宽(1/2-1/3)h。

  柱截面形状常采用矩形、方形、圆形,尺寸:取层高的1/15-1/20。

  3.4.2 跨度与层高:梁跨度取柱子轴线距离,当上下层柱截面尺寸变化时,一般取最小柱截面形心线作为柱的轴线;层高取建筑层高,底层取基础顶至二层楼板顶面。

  3.4.3 节点简化:现浇钢筋混凝土节点常简化为刚性节点。

  3.4.4 框架构件的抗弯刚度EI:框架结构的内力和侧移计算前必须先计算梁、柱截面惯性矩,但应考虑楼板的影响。梁节点附近,楼板受拉,楼板对梁的截面抗弯刚度影响较小,在梁跨中,楼板受压,影响较大,但为了方便设计,假定梁I沿轴线不变(I0为不考虑楼板影响的梁截面惯性矩)。

  一般情况下,实际结构都是处于空间受力状态,水平荷载可能从任意一个方向作用在结构上。在设计结构时必须简化以便于计算。当横向、纵向的各榀框架布置较规则,它们各自的刚度和荷载分布都比较均匀时,可以将结构简化成平面框架进行内力及位移分析:

  4 合理的内力控制截面运用

  内力组合求出构件控制截面的最不利内力,用以控制截面。梁控制截面通常是梁端及跨中截面,柱控制截面在柱上端及下端。

  在按照平面假设进行计算的结构中,分别按两个主轴方向(或与平面结构相平行的方向)计算竖向荷载及水平荷载作用下的内力,并分别组合。应重点注意:1.活荷载不利布置 2.无地震组合及地震组合 3.竖向荷载作用下框架梁内力塑性调幅 4.风荷载及地震作用下内力。

  5 地震作用下延性框架设计

  通过大量震害调查、试验和理论分析,实现延性框架设计的要点如下:

  (1)强柱弱梁框架;(2)强剪弱弯构件;(3)强节点、强锚固。

  在延性框架中,首先要保证实现强柱弱梁,同时还要防止脆性的剪切破坏,还要避免几乎没有延性的小偏压破坏。柱截面抗弯配筋需要量,还要满足最小配筋率要求。非抗震设计时,纵向钢筋单边配筋率不应小于0.2%;抗震设计时,全部纵向钢筋配筋率不应小于下表,同时还应满足单边配筋率不小于0.2%的要求。

  非抗震设计时,框架柱纵向钢筋间距不大于350mm,抗震设计时间距不宜大于200mm。为保证混凝土浇注质量,在任何情况下纵筋净距均不应小于50mm。

  6 轴压比控制及配箍

  轴压比是影响钢筋混凝土柱破坏状态和延性的另一个重要参数。在压弯构件中,轴压比加大意味着截面上名义压区高度x增大。当压区高度加大时,压弯构件会从大偏压破坏状态向小偏压破坏状态过渡,小偏压破坏的柱构件延性很小或者没有延性。在短柱中,轴压比较大时,柱会从剪压破坏变成脆性的剪拉破坏。因此,在抗震设计中,希望延性框架中柱子的轴压比较小,最大不能超过下表所给的限制值,主要措施是加大柱断面及提高混凝土等级。

  在体积配箍率相等的情况下,箍筋形式不同,对混凝土核心的约束作用也不相同。目前常用的箍筋形式见上图。其中普通矩形箍的约束效果较差,复式箍和螺旋箍的效果较好,连续复合螺旋箍是指全部箍筋由一根钢筋连续缠绕而成,其约束效果最好。连续复合螺旋箍与螺旋箍约束作用很好,但加工复杂,一般很少采用。在高轴压比下,复式箍是较好的箍筋形式,在抗震结构中应用日益增多。在复式箍中,要求箍筋的无支长度(或称肢距)不大于200mm(一级抗震),250mm(二、三级抗震),300mm(四级抗震)纵筋至少每隔一根置于箍筋拐点,而纵筋间距不宜大于200mm。为了浇灌混凝土方便,纵筋间距也不宜小于50mm。复式箍中如采用拉筋,则拉筋必须同时勾住主筋及箍筋。

  参考文献

  [1]林同炎,S.D.思多台斯伯利,结构概念和体系.

  [2]戴国莹等.建筑结构抗震鉴定及加固的若干.

  [3]高立人,王跃.结构设计的新思路-概念设计.

  [4]《建筑抗震设计规范 GB 50011》、《多层建筑混凝土结构技术规程》.

  框架结构篇5

  关键词:建筑;框架结构;设计

  Abstract: with the increasingly diversified architectural shape and function requirements, industrial buildings and civil buildings, building frame structure design as the current practical mode, which are frequently used have been widely used in all kinds of buildings, the problems encountered in the structure design is also growing, and as a structure designers need to follow the bold and flexible solution to some of the structure under various specifications on the emphasis and difficulty.

  Keywords: building construction; Frame structure; design

  中图分类号:TB482.2文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)

  引言

  随着社会的发展,钢筋混凝土框架结构的建筑物越来越普遍。由于钢筋混凝土结构与砌体结构相比较具有承载力大、结构自重轻、抗震性能好、建造的工业化程度高等优点;与钢结构相比又具有造价低、材料来源广泛、耐火性好、结构刚度大、使用维修费用低等优点。因此,在我国钢筋混凝土结构是多层框架最常用的结构型式。近年来,世界各地的钢筋混凝土多层框架结构的发展很快,应用很多。以下是建筑框架结构设计中值得我们注意的地方,以和大家共同探讨。

  一、强柱弱梁节点设计

  为了实现在罕遇地震作用下,让梁端形成塑形铰,柱端处于非弹性工作状态,而没有屈服,但节点还处于弹性工作阶段。强柱弱梁措施的强弱,也就是相对于梁端截面实际抗弯能力而言柱端截面抗弯能力增强幅度的大小,是决定由强震引起柱端截面屈服后塑性转动能否不超过其塑性转动能力,而且不致形成“层侧移机构”,从而使柱不被压溃的关键控制措施。柱强于梁的幅度大小取决于梁端纵筋不可避免的构造超配程度的大小,以及结构在梁、柱端塑性铰逐步形成过程中的塑性内力重分布和动力特征的相应变化。因此,当建筑许可时,尽可能将柱的截面尺寸做得大些,使柱的线刚度与梁的线刚度的比值尽可能大于1,并控制柱的轴压比满足规范要求,以增加延性。验算截面承载力时,人为地将柱的设计弯矩按强柱弱梁原则调整放大,加强拄的配筋构造。梁端纵向受拉钢筋的配筋不得过高,以免在罕遇地震中进人屈服阶段不能形成塑性铰或塑性铰转移到立柱上。注意节点构造,让塑性铰向梁跨内移。

  二、基础系梁的设置

  当前建筑框架结构设计在基础梁设置方面的问题主要表现在埋置深度问题。如果基础梁埋置深度过深,则可采用基础系梁的方式减少底层柱的计算长度。若是工程条件符合《建筑抗震设计规范》的规定,同样需要设置基础系粱。同时,依照建筑物的抗震要求,建议沿着两个主轴的方向设置基础系粱,其中所构造的基础系梁的纵向受力钢筋可以取所连接柱的最大轴力设计值的百分之十作为压力或者拉力来加以计算,截面高度可以取连接柱中心距离的l/12~1/15。满足最小配筋率是构造配筋的基本条件,当基础系梁上作用有楼梯柱或者填充墙时传来的荷载时,应该将相应值提升至与所连接柱子最大轴力设计值的10%的叠加。同时,基础系梁截面也应该保持同步的增加,计算出配筋应满足的构造和受力要求。基础系梁顶标高的构造与基础顶标高一样。

  此外,可以用混凝土将基础梁下面独立基础的锥形斜坡或者台阶之间的空隙部分浇筑,使其与基础项面齐平之后再浇筑基础系梁。如果以基础系梁来进行柱底弯矩的平衡,那么应该按照框架梁来设计配筋和基础系梁的截面尺寸。此时,应该全部拉通拉梁正弯矩钢筋,至少应在1/2跨拉通负弯矩钢筋,基础系梁纵筋的抗震要求、箍筋的加密以及框架柱内的锚固应该与上部框架梁相同,而且此时要在基础梁顶部设置拉粱。总之,若是不设置基础系粱,则可以把混凝土条形作为填充墙的基础;若是设置基础拉粱,则适合在框架柱之间设置,对于不在框架柱之间的墙体可以素混凝土基础。

  三、正确选取重要的结构计算参数

  结构设计计算时,除了有合理的结构方案、正确的结构计算简图外,正确选择抗震设防烈度和场地类别、合理选取电算软件中的其他各项参数也是十分重要的。

  1.结构的抗震等级

  在工程设计中,各类房屋建筑首先应当根据《建筑工程抗震设防分类标准》(GB50223—2008)确定建筑类别。对于丙类建筑,其地震作用均按本地区抗震设防烈度计算。对于乙类建筑,《建筑抗震设计规范》(GB5001 l一2001)3.1.3条第2款规定:地震作用应符合本地区抗震设防烈度的要求,但是抗震措施(主要体现为抗震等级)在一般情况下,当抗震设防烈度为6~8度时,应符合本地区抗震设防烈度提高一度的要求:当为9度时,应符合比9度抗震设防更高的要求。实际设计中经常发生抗震等级选错的情况。如:位于8度区的某乙类建筑,应按9度由《建筑抗震设计规范》表6.1.2确定其抗震等级为一级。当8度地区乙类建筑的高度超过表6.1.2规定的范围时.应采取比一级抗震等级更有效的抗震措施。

  2.设计基本地震加速度

  《建筑抗震设计规范》3.2.2条中规定:抗震设防烈度为7度时,设计基本地震加速度值分别为0.19和0.159两种,抗震设防烈度为8度时,设计基本地震加速度值分别为O.29和0.39两种,这与89旧规范差别较大。计算中应严格注意地震区的划分,选取正确的设计基本地震加速度值,这一项对地震作用效应的影响极大。

  地震力振型组合数

  对于较高层建筑,当不考虑扭转耦联时,振型数应不小于3;当振型数多于3时,宜取为3的倍数,但不能多于层数;当房屋层数不大于2时,振型数可取层数。对于不规则建筑,当考虑扭转耦联时.振型数应不小于9;结构层数较多或结构刚度突变较大时.振型数应多取,如结构有转换层,顶部有小塔楼等,振型数应大于12或更多,但不能多于房屋层数的3倍;只有定义弹性楼板且按总刚分析法分析,有必要时,才可以取更多的振型。建筑抗震设计规范在条文说明中明确指出:振型数可以取振型参与质量达到总质量9 0%所需的振型数。如:对于某一建筑,选取的振型数为15,但振型参与质量系数只有50%,说明振型数取得不够,可能由于此建筑过于复杂或由于某些杆件不连续导致局部震动引起的,应仔细复核。

  4.结构周期折减系数

  框架结构由于填充墙的存在,使结构的实际刚度大于计算刚度,计算周期大于实际周期。因此,算出的地震作用效应偏小,使结构偏于不安全,因而对结构的计算周期进行折减是必要的,但如果折减系数取得过大也是不妥当的。对于框架结构来说,采用砌体填充墙时,周期折减系数可根据填充墙的材料及数量选取0.6~0.7:砌体填充墙较少或采用轻质砌块时,可取0.9:无墙的纯框架,计算周期可以不折减。

  5.梁刚度放大系数

  结构设计计算软件的输入模型均为矩形截面,未考虑因存在楼板形成T型截面而引起的刚度增大,造成结构的实际刚度大于计算刚度,算出的地震剪力偏小,使结构偏于不安全。因此计算时应将梁刚度进行放大,放大系数中梁取2.0、边梁取1.5为宜。

  四、框架结构构造配筋

  1.框架外挑梁配筋

  由于占地面积的限制、使用功能的要求或结构上的原因,工程上常在框架的梁端设计挑梁。由于框架梁的荷载与外挑梁的实际荷载值不同,因而框架梁与外挑梁的断面尺寸会有所不同,而有的设计人员在绘图时只是将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无法伸进挑梁,这些差错一般在施工时才会暴露出来,但为时已晚,许多钢筋已截断成型,这不仅影响了施工进度,而且也造成了不必要的损失。

  框架梁外挑梁下常设置钢筋混凝土柱。在柱的内力和配筋计算中,有些设计人员对其受力概念不清,误认为此为构造柱,并且其配筋为构造配筋,悬臂梁也未按计算配筋,这样有可能导致水平荷载作用下承载力不足,为事故的发生埋下隐患。

  2.框架边柱柱顶配筋

  对于框架结构的高层建筑,水平荷载对结构的倾覆力矩以及由此在竖向构件中所引起的轴力与建筑高度的平方成正比;顶点位移与建筑高度的4次方成正比。水平荷载是结构设计中的控制因素。框架顶层的风荷载较大,而屋面结构荷重传给边柱的轴向总力比楼层边柱总力要小,显然柱顶有大偏心问题,顶层边柱节点出现轴向力对截面重心的偏心距大于0.5倍的柱截面高度。根据框架结构的构造要求,横梁上部钢筋应全部伸人柱内,且伸过横梁下边;柱内一部分钢筋伸到顶端,另一部分钢筋伸到横梁内,其根数依据计算确定且不少于2根。设计人员在图中经常容易将边柱柱角的钢筋弯入梁内,对这类问题,缺乏实践经验的工程技术人员不易立即发现,而要等施工时才会察觉。问题的症结在于柱宽大于梁宽,柱角的纵筋要完全伸人梁内是办不到的,对这种差错应引起设计人员的重视。

  3.框架梁、柱箍筋配置

  《混凝土结构设计规范》对不同抗震等级的框架梁、柱箍筋加密区的最小箍筋直径和最大箍筋间距都作了明确规定。根据这些规定,工程习惯上常取的梁、柱箍筋加密区最大间距为100 mm,非加密区箍筋最大间距为200 mm。电算程序信息中通常也内定梁、柱箍筋加密区间距为100 mm,由设计人员根据规范确定箍筋直径和肢数。但是,在程序内定的条件下,当框架梁的跨中部位有次梁或有较大的其他集中荷载作用却仅配两肢箍筋时,多数情况下,非加密区箍筋间距若仍是200 mm,会使梁的非加密区配箍不足。当框架梁中由于种种原因纵向钢筋超筋时,梁端适当加大抗剪承载力对结构抗震非常有利。这也是当梁端纵向受拉钢筋配筋率大于2%时,规范规定梁的箍筋直径应比最小构造直径增大2 mm的原因。对于框架柱,当框架内定柱加密区箍筋间距为100 mm时,在某些情况下,亦可能因非加密区箍筋间距采用200 mm引起配箍不足。这里需要指出的是,梁、柱箍筋非加密区配箍验算时可不考虑强剪弱弯的要求,即剪力设计值取加密区终点处外侧的组合剪力设计值,并且不乘以剪力增大系数。

  结语

  建筑框架设计的造型与功能的要求日趋多样,设计过程中遇到的难点也日益增多,上述的建筑框架结构设计的几个问题都是比较常见的,却又是很多设计人员没有引起足够的重视,时常被施工方忽略。设计人员在进行建筑框架结构设计时,不仅要熟悉国家所规定的硬性要求和遵循各种规范,还要依据实际工作的经验,合理利用计算机技术,选择合适的参数指标和结构体系,大胆灵活的处理和解决结构方案上相关的问题,在工作中不断的进步和完善。

  参考文献:

  [1]GB50011--2001,建筑抗震设计规范[S].

  框架结构篇6

  关键词:框架结构设计,原则,问题

  中图分类号: TU318 文献标识码: A 文章编号:

  1 建筑框架结构设计遵循的原则

  高层建筑在我国城市建筑中所占比例正在不断增大,建筑结构方面的变化也越来越多,新时代的特征在设计中不断涌现。质量安全与时代创新理念的结合是当下高层建筑结构设计的难点和重点。高层建筑结构在设计中也必须牢牢把握设计的基本原则,使得结果更加合理、规范,具体说来其设计原则包括以下几个方面:

  1.1 一定要抓大放小,保全重要结构

  在建筑框架结构设计中有这么一种说法,那就是“强柱弱梁”“强剪弱弯”,这不禁勾起了人们对这种说法产生疑问,问什么结构要强柱弱梁,强剪弱弯,在我们的印象中强柱强梁肯定会比强剪强弯要更加结实,更加安全。但是如果所有的结构构件都强了就不好了,将会存在非常大的安全隐患。我们知道绝对安全的结构在这个世界上是不存在的,无论哪种结构体系都不能在任何情况都可抵御各种外界的破坏。每个构件的作用都不同,整个结构体系就是由这众多的构件协调组合而成,并依据其重要性来区分轻重。每个结构构件共同抵抗外力的目的,就是为了在遭遇强大的外界破坏力时,能够保住其中最重要的部件不受损坏或者至少是最后才遭遇摧毁,这就是要做出取舍的时候了。所以最明智的选择就是在建筑框架结构设计之初就先衡量孰轻孰重,哪部分是主要构件,哪部分是次要构件,当强大的破坏力来临时,首当其冲的应该是次要的构件,在设计中各个部件千万不可平均受力,那样将损失惨重。我们知道在钢框架的结构设计中,如果柱不幸倒塌,梁也不可能存在,而如果梁倒了的话,柱依然可能存在,这也就说明了柱起到的作用要比梁大。所以在建筑框架结构设计过程中,为了保证柱免遭摧毁或者至少是最后才遭摧毁,这就要把梁放在相对比较薄弱的环节上,使其能够承受大部分外来破坏力,尽可能阻挡对柱的破坏,使损失降至最低。而如果把梁和柱都设计在主要环节上,则有可能使梁和柱遭到同样的破坏。

  1.2 一定要刚柔并济,平衡结构体系

  建筑框架结构设计一定要遵循刚柔并济的原则,众所周知结构太刚变形能力就差,而结构太柔就会导致太脆。当建筑框架结构要承受强大破坏力在一瞬间来袭时,必然导致结构部件部分受损或者全部损坏。在面对这个问题的时候,设计人员设计时一定不能使建筑结构太刚。那么在建筑框架结构设计的过程中是不是越软越好呢,当然不是。结构柔一些是可以削弱外力,但缺点是容易变形缺乏支柱,必然导致全体倾覆。所以在建筑框架结构的设计中,一定要控制好结构设计的刚度,既不能太刚也不宜太柔。这个问题也正是设计人员正在探索并密切关注的问题,现在的规定只是一个笼统的范围,至于谁多谁少,目前尚没有准确定论。

  1.3 一定要多道防线,降低结构风险

  层层设防能够尽可能的降低结构体系的风险,当突发状况发生的时候,所有抵抗外力的结构都在联合抵抗,同时相互支撑,这就好比一个物体从高处掉下来,如果经过一层层障碍物的阻碍,缓冲其速度,那么当这个物体掉下来时可能就比没有障碍物阻碍的物体或者障碍物少的受损度小很多。这个时候,我们不能把结构重心全部寄托在单一的构件上,在土建结构中我们知道多肢墙要比单片的墙好,而框架剪力墙要比纯框架好,我们知道鸟巢外形结构的设计,是多道防线设计思路的最好体现。

  1.4 一定要使结构合为一体

  好的建筑框架结构体系是一个整体的结构,这种结构体系中没有关节,并且能够快速有效的传递并消除外力,尽量减少破坏力度,有了这个原则,我们在设计时就要想办法把各个关节给“打通”,使之畅通无阻。前面我们提到的三个原则(“刚柔相济”“多道防线”“抓大放小”)实施的基础就是一定使结构浑然一体,也就是说这个原则是前面三个原则的保障。总的来说,设计者要使原本保持平衡和静态的构件组合之后,在受到强烈的外力冲击时还能保持原来的静态,或者相对的静态,这样目的就达到了。

  2 从概念设计上应解决的问题

  1)“强柱弱梁”节点的控制措施。我们强调的强柱弱梁节点的作用是为了在碰到罕见的大地震时,可以让梁端在外力作用下形成塑性铰,柱端不屈服,并且还可位于非弹性的状态,节点仍然可以在弹性的状态当中。设计经验告诉我们,在建筑结构许可的情况下,应该要把柱的截面尺寸尽可能做大些,让柱的线刚度要比梁的线刚度之间的比值大于1,柱子的轴压比一定要满足规定的规范。在设计中要充分注意节点构造,尽量让塑性铰要向着梁跨内移。强柱弱梁节点问题的解决是至关重要的。

  2)“强剪弱弯”的实施。保证构件延性,防止脆性破坏是建筑框架结构设计的重要环节,而保障这个环节的主要措施就是“强剪弱弯”的实施。“强剪弱弯”主要是为了在结构部件遭遇强大的罕见地震时,可以保证脆性剪切不会失效。

  3 设计构造中的常见问题及处理措施

  3.1 严格控制框架节点核芯区箍筋配置

  设计人员应该严格按GB 5001 1-2001建筑抗震设计规范中的规定来控制框架节点核芯区配箍特征值及体积配箍率,这方面很多设计者往往会忽略,特别是不能满足对柱轴压比不大时(这个规定是为了保证节点核芯区延性的重要构造措施)的要求。对于这一点问题设计者以后应该充分考虑到,以防止出现不必要的损失。

  3.2 底层框架柱箍筋加密区的范围不能满足.

  在设计中,设计人员要留意在GB 50011-2001建筑抗震设计规范中有规定:“底层柱,柱根处箍筋加密区的范围应不小于柱净高的1/3”,这是一新增加的规范要求,大多设计者可能都不太了解,以后设计过程中应该注意这个问题的解决。

  3.3 框架梁上部纵筋端部水平锚固长度不能满足

  GB 50010—2002混凝土结构设计规范中有规定:“框架端节点的地方,一旦框架梁上部纵筋的水平直线段锚固长度不足的时候,应该向下弯曲并且伸到柱的外边,控制好弯折前水平投影的长度一定要等于或者大于0.4L E”,一旦框架柱的截面尺寸在400 mm×400 mm以下的时候,框架梁就易出现问题,这就会埋下一个很严重的安全隐患。

  对于以建筑框架结构设计中出现的问题,往往是设计者忽视的问题,只要设计者在设计之初能够做好前期准备,重视这些问题,并按照国家规定来设计建筑,那么上述问题也就会随之消失,建筑框架的结构也就会符合标准。

  4 结语

  文章主要阐述了建筑框架结构设计遵循的原则,从概念设计和构造设计方面分析了框架结构设计中存在的问题,并提出了解决对策与处理措施,从而保证框架结构设计满足规范要求。自改革开放以来,我国经济高速发展,建筑设计水平也在逐年提升,随着建筑造型和建筑功能要求日趋多样化,这就要求建筑框架结构设计在遵循原则下有更高层次的水平来满足这些要求。

  综上所述,随着经济发展,我国的高层建筑数量必然会继续上升,但从建筑质量安全的角度来讲还需要引起重视。在高层建筑结构设计中要牢牢把握新时代的发展趋势以及结构设计的新规范,做出合理的方案选择,提高实际建筑的安全性能。工程设计人员要不断革新自我的设计意识和理念,用认真负责的态度进行建筑结构设计,结合自身工作经验,明确高层建筑结构设计的需求,设计出安全、出色,具有优秀品质的高层建筑。

  参考文献:

  框架结构篇7

  关键词:斜交框架桥受力情况配筋特点

  中图分类号:S611文献标识码: A

  1.工程概况

  华电国际邹县发电厂四期工程新建铁路专用线自邹城市圣达纺织集团天诚染织有限公司处,接国铁津―浦线,并沿津―浦线向南,于梁家岗北折向西南,止于邹县电厂运煤公路,线路全长约9.30km。本次拟建桥长19米,3-15-3m框架桥,桥梁中心里程为DK5+276.8m。铁路与立交道路之间交角仅为38°。

  拟建场地对工程建设有显著影响的地下水类型为孔隙潜水,主要分布于浅部填土及下部砂土层中,原状土层含水率均不高,地下水水量不大。地下水水位平均高程为58.25m。场地属Ⅱ类场地环境。根据水质分析试验结果,地下水、土对砼具弱腐蚀性,对钢筋砼中钢筋再干湿交替条件下具弱腐蚀性,对钢结构具弱腐蚀性。

  2.空间受力特点

  斜交框架桥的设计是比较复杂的,在设计中需注意的问题有很多。本桥与铁路中心线交角仅为38°,斜交角度过大,对框架桥结构受力极为不利,故在设计时调整为50°,立交道路适当扭转顺接。平面布置图如下:

  由于立交线路的斜交关系,斜交地道桥的顶、底板均为平行四边形连续斜板。整个框架为弹性支承的超静定斜板。在自重、桥面铺装、道渣及线路设备等恒载作用下,板不仅承受弯矩、剪力,而且还要承受扭矩。均布荷载作用下,最大弯矩随着斜交角的增大有从跨中向钝角部位移动的趋势。由于斜交,纵向弯矩减小,而横向弯矩变大,尤其是跨中部分的横向弯矩。另外,斜交桥在支承边上的反力分布也很不均匀。

  由于斜交框架桥受力与内力分布的复杂性,一般的平面计算方法已不能确切的反映其真实情况。斜交框架桥结构为非对称结构,荷载作用下具有明显的空间受力特点,因此采用有限元软件建立空间模型对其内力分布等进行分析计算,从而为设计配筋提供依据。

  3.配筋说明

  框架桥为超静定结构,在使用荷载作用下,顶、底板由于在与立墙交叉处有负弯矩的作用,跨中弯矩较简支板要小得多,所以顶、底板高度也比简支板薄,这样利于减少整个框架的建筑高度。根据以往设计经验,顶板取值1m,底板1.1m,中墙0.9m,边墙1m。在底板与立墙交叉处,设置2x0.5m梗肋以减缓应力集中。其断面如下图所示:

  主筋需严格按配筋材料包络图要求进行。主钢筋采用骨架式组合,为简化施工,可设1或2种骨架,每米可设5个,8个或10个骨架,在骨架上设通长直钢筋为基本钢筋。在设基本钢筋骨架数时,还应考虑能否满足加腋钢筋配置的需要。为保证骨架刚度,每一骨架顶、底板最少有一根弯起钢筋。顶板底面及底板顶面的钢筋,保证有不少于跨中最大钢筋量的1/4的钢筋伸入支点(即中、边墙中心线)。为安全计,实际截断点在理论截断点外侧10cm。在顶底板的上下缘钢筋如有相同直径且截断点在一定范围内时,用斜筋连成弯起钢筋。在角隅外缘两侧有相同直径短钢筋时,也连接成L型钢筋。

  分布筋总面积为框架截面积的0.2~0.32%之间配置,常用值为0.25~0.28%。箍筋只起联系、架立作用,故按构造设置配筋,由于板、柱交点附近应力集中较严重,因此箍筋需加密。

  根据计算结果,本设计所需HRB335钢筋18.07T,R235钢筋1.35T。

  4.结论

  本文对铁路框架桥的设计做了简要的论述,在实际工程中还需进一步分析计算,使钢筋骨架布置更加简洁,受力明确,钢筋布置合理,有效防止斜框架桥结构裂缝的产生。

  参考文献:

  (1)高等学校教材桥梁工程中国铁道出版社

  框架结构篇8

  1工程概况

  某建筑原为单层钢筋混凝土框架结构,造型平屋面,后拟在建筑东侧扩建一建筑,用作餐厅。餐厅面积为4.800×35.000--518.000m。,单层,平屋面,屋顶标高4.600m,地基承载力标准值180kPa,场地类别Ⅱ类,抗震烈度7度,抗震等级3级,丙类建筑,安全等级为2级,设计使用年限50年。

  2结构选型

  该扩建工程作餐厅使用,故而主体部分跨度较大,空间结构较为宽阔。综合考虑,设计决定该扩建部分仍采用钢筋混凝土框架结构。

  3结构设计的主要措施

  扩建工程中的特殊结构设计主要是如何处理好新旧房屋的沉降差、新旧结构如何连接可靠等问题,为此设计时采取以下主要措施。

  3.1地基基础设计

  原建筑采用柱下独立基础,基础底标高为一1.500m,下设CIO素混凝土垫层。为了使新建部分不影响原建筑的基础,避免不均匀沉降,该例采用新建独立基础,将新建基础与原基础拉开一定距离,然后设置悬挑梁与原建筑相接,原建筑与扩建部分梁板设100mm缝断开。地基基础示意图,如图l所示。

  3.2基础拉梁设置

  因该扩建工程跨度较大,为降低扩建部分不均匀沉降,宜设计基础拉梁。基础拉梁是调节基础的不均匀沉降及承受一层隔墙的荷载,其尺寸一般按跨度的1/15确定。在计算模式中,拉梁可以考虑为仅承受自重和底层墙体总量并且将之传给两边基础的两边铰支的单跨梁,它的计算同一般的上部结构两边铰支梁。该例独立基础埋置不深,本可以沿两个主轴方向设置构造基础拉梁,即其配筋可以是上下各2414(-"级钢)纵筋,8@200箍筋。但是,由于该例工程还需要承受上部隔墙传来的荷载,计算后得出的结果显示构造基础拉梁无法满足要求,因此我们按照其计算的最小配筋率来配筋。然而,拉梁在实际施工及使用中,由于其基底下层土为老土或者施工中形成的压实土层,而且在协调变形的过程中会承受一定的两边基础的变形差异带来的影响,所以完全没有土反力是不可能的。严格来说,拉梁计算应考虑上下部均配置受力钢筋以应付两种可能性的发生。

  3.3新旧建筑连接

  由于原有建筑沉降较慢或已中止沉降,而新建筑初始沉降较大,为减少新旧建筑沉降差,设计上宜在新旧建筑相连处设置沉降缝。

  3.3.1新旧墙体连接

  建设方从使用功能与美观上考虑,希望在墙置不设沉降缝,将新旧墙体直接连接,故而为了使新墙体的墙端构造柱与旧墙有可靠连接,可选择以下几种方法处理。

  1)钢筋混凝土键销法新旧墙体问采用钢筋混凝土键销相连接,混凝土键销需作抗剪验算和对砌体进行局部承压验算。键销尺寸一般为240mmX240mmX480mm,配纵筋448,箍筋6@150,键销间距约1000mm。该方法需在旧墙上打凿出键销槽,对墙体的破坏较大,施工质量难以保证。

  2)钢筋拉结法钢筋穿过墙上的钻孔,将旧墙体与新墙端构造柱拉结。该法由于在墙角处钻孔不方便,施工中不容易把钢筋拉紧焊牢,且易将钢筋拉脱,室内作业较多,常为以下两种方法所代替。

  3)压浆锚杆法先在墙上钻孔,孔径为23mm、长度大于100mm,用净水清洗钻孑L后放入412螺杆,再以水玻璃砂浆压力灌浆,经养护后,拉紧螺杆,焊在构造柱的钢筋上,与构造柱连为整体。该法连接可靠,但湿作业较多,施工进度较慢。

  4)膨胀螺栓连接法因膨胀螺栓与砌体间有较好的锚固能力,本法以膨胀螺栓直接锚固于钻孔内,外面螺帽焊上钢筋伸入构造柱。该法使用电锤打孔,干法作业,施工方便,对建筑物损坏少,施工速度较快。结合实际情况,该例设计时采用膨胀螺栓连接法来进行新旧墙体连接。

  3.3.2新旧屋面连接

  在框架结构中,挑梁宜做成等截面(大挑梁外露者除外)。与挑板不同,挑梁的自重占总荷载的比例很小,做成变截面不能有效减轻自重。变截面挑梁的箍筋,每个都不一样,难以施工。变截面梁的挠度也大于等截面梁。若挑梁端部有次梁时,注意要附加箍筋或吊筋。一般挑梁根部不必附加斜筋,除非受剪承载力不足。对于大挑梁,梁的下部宜配置受压钢筋以减小挠度。同时挑梁配筋还应留有余地。为避免不均匀沉降和方便施工,该工程⑤~⑥轴间采用了等截面挑梁的设计,因此在处理新旧屋面连接时也相对较为容易。该工程原建筑为平屋面结构,⑥轴后新建建筑亦为平屋面结构。⑤~⑥轴间采用的是平板连接,屋顶标高与原建筑相同,屋面板为钢筋混凝土现浇板,⑥轴后的屋面板也均采用现浇形式。

  3.4屋面设计处理

  按照原建筑屋面形式,新建筑同原有作法。将屋面板向周边外伸900mm,女儿墙900mm高。屋面周边按原建筑屋面样式作造型。我们知道,实际工作中,在新旧建筑连接的接缝处,女儿墙的竖直面、压顶及梁板接缝都在同一位置,必须做好防水工作。该处很容易形成复杂构造,出现问题也较多,故而从选定连接缝位置开始,就需要特别注意选择尽可能简单的结构形式,以便根据建筑物的情况,处理好防水问题。该工程屋面主要问题在于新旧屋面板连接处的防水处理。针对该例情况,设计时新旧屋面连接缝当作建筑变形缝来处理,变形缝的连接与防水参照标准图集作法进行设计。

  4结构特点分析

  因为框架结构的各节点均为刚节点,所以其整体性、刚度良好,设计处理得好还能达到较好的抗震效果,而且可以把梁或柱浇筑成各种需要的截面形状。但是在不同的地质情况下将新旧建筑刚性连接后,容易造成建筑倾斜与结构开裂。由于框架结构空间和高度范围大,并且整体结构稳定可靠,在建筑扩建时可较灵活进行平面布置,也可以减少甚至避免对原建筑的破坏,使其能更好的保持原有外观和功能,还可使施工变得更为简便。比如餐厅这类多数人活动的公共场所,采用框架结构能更好的利用空间与合理的布局。尽管在扩建工程中框架结构有这些优势,但是我们也应该认识到框架结构在应用时还有其局限性,它还存在这些缺点:

  1)框架结构的侧向刚度小,在强烈地震作用下,结构所产生水平位移较大,易造成严重的非结构性破性;

  2)框架结构总体水平位移上大下小,在侧向刚度不够的情况下易产生过大位移,因此,框架结构一般适用于建造不超过15层的房屋;

  3)框架结构钢材和水泥用量较大,工序多,浪费人力,施工受季节、环境影响较大。

  5结语

  房屋改扩建设计不同于新建筑,更多的是要考虑到新旧建筑的连接,尽量减小新旧建筑间的沉降差,这是建筑后期安全使用的关键。在结构设计中,我们在精于结构电算分析的同时,也应注意到房屋结构处理上碰到的各种问题,使施工图的设计更完善,保证结构的安全。工程设计是一项复杂而负有责任的工作,作为结构设计人员要做到:

  1)对待工作要具有强烈的责任心和一丝不苟、精益求精的工作态度。

  框架结构篇9

  关键词:框架结构;基础形式;基础设计

  Abstract: construction frame structure design is in the structural design of more basic design, also be building in the structural design of the more important one kind of form. This paper mainly in the framework structure analysis based design are also discussed.

  Keywords: frame structure; Foundation forms; Foundation design

  中图分类号:S611文献标识码:A 文章编号:

  钢筋混凝土框架结构由梁和柱所组成,是一种抗震、抗风较好的结构体系,这种体系的侧向刚度小,平面布置灵活,易于满足建筑物设置大房间的要求,在工业与民用建筑中被广泛应用。框架结构基础设计是建筑框架结构的重要组成部分,在建筑设计中有着重要的地位。为了保证设计的科学合理,保证设计的先进性,相关的设计人员需要对基础的类型有清晰的了解,然后在根据实际的需要进行正确的选型,此外,还需要对基础进行适当的分析,对其中的条形基础设计等具体内容进行细化分析和选择。

  1、基础选型

  1.1 浅基础一般而言,天然地基上的浅基础便于施工、工期短、造价低,如能满足地基的强度和变形要求,宜优先选用。浅基础按结构形式可分为:独立基础、条形基础、筏板基础等。

  独立基础是柱基础中最常用和最经济的形式。也可分为刚性基础和钢筋混凝土基础两大类。刚性基础可用砖、毛石或素混凝土,基础台阶高宽比(刚性角)要满足规范规定。一般钢筋混凝土柱下宜用钢筋混凝土基础,以符合柱与基础刚接的假定。同一排上若干柱子的基础联合在一起,就成为柱下条形基础。此种基础有相当大的抗弯刚度,不易产生太大的挠曲,故基础上各柱下沉较均匀。当土的压缩性或柱荷载分布在两个方向上都很不均匀,为了扩大底面积和加大基础空间刚度以调整不均匀沉降,可在柱网下纵横两个方向设梁,成为柱下交叉梁基础。交叉条形基础具有一定的空间刚度和调整地基不均匀沉降的能力,适应地基软弱不均或框架结构各柱荷载大小不一的情况。筏板基础用于多层与高层建筑,分平板式和梁板式。由于其整体刚度相当大,能将各个柱子的沉降调整得比较均匀。筏板基础适用于土质软弱,地基承载力低,上部结构传递到基础的荷载很大及上部结构对地基不均匀沉降敏感的情况。筏板基础由于承载面积大,故能减低基底压力,提高地基承载力,增强基础整体刚度,并调整不均匀沉降。因此要根据使用要求比较确定。

  1.2 深基础是埋深较大、以下部坚实土层或岩层作为持力层的基础, 其作用是把所承受的荷载相对集中的传递到地基的深层。因此,当建筑场地的浅层土质不能满足建筑物对地基承载力和变形的要求、而又不适宜采取地基处理措施时,就要考虑深基础方案了。深基础主要有桩基础等基础,其中桩基础也是应用最为广泛的一种基础形式,下面将予以着重讨论。

  桩基础由基桩和联接于桩顶的承台共同组成。若桩身全部埋于土中,承台底面与土体接触,则称为低承台桩基;若桩身上部露出地面而承台底位于地面以上,则称为高承台桩基。建筑桩基通常为低承台桩基础。高层建筑中,桩基础应用广泛,桩基础具有以下特点:

  1)桩支承于坚硬的(基岩、密实的卵砾石层)或较硬的(硬塑粘性土、中密砂等)持力层,具有很高的竖向单桩承载力或群桩承载力,足以承担高层建筑的全部竖向荷载(包括偏心荷载)。

  2)桩基具有很大的竖向单桩刚度(端承桩)或群刚度(摩擦桩),在自重或相邻荷载影响下,不产生过大的不均匀沉降,并确保建筑物的倾斜不超过允许范围。

  3)凭借巨大的单桩侧向刚度(大直径桩)或群桩基础的侧向刚度及其整体抗倾覆能力,抵御由于风和地震引起的水平荷载与力矩荷载,保证高层建筑的抗倾覆稳定性。

  4)桩身穿过可液化土层而支承于稳定的坚实土层或嵌固于基岩,在地震造成浅部土层液化与震陷的情况下,桩基凭借深部稳固土层仍具有足够的抗压与抗拔承载力,从而确保高层建筑的稳定,且不产生过大的沉陷与倾斜。

  2、条形基础设计

  在条形基础设计中,首先要进行的是条形基础的内力分析,这也是设计的核心内容。

  2.1 确定基底反力和基础底面尺寸

  根据文克勒地基模型,再加上刚性基础假定,我们可以迅速的推出基底反力为线性分布。如果设条形基础的长为L,宽为B,那按照基础的平衡条件,可以得到基底反力的最大值和最小值。

  2.2 静力法

  因为沿长度方向等截面的基础梁,它的自重和覆土重,一般不会在梁内产生弯矩和剪力,所以在进行基础内力分析时,基底反力采用通常是不包括基础自重和覆土重的净反力的。在基底净反力和柱子传来的竖向力、力矩作用下,基础梁的任一截面的弯矩和剪力都可以通过理论力学中的截面法求出。通常会选取若干个截面进行计算,然后绘制弯矩图、剪力图。

  2.3 倒梁法

  倒梁法主要是把基础梁作为以柱子为铰支座的连续梁,通过结构力学中力法、位移法或弯矩分配法可以准确的计算出来。倒梁法是采用基底净反力计算基础梁的弯矩和剪力。然后根据基础梁支座、跨中的弯矩和剪力,可以准确的计算出基础梁支座、跨中的受力筋和箍筋的截面面积,合理配筋。

  框架结构篇10

  框架结构和混合结构的区别如下:

  1、框架结构,又叫钢筋混凝土结构,由梁柱构成,构件截面较小,因此框架结构的承载力和刚度都较低,它的受力特点类似于竖向悬臂剪切梁,楼层越高,水平位移越慢,高层框架在纵横两个方向都承受很大的水平力,框架结构的特点是能为建筑提供灵活的使用空间,但抗震性能差。

  2、混合结构,又叫砖混结构,混合结构是指承重的主要构件是用钢筋混凝土和砖木建造的。虽然也用钢筋浇柱、梁,但墙体具是承重功能,不能乱拆,所以布局不能变。混合结构质量较框架略差,但寿命长。

  (来源:文章屋网 )  框架结构设计范文第1篇

  【关键词】:多层建筑;框架结构;设计

  中图分类号:TU472 文献标识码:A 文章编号:

  一、多层建筑框架结构加固设计遵循的原则

  1.一定要多道防线,降低结构风险

  建筑结构设置多道防线,能够在遇到风险时,通过所有抵抗外力结构联合起来将风险障碍物一层层的阻碍,缓冲其速度,同时相互支撑,这就好比一个物体从高处掉下来,那么当这个物体掉下来时可能就比没有障碍物阻碍的物体或者障碍物少的受损度小很多。这个时候,我们不能把结构重心全部寄托在单一的构件上,在土建结构中我们知道多肢墙要比单片的墙好,而框架剪力墙要比纯框架好,我们知道鸟巢外形结构的设计,是多道防线设计思路的最好体现。

  2,一定要抓大放小,保全重要结构

  在建筑框架结构设计中有这么一种说法,那就是“强柱弱梁”“强剪弱弯”,这不禁勾起了人们对这种说法产生疑问,问什么结构要强柱弱梁,强剪弱弯,在我们的印象中强柱强梁肯定会比强剪强弯要更加结实,更加安全。但是如果所有的结构构件都强了就不好了,将会存在非常大的安全隐患。我们知道绝对安全的结构在这个世界上是不存在的,无论哪种结构体系都不能在任何情况都可抵御各种外界的破坏。每个构件的作用都不同,整个结构体系就是由这众多的构件协调组合而成,并依据其重要性来区分轻重。每个结构构件共同抵抗外力的目的,就是为了在遭遇强大的外界破坏力时,能够保住其中最重要的部件不受损坏或者至少是最后才遭遇摧毁,这就是要做出取舍的时候了。所以最明智的选择就是在建筑框架结构设计之初就先衡量孰轻孰重,哪部分是主要构件,哪部分是次要构件,当强大的破坏力来临时,首当其冲的应该是次要的构件,在设计中各个部件千万不可平均受力,那样将损失惨重。我们知道在钢框架的结构设计中,如果柱不幸倒塌,梁也不可能存在,而如果梁倒了的话,柱依然可能存在,这也就说明了柱起到的作用要比梁大。所以在建筑框架结构设计过程中,为了保证柱免遭摧毁或者至少是最后才遭摧毁,这就要把梁放在相对比较薄弱的环节上,使其能够承受大部分外来破坏力,尽可能阻挡对柱的破坏,使损失降至最低。而如果把梁和柱都设计在主要环节上,则有可能使梁和柱遭到同样的破坏。

  3.一定要使结构合为一体

  好的建筑框架结构体系是一个整体的结构,这种结构体系中没有关节,并且能够快速有效的传递并消除外力,尽量减少破坏力度,有了这个原则,我们在设计时就要想办法把各个关节给“打通”,使之畅通无阻。前面我们提到的三个原则(“刚柔相济”“多道防线”“抓大放小”)实施的基础就是一定使结构浑然一体,也就是说这个原则是前面三个原则的保障。总的来说,设计者要使原本保持平衡和静态的构件组合之后,在受到强烈的外力冲击时还能保持原来的静态,或者相对的静态,这样目的就达到了。

  二、设计构造中的常见问题及处理措施

  1.严格控制框架节点核芯区箍筋配置

  设计人员应该严格按GB50011-2001建筑抗震设计规范中的规定来控制框架节点核芯区配箍特征值及体积配箍率,这方面很多设计者往往会忽略,特别是不能满足对柱轴压比不大时(这个规定是为了保证节点核芯区延性的重要构造措施)的要求。对于这一点问题设计者以后应该充分考虑到,以防止出现不必要的损失。

  2.底层框架柱箍筋加密区的范围不能满足

  在设计中,设计人员要留意在GB50011-2001建筑抗震设计规范中有规定:“底层柱,柱根处箍筋加密区的范围应不小于柱净高的1/3”,这是一新增加的规范要求,大多设计者可能都不太了解,以后设计过程中应该注意这个问题的解决。

  3.框架梁上部纵筋端部水平锚固长度不能满足

  GB50010-2002混凝土结构设计规范中有规定:“框架端节点的地方,一旦框架梁上部纵筋的水平直线段锚固长度不足的时候,应该向下弯曲并且伸到柱的外边,控制好弯折前水平投影的长度一定要等于或者大于0.4LaE”,一旦框架柱的截面尺寸在400mm×400mm以下的时候,框架梁就易出现问题,这就会埋下一个很严重的安全隐患。对于以上建筑框架结构设计中出现的问题,往往是设计者忽视的问题,只要设计者在设计之初能够做好前期准备,重视这些问题,并按照国家规定来设计建筑,那么上述问题也就会随之消失,建筑框架的结构也就会符合标准。

  4.框架结构梁的设计问题

  在对框架结构建筑进行设计时,位于梁下部或梁截面高度范围内的集中荷载,应由附加横向钢筋承担,则需要考虑设置附加箍筋和吊筋,为方便施工可优先考虑采用附加箍筋,如主次梁搭接时,可以在结构设计总说明处,画上一节点,在有次梁部位的两侧各加上3根主梁箍筋来作为补充。框架梁与次梁的端部出现相交的现象,或者弹性支承在墙体上,对于梁端支座可以按照简支梁的方式来处理,但是必须对梁的端箍筋进行加密。在设计抗扭梁时,纵筋的间距应该小于300mm,并保证小于梁的宽度。通常在设计的时候可采用加大腰筋直径加密腰筋间距的方法来增加梁的抗扭力,同时对于纵筋和腰筋锚入支座内的长度应该符合要求。对于箍筋也应该符合抗震设防要求。在反梁板吊在梁底时,板的荷载主要由箍筋来承担,可适当加密箍筋的间距,加大箍筋直径。对于框架梁截面的高度设计,应该在梁跨度的1/10至1/15之间选择,对于宽扁梁的宽度,则最大可以设计到柱宽的两倍。

  5.框架结构柱的设计问题

  如果框架结构柱在地上的部分为圆柱时,在地下的部分就尽量做成矩形柱,这样可以尽量减少施工的工序。圆柱的纵筋根数应该保证在8根以上,而圆柱的箍筋宜优先采用螺旋式,这样可以有效增加结构的整体性和柱子的刚度及承载力,施工图纸中需要注明柱子端部有一圈半的水平段;矩形柱宜优先选用井字复合箍的箍筋形式,有抗震设防要求的需按照建筑抗震设计规范进行加密设计。角柱和楼梯间的框架柱、梯柱应在全柱高范围内进行加密。通常框架结构柱的截面,非抗震时不宜小于边长250mm,四级抗震边长不宜小于300mm,一、二、三级抗震时边长不宜小于400mm;框架柱混凝土的标号则应该在C25以上,且梁纵筋锚入柱内的水平段长度、弯折长度应该符合规范要求。

  三、结束语

  参考文献:

  [1]朱文兵.多层建筑框架结构设计的几点研究[J].建材世界,2011,32(5).

  框架结构设计范文第2篇

  关键词:多层框架房屋;结构设计;合理设计

  Abstract: with the rapid development of urban construction enterprise in our country and the city construction to improve the level and the construction technology, multilayer frame structure design of the building has been widely used in the field of modern engineering, this article in view of the structure of multi-story frame structure buildings discusses and analyzes the related problems in the design, to improve the multi-storey building frame structure design and puts forward some reasonable Suggestions.

  Key words: multilayer framework; Structure design; The reasonable design

  中图分类号:S611文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2013)

  一、多层框架结构设计中独立基础荷载取值设计

  多层框架结构房屋的设计中一般都是要使用柱下独立基础作为建筑设计中的基础地基设计形式的,但是在《建筑抗震规范》中,根据建筑物的层数以及地基的持力层是否具有软粘性的土层作为标准,对于建筑基础地基所能够承受的抗震承载力通常不进行特殊的要求。

  二、基础拉梁设计中注意的问题

  在多层框架结构房屋的设计中,对于基础使用较大的埋深设计的时候,可以在框架结构的适当位置设计基础拉梁,通过对基础拉梁的设计尽量的缩小多层建筑底层的柱子的计算长度,同时尽量的减少底层的位移发生。如图1所示

  图1 基础布置图及基础梁详图

  在进行多层框架结构设计的时候,处于对建筑结构的良好的抗震效果的考虑,对基础拉梁进行设计可以在适当的位置使用箍筋,对基础拉梁的主要承重部位进行加密保护,用来提高建筑结构梁柱的稳定性,在进行基础拉梁设计的时候,还需要对基础拉梁的截面尺寸进行合理的界定和设置,同时还要根据建筑结构的抗震性能基本要求,对基础拉梁的高度以及宽度等方面的限定值加以严格核定,在多层框架结构设计中的填充墙和楼梯的柱子作为框架结构的承重结构之一,同时在对拉梁进行相应支撑的时候,主要的手段是使用适当的增加拉梁界面的横截面积,进而提高基础拉梁的支撑效果,保证基础拉梁支撑效果能够发挥有效的作用。

  三、多层框架结构设计中梁的设计处理

  在框架结构的设计中,梁的设计处理是非常重要的,如果梁的上面存在次梁,这里还包括了挑梁的顶部,这时候就应该考虑附加箍筋以及吊筋,同时还要优先的考虑使用附加箍筋,在梁上的小柱和水箱下面,如果梁架是在板上面,在设计的时候就不需要附加钢筋,同时为了能够清楚的表达在施工图纸上面,考虑在结构设计的总说明上,有的次梁的两侧都各加上三根主梁箍筋作为必要的补充,如果次梁的顶部和框架梁体相交或者是弹性支撑在墙体上,梁的端支座就可以按照简支梁进行处理,但是梁的段箍筋应该考虑进行加密保护,在考虑设计抗扭的梁的时候,纵向梁之间的间距不能超过300mm,同时还不能超过梁的宽度,也就是在设计的时候要求加腰筋来增加梁的抗扭强度,同时纵向筋以及腰筋锚进支座内部的长度要达到锚固的长度。对于箍筋的要求和抗震设防时候的要求保持一致,反梁的板吊在梁底部,板的荷载主要是由箍筋来承受,也可以适当的增加大箍筋的间距,梁支撑偏心布置墙的时候宜做下挑沿。框架梁的高度取值应该是梁的跨度的1/10左右,扁梁的宽度取值可以使柱宽的两倍左右,扁梁的箍筋应该延伸到另一个方向梁的边缘部位。

  四、多层框架结构设计计算中重要参数的选择

  《建筑抗震规范》中明确的指出,使用计算机计算出来的所有结果都应该经过实际的计算认真的选择合理的,一般情况下,计算机计算的结构主要是包括结构的自振周期、楼层的弹塑性的层间位移、楼层的侧向刚度比、地震剪力系数以及弹塑性层间位移。楼层的侧向刚度比、振型参与的质量系数,建筑墙体以及柱的轴压比,还有墙体、柱子以及梁板的配筋等相关数值,框架抗震墙的结构中抗震墙的承受压力和总地震的倾覆力矩的比值也是要求计算的,通过上述的计算结果和实际作比较,要求的是精确的计算之后做出的合理结构方案。

  五、重点注意事项和框架结构设计原则

  1、框架梁和柱的中心线应该符合规范的标准,同时,框架梁和柱的中心线应该重合,当框架梁和柱的中心线没有重合的时候,应该在计算的时候考虑偏心对于梁柱节点核心区的受力以及构造的不利影响,甚至是梁上的荷载对于柱子的偏心影响都要考虑到。如果偏心距离大于这个方向上的柱的高度的1/4的话,就可以使用增设梁的水平方向加腋等措施进行解决,有模拟水平地震作用的相关研究表明,当框架结构梁体和柱的中心线偏心距离大于这个方向上的柱宽的1/4的时候,节点的核心区域除了出现斜方向上的裂缝之外,同样还会出现竖向上的裂缝,所以当梁和柱的偏心距离大于这个方向上的柱宽的1/4的时候,就应该使用梁水平加腋的措施,具体的加腋的构造要按照《高层建筑混凝土结构技术规程》的标准规定进行,加腋之后的梁在验算梁的剪压比以及受弯的承载力的时候,一般情况下不计算加腋的部分的截面的有利影响。

  2、在做多层框架结构的时候,设计人员要尽量的避免短柱的出现,因为短柱的抗震性能非常的差,很多的房屋抗震专家都做了相关的研究证明,都证实了短柱的抗震性能相对较差,但是框架结构中因为楼梯间的休息平台梁或者是因为楼层过高而柱的截面积比较大等方面的原因,有的一些工程中使用短柱是不可避免的,如果出现这种情况,就需要设计施工方按照国家的抗震设计规范,对短柱进行相应处理,具体的就是增强短柱的结构性抗震性能措施。另外如果同一楼层的结构设计中,柱子都是短柱的话,每一个短柱的刚度相差又不是很大,就应该使用结构设计软件进行内力分析以及结构设计和验算,尽最大的可能保证结构的安全。

  3、多层框架结构除了个别的不稳设计施工人员可以使用铰接的方法之外,其余的结构都应该设计成双向的梁柱测力体系,因为考虑到了框架结构既要能够承受竖向的荷载压力,同时还要承受水平方向上的荷载压力,所以设计人员在做框架结构设计的时候就必须将结构设计成双向梁和柱抗侧力的结构体系,同时在设计框架结构的时候还要充分的考虑有足够的侧向刚度,这样用来满足规范规定的多层楼层的层间最大位移以及层高之比的限制区间,有利于增强框架结构的抗震性能。

  4、在进行多层框架结构设计的过程中,不应该使用部分砌体墙承重的混合搭配形式,《高层建筑混凝土结构技术规范》中有明文的强制性规定,框架结构在按照抗震设计的时候,不能够使用有砌体承重墙的混合搭配。

  六、结论

  近些年来,建筑市场在我国可以说是蓬勃发展,钢筋混凝土多层框架结构的房屋结构设计有着明显的优势,已经在我国建筑领域得到广泛的使用,建筑房屋多层框架结构设计的科学性以及合理性对于建筑质量的要求以及使用有着决定性的巨大影响,所以多层框架结构房屋的设计必须确保设计的科学合理性,保证建筑的质量安全,维护人民的生命财产安全。

  参考文献:

  [1]中华人民共和国建设部.混凝土结构设计规范GB50010-2002:中国建筑工业出版社:2002

  [2]张丽红.多层建筑框架结构设计问题的几点研究[J].中国科技财富,2011,(03).

  [3]张科.多层建筑结构设计中框架结构的问题分析与处理[J].科技资讯,2009,(18).

  [4]建筑结构设计新规范综合应用手册[M].中国建筑工业出版社

  [5]GBJ7—89,建筑地基基础设计规范[S].中国建筑工业出版社.

  作者简介:

  纪文芳(1981- ),女(汉族),山东青岛市人,学士,专业:土木工程。

  框架结构设计范文第3篇

  关键词:柜架结构设计板梁柱基础

  从专业的定义讲来,框架结构是指由梁和柱子,以钢接或者铰接相连接的方式来构成承重体系的一种建筑结构,即由梁和柱子组成建筑的基本框架来共同抵抗使用过程中可能出现的水平荷载和竖向荷载。采用结构的房屋墙体在根本上并不是用于承重的,而是仅起到围护和分隔的作用,一般的建筑结构所选用的材料是用预制的加气混凝土、膨胀珍珠岩、空心砖或多孔砖、浮石、蛭石、陶粒等轻质板材等材料砌筑或装配而成。

  框架结构设计步骤及要点主要包括:建筑结构的设计依据、建筑的抗震等级和人防等级、具体的地基情况及建筑承载力、防潮抗渗设计方案,所用材料的等级,施工中应该引起注意的事项、选用的详细设计图案、通用详图以及在建筑施工图中未画出而通过文字或者图纸说明来表达的信息。

  在建筑结构设计时的具体计算步骤如下:

  (1)根据各杆件的线刚度计算各节点的杆端弯矩分配系数,并计算竖向荷载作用下各跨梁的固端弯矩。

  (2)计算框架各节点的不平衡弯矩,并对所有节点的不平衡弯矩计进行第一次分配(其间不进行弯矩传递)。

  (3)将所有杆端的分配弯矩同时向其远端传递,(对于刚接框架,递系数均取1/2),递系数均取。

  (4)将各节点因传递弯矩而产生的新的不平衡弯矩进行第二次分配,使各节点处于平衡状态。至此,整个弯矩分配和传递过程即告结束。

  (5)将各杆端的固端弯矩,分配弯矩和传递弯矩叠加。

  在建筑结构设计中,最常用的建筑结构是混凝土框架(其方式有现浇整体式、装配式、装配整体式,也可根据具体的需要对建筑结构的梁和板施加预应力)。之所以在建筑结构设计时采用框架建筑设计的原因是:框架结构可以将建筑空间灵活地分隔开来从而方便配合建筑平面布置,利于安排需要较大空间的建筑结构,以达到资源的最大化利用;再者由于其自重轻而有利于抗震,同时也有利于节省建筑材料;建筑框架结构因为梁、柱构件设计的标准化、定型化,便于采用装配的整体式结构,方便统一施工,以缩短施工工期;尤其在采用现浇混凝土框架时,建筑的整体结构和刚度较好,良好的建筑结构设计在一定程度上还做到了抗震的效果。

  当然,框架结构体系也不是完美无瑕的美玉。它本身也是存在缺点的,比如:框架结构因为其侧向刚度小,在属性上属于柔性结构框架,在强烈地震作用下,建筑整体结构所产生的水平位移偏大,易造成严重的非结构性破性而损坏建筑结构;另外,因为建筑结构构建的巨大工程量,钢材和水泥用量相应的也很大,机械吊装的次数多,工程之间的接头工作量也大,耗费人力物力,再者,建筑工程作为一种户外活动,其施工工程容易受季节、环境的影响;从定义上可以知道建筑结构框架是由梁柱构成的杆系结构系统,其水平方向上的承载力和刚度都较低。尤其是与各楼层相比而言,由于承重程度的不同,层间变形上小下大,因此,在建筑结构设计过程中如何提高框架的刚度以及如何控制好结构侧移是整个兼职结构设计所考虑当然重要因素。对于钢筋混凝土框架,在建筑高层建筑时,由于其承重过多,其结构底部各层不但柱的轴力很大,而且梁和柱由水平荷载所产生的弯矩和整体的侧移亦显著增加,从而就导致截面尺寸和配筋增大,给建筑平面布置和空间处理带来一些结构性地困难,从而影响建筑空间的最优使用。这些缺点也正是当前建筑结构设计领域的难题,因此,在结构设计方面,规范科学的操作是必要且迫切的。下面,笔者将从建筑结构设计的操作规范角度对建筑结构设计做一些总结。

  首先,对于建筑结构设计中梁的要求如下:

  截面宽度不宜小于200mm; 截面高宽比不宜大于4;净跨与截面高度之比不宜小于4。其次关于梁宽,在梁宽大于柱宽的扁梁时,楼板应采取现浇的方式,在普遍建筑结构设计时,梁小线最好能与柱中线重合,在布置梁时,采用双向布置的方式,且这种方式并不适用于一级框架结构。在满足现行有关规范对挠度和裂缝宽度的规定的前提下,要做到粱端的纵向受拉钢筋的配筋率最大不能大于2.5%。且包括受压钢筋的梁端混凝土受压区高度和有效高度之比,其中,一级不应大于0.25。二级不应大于0.35。对于按计算确定的梁端截面底面和顶面的纵向钢筋配筋量比值,一级最小0.5,二、三级最小为0.3。对于建筑结构一、二级的框架梁内贯通结构中柱的纵向钢筋的直径和矩形截面柱,不能超过柱在该方向截面尺寸的1/20,如果截面柱是圆形的,最大的纵向钢筋所在位置是柱截面弦长的1/20。

  其次,对于建筑结构中柱的要求如下:建筑结构截面的宽度和高度均最小为300mm,圆柱直径最小为350mm。

  再次,对于建筑结构中板的要求如下:

  板的设计:根据经验,板厚―般取120、140规定的取值范围梁端弯矩的调幅系数取0.85, 在建筑结构设计时,也总会遇到一些建筑技术和建筑环境的特殊情况和难题。下面,我将对一些常见问题进行一下分析。

  (1)在建筑结构基础平面设计图上应加指北针。

  (2)当结构基础下有防空洞或枯井等时,可采用厚板跨过阻碍的方式越过建筑结构障碍,当然在混凝土基础下要做垫层。

  (3)当建筑结构下穿过防水层时,应考虑防水层厚度并依据具体情况设计建筑板的厚度。

  (4)当施工的建筑地段较好,并且有大于3米的基础埋深的地段时,应设计为地下室。且地下室应有相同的埋深。因为设置地下室可以降低地基的附加应力,从而能提高地基的承载力(尤其是在周围有建筑时是更实用的),减少地震作用对上部结构的影响。但是也不应设局部地下室。

  (5)当地下室底板地基承载力满足设计要求时,可不再外伸来达到防水的目的。在底板上每隔30或40米设一个后浇带,并注明在地下室施工的两个月后会使用微膨胀混凝土浇注。

  (6)当地下室外墙为混凝土时,为减少工序、节约资源可减少或取消相应的楼层处梁和基础梁的工程。

  (7)抗震缝、伸缩缝在地面以下可以不设计接缝,但是在建筑结构的连接处应加强以保证质量。

  框架结构设计范文第4篇

  【关键词】框架结构;设计要点;分析

  世界各国对高层建筑的高度和层数界限的规定并不一致。中国1982 年施行的《高层建筑防火设计规范》中规定,超过10 层的住宅建筑和超过24 米高的其他民用建筑为高层建筑。现代高层建筑是随着城市的发展和科学技术的进步而发展起来的,在土地资源日益紧张的今天,高层建筑有利于节约用地、解决住房紧张、减少市政基础设施和美化城市空间环境。可以说,现代高层建筑的发展,开创了整个建筑时代的新纪元。

  一、设计要点

  当高层建筑的层数和高度增加到一定程度时,它的功能适用性、技术合理性和经济可行性都将发生质的变化。与多层建筑相比,在设计上、技术上都有许多新的问题需要加以考虑和解决。

  1.1 建筑方面要求

  ①总平面布局要加大防火间距,处理严重的日照干扰,为大量集中的人口疏散和停放车辆安排通道和场地。②在符合功能要求的基础上将多层重复的建筑平面布局标准化、统一化,以满足主体结构、设备管线、电气配线分区、防火疏散等竖向设计技术的要求。③合理布置竖向交通中心,确定楼梯、电梯的数量和布置方式,保证使用效率和防火安全。④内外建筑装修、构造、用料和做法必须适应因风力、地震、温度变化等所引起的变形和安全问题。⑤在建筑艺术方面要考虑高大体型在城市和群体中的形象和全方位造型效果。

  1.2 结构方面要求

  ①考虑高层建筑遇到巨大风力和地震力时所产生的水平侧向力。②严格控制高层建筑体型的高宽比例,以保证其稳定性。③使建筑平面、体型、立面的质量和刚度尽量保持对称和匀称,使整体结构不出现薄弱环节。④妥善处理因风力、地震、温度变化和基础沉降带来的变形节点构造。⑤考虑在重量大、基础深的地质条件下如何保证安全可靠的设计技术和施工条件问题。

  1.3 设备和电气方面

  ①设计供暖和给水排水系统时,必须考虑因建筑高度增大的压力,保证管道、炉片具有耐压能力。②特殊处理消防和排烟问题。③在供暖、通风中考虑因高处风力增大而增加的空气渗透和中合面以上、以下的热压变化对于散热量计算的重要影响。④考虑由于增加了电梯、水箱供水和消防动力用电,对电气设计的区域配电和干线、支线布置提出的要求。

  1.4 综合问题

  ①关于城市经济效益和环境效益问题,应遵照城市规划部门指定的地段和控制高度建造,而不能完全根据建筑本身的需要。②高层建筑由于应力增加,设备和装修水平必须提高,施工难度增大,因而造价必然大大高于多层建筑。因此,需要各专业设计人员密切合作使平面布局合理,提高使用系数,做到构造简洁,自重轻,便于安装,综合降低造价。③高层建筑最突出的是防火安全设计,各专业设计人员应严格遵守高层建筑设计防火规范的规定。

  二、框架结构设计分析

  2.1 设计步骤

  1)根据建筑设计进行结构布置,结构布置时注意第一章介绍的结构布置原则;

  2)选取恰当的平面框架作为计算单元,并由此得到计算简图,注意计算简图为平面刚架;

  3)计算该刚架上所作用的恒载、活载、风荷载和地震作用,方法见第三章;

  4)用分层法或弯矩分配法对框架在竖向荷载作用下的内力进行计算;框架结构的内力组合以及框架梁、柱和框架节点的设计。

  5)用反弯点法或D 值法对框架在水平荷载作用下的内力进行计算,并进行变形验算;

  6)对控制截面的内力值按荷载效应组合方式进行组合;

  7)用在混凝土结构基本理论中所学的知识,并结合框架梁柱节点的构造要求对各构件进行截面配筋设计。

  2.2 内力计算

  (1)分层法

  (3)框架截面设计

  主要考虑设计框架柱与基本构件中偏心或轴力受力柱的不同之处,框架梁与基本构件中梁的不同之处,以及梁柱刚接部位的特殊要求,比如,配筋计算时内力的调整,配筋量的限制及其他的一些构造要求等。

  三、结束语

  当高层建筑的层数和高度增加到一定程度时,它的功能适用性、技术合理性和经济可行性都将发生质的变化。与多层建筑相比,在设计上、技术上都有许多新的问题需要加以考虑和解决。本文对影响高层建筑结构设计的各因素进行深入的分析与探讨,为高层建筑的结构设计积累了经验。

  参考文献:

  [1]阎勇,安瑞. 多高层建筑钢筋混凝土结构的规则性和抗震验算原则[J]. 陕西建筑,2006,(04) .

  [2]国家标准抗震规范管理组. 建筑抗震设计规范(GB50011-2001)统一培训教材.北京:中国建筑工业出版社,2002

  框架结构设计范文第5篇

  关键词:多层框架设计;常见问题;结构措施

  0.引言

  随着我国建筑市场的发展,框架结构已是目前市场上最多的一种结构形式,作者把近年来一些结构设计中遇到的问题及心得写出来,希望与同行们共同进步。

  1.底层计算高度取法心得

  按《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2002)第7.3.11 条的规定,底层框架柱的高度从嵌固端算起。实际工程的底层计算高度一般可能会有三种取法:从基础顶面算起、从基础系梁顶面算起、从室外地面下500mm 处算起。框架结构的基础一般为独立基础或条形基础,一般情况下底层计算高度从独基或条基顶面算起是没有任何问题的。但有的工程独立基础之间设基础系梁,那么底层计算高度是否可以从基础系梁顶面算呢?我认为肯定不行,最简单的道理,基础系梁不是框架柱的嵌固端。一些设计者可能会碰到这种情况,如果底层计算高度从基础顶面算起,底层的抗侧移刚度可能小于上一层刚度的70%,或小于上三层抗侧移刚度平均值的80%, 根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)第3.4.3 条,底层为薄弱层;如果计算高度从基础系梁顶面算,底层可能不是薄弱层。这时一些设计人可能采取加大基础系梁截面尺寸和配筋的方式,底层计算高度从基础系梁顶面算起,从而避免薄弱层的出现。这种做法是不对的,避免薄弱层的出现应采取其他的措施(详下文),因为即使加大基础系梁的截面和配筋,基础系梁仍不能作为底层框架柱的嵌固端。有的设计人认为底层框架柱有一部分埋入土中,考虑地基土的约束作用,人为的将底层计算高度从室外地面下500mm 处算起。我认为这种取法也是不对的,地基土固然对框架柱有约束作用,但只能是一种安全储备,而不能认为地面下500mm处为框架柱的嵌固端,从而减少底层框架柱的计算高度,为结构安全使用留下隐患。综上所述,底层计算高度应从基础顶面算起,而不应从基础系梁顶面或室外地面下500mm 处算起。

  2.基础系梁的设置的设计心得

  一般工程地质情况良好时,对于多层框架结构而言可不设基础系梁。我主要讲一下设置基础系梁时应注意的问题。基础系梁主要有三种应用方式:减少底层柱的计算长度、抗震规范要求设置、平衡柱底的弯矩。如果基础埋置深度较深时,可以用基础系梁减少底层柱的计算长度用,在正负0.00 以下设置,此时系梁宜按一层框架梁进行设计,同时系梁以下的柱应按短柱处理。如果工程条件符合《建筑抗震设计规范》第6.1.11 条规定,应设基础系梁。根据抗震要求,可沿两个主轴方向设置构造基础系梁。基础系梁截面高度可取柱中心距的1/12~1/15 之间。构造基础系梁的纵向受力钢筋可取上述所连接柱子的最大轴力设计值的10%作为拉力或压力来计算,当为构造配筋时,应满足最小配筋率;当基础系梁上作用有填充墙或楼梯柱等传来的荷载时,应与所连接柱子的最大轴力设计值的10%叠加计算,基础系梁截面也应适当增加,算出的配筋应满足受力要求和构造配筋要求。构造基础系梁顶标高通常与基础顶标高相同。

  3.框架结构设计中薄弱层的判定与处理

  3.1薄弱层如何判断

  对于薄弱层的判断,有个人指定、计算判定、强制认为三种方式。在PKPM 的SATWE 软件里,设计人根据《建筑抗震设计规范》第5.5.4 条规定或个人经验可以直接指定哪一层为薄弱层;软件在计算时,如果结构的抗侧移刚度不规则,某层的抗侧移刚度小于相邻上一层的70%,或小于其上相邻三个楼层侧向刚度平均值的80%,或楼层承载力突变,满足《建筑抗震设计规范》第3.4.2条竖向不规则的规定,软件自动将该层指定为薄弱层;如果结构存在转换层,即竖向抗侧力构件不连续,那么不管该层刚度与上层或上三层的比值是否满足规范要求,或楼层承载力是否满足规范要求,必须强制认为该层为薄弱层。

  3.2薄弱层如何处理

  薄弱层是对抗震极为不利的结构层,原则上应避免出现薄弱层。避免出现薄弱层的最基本方法是加大该层的抗侧移刚度,即加大该层的柱截面或梁截面;如果条件允许,可以改变该层层高或减少基础埋置深度。但无法避免出现薄弱层时,在结构计算和出图时必须按照规范规定采取相应的措施。根据《建筑抗震设计规范》第3.4.3.2 条及第5.5.2 条~ 第5.5.5条的规定,除对薄弱层的地震剪力乘以1.15 倍的放大系数外,还应对结构的楼层屈服强度系数进行验算。楼层屈服强度系数为按构件实际配筋和材料强度标准值计算的楼层受剪承载力和按罕遇地震作用标准值计算的楼层弹性地震剪力的比值。

  4.楼板需开大洞时结构计算的注意事项

  楼板开洞的结构比较普遍,如果开洞面积大于该层楼面面积的30%,就属于平面不规则了,计算时必须进行处理。以PKPM 软件为例来说,TAT 和SATWE 分别采用了两种方式进行处理。TAT 软件是将无楼板的节点定义为弹性节点,也就是表明该节点不受刚性楼板假定的限制,其平动自由度独立(在这里所指的节点为梁柱交点);SATWE 软件是将所有楼板定义为弹性膜,由软件真实的计算楼板的平面内刚度,忽略楼板的平面外刚度。建议如果某层洞口面积大于楼层面积的30%以上时,应将全楼所有楼板定义为弹性膜比较符合实际,也可以将该层洞口边缘节点定义为弹性节点(即不考虑楼板的刚度);如果屋面为刚网架时,应输入一板厚,定义为弹性膜,真实计算楼板的平面内刚度,比较符合实际。

  结语:本文主要阐述了作者在设计工作中的一些心得及体会,笔者认为设计人员在结构设计中应首先判断结构方案的可行性,对可能碰到的问题,提前采取措施予以解决,并对所有计算结果认真分析、判断,这样才能设计出合格的建筑产品。

  参考文献:

  框架结构设计范文第6篇

  关键词:结构设计;框架结构;少墙框架;对比;应用

  中图分类号:TU318文献标识码:A文章编号:

  Abstract: With the development of Chinese construction industry, the people have the deep understanding on the frame structure performance, and give full play to its characteristics. This paper analysis of existing problems from the high earthquake intensity area of multi-story frame structure design, illustrated with examples for less wall frame structure and its application in practical engineering.

  Key words: structural design; frame structure; little wall frame; contrast; application

  2008年汶川大地震以来,《建筑抗震设计规范》进行了两次修订,人们对框架认识不断深入,发现框架结构在地震过程中容易出问题的地方:1.梁柱节点处,墙柱弱梁的设计理念未能得到很好应用,导致梁完好无损,而框架柱的节点核心区则破坏严重。2.由于填充墙体的分布不均匀,导致薄弱层的存在。3.由于填充墙在门窗洞口处未沿层高布置,使框架柱形成短柱,在该处形成薄弱环节,设计人员也未采取措施进行加强。针对框架结构在设计过程中存在的一些问题和缺陷。少墙框架能够很好的弥补其中一部分缺陷,并可以在合适的工程设计中得以使用。

  高烈度区框架结构设计中的问题

  2010版抗震规范与2008版抗震规范中对于框架梁柱内力调整系数对比详表1:

  表1:

  2008版抗震规范 2011版抗震规范

  框架柱端弯矩增大系数 一~三级:1.4,1.2,1.1 一~四级:1.7,1.5,1.3,1.2

  底层框架柱下端弯矩增大系数 一~三级:1.5,1.25,1.15 一~四级:1.7,1.5,1.3,1.2

  梁端剪力增大系数 一~三级:1.3,1.2,1.1 一~三级:1.3,1.2,1.1

  柱剪力增大系数 一~三级:1.4,1.2,1.1 一~四级:1.5,1.3,1.2,1.1

  从中我们不难看出,规范编写组针对地震过程中比较容易出问题的框架柱的内力作了较大的调整,而对框架梁则没作调整。这是一个比较有效的实现强柱弱梁的措施之一。

  1.2伴随着框架柱内力的大幅度提高,在设计过程中这样那样的问题也就浮出水面了。

  首先,框架柱的截面必须增大很多才能使计算结果满足规范要求。然而作为框架结构,其空间灵活的优势则不能游刃有余。虽不说是消失殆尽,也在一定程度上限制了框架结构其应有作用的发挥。比如说,在多层框架住宅设计中,以前400*400的框架柱就可以满足要求,而现在可能要做到500*500,甚至600*600。作为结构设计人员,不仅仅要考虑到结构设计满足计算结果了事,我们也同样的担负起对建筑的使用和美观设计的重担。

  其次,即便是调整了框架梁柱的尺寸,有些计算结果也是很难能满足规范要求的。比如说,弹性层间位移角限值,抗震规范表5.5.1规定:框架结构其值为:1/550。无限制的增加梁柱截面来满足规范要求是不现实的。

  再次,由于内力的调整,框架梁柱截面及配筋的加大,钢筋含量无疑会增加很多。对于开发商来说,是不能接受的。

  1.3框架结构中填充墙的不合理布置,从框架结构的概念设计上来说是一大诟病。

  填充墙作为框架结构中分割建筑功能不可或缺的一部分,其作用是不言而喻的。然而一些建筑,由于其填充墙的不合理布置导致薄弱层的存在,而一些结构设计人员不能够认识到这一点,或者是能够认识这一点,却在设计中不能采取有效的措施来弥补不足。这一类建筑在学校中尤其突出,很多学校把宿舍楼的底层设计成架空层,作为学生活动、停放自行车等场所。无疑给学生带来了极大的方便。学校的建筑作为乙类建筑,其重要性不必多说。在汶川地震中,大量学校建筑的破坏给我们留下了深刻的印象。然而我们一部分结构设计人员却不能很好的通过自己所学习的知识和对规范的深刻理解,来帮助建筑师、业主达到这一目的,使我们的建筑即好用,又安全。

  流行的结构设计软件PKPM、广厦等,不能在程序中较好的反应填充墙的作用。仅仅通过输入荷载和周期折减系数的调整来反应填充墙对整体结构的影响。然而周期折减调整系数模糊不清,范围也比较大。结构设计人员为了达到得到比较满意的计算结果,往往取最大值。2010版抗震规范和2011版砌体结构设计规范也要求了:有抗震设防要求时宜采用填充墙与框架脱开的方法。这样可以有效的防止在地震作用过程中填充墙的不利影响,比如短柱效应。

  2.少墙框架结构的出现和在实际工程中的应用

  2.1 少墙框架结构的含义

  所谓少墙框架结构,顾名思义,在以框架梁柱为主要抗侧力构件的母体上,布置少量的剪力墙。其本质上还是框架结构。由于少量剪力墙的设置,无疑给框架结构增加了一道防线。使得我们的结构更加安全、可靠,然后即便是少量剪力墙的设置,也要合情合理,不能因为其可有可无,而布置的杂乱无章,使得结构的扭转效应增大。

  2.2 少墙框架结构出现的背景

  由于框架结构在实际工作中,和新规范提出更高要求的情况下,显得力不从心。一种介与框架结构和框架-剪力墙结构之间的结构就出现了。少量的剪力墙和框架一起分担地震力,并且能有效的降低弹性层间位移角,使其满足舒适度和规范的要求。

  2.3 少墙框架和框架-剪力墙结构的区别

  鉴于少墙框架是个新生事物,并逐渐得到专家和设计人员的认可。我们如何区别少墙框架和框架-剪力墙结构呢?笔者认为可以从以下两个方面来区分:

  首先,从概念设计上来区分。少墙框架结构,本质上还是框架结构,只是在其中增加了少量的剪力墙,使得剪力墙能够给和框架协同工作,剪力墙数量较少。框架-剪力墙结构相对来讲,剪力墙的数量多一些。概念设计虽然是个模糊的概念,但对于成熟的结构设计人员来说又是相当重要的。

  再者,从量上来区分。对于设计经验不是很丰富的结构设计人员来说,没有一个具体的量,是很难把握的。《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010)6.1.3条给予了设计人员一个设计依据:在规定水平力作用下,底层框架部分所承担的地震倾覆力矩大于地震总倾覆力矩的50%时,其框架的抗震等级应按照框架结构确定,抗震墙的抗震等级可与其框架的抗震等级相同。

  综上所述,我们就能做到心中有数的进行合理的布置剪力墙,来辅助框架工作。

  框架结构设计范文第7篇

  【关键词】建筑工程;框架;结构;设计

  建筑框架结构的设计是整个建筑结构设计中最为基础的环节,同时也是极其重要的环节,在整个建筑的结构设计中起着举足轻重的作用。对于一栋楼房来说,框架结构象征着整栋楼房的灵魂与精神。可想而知,楼房框架结构设计的重要性,一栋楼房的框架结构设计是否合理直接决定着这栋楼的安全问题。通常情况下抗震、抗风、抗雷击功能是建筑工程框架设计过程中需要考虑的基本因素。

  一、框架结构的主要类型

  梁和柱是组成框架体系的关键,抵抗来自水平和竖向的承重压力是梁和柱在框架结构设计中的最主要功能。但需要注意的是,梁和柱的存在并不是独立的,两者是相互联系不可分割的,梁和柱的连接可以采用刚性连接,也可以采用框架式链接,也叫排架结构,是工业建筑厂房施工过程中运用频率比较高的一种连接方式。

  (一)框架结构按照承重压力不同可以分为底层框架结构、内框架结构、全框架结构。

  (1)底层框架结构

  对于那些底层需要有较大的平面空间、对房屋建筑的外观要求很高的建筑,可以采用底层框架结构,由于其上层采用混合结构进行建造,具有下柔上刚的特点,因此很大程度上可以减少资金的投入,缺点是抗震效果欠缺。

  (2)内框架结构

  钢筋混凝土和砖块是构成内框架结构房屋的最主要材料,由于砖和钢筋混凝土在强负荷压力之下的连接刚性较大,不易变形弯曲,因此,房屋总体的刚性不好,房屋综合的抗震能力也较弱,内框架式的结构需要避免用于有抗震要求的房屋以及地震带房屋的构建,因此,具有很大的局限性。

  (3)全框架结构

  相比前两种框架结构,全框架结构的整体性能和抗震效果都极佳。

  (二)框架结构按照施工方法的差异性可以分为:装配式框架、装配整体式框架、半现浇式框架以及全现浇式框架。

  (1)装配式框架

  装配式框架结构的组成构架需要首先由预制场预制,然后在现场焊接组装,具有节约模板数量、工期较短的优点,但是房屋的抗震能力有待提高,房屋的整体结构也不强,因此对于地震带的房屋构建,采用此种装配式框架结构是不可取的。

  (2)装配整体式框架

  装配整体式框架具有现浇式框架和装配式框架的优势,在建筑施工的应用虽然也比较宽泛,但是具有施工工序复杂的缺陷。

  (3)半现浇式框架

  半现浇式框架的楼板是需要预制完成的,因此,将大大减少模板的需求量以及混凝土的浇筑量,具有节约成本的优点,缺点是其抗震性能和整体性能都比较差,因此,这种框架应用率很低。

  (4)全现浇式框架

  全现浇式框架与装配式框架结构正好相反,需要在施工现场完成对梁、柱、板等构件的支模、浇筑、绑扎以及养护,它的优点也与装配式框架结构正好相反,具有抗震性能强和整体性好的特点,缺点是工程规模较大、需要消耗大量的模板,而且工期较长。

  二、设计框架结构的依据

  (一)要求组成框架结构的各个机构具有多道安全措施

  完善的安全结构体系的构建,是突发性事件以及灾难来临时,确保所有的结构充分发挥其作用并合力抵抗外力损害的重要条件。如果在整个建筑工程中只有一个构建或者某几个构件具有抵抗外力的能力是绝对不行的,这就是为什么土建结构中一般采用多肢墙而非一片墙,这充分说明了多道防线,多道安全措施的重要意义。

  (二)注意保护重点结构

  在一个工程的整体性的构建中,每一个构建的性质都具有很大的区别。每一个构建的发挥的作用也具有天壤之别,有的构件发挥的作用大,有的构件发挥的作用相对较小。因此在组织框架结构时需要抓住重点结构以及重点结构的重要构件,就是所谓的“弱梁强柱”,“强间弱弯”,只有如此,才能使建筑工程在面对突发性强大破坏时,以牺牲一些相对次要的构件来减少重点部件遭到破坏,从而防止整个框架的结构遭到彻底的摧毁,尽量减少灾难带来的毁灭性后果。

  (三)柔中带刚,刚柔结合

  每一个建筑结构体系的构建工作都应该遵循刚柔结合的原则。因为如果建筑的结构过于钢化,将会大大降低其抵抗外部压力的能力,一旦遭遇强大的外力来袭可能会因为缺乏必要的变形能力,而导致整个框架的结构彻底被摧毁破坏。相反,如果结构过于柔,在受到外力影响时又会太容易变形,严重的可能会导致建筑结构塌陷。因此,建筑工程的框架构建要刚柔并济,合理处理好刚和柔的关系。

  三、框架结构的设计方案

  (一)框架结构使用高度设计

  为了保持建筑工程既具有安全性又具有经济性的特点,国内外的众多专家都争相投入到地震的危害与工程结构设计的关系研究工作中。经过多年的研究发现,钢筋混凝土建筑物的楼层设计是不可以过分强调高度的。楼层越多的建筑物在水平负荷压力下,产生水平位移的可能性会增大,而且框架的层数增多会加剧框架的内力,当层数达到一定的节点时,建筑水平负荷所产生的内力将远远大于竖向负荷所产生的内力。一般情况下,建筑高度增加,其宽度和高的数值也在不断的增大,由此带来的是水平负荷与竖向负荷内力的增大,而且框架结构本身也具有很大的柔韧性的特点,水平的力和竖向的压力不平衡就会导致建筑物的偏移。因此,当建筑物达到一定的高度时,增加建筑下面的梁柱承载面积,保证框架结构的刚性和硬度是控制整个建筑位移的最主要措施。

  (二)梁格设计

  根据楼面负荷传递路线的不同,大体上将框架结构的设计方案分为横向框架承重、纵向框架承重以及纵横向的框架承重三种方案。首先,横向承重结构方案是在纵向设计连系梁,横向设计框架的承重梁。在纵向上其刚度、硬度较大,可以促使纵横两方向的结构刚度比较接近,确保结构的受力更加均衡。在横向上,梁作为主框架,当增大梁截面时,将会提升建筑物横向抗侧刚度。基于以上原因,建筑框架设计会优先选择横向框架结构,其次,纵向框架承重方案是通过把框架的承重梁设计在纵向上,在横梁设计连系梁。纵向结构的设计方案的应用很有局限性,而且具有横向抗侧刚度差、受力不好的特点,一般只应用于建筑进深较小而且在大开间柱网的条件下运用。再次是横纵向承重方案,由于是在横向和纵向设计两个方向的承重梁,这种设计方案的承重性能好,运用非常广泛。

  (三)框架结构抗震等级设计

  同样等级的地震强度下,结构类型不同的钢筋混凝土建筑具有不同的抗震要求。建筑抗震级数的设计是按照国家抗震设计规范进行设计的,由于房屋建筑的结构类型、抗烈度以及高度的不同。将框架抗震墙结构和框架结构分别划分为1-4级,同时还规定不同抗震级数的抗震结构要相应的符合结构计算和结构方法。另外需要强调的是,设计抗震级数时,为了提高建筑的抗震能力,要区别规则和不规则结构方法,如果忽视了对不规则设计中存在的问题的妥善解决,可能会产生不好的影响,严重的可能会造成难以估量的损失。

  四、结语:

  建筑工程框架结构构造与设计是整个工程建筑的重要组成部分,它的实施效果关系着整个建筑的抗震性能、整体性能以及经济效益,所以在框架结构设计与构造中多层框架结构因为其具有整体性能好、设计灵活、抗震效果好的优点被广泛应用到高层建筑中。

  参考文献:

  [1]吴贺敏.建筑工程中框架结构构造与设计探讨[J].建筑知识(学术刊),2012(07)

  [2]阮风华.浅谈建筑工程中框架结构构造与设计[J].中国科技博览,2012(10)

  框架结构设计范文第8篇

  关键词:工业厂房框架结构设计强柱弱梁

  工业企业现代化生产对企业厂房提出了新的要求。大规模生产线、生产需求等都要求企业厂房具有较大的空间,以此满足生产需求。工业厂房框架结构的运用为工业企业的生产需求提供了良好的空间。利用框架结构为工业企业的生产工艺需求、生产设备需求提供厂房场地。为了保障工业厂房框架结构设计的质量,在现代工业厂房框架结构设计中应遵循基本的设计原则。同时注重工业厂房设备、生产工艺需求,以实际生产为导向进行工业厂房框架结构的设计。笔者以多年设计经验为基础,结合现代工业厂房框架结构设计需求对工业厂房框架结构设计进行了简要论述。

  1、现代工厂房结构设计的基础探讨

  在现代工业厂房结构设计中,受工业生产需求以及工业设备需求的影响,厂房结构设计一直以来都存在着很大的难点。工业生产需求以及设备要求厂房具有大空间、合理布局等条件。传统结构设计中虽然对这一问题进行了考虑,但是并未以工业需求为中心开展结构设计。在框架结构出现并应用后,这一问题仍未得到有效的解决。工业厂房结构设计中仅通过框架结构技术特点实现了厂房设计与建设的基本需求。针对这样的问题,笔者以多年的设计经验以及对工业厂房需求分析为基础,论述了现代工业厂房框架结构设计中需要注意的一些问题。

  2、工业厂房框架结构设计要点与具体控制的分析

  2.1综合分析工业厂房需求-----框架结构设计的基础

  在现代工业厂房框架结构设计中,传统设计观念已经不能适应工业企业的需求。在工业厂房框架结构的设计过程中,除考虑框架结构设计因素外还应对工业生产需求进行分析。通过这样的结构设计满足工业企业的生产设备与工艺需求,实现以工业生产需求为指导的工业厂房框架设计。通过对工业企业生产设备、工艺的了解能够有效避免工业厂房框架结构对生产设备安置、生产过程工艺的影响,为工业生产提供满足生产需求的场地环境。

  2.2工业厂房框架结构设计的基本要求-----框架结构设计的重点

  在进行工业厂房框架结构设计中,首先要考虑厂房使用高度与高宽比。根据高宽比要求以及工业生产线设备的实际需求进行设计。在此基础上,还需要考虑厂房框架结构的抗震变形以及水平位移限值。通过梁截面尺寸、梁宽、柱截面尺寸以及钢筋配置等分析、计算实现工业厂房框架结构的科学设计。针对工业厂房框架结构节点应力集中、侧向刚度小等问题,在设计过程中还要进行相应的计算。以抗侧刚度、结构侧移为控制要点进行设计。在这一过程中应考拉截面积与配筋增大对工业厂房面积布局以及空间的影响。以工业厂房生产线以及生产工艺需求为基础进行计算与设计。通过框架结构技术设计为基础,以工业生产需求为指导科学的开展工业厂房框架结构设计,实现框架结构的合理运用。

  在工业厂房框架结构设计过程中,针对工业厂房生产需求还应注重结构设计的符合应用。以框架结构为基础,根据需求应用剪力墙结构与框架结构的符合运用。通过框剪结构、框架结构的符合运用提高框架结构的抗震性能及抗侧刚度。

  2.3注重工业厂房框架结构计算与符合-------厂房框架结构设计的要点

  工业厂房框架结构设计计算工作完成后,设计单位还要根据计算结构对其进行复核与分析。以框架柱的设计为例,在计算完成后应对柱的轴压比进行符合,检验轴压比是否满足要求。另外,在设计过程中计算出各个方向的配筋量后,还要对其能够满足总体配筋量以及柱纵向配筋需求等进行论证。以“强柱”要求的满足为基础确定工业厂房框架结构设计中配筋的合理性。

  在注重基础设计的同时,框架梁设计也应进行设计的论证。在设计过程中充分考虑框架梁截面减压比,以截面积的增大避免减压比过大对结构的影响。另外,截面设计过程中还要考虑梁的净跨与量的界面高度比。这一比值应控制在4以上,以保障结构强度。

  3、多层工业厂房框架结构设计的探讨

  在工业厂房设计中,单层厂房与多层厂房的框架结构设计存在很大的区别。其中楼板结构对框架设计有着重要的影响。在工业厂房设计过程中,设计单位应根据厂房需求进行框架结构的计算与设计。根据多层、单层工业厂房框架结构特点与注意事项开展设计工作,实现科学的、经济的工业厂房框架结构设计。

  在多层工业厂房框架结构设计中应注重横向与纵向框架的周期控制,通过周期控制实现抗震能力的提高、实现设计的经济性。另外,多层工业厂房框架结构设计中还要考虑电梯间的合理设置。以方便生产工艺过程为基础、以提高框架结构抗震性能为重点进行电梯间位置的确定。通过电梯井筒的偏心影响分析、井筒刚度分析等进行电梯间布局设计,实现多层工业厂房框架结构稳定性、抗震性的提高。在多层工业厂房框架结构设计中还要考虑框架结构与工业设计的协调,运用计算机技术进行结构计算工作。针对多层工业厂房框架结构需求及设计中的注意事项进行设计过程的管理工作,实现多层工业厂房框架结构设计质量的提高。

  4、结语

  综上所述,现代工业企业的发展加快了企业厂房设施的建设。在这一过程中,工业厂房框架结构设计工作关系到工业生产工艺流程优化的执行、关系到大型生产线的布置与有效运行、关系到工业企业生产设备与生产人员的安全。在现代工业厂房框架结构设计中,应充分考虑生产工艺、设备对框架结构的需求。运用现代工业厂房框架结构设计基本原则以及设计方法实现工业厂房框架结构的科学设计,实现企业厂房设计目标。

  参考文献

  [1]常俊鹏.多层工业厂房框架结构设计要点与注意事项[J].工业地产信息资讯,2011,9.

  框架结构设计范文第9篇

  在当前建筑工程项目中,钢筋混凝土框架结构是应用最为广泛的结构形式,其结构承重主要是由楼板、梁、柱和基础等四个构件共同组成,通过对高度和层数进行合理设计,应用框架结构具有较宽阔的空间,而且在平面布置上具有较好的灵活性,能够更好地满足多种工艺及使用功能的要求,这也是当前框架结构在住宅及公用建筑中得以广泛应用的最重要因素。

  1多层框架房屋建筑结构设计研究现状和优缺点分析

  1.1多层框架房屋建筑结构设计研究现状

  框架结构主要是由钢筋混凝土梁、柱、节点和基础作为主框,同时还包括楼板、填充墙和屋盖等共同构成的结构形式,通过将楼板、横梁及柱共同边结在一起,使其成为一个主体,这样基础能够有效地承担起较大的荷载,而且力的传递路径也较为明确,能够起到较好的承重作用。在建筑施工中,针对房屋结构形式运用的情况可分为框架结构或是纯框架结构。在框架结构设计中可以根据房屋布局和空间使用要求来将框架分为等跨和不等跨,而且层高可以相同也可以不相同,在具体应用中可以存在缺梁或是缺柱的框架。房屋建筑结构中的墙体具有较好的围护和分隔作用,在框架结构中,由于承重构件及围护构件之间分工较为明确,因此建筑物的内外墙可以灵活进行处理,能够为建筑提供非常灵活的使用空间。对于框架结构来讲,由于其构件截面不大,这也使框架结构自身的承载力和刚度都不大,因此当楼层越高时,框架需要承受来自于纵向和横向两个方向较大的水平力。这也决定了框架结构属于柔性结构的特征,在合理的设计下,框架结构具有非常好的延展性,具有较强的抗震性能。

  1.2多层框架房屋建筑结构设计优缺点分析

  1.2.1钢筋混凝土框架结构的主要优点

  在房屋建筑结构中利用钢筋混凝土框架结构,不仅能够灵活对空间进行分隔,而且结构自身的重量不大,能够实现材料的节约。钢筋混凝土框架结构与建筑平面在配合上具有较好的灵活性,在对空间结构具有较大要求的建筑结构中具有较好的适用性。而且框架结构中所使用的梁和柱构件容易达到标准化和定型化,更便于采用装配整体式结构,有利于缩短工期。另外在钢筋混凝土框架结构应用过程中,具有整体性好、刚度大及抗震效果好的特点,同时梁和柱的截面形状可以根据自身的实际需要来进行浇筑。

  1.2.2钢筋混凝土框架结构的缺点

  钢筋混凝土框架结构属于柔性结构,应用较为集中,侧向刚度较小,在强烈地震作用下非结构性破坏较为严重,因此在具体设计过程中适用于非抗震性设计。而且钢筋混凝土框架结构对于钢材和水泥的使用量较大,需要较大数量的构件,在施工过程中需要多次进行吊装,接头工作量较大,工序较多,而且受季节性影响较大,这也导致钢筋混凝土框架结构在高层建筑中不具有适用性。

  2多层框架房屋建筑计算方法

  2.1竖向荷载作用下内力计算

  在对多层框架房屋建筑进行设计时,需要对竖向荷载作用下的结构内力进行计算,通常情况下会采用分层法和弯矩二次分配法来对竖向荷载作用下的内力进行计算。利用分层法对内力进行计算时,则需要将上、下柱远端的弹性支承进行改变,使其变为固定端,而且在具体分层计算时,底层柱除外,其他各层柱的线刚度需要与系数0.9进行相乘,同时柱的弯矩传递系数也需要改为1/3,而底层柱的线刚度不变,同时各层梁的线刚度也保持原来的数值,而且弯矩传递系数也保持不变仍为1/2。而在利用弯矩二次分配法对内力进行计算时,则需要先分配各节点的不平衡弯矩,分配完成后才能不对各杆件的远端进行传递。利用这两种方法来对内力进行计算时,有效地确保了计算精度的提高,在工程设计中应用具有较好的效果。

  2.2水平荷载作用下内力计算

  可以采用D值法和反弯点法来对水平荷载作用下的框架结构内力进行计算。这两种方法有效的确保了计算的精度。D值法中的D值作为层间柱相对侧移时所需要施加的水平剪力,在框架结构的侧移计算中具有较好的应用,同时也可以将其应用在各柱间的剪力分配上,D值与实际情况具有非常好的接近度。在水平荷载作用下对内力进行计算时,柱上和下端的约束条件会对柱反弯点高度产生较大的影响,而且当柱两端的约束刚度不一样时,也会导致柱端转角处于不相等的情况,这时反弯点则会向转角相对较大的一侧进行移动,根据这种规律来确定D值法中柱的反弯点位置。框架结构在水平荷载作用下,各层之间会有层间剪力和倾覆力矩的产生,而且在层间剪力作用下,梁和柱会出现不同程度的变形。而在倾覆力矩作用下,会导致框架柱轴向拉、压变形的产生。因此当框架结构房屋高度较大或是具有较大的高度比时,这时则需要对柱轴向变形给框架结构侧移带来的影响进行综合考虑,确保结构的牢固性。

  2.3软件辅助计算

  在手算之前,需要利用电算来对初选方的各个方面进行计算,对重要环节进行有效掌握。当电算没有通过时,则需要对截面的尺寸进行变换,当其通过后则可以继续进行手算。另外还可以利用数值分析软件来作为计算的辅助工具,完成对设计方案相关数值的计算工作。

  3多层框架房屋建筑结构设计步骤

  3.1建筑设计部分

  建筑设计主要以平面设计、剖面设计和立面设计为主,需要对平面柱面的尺寸进行合理确定,有效地满足室内采光和通风的要求,合理对层高进行确定,同时还要确保建筑的造型上具有较强的时代感,富有创意,确保完成的建筑施工图内容的全面性和完整性。

  3.2结构设计部分

  一是结构选型:根据建筑设计方案及设计原始资料,选择适当的结构体系。二是结构布置:确定柱在平面上的排列方式,一般柱网有内廊式和等跨式两种,选择承重方案,框架结构的平面布置形式非常的灵活,框架结构按照承重方式的不同分为三类:横向框架承重方案;纵向框架承重方案;纵横向框架混合承重方案。合理布置结构构件,初步确定材料强度等级及构件截面尺寸。三是结构内力分析及构件设计:根据现行国家设计规范,计算结构荷载及地震作用;手算完成结构一个主轴方向的内力分析,进行框架梁、柱的内力组合,完成构件截面设计;同时,可采用工程设计软件PKPM计算结构内力及配筋,并与手算结果进行对比分析。完成楼梯的计算和配筋,完成板的配筋计算。四是绘制结构施工图。

  4结束语

  框架结构设计范文第10篇

  【关键词】多层框架;建筑结构;设计要点

  引言

  随着我国城市化进程的加快,现代多层建筑的规模也在不断的扩大,作为城市建筑过程中的最主要的建筑形式,多层建筑的使用优势还是十分明显的,要想对其结构的有效规划就必须要实现对其框架结构的合理设计,下面就多层框架建筑结构设计要点进行分析。

  一、多层框架建筑结构的地基基础设计

  ①在进行多层框架建筑结构地基基础设计时,首先要对工程地质报告进行认真的分析,根据工程的实际情况,在满足地基变形及承载力的要求下,尽量利用天然地基上的浅基础;②在确定地基持力层时,要对地基基础及上部结构进行全面分析,并对土层物理力学性质、建筑结构类型、建筑体型、荷载大小、地下水等各种因素进行全面分析,确保设计的地基基础满足施工需求;③一般情况下,多层框架建筑结构会采用独立基础或者条形基础,在进行基础设计时,首先要根据地基承载力及变形,将基础底面尺寸计算出来,然后再将基础截面计算出来;③在计算基础底面尺寸时,要对覆土重力、地面以下基础等进行分析;④在进行多层框架建筑结构地基基础设计时,还要根据工程地质报告选用合理的方法对地基进行处理,从而确保地基满足施工需求。

  二、多层框架建筑结构配筋设计

  1、框架柱配筋的调整

  一般情况下,框架柱的配筋率比较低,在地震作用下,框架柱会受到大的扭转剪力,同时还会受到双向弯矩的作用,由于框架柱的横梁约束比较小,在双向偏心受压状态下工作时,地震作用力会对内柱产生大的损害,因此在进行框架建筑结构配筋计算时,要选择最不利的方向进行。在配筋计算过程中,为确保框架柱的强度符合相关要求,设计人员要注意:由于在地震作用下,边柱、角柱、抗震墙等会出现偏心受拉的现象,因此,对于这些部分要保证纵筋总截面面积比计算值大25%;为提高箍筋对混凝土的约束,可以将框架柱箍筋形式设计成井字形或者菱形;当多层框架建筑结构的地基处于软弱土层时,可以适当的增大框架柱的配筋。

  2、框架外挑梁配筋

  在多层框架建筑结构设计中,受建筑使用功能、占地面积等因素的影响,经常会在框架的梁端设计挑梁。由于外挑梁实际荷载和框架梁的荷载有一定的差异,使得外挑梁和框架梁断面尺寸也有所不同,所以在设计过程中,不允许将框架梁的部分主筋延伸到外挑梁上,这会对建筑工程的施工质量造成很大的影响。因此,在进行框架外挑梁配筋计算时,设计人员要认真分析框架外挑梁的受力情况,根据实际情况,合理的配置配筋,从而多层框架建筑结构的承载力提供保障。

  3、框架边柱柱顶配筋

  在多层框架建筑结构设计中,水平荷载是设计控制的关键因素,由于框架顶层的风力荷载比较大,建筑结构荷载传递到边柱的作用力要远远大于传递到楼层边柱的作用力,因此,柱顶有明显的偏心问题!根据框架结构的要求,横梁上部的钢筋需要全部进入柱中,并且延伸到横梁的下边,而柱中的钢筋,有一部分需要延伸到柱顶,并一部分需要延伸到横梁中,设计人员在进行设计时很容易将边柱柱角的钢筋延伸到梁内,这就会对多层框架建筑结构的水平荷载造成一定的影响!因此,在实际设计过程中,设计人员要特别注意这类问题,从而为多层框架建筑结构的设计质量提供保障。

  三、多层框架建筑结构抗震设计

  为满足建筑结构的抗震要求,在进行多层框架建筑结构设计时,设计人员要保证梁的刚度取值准确、客观,如果取值无法确定时,要尽量取比较大的值,避免梁的刚度过小,在垂直荷载下,梁端负弯矩计算结果比实际值大,从而增大了梁端负弯矩配筋量,使得抗弯安全储备偏高,在地震作用下,就会引起一些不安全因素!对于梁端负筋,在设计过程中,设计人员要尽量取小的负筋计算值,这样才能为梁端塑性铰的及时出现提供保障。在进行设计时,设计人员要保证梁端负筋配置量低于需求量,或者正好等于需求量,并适当的放宽跨中配筋,对于多层框架建筑结构,为方便施工,设计人员可以将配筋相差在5%以内的梁设置成一种配筋,同时在进行施工时要特别注意,如果施工需要改变材料,要注重对梁铰负筋进行密切的关注,避免因材料的改变,从而引起配置量的改变。

  四、多层框架建筑结构设计的问题及处理措施

  1、基础联系梁的设计

  对于基础埋设比较深的建筑,可以采用基础联系梁,从而有效地减少底层柱的计算长度,联系梁以下的柱,可以利用短柱对其进行加强处理!对于有抗震设计要求的建筑,在基础部分,可以沿着两个主轴的方向,设计基础联系梁,同时要保证基础联系梁的配筋满足梁受力要求。一般情况下,基础联系梁的标高要和基础顶端标高保持一致,如果建筑结构为独立扩展基础时,在施工过程中施工人员要利用混凝土将基础联系梁和独立基础之间的缝隙密封好,然后才能对基础联系梁进行浇筑。在设计过程中,如果设计人员采用基础联系梁对柱底弯矩进行平衡,则设计人员需要按照框架梁设计基础联系梁的截面尺寸和配筋,同时还要保证基础联系梁的纵筋在框架柱中的锚固、加密都和上部框架梁一样。

  2、结构薄弱层设计

  结构薄弱层是指在强震下,建筑结构最容易发生塑性位移的部位,在进行多层框架建筑结构设计时,设计人员必须保证这些结构薄弱层的承载力,满足抗震需求。由于结构薄弱层对建筑结构的综合性能有很大的影响,因此,设计人员在设计多层框架建筑结构时,要尽量避免结构薄弱层的出现,例如采用加大薄弱层梁截面和柱截面,从而增强结构的抗震侧移刚度。如果无法避免结构薄弱层的出现,设计人员要尽量减少基础的埋深或者降低结构薄弱层的层高,同时要制定合理的加强措施,对结构薄弱层进行加强,从为多层框架建筑结构的稳定性提供保障。

  3、框架结构梁的设计

  在进行多层框架建筑结构设计时,处于梁截面高度范围或者梁下部范围的集中荷载,全部是由横向钢筋承受的,因此,在设计过程中需要对附加箍筋及吊筋进行认真的考虑,在主梁和次梁的搭接处,设计人员要在结构设计总说明处,画出一个节点,并在次梁两侧增加3个主梁箍筋,从而进行补充。当框架梁和次梁相交后,可以按照简支梁的方式对梁端支座进行处理,对于梁端箍筋,必须对其进行加密处理。

  4、框架结构柱的设计

  在进行框架结构柱设计时,如果地上部分设计是圆柱,那么就要尽量将地下部分设计成矩形,这样在施工过程中,能有效地减少施工工序。对于地上部分的圆柱配筋需要保证其最少在8根以上,同时为有效地增加结构的整体性和结构柱的承载力,要尽量采用螺旋式箍筋!对于地下部分的矩形柱,要尽量采用井字复合箍的方式进行箍筋,如果建筑结构对抗震有要求,就要严格的按照抗震设计规范对其进行加密处理,从而确保框架结构柱的抗震性能满足相关规定。一般情况下,框架结构柱的截面需要满足以下要求:对于非抗震要求,框架结构柱的截面边长不能小于250mm;对于四级抗震要求的建筑结构,框架结构柱的截面边长不能小于300mm;对于一、二、三级抗震要求的建筑结构,框架结构柱的截面边长不能小于400mm。

  五、总结

  多层框架建筑结构的设计比较复杂,涉及到各种力学知识,同时对设计人员的设计经验有很高的要求,因此,在进行多层框架建筑结构设计时,设计人员要对各种影响因素进行全面分析,从而高质量的完成设计任务。

  框架结构设计范文第11篇

  关键词:结构设计;问题;注意事项;解决措施

  1前言

  随着我国社会经济快速发展,人们的生活水平不断得到提高,民用多层框架建筑开始兴起。在现代建筑中,对多层框架民用建筑的研究与规划设计得到极大的完善,人们对建筑的造型与功能要求越来越高,其形式也变得更复杂和趋向多元化,尤其是民用建筑业主对建筑更追求个性化和实用化等功能。民用多层结构建筑的安全性和舒适性成为人们越来越备受关注的问题。

  2民用建筑多层框架结构设计中出现的问题

  2.1目前框架计算简图不合理是民用建筑多层框架结构设计中出现的主要问题。举个例子来说,无地下室的建筑是多层框架结构,其基础计算按照中心受压进行计算。选取这种按照中心受压计算的方式显然是不合理的。首先,按照民用建筑多层框架结构设计的拉梁不能平衡柱脚弯矩。首先,民用建筑的多层框架结构设计的拉梁不能平衡柱脚的弯矩。根据我国的《混凝土结构设计规范》(GB50010一2002)第7.3.11条规定,框架结构地柱的高度应取基础顶面至首层楼盖顶面的高度。这就要求这样的多层框架结构宜按照整体进行分析计算,并要把基础层加入一并计算,如果拉梁上有荷载作用,就必须要将荷载一起输入计算。其次,当设计拉梁层时,一般情况下要通过比较底层柱的配筋是基础拉梁顶面的截面控制与基础顶面的截面控制这两者之间哪个决定的。因此,如果发生了民用建筑多层框架结构计算简图不合理的情况则会严重影响其安全性与稳定性。

  2.2柱配筋调整不合理也是民用建筑多层框架结构设计中十分常见的问题。通常情况下,框架柱的配筋率普遍较低,有时电算结果为构造配筋,但是在实际建筑工程中一般不会按照电算结果来进行构造配筋,特别是对于质量分布不均匀的框架结构。因为在发生地震时的框架柱,尤其是角柱,受到的扭转剪力十分大,同时又会受到双向的弯矩作用,横梁约束小,在工作时处于双向偏心受压的状态,这将严重伤害内柱与横梁。除此之外,由于配筋调整的不合理会导致在进行电算过程中没有考虑到温度与基础的不均匀沉降造成的影响。因此,如果多层框架柱配筋的调整不合理,将会对民用建筑整体框架等造成很大的影响。

  2.3在民用建筑多层框架结构设计中也极易忽视框架梁裂缝宽度。框架梁的裂缝宽度与混凝土及钢筋直接相关,因为混凝土的强度等级与钢筋直径、类型会对框架梁的裂缝造成很大影响。但是在结构设计与实际建筑工程中,框架梁的裂缝宽度常常受到忽视,这不仅影响了民用多层框架结构建筑抵抗灾害的能力,还影响了其安全性。

  3民用建筑多层框架结构设计注意事项与对策

  3.1截面尺寸和计算简图的选择要合理

  由于民用建筑多层框架结构的框架计算简图与柱配筋调整不合理将会严重影响其安全性,故在进行民用建筑多层框架结构的设计时对于梁和柱截面尺寸的选择必须要规范取值。同时,为了保证建筑在地震作用下的抵抗能力,不仅柱线刚度与梁线刚度比值要大于一,还必须注重梁和柱截面尺寸的合理选择。除此之外,民用建筑多层框架结构的计算简图也必须合理。比如,科学合理地进行基础计算,无地下室的钢筋混凝土多层框架房屋的基础拉梁要按照层一输入计算;根据不同的地基土约束能力的情况进行不同的层数输入,并要进行复算检查,确保计算简图是合理的。

  3.2合理调整柱配筋

  在配筋计算时要满足框架柱在多种内力组合下的强度要求,选择最不利的方向分别进行框架计算,另外,也可对纵、横两个方向都进行计算,然后比较同一方向的配筋后取较大值,并采用对称配筋,控制柱的单边方向纵筋不得少于6根,并要沿周边均匀布置。同时在框架梁的配筋设计上,在主梁与次梁的相交点增加箍筋和吊筋,以保证其稳定性。设计师在设计时,应根据实际情况及时进行调整。除此之外,温度应力与基础的不均匀沉降在多层框架结构电算时经常忽略,当多层框架水平、垂直尺寸比较大,地基土层厚或土质不均匀时,框架柱的配筋可适当放大,并要在纵、横两个方向设置基础梁,其配筋应按照框架梁设计,同时还要按规范的要求设置箍筋加密区。

  3.3注重刚柔并济的建筑结构体系

  对于民用建筑多层框架结构来说,如果结构太刚会导致变形能力变差,当在地震等作用下,瞬间袭来的强大破坏力使得建筑需要承受极大的力,容易对其造成局部或全部受损;而结构太柔虽然能有效消减外力,但也容易出现过度变形的后果,最后导致无法使用甚至是整体倾覆。那么在建筑工程中应该刚一点还是柔一点呢?其程度又应该如何?太刚造价过高、不经济,并且在强大作用下的应变能力差;而太柔虽然造价经济便宜,但是其结果必然是过度变形导致不稳定而失去根本。建筑结构太刚或是太柔都会对其造成不利影响,建筑工程中的刚柔程度当前还无法得到精确答案,如今也只有一些控制的指标,所以在设计过程中,为了让结构的变形相互之间更协调,必须要合理调整建筑结构的刚柔性,做到刚柔并济的建筑结构体系。

  3.4多道防线的设计

  民用建筑多层框架的结构体系是层层相扣的,当面对强大的破坏力时,所有建筑结构都在通力协作。单凭建筑结构中某一零部件就像抵抗强大的外力是根本不可能的,这会使建筑陷入危险的境地。在建筑多层框架的结构设计中多道防线的设计思路体现在许多例子上,如土建结构中,多肢墙要比单片墙好,框架剪力墙远胜于纯框架等等。

  4结语

  民用建筑的质量与安全成为当今人们备受关注的问题,其结构设计对多层民用建筑的质量起到了极其重大的影响。在进行结构设计时应遵循安全性、适用性和经济性等原则,时刻根据实际情况及时进行调整,通过控制与调整合理能更好地对多层民用建筑结构进行设计和规划,以满足人们更多更高的需求。

  参考文献:

  [1]民用建筑多层框架结构设计问题探讨[J].伍杨勋,刘其福.科技创新与应用.2016(10)

  [2]基于民用建筑多层框架结构设计的分析[J].刘国江.建材与装饰.2016(1)

  框架结构设计范文第12篇

  关键词:高层建筑,钢筋混凝土,框架结构

  中图分类号:TU375.4 文献标识码:A

  钢筋混凝土框架结构的整体性好,强度高,延性良好,施工速度快,抗震性能强,满足高层建筑工程建设需要,在施工建设中的应用越来越广泛。由于框架结构既要承担竖向荷载,也要承担水平荷载,对有效保障整个结构的稳定性与可靠性也是十分必要的。为促进其作用有效发挥,应该结合实际情况科学合理进行结构设计,把握每个设计要点,优化设计内容,更好指导施工建设,为高层建筑工程质量提高奠定基础。

  1高层钢筋混凝土框架结构形式

  框架结构是高层钢筋混凝土施工建设不可忽视的内容,为施工单位所普遍关注和重视。根据工程建设基本情况,框架结构又可以分为以下几种不同类型。

  1.1基本框架结构

  基本框架结构指的是基础、梁、柱、楼板,这些结构是高层建筑的基础,在工程日常运行中发挥承重作用。建筑物以框架为基本结构类型,可以设计成灵活多样的形式,并形成相对较大的应用空间,同时也方便处理,为人们生活和工作创造更好的环境。此外,结构的整体性能优越,具有良好的抗震性能和可塑变能力,有利于确保结构的稳固可靠。结构的抗震性能强,开间尺度大,室内空间设计灵活,能有效满足高层建筑施工建设需要。为它得到更好利用创造良好条件,并且能降低成本。但柱截面厚度比较大,设计中应该对此足够重视,更好地指导施工建设。

  1.2框架剪力墙结构

  框架结构中适当设置剪力墙,从而实现提高设计效果的目的。利用钢筋混凝土墙板代替框架剪力墙结构的梁柱,有效承担各类荷载所引起的内力,同时还能对结构的水平力进行有效控制,增强结构的综合性能。这种结构的刚度和空间整体性非常好,梁柱楞角不会发生外露现象,为室内装饰装修创造便利,在小高层施工建设中得到较为广泛的应用。同时在该结构当中,框架与剪力墙能协调一致,共同发挥作用,提高结构的稳固性与可靠性。另外还可以设计采用筒体结构形式,增强结构的刚度和强度,满足高层建筑施工需要。

  2高层钢筋混凝土框架结构设计要点

  加强每个设计要点质量控制是十分必要的,也是设计人员必须重视和关注的内容。根据高层钢筋混凝土框架结构基本情况,笔者认为应该从以下方面入手,有效把握每个设计要点。

  2.1各种荷载处理

  最为关键的内容是做好竖向和水平荷载处理工作,设计中应该对其进行综合全面考虑,确保结构的稳定与可靠。重力影响的是竖向荷载,钢筋混凝土结构需要同时抵抗水平和竖向荷载,提高结构的稳定性与可靠性,促进结构更好发挥相应的作用。尽管结构设计受到竖向荷载影响,但最为关键的内容还是受到水平荷载影响,这是结构设计必须重视和关注的问题。一般建筑结构自身重力和室内设施布置具有一定变化,设计时应该综合考虑,但对竖向荷载所带来的影响不大。而风雪、地震、冰雹等水平荷载,会发生较大变化,设计时需要对其进行综合全面考虑,防止影响结构的稳定性与可靠性。

  2.2结构变形设计

  框架结构容易出现轴向变形,这是整个设计过程中必须综合全面考虑的问题,应该重视相应的细节处理工作。通常框架边柱的轴压应力比中柱的轴压应力小,导致边柱轴向变形更小。尤其是在高层建筑当中,这种情况会变得更加明显,如果没有及时处理,可能会带来更为严重的后果。为预防这些情况发生,设计中需要提高思想认识,加强处理工作,采取有效对策,提高设计精度。进而促进二者有效结合,缩小边柱和中柱产生的轴向变形差,保证结构的稳定与可靠。另外还要缩小侧移,实现对侧移的有效控制,保证结构稳定。

  2.3结构延性处理

  设计中对立面和平面进行规则布置和处理,尽量缩小地震时所带来的不利影响,确保高层建筑结构的稳固与可靠。要让高层建筑的质量和刚度均匀变化,选用科学合理的结构类型,防止楼层错层现象发生。并且整个设计过程中利用精确的高度比,保证结构具有良好的延性,能有效抵抗水平荷载,实现对结构的有效保护,防止出现结构破坏和变形现象。提高结构柱、墙体的设计水平,增强结构刚度和抗震性能,使其更好运行和发挥作用,促进结构稳定运行和工作。

  2.4结构受力分析

  重视结构受力分析,科学合理把握结构受力特征,然后采取有效的设计方案,促进设计水平提升。框架结构受力存在不一样的情况,具有自身显著特点和优势。通常上部楼层框架承受很大的剪力,框架既要承担水平荷载,还要承担垂直荷载,确保结构稳定可靠,有效满足实际工作需要。

  3高层钢筋混凝土框架结构设计优化策略

  在有效把握设计要点的前提下,为促进设计水平提高,保证框架结构的稳固性与可靠性,还应该采取以下设计优化策略。

  3.1采用合理的优化方法

  注重对结构设计的优化,根据具体需要采取有效设计方法。在结构分析软件的辅助下,结合人工方式进行对比研究,对方案的选择,结构类型,结构布局进行合理选择,明白各方案的技术性和经济性,实现对设计方案的优化。这样既能节约成本,还能确保方案的科学性与合理性。重视细部处理,对设计参数、材料、荷载取值有更为全面的了解,并以提高结构的稳定性与可靠性为目的,促进设计水平不断提高。

  3.2提高框架结构综合性能

  分析结构的抗震性能,保证结构刚度和足够承载力,减小侧向位移,提高结构安全性与可靠性。合理利用各种不同类型的框架结构,减轻结构自重,抗侧力性能好,有利于减小侧移,提升结构的综合性能。

  3.3结构抗震等级设计

  抗震等级也是设计中非常关键的环节,要确保结构的稳固与可靠,能有效承受地震作用,保证结构稳定性。根据《建筑抗震设计规范》的相关要求,按照工程所在地区的抗震设防烈度,设计基本地震加速度、场地类别、设计地震分组、结构自振周期等确定建筑物地震作用,并结合结构类型和房屋高度,确定结构的抗震性能和抗震等级。当工程为重点设防类别(乙类),抗震设防烈度为6度~8度时,应按提高1度的要求设防。当为9度时,应按比9度抗震设防更高的要求设计,并合理选择地震力振型组合数。一般至少要取3n(n为层数),以确保地震效应计算完全。进而增强结构的抗震性能,更好抵抗地震所带来的破坏,保证结构的稳固可靠。

  4结语

  高层建筑结构设计中,对钢筋混凝土框架结构应该进行综合全面考虑,根据不同结构形式,把握每个设计要点。并采取优化和改进策略,提高设计水平,保证设计方案的技术性与经济性。从而更好指导高层建筑工程施工建设,降低养护维修成本,保证工程建设质量和综合效益。

  参考文献:

  [1]叶海峰.小高层住宅钢筋混凝土框架结构设计[J].河南科技,2011(2):79.

  [2]李党义,陈富仲.浅谈小高层住宅钢筋混凝土框架结构设计策略[J].商品混凝土,2013(5):121-122.

  框架结构设计范文第13篇

  关键词:框架结构,多层框架结构,多层框架结构设计问题。

  中图分类号:S611 文献标识码:A 文章编号:

  1 引言

  随着我国经济的快速健康发展,建筑业发展水平也越来越高。钢筋混凝土多层框架结构是目前应用较广泛的建筑结构形式之一,它是由梁、柱、楼板和基础组成的承重结构体系,其柱网布置的灵活性使得该类建筑可以提供宽阔的空间及较高的空间利用率,在一些写字楼、住宅小区及商业建筑中应用非常广泛。但是该结构体系设计中也存在着一些问题,需要解决和重视,本文从框架结构设计、多层框架结构设计计算参数的选取,例如抗震等级、地震力振型组合数、结构周期折减系数以及框架梁、柱箍筋间距的选取,还有在多层框架结构设计中经常出现的一些问题进行了总结和分析,为设计工作者提供一些帮助和指导。

  2框架结构设计

  框架结构体系是指通过节点连接的由梁和柱组成的一个整体,同时抵抗作用在整个结构上的水平向和竖向的载荷。框架结构则是指通过连接梁将若干个平面的框架连接起来形成的空间结构体系,按照平面框架的布置方向即基本承重结构的布置方向,将框架体系分为①横向框架承重方案,在这种方案中,主要承重框架沿房屋的横向布置,板和连系梁沿房屋的纵向设置,见图1-a。②纵向框架承重方案,在这种方案中,主要承重框架沿房屋的纵向布置,板和连系梁沿房屋的横向设置,见图1-b。③纵横向框架混合承重方案,在这种方案中,主要承重框架沿房屋的纵、横向布置,见图1-c。 框架结构按照材料的不同可分为两种类型,R.C框架和全钢框架。R.C框架又可按照施工方法的不同分为:现浇整体式框架(全现浇框架)、半现浇式框架、装配式框架以及装配整体式框架四种类型。现浇整体式框架即全现浇框架,优点是整体性较好,建筑布置灵活性能高,有利于抗震,缺点就是工程量大,模板耗费多,工期长。装配式框架的构件全部是预制的,在施工现场进行吊装和连接,优点是节约模板,缩短工期,有利于施工机械化。装配整体式框架是将预制梁、柱和板现场安装就位后,在构件连接处浇捣混凝土,使之形成整体,其优点就是,省去了预埋件,减少了用钢量,整体性要比装配式提高,缺点就是节点施工复杂。框架结构布置包括总体高宽比,柱网布置、承重框架布置、层高设置变形缝的设置以及主次梁布置等。

  图1 框架体系的布置方案示意图(a,横向布置;b;纵向布置;c,纵横双向布置)

  3多层框架结构设计问题与分析

  3.1多层框架结构设计计算参数的选取

  在开展结构计算时,除了具备合理的结构方案以及计算简图之外,根据《建筑抗震设计规范》规定,必须选取符合实际结构的计算模型,要确保计算结构合理有效,然后才能在设计中使用。计算参数包括结构的自振周期、楼层弹性层间的位移以及地震剪力系数、楼层侧向刚度比、楼层的弹塑性层间位移、墙体和柱体的轴压比、梁和板的配筋,还有柱底部截面的内力设计值以及框架、抗震墙结构所能承受的地震倾覆力矩与总地震倾覆力矩的比值等等参数。还要正确的选取抗震设防烈度和场地类型,这些参数都是至关重要的。

  1)抗震等级的选取。根据《建筑工程抗震设防分类标准》规定,按抗震设防标准建筑工程分为四种,甲、乙、丙、丁。丙类建筑是指标准设防类,大多数房屋建筑都是属于此类。丙类建筑的抗震设防等级可依据抗震设防的烈度要求以及建筑结构类型,以及建筑高度,再根据《建筑抗震设计规范》来确定。丙类建筑应根据本地区的抗震设防烈的要求核查抗震措施以及计算地震作用。当乙类建筑的抗震设防烈度达到Ⅵ-Ⅷ度时,抗震设施应在符合本区抗震设防烈度的基础上提高一度的要求核查其抗震措施。

  2)地震力振型组合数的选取。对于高层建筑、多层框架结构来说,在不考虑扭转欧联的前提下,应该知道取3.当振型数>3时,则取3的倍数;在考虑扭转欧联的前提下,振型数≥9.在结构层数较多或者结构刚度突变的较大的情况下,振型数应该多取。

  3)结构周期折减系数的选取。为了将框架结构和框架-剪力墙结构填充墙刚度对计算周期的影响考虑进去,就要进行结构周期折减。对于框架结构来说,在填充墙较多的情况下,结构周期折减系数可选择0.6-0.7;在填充墙较少的情况下,结构周期折减系数可选择0.7-0.8;对于框架-剪力墙结构,结构周期折减系数可选择0.8-0.9;纯剪力墙结构则不需要进行周期折减。

  4)框架梁、柱箍筋间距的选取。根据《建筑抗震设计规范》关于框架梁、柱箍筋加密区的箍筋直径和箍筋间距的规定,一般情况下梁、柱箍筋加密区最大间距常取为100mm,非加密区箍筋最大间距为200mm。

  3.2多层框架结构设计问题分析

  1)目前多层框架建筑多采用柱下独立基础,根据《建筑抗震设计规范》规定,在Ⅷ度烈度地震区,多数钢筋混凝土的多层框架建筑的地基和基础不必进行抗震承载力的验证和计算,但是这些建筑物在整体计算中必要考虑风载荷,否则将会导致基础设计尺寸偏小,配筋也会偏小,这样就会形成基础和上部结构的安全隐患。

  2)在没有设计地下室的钢筋混凝土多层框架建筑的独立基础埋深较深的情况下,在-0.05m左右设置有基础拉梁时,那么就应将基础拉梁按照层1输入。在设置有设拉梁层存在的情况下,要搞清楚底层柱的配筋是由基础顶面处的截面控制的,还是由基础拉粱顶面处的截面控制。

  3)在基础拉梁层没有楼板的情况下,在对多层框架结构进行整体计算时,楼板厚度应该选择为0,并且定义好弹性节点,然后使用总刚分析方法进行整体计算分析。有的时候虽然将楼板厚度设置为0,并且也定义好了弹性节点,但是并未选择总刚分析方法进行整体计算分析,那么程序就会按照刚性楼面进行分析计算,这样就与基础拉梁层的实际情况产生了偏差,尤其在建筑不规则的情况下,要特别注意。

  4)为了达到实现减小底层柱的计算长度以及底层位移的目的,在多层框架结构建筑基础埋深较大的情况下,可以选择在±0.000以下的位置设置基础拉梁层,最佳选择就是按照框架梁进行设计布置,并加设箍筋加密区。在独立基础埋深不深的情况下,如果柱载荷较大或者地基不好,则可在两个主轴方向分别布置基础拉梁,其截面宽度可设置为柱中心距的1/20至1/30范围之间,其高度可设置为柱中心距的1/12至1/18范围之间。在框架底层层高不大或者基础埋深较小的情况下,有时需要将基础拉梁设计的比较强大来平衡柱底弯矩。

  4 结束语

  在开展多层框架结构建筑的设计时,工作人员要严格按照设计规范要求,结合工程实际,对多层框架结构中的板、柱、梁以及结构体系中的关键给予关注和重视,对有可能出现的问题和现象,提前采用应对措施予以解决,并对计算结果进行判断、分析,经过验算、确认无误后再投入工程施工。

  参考文献:

  [1] 李红,胡文芳.多层框架结构设计应该注意的问题[J].建筑技术,2010, (11).

  框架结构设计范文第14篇

  关键词:建筑框架;结构;异形柱

  一、框架结构中的异形柱概述

  异形柱的全称,是异形截面柱,“异形”指的是柱体截面的几何形状而非常见的矩形,大多是较为复杂的几何图形。异形柱框架结构是介于短肢剪力墙与矩形框架之间的一种结构体系。其肢高与肢厚之比愈小愈接近框架结构的受力特征。普通钢筋混凝土框架柱的截面通常是方形、矩形或者圆形,而异形柱截面通常是L形、T形、+形。异形柱的设计需要满足建筑整体结构刚度和承载力的要求,然后根据建筑的功能和设计方案,决定采取何种几何形状的异形截面柱。

  二、异形柱框架体系的特点

  (一)布置灵活

  由于异形柱建筑的墙壁往往只起到一个围护的作用,不承受重量,可以采用轻质的墙壁,受到的建筑整体的限制非常少,这样产生的结果就是让房间的布置非常灵活,可以在很大程度上满足业主对于大空间的房屋建筑的要求。

  (二)质量轻刚度高

  异形柱框架体系和矩形框架进行对比,可以发现异形柱框架体系的抗震性明显高,因为异形柱框架体系的质量相对较轻,而刚度很高,这是其抗震性高的主要原因,受到人们的亲睐。目前人们对于房屋安全性的要求越来越高,异形柱框架体系结构的建筑由于其较高的安全性,成了吸引人们目光一个关键因素。

  (三)性价比高

  异形柱虽然增加了一定程度的施工难度,但是也有其自身的优势,扩大了使用面积、减少了基础费用、性价比是比较高的,总体经济效益也很可观。

  异形柱框架结构体系通过长久的应用和改进,现在已经非常成熟,可以满足人们的众多需求,包括安全性、美感等,室内可以不凸出梁柱,使用起来方便而且美观,而且可以增加房间的使用面积。有相关数据显示,异形柱结构体系的建筑结构比砖混结构可以增加约8%到10%的使用面积,且兼有砖混结构的优点,有效解决了砖混房屋超高的技术问题。 与消耗耕地的黏土砖混结构体系相比, 异形柱框架结构体系优势明显。这也是人们选择异形柱框架体系的一个重要原因。所以异形柱框架结构建筑在实际的建筑中使用是非常普遍的,我国的异形柱框架结构建筑更是遍地都是,这方面的建筑理论知识也已经非常成熟,相关的设计人才和施工人员也非常充足,能够满足大面积和大规模建筑的需要。

  三、异形柱框架结构的设计要点

  (一)适用高度及高宽比、长细比、肢长等限制

  1.异形柱框架在7度抗震设防烈度区,要求房屋高度≤35 m,高宽比不宜超过5;8度区房屋高度≤25 m,高宽比不宜超过4。

  2.柱净高与截面长边之比即长细比应≤8,但不宜

  3.根据长细比不宜4,且异形柱截面肢厚对多层建筑不应

  (二)异形柱框架结构设计构造

  (1)柱纵筋与箍筋设置形式有“L”、“T”、“十”及双排布置等形式。在同一截面内,纵向受力钢筋宜采用相同直径,其直径应≥14mm ,且小于25mm:纵筋间距>250mm时,应设置纵向构造筋,其直径可采用12mm,并设拉筋,拉筋间距为箍筋问距的两倍。

  (2)柱截面厚度

  (3)框架柱中全部纵向受力钢筋的配筋率:抗震等级为2级时,中柱、边柱不应

  (4)框架柱应采用复合箍.严禁采用具有内折角的箍筋,箍筋必须做成封闭式,箍筋末端做成≥135°的弯钩,弯钩端头直段长度不应

  (三)抗震等级对异性柱框架设计的影响

  异形柱框架结构应根据结构类型、房屋高度及抗震设防烈度采用不同的抗震等级,并应符合相应的计算和构造措施要求。根据规定:抗震设计防烈度为7度,房屋高度22 m时,为二级抗震;抗震设防烈度为8度,房屋高度≤25 m时,为二级抗震。有些地区的《规程》还规定了异形柱框架结构只适用于抗震设防烈度为7度及7度以下的地区且房屋高度不超过35m。

  异形柱框架结构不同于砖混结构,框架应当双向设置,增加平衡性,框架柱应该对齐,同时拉通框架梁,避免横向和纵向的框架梁相互支撑产生不利影响,使得异形柱框架结构形成空间受力,并且具有足够的承载能力、刚度以及稳定能力。这样做的另一个好处,就是可以让建筑具有良好的整体性,从而增加异形柱框架结构建筑的整体抗震性能。在地震作用下,异形柱框架结构最大弹塑性层间位移通常发生在结构底部。常见的加强薄弱层的措施应在底层设置支撑、 芯柱, 利用已有构件,如适当加强底层楼梯的设计,使其与框架有可靠的连接以产生支撑作用,同时考虑到受力的复杂性, 可在设计时将基础与底层异形柱的连接部位改设为矩形柱,或将整个底层柱改设为矩形柱,有利于抗震。

  (四)如何减轻扭转力对建筑的影响

  异形柱框架结构的设计要尽量使结构平面对称,使建筑平面和刚度达到更高的均匀度,在设计过程中,异形柱框架结构的两个主轴方向应协调布置,并宜纵向交联,这样是为了避免扭转对整体异形柱框架结构带来的不利影响,如果已经发生了明显的不对称,一定要及时评估扭转对于结构受力的不利影响,及时修正。

  (五)如何减轻竖向作用力对建筑的影响

  异形柱框架结构在设计和施工过程中,还要注意防止楼层刚度在竖直方向上的突变,力求使异形柱框架结构建筑在竖直方向上体现整体的体型规则均匀,一定要避免错层。这样可以让异形柱框架结构建筑避免过大的外挑,同时也避免过大的内收,两者兼顾,在平衡和均匀的基础上,力求达到更高的规则性和安全性。且更能体现出异形柱框架结构自身的特点,把异形柱框架结构自身的特点充分应用到建筑的设计和建设中,让建筑结构更加具有性价比和安全性。

  四、结语

  建筑框架结构异形柱设计,需要综合多方面的因素,整合多方面的资源来整体考虑和进行。异形柱框架结构具有抗震性高、室内空间布局灵活等等优点,在实际的建筑框架异形柱设计中应该尽可能体现,扬长避短,让异形柱框架结构的优势体现出来。

  参考文献:

  【1】张伟、张新培;钢筋混凝土不等肢异形柱截面延性最不利荷载方向的研究[J];四川建筑科学研究;2006年01期.

  框架结构设计范文第15篇

  【关键词】建筑工程;框架结构;构造设计

  1 框架结构的概念及特点

  一个住宅或是商业建筑物采用框架式结构,是指在建筑物中建成相应的承重梁柱,该承重梁柱采用钢筋混凝土浇捣而成,再用一些质量较轻的板材隔墙分户,从而装配好整个建筑物,隔墙的板材不承重。框架结构在大规模的工业化施工中十分适用,可以为建筑提供灵活的使用空间,不仅能够有效提高工作效率,也能保证较好的工程质量。虽然房屋框架结构在水平方向上仍然是楼板,但是由于楼板是搭在梁柱上,重量也就递给了梁柱,梁、板、柱一起构成了承重体系,在框架结构中,墙面是不承受重量的,所以在应用的时候非常灵活,如果希望房间大一些,就可以不用设置墙壁;如果不想要太大的房间,而希望房间数量多一些,可以在房间中采用轻质材料来进行划分,因此它的墙不承重,仅仅是起到对空间进行划分的作用,同时也能够起到隔热,保温以及隔声的效果。在理解框架结构的时候要注意区分几个概念,首先,框架结构是由板、梁、柱共同构成的承重体系;框剪结构是一种新的受力形式,主要是由剪力墙结构和框架结构的抗侧力组成,该框架与框架结构中的框架是有区别的,剪力墙与剪力墙结构中的剪力墙也有不同;混合结构中是通过钢筋混凝土和砖木来承重。

  2 框架结构的设计原则

  2.1 框架柱以及梁格的设计

  (1)框架柱在设计过程中应满足以下几个方面的要求:1)设计之前要充分了解建筑的功能要求,在设计中,要将柱网与建筑隔墙综合起来考虑,做到相互协调,常用的办法是在纵横墙交叉点上设置柱子,这样可以减少柱网对建筑使用功能造成的影响;2)由于框架结构不仅要承受竖向荷载,还要承受水平的荷载,所以在设置框架的时候要沿着建筑物的两个主轴方面进行设置,在柱网的设计中,要保证规则和整齐,选取适当的间距,明确的设计出传力体系和结构受力。3)柱网设计中也应该考虑到后面施工的难易程度,尽量设计便于施工的方法,从而加快施工速度,降低工程造价,同时,也应该尽量保证构件尺寸的模数化和标准化,使梁板的设计简单和规则[1]。

  (2)梁格设计。根据不同楼面竖向荷载传递路线,有三种不同的设计方案,包括:纵向框架承重、横向框架承重以及纵横向框架共同承重,下面对这三种方案进行介绍。1)横向框架承重方案。该方案是在横向上设计框架承重梁,并在纵向上设计连系梁。横向框架承重方案的跨数较少,加大的梁截面可以有效提高横向的抗侧刚度;在纵向上跨数较多刚度较大,这样可以平衡纵横两方向的刚度,更加合理的设计了结构受力。2)纵向框架承重方案。该方案与横向框架承重方案改好相反,是在纵向上设计框架承重梁,在横向上设计连系梁。该方案的缺点是较低的横向抗侧刚度,因此在设计中较少采用。3)纵横向框架共同承重方案。该方案在纵横两个方向上都需要设计框架承重梁,用以承受楼面的荷载。该方案的整体工作性能较好,在实际中使用的也较多。

  2.2 适用高度的设计

  结合国内建筑工程的经验以及大量的震害调查,从安全和经济的角度考虑框架结构的高度,在钢筋混凝土建筑中,建议高度不要过高这是因为在承重水平荷载的情况下,框架的层数对框架的变形有着很重要的影响,层数越多就会产生更大的水平位移,同时,层数越多,框架的内力也会迅速增长,层数超过某极限数量后,水平荷载将会对设计起主要的控制作用,此时就无法显现出框架结构的优势。

  2.3 抗震等级的设计

  相同的地震烈度,钢筋混凝土房屋的结构不同,对抗震要求也各不相同。根据房屋设防的烈度、结构类型以及房屋的高度,《建筑抗震设计规范》将框架结构划分为四个抗震等级,并对不同抗震等级结构的结构计算和构造措施作了相应的规定。同时也针对规则结构和不规则结构的抗震设计作了区别和规定,区别它们的目的是为了在抗震的过程中区别对待,不规则的结构设计要注意在不利部位做好有效措施,提高抗震能力[2]。

  3 框架结构设计中应注意的问题

  (1)为了满足相关的规范要求,应该注意对框架结构中框架梁的抗剪验算和构造工作。设置相关的强柱弱梁节点,是为了在遇到地震的时候,梁端能够有效形成塑形铰,使得柱端处于非弹性的工作状态,同时,节点还是处于弹性的工作阶段。强柱弱梁措施强弱的设置要根据柱端截面抗弯能力的增强幅度大小来决定。梁端纵筋柱构造超配程度的大小、塑性内力重分布、动力特征的相应变化共同决定了强于梁的幅度大小。因此设计时,在允许的范围内,应该尽可能的增大柱的截面尺寸,增大柱的线刚度与梁的线刚度的比值,同时要注意控制柱的轴压比,使其满足规范要求。

  (2)在对截面的承载力进行验算时,按照强柱弱梁的原则将柱的设计弯距适当放大,有效的加强柱的配筋构造。1)当框架结构外的立面是带形窗的时候,要适当加强构造的措施,这是因为在对窗过梁进行设置时,外框架柱有可能成为短柱。2)在柱网跨度较大的框架结构设计中,有一点非常容易被忽略,楼梯平台梁和楼梯间处的框架柱直接相连,将造成楼梯间柱成为了短柱,此时要加密柱箍筋的全长。3)当遇到框架结构长度比规范限值更长,同时不允许建筑功能留缝的情况时,为了能够有效减少有害裂缝,补偿混凝土浇筑方法是最适宜采用的方法。尽量采用细密的双向配筋,构造之间的举例最好小于150毫米,注意屋面后浇带的设置。

  (3)计算简图的合理处理,通常情况下,基础高度包含基础梁的设置,在选取结构底层计算高度的时候,应该选取一层楼板顶面至基础顶面的高度。基础梁主要承担的是上部墙体的荷载。在设置基础拉梁时,必须按照相关规范,对断面和配筋按构造进行设计,在截面高度的选取上,注意选取柱中心距的1/18~1/12。同时,遇到基础埋深比较大的情况时,为了能够有效地减少底层的计算高度和位移,需要在某个适当的位置进行基础拉梁的设置。这时,第一层输入为基础拉梁,将基础的顶面至基础的拉梁顶面高度作为底层的计算高度,将基础拉梁顶面至一层楼板顶面的高度作为二层的计算高度。当拉梁层没有楼板时,应该进行相应的开洞处理,按照实际的计算结果来处理基础拉梁截面及配筋[3]。

  4 结束语

  作为结构设计中较为基础的设计,建筑框架的结构设计也是较为重要的一种形式。多层框架结构具有很多重要的优点,比如:结构布置非常灵活、传力明确、具有较好的抗震性、整体性能优良等,在很多的工业以及民用建筑中,都是采用的这种结构设计,在人口密集用地紧张的大型城市,为了更好的利用空间,这种结构设计也越来越受到青睐。对于建筑工程中框架结构的设计,各个设计师应该充分发挥自己的聪明才智,在合理的规范下,设计出更加安全经济有效地框架结构,造福于人类。

  参考文献

  [1]杨宗敏.框架结构设计分析[J].科技信息,2009-04-15.

  框架结构设计范文第16篇

  关键词:建筑工程;框架结构;设计

  一、建筑的框架结构设计原则性

  框架结构设计的目的是使建筑物安全并能够适应使用的要求,因此我们在结构设计中要遵循这样4个基本原则:抓大放小;多道防线;刚柔相济;打通关节。

  (1)抓大放小。虽然建筑结构设计是一个整体概念,但组成这个整体需要很多构件,并且每个构件在整个建筑中所起的作用并不相同,当然重要程度也不相同,如“强柱弱梁”和“强剪弱弯”这两个概念就是遵循了抓大防小原则。

  (2)多道防线。多道防线是建筑结构体系的安全概念原则,也就是说,当有灾难发生的时候,把生存的希望分开放在多个构件上面。

  (3)刚柔相济。刚柔相济是建筑结构体系合理化的前提条件,因为结构刚度太大容易造成局部严重受损,而太柔的结构容易造成变形过大而无法使用。

  (4)打通关节。打通关节的目的是使建筑永远处于原始的静态,否则,框架结构就会发生变化,建筑物就无法维持长久平衡。

  二、基础设计问题

  (1)对于柱下扩展基础宽度较宽(大于4米)或地基不均匀及地基较软时宜采用柱下条基。并应考虑节点处基础底面积双向重复使用的不利因素,适当加宽基础。

  (2)建筑地段较好,基础埋深大于3米时,应建议甲方做地下室。当地基承载力满足设计要求时,地下室底板可不再外伸以利于防水。每隔30~40米设一后浇带,并注明两个月后用微膨胀混凝土浇注。设置地下室可降低地基的附加应力,提高地基的承载力(尤其是在周围有建筑时有用),减少地震作用对上部结构的影响。不应设局部地下室,且地下室应有相同的埋深。

  (3)下室外墙为混凝土时,相应的楼层处梁和基础梁可取消。

  (4)抗震缝、伸缩缝在地面以下可不设,连接处应加强。但沉降缝两侧墙体基础一定要分开。

  (5)新建建筑物基础不宜深于周围已有基础。如深于原有基础,其基础间的净距应不少于基础高差的2倍,否则应打抗滑移桩,防止原有建筑的破坏。建筑层数相差较大时,应在层数较低的基础方格中心的区域内垫焦碴来调整基底附加应力。

  (6)独立基础偏心不能过大,必要时可与相近的基础做成柱下条基。柱下条形基础的底板偏心不能过大,必要时可作成三面支承一面自由板(类似筏基中间开洞)。两根柱的柱下条基的荷载重心和基础底版的形心宜重合,基础底板可做成梯形或台阶形,或调整挑梁两端的出挑长度。

  (7)独立基础的拉梁宜通长配筋,其下应垫焦碴。拉梁顶标高宜较高,否则底层墙体过高。

  (8)底层内隔墙一般不用做基础,可将地面的混凝土垫层局部加厚。

  (9)考虑到一般建筑沉降为锅底形,结构的整体弯曲和上部结构与基础的协同作用,顶、底板钢筋应拉通(多层的负筋可截断1/2或1/3),且纵向基础梁的底筋也应拉通。

  (10)基础底板混凝土不宜大于C3O,一是没用,二是容易出现裂缝。

  (11)础底面积不应因地震附加力而过分加大,否则地震下安全了而常规情况下反而沉降差异较大,本末倒置。

  三、截面尺寸的选择问题

  梁、柱的截面尺寸的选择是框架结构设计的前提,除应满足《混凝土结构设计规范》所要求的取值范围,还应注意尽可能使柱的线刚度与梁的线刚度的比值大于1,以达到在罕遇地震作用下,梁端形成塑性铰时,柱端处于非弹性工作状态而没有屈服,节点仍处于弹性工作阶段的目的。

  四、梁柱的节点设计问题

  框架梁柱节点承受由梁端和柱端传递来的轴力、弯矩和剪力,受它们共同作用且受力状态复杂。因此节点要求具有足够的强度,以抵抗相邻构件承受的各种荷载,保证整个结构体系坚固和安全可靠。框架结构设计的基本原则是“强柱弱梁”、“强剪弱弯”、“更强节点”的原则。“强剪弱弯”就是避免构件(梁、柱、墙)剪力较大的部位在梁端达到塑性变形能力极限之前发生非延性破坏,即控制脆性破坏形式的发生。“更强节点”就是节点的承载力应大于梁端和柱端的承载力。节点区设计应遵循以下几个方面:

  (1)节点区的强度应相对要大。

  (2)节点区的钢筋应有足够的锚固长度和粘结性能。

  (3)节点区的钢筋构造应尽量简单,以保证节点区混凝土的浇捣质量,使实际的受力情况符合设计要求。为此,规范规定,一、二级抗震等级的框架结构,因对其进行节点核心区的承载力设计;三、四级抗震等级的框架结构,其节点应符合规范的构造要求。

  五、梁、柱的适宜配筋率问题

  框架梁的配筋在设计中应掌握“适中”的原则, 一般情况下其配筋率宜取0.4%~1.5%,框架柱的全部纵向受力钢筋的配筋率宜取1%~3%。另外当梁端的纵向受拉钢筋最小配筋率大于2%时, 其箍筋的最小直径应增大2mm。但是无论在何种情况下,均应满足《混凝土结构设计规范》所规定的最大、最小配筋率的要求。

  六、框架柱配筋的调整问题

  框架柱的配筋率一般都很低,有时电算结果为构造配筋,但是实际工程中均不会按此配筋。因为在地震作用下的框架柱,尤其是角柱,所受的扭转剪力最大, 同时又受双向弯矩作用,而横梁的约束又较小,工作状态下又处于双向偏心受压状态,所以其震害重于内柱。对于质量分布不均匀的框架尤为明显。因此应选择最不利的方向进行框架计算,另外也可分别从纵、横两个方向计算后比较同一侧面的配筋,取其较大值,并采用对称配筋的原则。为了满足框架柱在多种内力组合作用下其强度要求,在配筋计算时应注意以下问题:

  (1)角柱、边柱及抗震墙端柱在地震作用组合下会产生偏心受拉时,其柱内纵筋总截面面积应比计算值增大 25%。

  (2)框架柱的配筋可放大 1.2~1.6 倍,其中角柱 1.4 倍,边柱 1.3 倍,中柱 1.2 倍。

  (3)框架柱的箍筋形式应选用菱形或井字形,以增强箍筋对混凝土的约束。

  (4)对于二、三级框架的底层柱底和底部加强部位纵筋宜采用焊接,且当柱纵向钢筋的总配筋率超过3%时, 箍筋的直径不应小于58,并应焊接。另外多层框架电算时常不考虑温度应力和基础的不均匀沉降,当多层框架水平尺寸和垂直尺寸较大以及地基软弱土层较厚或地基土质不均匀时,可以适当放大框架柱的配筋,且宜在纵、横两个方向设置基础梁,其配筋不宜按构造设置,应按框架梁进行设计,并按规范要求设置箍筋加密区。

  七、结语

  综上所述,在框架结构设计过程中,几个常见及关键性问题的探讨和思考。在结构设计中,每一个步骤都需要设计人员按照相关的设计资料及相应的规范要求进行准确和合理的设计,以使框架结构达到经济和使用、安全、耐久的完美结合。

  参考文献:

  [1]郭玉阳.试述建筑框架结构设计的原则与方法[J].中小企业管理与科技,2009(3).

  框架结构设计范文第17篇

  关键词:框架; 结构;设计

  Abstract: the framework structure is China's first choice in the high-rise building one of the structural system, reinforced concrete frame structure in the reality to get a lot of application, in this analysis of reinforced concrete frame structure design of several problems that should pay attention to: (1) the reasonable determination of the seismic grade; (2) frame structure of the judgement of the weak and processing; (3) floor open hole structure calculation problems should be paid attention to; (4) in the Settings of the foundation beam; (5) part of the parameters such as the reasonable choice, for the engineering reference in design.

  Keywords: framework; Structure; design

  中图分类号:S611文献标识码:A 文章编号:

  钢筋混凝土框架结构是由楼板、梁、柱子及基础4种承重构件组成的空间结构体系。它具有传力明确、结构布置灵活、抗震性和整体性好的优点,目前被广泛应用于各类工业与民用建筑中。框架结构设计是结构设计中较为基础的设计,也是建筑结构设计中较为重要的一种形式。在设计时,如何处理各种不同的问题值得结构设计人员不断探讨和研究。

  1应从概念设计上注意的几个问题

  关于“强柱弱梁”,这是为了实现在罕遇地震作用下,让梁端形成塑性铰,柱端处于非弹性工作状态,而没有屈服,但节点还处于弹性工作阶段。强柱弱梁措施的强弱,也就是相对于截面实际抗弯能力而言柱端截面抗弯能力增强幅度的大小,是决定由强震引起柱端截面屈服后塑性转动能否不超过其塑性转动能力,而且不致形成“层侧移机构”,从而使柱不被压溃的关键控制措施。强柱弱梁的幅度大小取决于梁端纵筋不可避免的构造超配程度的大小,以及结构在梁、柱端塑性铰逐步形成过程中的塑性内力重分布和动力特征的相应变化。因此,当建筑许可时,尽可能将柱的截面尺寸做得大些,使柱的线刚度与梁的线刚度的比值尽可能大于1,并控制柱的轴压比满足规范要求,以增加延性。验算截面承载力时,人为地将柱的设计弯矩按强柱弱梁原则调整放大,加强柱的配筋构造。梁端纵向受拉钢筋的配筋不得过高,以免在罕遇地震中进入屈服阶段不能形成塑性铰或塑性铰转移到立柱上。注意节点构造,让塑性铰向梁跨内移。

  注意构造措施,对于大跨度柱网的框架结构,在楼梯间处的框架柱由于楼梯平台梁与其相连,使得楼梯间处的柱可能成为短柱,应对柱箍筋全长加密。这一点,在设计中容易被忽视应引起重视。对框架结构外立面为带形窗时,因设置连续的窗过梁,使外框架柱可能成为短柱,应注意加强构造措施。

  2框架结构薄弱层的判定与处理

  薄弱层是指在强烈地震下,结构首先屈服并产生较大弹塑性位移的部位,这些部位的承载力是满足设计地震作用下抗震承载力要求的。

  对于薄弱层的判断,有个人指定、计算判定、强制认定三种方式。在PKPM的SATWE软件里,设计人根据《建筑抗震设计规范》第5. 5. 4条规定或个人经验可以直接指定哪一层为薄弱层;软件在计算时,如果结构的抗侧移刚度不规则,某层的抗侧移刚度小于相邻上一层70% ,或小于其上相邻三个楼层侧向刚度平均值的80% ,或楼层承载力突变,满足《建筑抗震设计规范》第3. 4. 2条竖向不规则的规定,软件自动将该层指定为薄弱层;如果结构存在转换层,即竖向抗侧力构件不连续,那么不管该层刚度与上层或上三层的比值是否满足规范要求,或楼层承载力是否满足规范要求,必须强制认为该层为薄弱层。

  薄弱层是对抗震极为不利的结构层,原则上应避免出现薄弱层。避免出现薄弱层的最基本方法是加大该层的抗侧移刚度,即加大该层的柱截面或梁截面;如果条件允许,可以改变该层层高或减少基础埋置深度。当无法避免出现薄弱层时,在结构计算和出图时必须按照规范规定采取相应的措施。根据《建筑抗震设计规范》第3. 4. 3. 2条及第5. 5. 2条至第5. 5. 5条的规定,除对薄弱层的地震剪力乘以1.15倍的放大系数外,还应对结构的楼层屈服强度系数进行验算。楼层屈服强度系数为按构件实际配筋和材料强度标准值计算的楼层受剪承载力和按罕遇地震作用标准值计算的楼层弹性地震剪力的比值。如果在地震烈度7度至9度地区的结构楼层屈服强度系数小于0. 5时,应对结构进行弹塑性变形验算,符合表5. 5. 5的规定。如果不符合上述要求, 必须对结构布置进行调整。

  3楼板开大洞结构计算应注意的问题

  楼板开洞的结构比较普通,如果开洞面积大于该层楼面面积的30%,就属于平面不规则了,计算时必须进行处理。以PKPM软件为例, TAT和SAT2WE分别采用了两种方式进行处理。TAT软件是将无楼板的节点定义为弹性节点,也就是表明该节点不受刚性楼板假定的限制,其平动自由度独立(在这里所指的节点为梁柱交点) ; SATWE软件是将所有楼板定义为弹性膜,由软件真实地计算楼板的平面内刚度,忽略楼板的片面外刚度。

  如果某层洞口面积大于楼层面积的30%以上时,建议应将全楼所有楼板定义为弹性膜比较符合实际,也可以将该层洞口边缘节点定义为弹性节点(即不考虑楼板的刚度) ;如果屋面为刚网架时,应输入一板厚,定义为弹性膜,真实计算楼板的平面内刚度,比较符合实际。

  在正确定义了弹性节点或弹性膜后,在后续计算中必须采用总刚度计算法,否则侧刚度计算法仍按刚性楼板计算结构内力和配筋,计算时应特别注意这一点。

  4基础系梁的设置问题

  如果基础埋置深度较深时,可以用基础梁减少底层柱的计算长度,在±0. 000以下设置系梁,此时系梁宜按一般框架梁进行设计,同时系梁以下的柱应按短柱处理。

  如果工程条件符合《建筑抗震设计规范》第6. 1. 11条规定,应设基础系梁。根据抗震要求,可沿两个主轴方向设置构造基础梁。基础梁截面高度可取承台中心距的1 /10~1 /15。构造基础梁纵向受力钢筋可取上述所连接柱的最大轴力设计值的10%作为拉力或压力来计算,当为构造配筋时,应满足最小配筋率;当基础梁上作用有填充墙或楼梯柱等传来的荷载时,应与所连接柱子的最大轴力设计值的10%叠加计算,基础梁截面也应适当增加,算出的配筋应满足受力要求和构造配筋要求。构造基础梁顶标高通常与基础顶标高相同。为减少基础梁计算跨度,可以将基础梁下与独立基础的台阶或锥形斜坡之间的空隙部分,用与素混凝土浇筑至与基础顶面平齐,再浇筑基础梁。

  如果用基础梁平衡柱底弯矩,梁的截面尺寸与配筋应按框架梁设计。这时,拉梁正弯矩钢筋应全部拉通,负弯矩钢筋至少应在1/2跨拉通,基础梁的纵筋在框架柱内的锚固、箍筋的加密及其余抗震构造要求应与上部框架梁完全相同,且此时拉梁应设置在基础顶部。

  5短柱

  在框架结构中,如果柱净高与柱截面高度之比≤4或剪跨比≤2,那么该柱为短柱。

  短柱在地震作用下,容易发生脆性破坏,因为短柱的受剪承载力及变形能力不足,会引起建筑物的严重破坏,设计时应尽可能避免。

  短柱的形成主要有两种原因:一是由于楼梯间半休息平台或结构局部错层造成两个框架梁之间的框架柱净高较小引起的;二是填充墙设置不当,造成某层的框架柱两侧一部分无填充墙,一部分有填充墙,无填充墙的柱净高与柱截面之比往往小于等于4,形成短柱 。

  处理短柱主要是增加柱的抗剪承载力及改善其变形能力,一般采用复合箍筋,箍筋沿全高加密;保证短柱的纵向钢筋对称布置,且每侧的纵向钢筋配筋率以不大于1. 2%的方式处理。

  6部分计算参数的合理选用

  现浇框架结构中,如果梁两边没有楼板或有弧形梁时,扭矩折减系数应为1. 0;如果梁两侧均有楼板,应对梁的扭矩进行折减,折减系数一般为0. 4。对于一般工程,梁的配筋应计算两次:一次对所有梁的扭矩折减,计算出两侧都有楼板的梁的配筋;另一次对所有的梁扭矩不折减,计算出一侧有楼板或两侧都没有楼板的梁的配筋。这样计算结构比较符合实际,这一点应引起设计人员的重视。

  结构计算时,框架梁在竖向荷载作用下,梁端负弯矩往往很大,造成钢筋太密,无法施工;同时,由于框架结构一般为超静定结构,框架梁在达到承载能力极限状态之前,总会产生不同程度的塑性内力重分布,因此可以适当降低框架梁在竖向荷载作用下的负弯矩,通过平衡条件相应增大梁跨中弯矩。应注意这里只是降低梁在竖向荷载作用下的负弯矩,然后再与水平作用产生的弯矩组合设计。

  而梁弯矩放大系数仅在没有考虑梁的活荷载不利布置时起作用,并且对梁的正负弯矩均起作用,且不可与考虑梁的活荷载不利布置同时考虑,这样会引起梁弯矩增大,造成材料浪费。

  7设计构造方面的问题

  对于规范中规定的框架柱箍筋加密区的箍筋最小体积配箍率的要求,绝大部分设计人员都能给于足够的重视,但对于《建筑抗震设计规范》中规定的“一、二、三级框架节点核芯区配箍特征值分别不宜小于0. 12、0. 10、0. 08且体积配箍率分别不宜小于0. 6%、0. 5%、0. 4% ”设计中经常被忽视,尤其是柱轴压比不大时,常常不满足要求。这一规定是保证节点核芯区延性的重要构造措施,应严格遵守。

  底层框架柱箍筋加密区范围应满足要求,《建筑抗震设计规范》中规定“底层柱,柱根处箍筋加密区范围为不小于柱净高的1 /3”,设计中应重点说明框架梁的纵向配筋率应注意《建筑抗震设计规范》中规定“当框架梁梁端纵向受拉钢筋配筋率大于2%时,梁箍筋最小直径的数值应比表6. 3. 3中规定的数值增大2 mm”,在目前设计中,这一规定常被忽视,造成梁端延性不足。

  框架梁上部纵筋端部水平锚固长度应满足要求。《混凝土结构设计规范》中规定“框架端节点处,当框架梁上部纵筋水平直线段锚固长度不足时,应伸至柱外边并向下弯折,弯折前的水平投影长度不应小于0. 4 LaE”,当框架柱截面尺寸小于400mm×400 mm时,应注意梁上部纵筋直径的选择,否则这一项要求不容易得到保证。

  8应用平法图集须注意的问题

  现在大部分地区的框架结构一般都用《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图(03G 101 - 1) 》的平法,表示梁、柱、剪力墙的配筋,在使用图集时宜注意以下问题。

  框架柱如果采用剖面列表法表示配筋时,需注意每层楼面标高以下的箍筋加密区长度应为框架梁高与规范规定的箍筋加密区长度( 1 /6 柱净高、柱截面高度、500 mm中的较大值)之和,因为PKPM软件出图时加密区长度没有包含梁高,而施工人员如果按图施工,往往会造成箍筋加密区高度不够。

  另外,由于一层建筑地面是在主体结构浇筑完毕后才施工的,如果一层地面为刚性地面,根据《建筑抗震设计规范》第6. 3. 10. 2条规定,柱箍筋在刚性地面上下各500mm范围内应加密,这一点往往被施工单位忽视,设计人员在设计图纸中应有明确交待。

  在框架结构中,井字梁支座上部纵筋的外伸长度应交待,平法图集第68页有专门说明,设计人员应明确指出。此外,由于梁截面过小或承载力较大时,框架梁如设三排纵筋,建议调整梁截面或纵筋直径改为两排,否则,第三排纵筋的外伸长度应交待。

  框架结构设计范文第18篇

  【关键词】框架结构房屋;设计;问题;分析

  1 框架计算简图

  无地下室的钢筋混凝土多层框架房屋,独立基础埋置较深,在-0.05m左右设有基础拉梁时,应将基础拉梁按层1输入。以某学生宿舍楼为例,该项目为3层钢筋混凝土框架结构,丙类建筑,建筑场地为Ⅱ类;层高3.3m,基础埋深4.0m基础高度0.8m,室内外高差0.45m.根据《抗震规范》第6.1.2条,在8度地震区该工程框架结构的抗震等级为二级。设计者按3层框架房屋计算,首层层高取3.35m,即假定框架房屋嵌固在-0.05m处的基础拉梁顶面;基础拉梁的断面和配筋按构造设计;基础按中心受压计算。显然,选取这样的计算简图是不妥当的。因为,第一,按构造设计的拉梁无法平衡柱脚弯矩;第二,《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)第7.3.11条规定,框架结构底柱的高度应取基础顶面至首层楼盖顶面的高度。工程设计经验表明,这样的框架结构宜按4层进行整体分析计算,即将基础拉梁层按层1输入,拉梁上如作用有荷载,应将荷载一并输入。

  2 独立基础设计荷载取值

  钢筋混凝土多层框架房屋多采用柱下独立基础,《抗震规范》(GB50011-2001)第4.2.1条指出,当地基主要受力层范围内不存在软弱粘性土层时,不超过8层且高度在25m以下的一般民用框架房屋或荷载相当的多层框架厂房,可不必进行地基和基础的抗震承载力验算。这就是说,在8度地震区,大多数钢筋混凝土多层框架房屋可不必进行地基和基础的抗震承载力验算。但这些房屋在基础设计时应考虑风荷载的影响。因此,在钢筋混凝土多层框架房屋的整体计算分析中,必须输入风荷载,不能因为在地震区高层建筑以外的一般建筑风荷载不起控制作用就不输入。

  另一种情况是,在设计独立基础时,作用在基础顶面上的外荷载(柱脚内力设计值)只取轴力设计值和弯矩设计值,无剪力设计值,或者甚至只取轴力设计值。以上两种情况都会导致基础设计尺寸偏小,配筋偏少,影响基础本向和上部结构的安全。

  3 基础拉梁设计

  多层框架房屋基础埋深值大时,为了减速小底层柱的计算长度和底层的位移,可在±0.000以下适当位置设置基础拉梁,但不宜按构造要求设置,宜按框架梁进行设计,并按规范规定设置箍筋加密区。但就抗震而言,应采用短柱基础方案。

  一般说来,当独立基础埋置不深,或者过去时置虽深但采用了短柱基础时,由于地基不良或柱子荷载差别较大,或根据抗震要求,可沿两个主轴方向设置构造基础拉梁。基础拉梁截面宽度可取柱中心距的1/20~1/30,高度可取柱中心距的1/12~1/18.构造基础拉梁的截面可取上述限值范围的下限,纵向受力钢筋可取所连接柱子的最大轴力设计值的10%作为拉力或压力来计算,当为构造配筋,除满足最小配筋率外,也不得小于上下各214,配筋不得小于8@200.当拉梁上作用有填充墙或楼梯柱等传来的荷载时,拉梁截面应适当加大,算出的配筋应和上述构造配筋叠加。构造基础拉梁顶标高通常与基础高或短柱顶标高相同。在这种情况下,基础可按偏心有受压基础设计。

  当框架底层层高不大或者基础过去埋置不深时,有时要把基础拉梁设计得比较强大,以便用拉梁来平衡柱底弯矩。这时,拉梁正弯矩钢筋应全跨拉通,负弯矩钢筋至少应在1/2跨拉通。拉梁正负弯矩钢筋在框架柱内的锚固、拉梁箍筋的加密及有关抗震构造要求与上部框架梁完全相同。

  此时拉梁宜设置在基础顶部,不宜设置在基础顶面之上,基础则可按中心受压设计。

  4 基础拉梁层的计算模型

  基础拉梁层无楼板,用TAT或SATWE等电算程序进行框架整体计算时,楼板厚度应取零,并定义弹性节点,用总刚分析方法进行分析计算。有时虽然楼板厚度取零,也定义弹性节点,但未采用总刚分析,程序分析时自动按刚性楼面假定进行计算,与实际情况不符。房屋平面不规则,要特别注意这一点。

  5 如何科学进行结构设计

  为了分析判断计算机计算结果是否合理,结构设计计算时,除了有合理的结构方案、正确的结构计算简图外,正确填写抗震设防烈度和场地类别,合理选取电算程序总信息中的其他各项参数也是十分重要的。

  现以空间有限元分析与设计程序SATWE为例,结合施工图审查中发现的问题,来说明有关参数如何合理选取。

  结构的抗震等级

  在工程设计中,多数房屋建筑按其抗震设防分类属于丙类建筑,如民用住宅、办公楼及一般工业建筑等等,其抗震等级可根据烈度、结构类型和房屋的高度按《抗震规范》表6.1.2确定。而电讯、交通、能源、消防和医疗等类建筑以及大型体育场馆、大型零售商场等公共建筑,首先,应当根据《建筑抗震设防分标准》(GB50223-95)确定其中哪些建筑属于乙类建筑(可能还有甲类建筑,本文不涉及)乙、丙类建筑,地震作用均按本地区抗震设防烈度计算。对于乙类建筑,一般情况下,当抗震设防烈度为6~8度时,抗震措施应符合本地区抗震设防列度提高一度的要求。

  结构周期折减系数

  框架结构及框架――抗震墙等结构,由于填充墙的存在,使结构的实际刚度大于计算刚度,计算周期大于实际周期,因此,算出的地震剪力偏小,使结构偏于不安全,因而对结构的计算周期进行折减是必要的,但对框架结构的计算周期不折减或折减系数取得过大都是不妥当的。对框架结构,采用砌体填充墙时,周期折减系数可取0.6~0.7;砌体填充墙较少或采用轻质砌块时,可取0.7~0.8;完全采用轻质墙体板材时,可取0.9.只有无墙的纯框架,计算周期才可以不折减。

  框架梁、柱箍筋间距

  《抗震规范》第6.3.3条及6.3.8条对不同抗震等级的框架梁、柱箍筋加密区的最小箍筋直径和最大箍筋间距做了了明确规定。根据这些规定,工程习惯上常取梁、柱箍筋加密区最大间距为100mm,非加密区箍筋最大间距为200mm.电算程序总信息中通常也内定梁、柱箍筋加密区间距为100mm,并以此为依据计算出加密区箍筋面积,由设计人员要据规范确定箍筋直径和肢数。

  但是,在程序内定的条件下,当框架梁的跨中部位有次梁或有较大的其他集中荷载作用却仅配两肢箍筋时,多数情况下,非加密区箍筋间距采用200mm会使梁的非加密区配箍不足,因此建议程序内定梁箍筋改为取梁的非加密区间距200mm.这样,既可保证梁非加密区的抗剪承载力,又可适当增加梁端箍筋加密区(箍筋间距为100mm)的抗剪能力,梁的强剪性能更能充分体现。当框架梁由于种种原因纵向钢筋超筋时,梁端适当加大抗剪承载力对结构抗震非常有利。这也是为什么当梁端纵向受拉钢筋配筋率大2%时,规范规定梁的箍筋直径应比最小构造直径增大2mm的原因。

  框架结构设计范文第19篇

  关键词:结构设计;框架核心筒;受力分析;结构布置

  中图分类号:S611 文献标识码:A 文章编号:

  1. 引言

  框架核心筒是由核心筒与的稀柱框架组成的高层建筑结构称为框架―核心筒结构,其中简体主要承担水平荷载,框架主要承担竖向荷载。这种结构兼有框架结构与筒体结构两者的优点,建筑平面布置灵活便于设置大房间,又具有较大的侧向刚度和水平承载力,因此得到广泛应用。

  2. 框架核心筒受力分析

  框架―核心简结构作为近十年来世界各国较普通采用并且有广阔发展前景的一种重要高层建筑结构体系。这种体系国外多采用钢结构,此时楼面多采作钠梁铰接支承于周边钢柱、副框架梁和核心筒的钢往、钢梁上,核心商、钢校多采用钢一混凝土组合,楼板多为压型钢板混凝土组合,整体结构的抗侧刚度来源于核心筒和周边的稀柱外框筒的协同工作,若抗侧刚度不够,常在设备层、避难层设外伸刚臂构成刚性加强层或在周边凉置支撑体系予以增强,其建筑高度已达100层、400m左右,它的优点是有利于减少工地劳动力、降低建造成本、加快施工进度,缺点是面广量大的楼面梁铰接未能充分地发挥其抗侧作用。

  国内多采用现浇混凝上结构,此时楼面多采用现浇混凝土梁刚接整浇支承于周边混凝土或钢混土组合柱、混凝土框架梁和混凝土或钢混凝土组合的核心筒。楼板多为现浇混凝土,其整体结构的抗刚度主要来源于核心筒一楼面粱一周边框架柱,它与周边稀柱外框筒经协同作用,此时结构的抗侧传力直接,充分发拌了楼面梁的刚度参加抗侧工作,克服了稀柱外框筒的剪力滞后效影。在超高层建筑高宽比(>6)较大时,常也在设备层、避难层另加设外伸刚臂构成刚性加强层或者周边支撑体系对结构构成刚仕加强层或周边支撑体系刘结构抗侧刚度予以增强。这种结构体系较适合于办公楼、酒店、公寓。其建筑平面利用系数较高。建筑平面分隔比较灵活,景观视野开阔、中央核心筒主要是结合电梯、消防楼梯、厕所、设备管井等布置,而且可以随着建筑电梯数量减少,在上部楼层适当减小核心筒,进一步扩入有效建筑面积。

  框架―核心简结构内力分配的特点是框架承受的剪力和倾覆力矩都较小。抗震设计时.为实现双重抗侧力结构体系,对钢筋混凝土框架―核心筒结构要求外框架构件的截面不宜过小,框架承担的剪力和弯矩需进行调整增大;对钢―混凝土混合结构,要求外框架承受的层剪力应达到总层剪力的20%一25%;由于外钢框架柱截面小,钢框架―钢筋混凝土核心筒结构要达到这个比例比较困难,因此,这种结构的总高度不宜大大;如果采用钢骨混凝土、钢管混凝土柱,则较容易达到双重抗侧力体系的要求。

  3. 框架核心筒设计要点

  通过结合工程时实践,现浇混凝土框架核心筒结构的布置设计主要的设计要点总结以下:

  (1)对于框架核心筒的尺寸一般是适宜选取H/10~H/12。H为主体结构地而以上的总高,即核心筒的高宽比取10~11.此时结构的抗侧刚度上要依赖于筒体,也即筒体的尺度只要满足此要求,结构的抗侧刚度、抗侧工作、整体稳定一般均较易满足。

  (2)对于框架核心筒的筒体的壁厚一般不适宜选取太厚,从工程实践情况来看,其厚度适宜选取300~500mm,这样可有利于减轻结构自重,提高建筑平面利用系数,同时筒体作为主要竖向承重构件混凝土标高尽量采用高些,下部楼层则可采用C40~C50,甚至C60,对于上部楼层可下降至C30。

  (3)核心筒的完整要注意保证,筒体相当于一竖放的中间有许多横隔的箱型梁,其空间刚度延性都很好,为了能充分地发挥筒体的抗侧作用,有效地确保结构的经济合理,对于核心筒的完整性十分重要。因此在布置筒体保持筒体的完整性时,应当抓紧以下两个环节:一是应当确保筒体的角部有足够的转角翼缘,最小适宜选取>2t(t为筒体壁厚);二是筒壁门洞口的连梁应当尽量做大,以有效地确保筒体的空间刚度。

  (4)对于核心筒的内分隔墙适宜尽量对齐而且贯通,同时做成一部分混凝土墙体,其厚度可以适当减薄,现浇混凝土结构以15~20cm左右为宜,这是因为这部分分隔墙的刚度贡献不是很有效,墙薄可以有效地减轻自重,但同时它可以帮助筒体承受一部分垂直荷载、水平剪力以及实现筒体的空间刚度,所以一又有必要设置。

  (5)筒体的完整性延性较好,在前期设计中应当确定核心筒壁厚是取它在垂直荷载作用下的轴压比0.55~0.65,适当提高以及尽量与框架住的轴压比接近匹配,减小垂直荷载下压应力二次协调调整的影响。

  (6)框架柱通过楼面梁与筒体连接共同作用,在核心筒框架结构中起着很重要的作用,将承受水平荷载下产生的较大的轴力,因此对于框架住在前期设计中在垂直荷载作用下的轴压比适宜按照纯框架结构角柱要求从严控制,建议取0.65~0.75,以有利于与筒体轴压比较匹配,从而有效地提高框架柱的轴向刚度,提高筒框结构的抗侧刚度。

  (7)周边框架的不止宜尽量与筒体的周边轴线对齐,以利楼面连梁的连接嵌固和发挥作用,周边框架柱的柱距一般可取8~10m,框架柱与筒体壁厚中心的距离一般可取8~12m。

  (8)楼面连梁的尺寸主要取决于筒体的高度比,刚度,整体结构的高宽比和框架柱的轴向刚度,当筒体高宽比

  (9)目前筒体稀柱框架结构的超高层建筑,为便利商业销售出租和考虑市场承受能力,标准楼层面积不宜过大,有时主体结构的高宽比高达8~12,筒体的高宽高达15~25,此时若还按普通筒体稀柱框架结构来设计是不可能的。此时可通过加强框架柱的轴向刚度,楼面梁的抗弯刚度及加设刚性加强层,支撑体系等措施来提供结构整体抗侧刚度,满足使用要求。这是筒框结构空间特性好的又一个巨大潜在优点,正是当今世界各国超高层建筑结构发展趋势的原因所在。 关于刚性加强层的设置,应该指出二点,一是他的有效性,通过刚性加强层内合理布置刚度巨大的外伸臂设置整层高的斜腹杆桁架,直腹杆的空腹桁架,或开洞口的实体梁连接筒体与周边框架柱,可进一部增强周边框架柱的整体抗侧作用,增强筒框结构的工作效能,从而有效提高整体结构的抗侧刚度;二是它的复杂性,刚性加强层外伸刚臂的设置,将不可避免地带来水平荷载下内力分布的变化和应力集中,结构的地震响应更为复杂,竖向温差,徐变效应更为尖锐,因此结构设计要更加细致全面,对症下药,分析处理。

  (10)框架―核心筒结构的楼盖,宜选用结构高度小、整体性强、结构自重轻及有利于施工的楼盖结构形式,因此宜选用现浇梁板式楼板,也可选用密肋式楼板、无枯结预应力混凝土乎板以及预制预应力薄板加现浇层的叠合楼板。当内筒与外框架的中距大于8m时,应优先采用无粘结预应力混凝土楼盖。

  4. 结语

  框架核心筒结构是由竖向筒体为主组成的承受竖向和水平作用的高层建筑结构。筒体可分为筒结构和框架一核心筒结构。文章主要结合工程实践经验,对框架核心筒结构选型、平面及竖向结构布置、构造措施以及结构概念设计等进行了分析。

  参考文献:

  [1] 李亚春.高层建筑框架核心筒结构设计分析探讨[J].中外建筑,2012,28(08):118~119.

  框架结构设计范文第20篇

  【关键词】钢筋混凝土;框架结构;延性设计;抗震

  结构抗震的本质就是结构在地震作用下通过塑性变形耗散和吸收能量的能力,提高结构的变形能力和结构抗震性能。本文结合现行《混凝土结构设计规范》和《建筑抗震设计规范》相关规定,分析了钢筋混凝土框架结构延性设计的基本思想和基本公式要求,以及保证结构抗震延性的基本构造措施。

  一、框架结构的延性设计

  框架结构主要由框架梁、框架柱和梁柱节点组成。框架结构的延性很大程度上取决于框架梁和框架柱构件本身的延性和屈服弯矩。在地震作用下,框架经历加载和卸载的过程,即吸收和释放能量的循环,循环能量的差值即为结构或构件在地震作用下耗能的过程。结构吸收的地震能量可以由力―位移曲线所包围的面积来表示,如图1。

  (a)力-位移曲线的前期(b)力-位移曲线的后期

  图1力―位移曲线

  1.1框架梁的延性设计

  框架梁的延性设计可以从正截面抗弯和斜截面抗剪两个方面进行设计。

  1.1.1框架梁正截面延性设计

  框架梁正截面破坏形式有三种:少筋破坏、适筋破坏和超筋破坏。

  少筋破坏即梁受拉区配置纵向钢筋数量较少,因此在弯矩作用下,受拉区混凝土一开裂,受拉钢筋即屈服,甚至进入强化阶段,构件破坏。为此,《规范》9.5.1条表9.5.1对最小配筋进行控制,防止出现少筋梁脆性破坏,即

  ρmin≥max0.2%,45ftfy% (1)

  式中ft――混凝土抗拉强度设计值;

  fy――纵筋抗拉强度设计值。

  超筋破坏即纵向受拉钢筋配置量较多,在弯矩作用下钢筋未屈服而受压区混凝土破碎,属破坏较突然的脆性破坏。为此,《规范》第7.2.1条在计算构件受压区高度时规定了式(2)的限制条件,同时《抗规》6.3.3条第1款对不同抗震等级的框架梁的最大配筋率进行了限制,以防止出现超筋梁破坏。

  x≤ξbh0 (2)

  式中x――截面受压区高度;

  ξb――界限受压区高度;

  h0――截面有效高度。

  为保证梁处于适筋状态,设计结果除满足式(1)、(2)外还需满足:

  ρmax≤ξbα1fcfy (3)

  x≥2a' (4)

  式中α1――受压区混凝土矩形应力图的应力值与混凝土轴心抗压强度设计值的比值,取值参见《规范》第7.1.3条;

  fc――混凝土抗压强度设计值;

  a'――受压区全部纵向钢筋合力点至截面受压边缘的距离。

  1.1.2框架梁的斜截面延性设计

  框架梁斜截面破坏形式有三种:斜拉破坏、斜压破坏和剪压破坏。

  由于没有足够而有效的钢筋穿过斜截面而发生一裂即坏的斜拉破坏。为了避免工程设计中出现斜拉破坏,《规范》第10.2.10条对梁的最小配箍率给予了限制,即

  ρsv,min=0.24ftfy (5)

  同时为满足不同抗震需求,《抗规》6.3.3条第3款、6.3.5对不同抗震等级的框架梁的箍筋直径、肢距等作出了相应规定。

  斜压破坏是由于在穿过斜裂缝的腹筋屈服前,剪压区混凝土的受压承载力不足,混凝土先被压坏。设计中往往通过截面控制防止斜压破坏的出现,《规范》第7.5.1条对此项进行了规定,

  当hw/b≤4时,V≤0.25βcfcbh0 (6)

  当hw/b≤6时,V≤0.25βcfcbh0 (7)

  当4

  式中V――构件斜截面上的最大剪力设计值;

  hw――截面的腹板高度:对矩形截面,取有效高度;对“T”形截面,取有效高度减去翼缘高度;对“工”字形截面取腹板净高;

  b――矩形截面的宽度,“T”形截面或“工”字形截面的腹板宽度;

  βc――混凝土强度影响系数,取值参见7.1.3条。

  1.2框架柱的延性设计

  框架柱是结构的主要承重构件,在抗震设计中对框架柱提出了很多要求。影响框架柱延性的主要因素有:

  (1)轴压比。国内外的试验研究表明,受压构件的位移延性随轴压比的增加而减小。《规范》第11.4.16条表11.4.16列出了不同结构体系和抗震等级的轴压比限值,由此表可以发现随着抗震等级的提高,轴压比要求趋于严格。实际工程中,往往通过增加柱的配箍率、采用复合箍、螺旋箍筋等形式加强箍筋对混凝土的约束作用,提高混凝土的抗压强度,增大其极限应变,从而改善柱的延性和耗能能力。

  (2)剪跨比λ(λ=Hn/(2h0),Hn为框架柱的净高;h0为梁截面的有效高度)。研究结果表明,剪跨比能大体反映出截面上弯曲正应力和剪应力的比例关系,是决定框架柱延性破坏还是脆性破坏的主导因素。在地震反复循环荷载作用下,随着剪跨比的增大,构件所能承受的最大水平荷载逐渐减小,构件的破坏形态不断转化(依次为λ2的长柱的弯曲压溃破坏),变形能力不断提高。

  1.3节点的延性设计

  钢筋混凝土框架的延性和能量耗散能力,主要源之于梁和柱子上经过专门构造处理的塑性铰的变形。由于节点的动力性能受剪切和锚固机制控制,节点的滞回特性较差,是能量耗损较差的部位,一般不宜作为能量耗散部位,节点的变形限制在弹性范围内。为了加强在地震作用下节点对整体结构的贡献,提高结构的延性和刚度,节点设计应满足以下要求:

  (1)强节点。节点的设计荷载应具有与其相连接的构件设计荷载具有相同的特性。要求节点具有足够的强度以抵抗与其相连接的构件的不利组合,必要时可以抵抗相对较大的荷载。

  节点核心区是保证框架承载力和延性的关键部位。为使钢筋混凝土框架梁柱节点具有较高的强度,《抗规》要求对于一、二级的节点核心区应进行内力分析,并采取附加的构造措施,对于三、四级框架只要求采取抗震构造措施。

  (2)强锚固,防止钢筋滑移或被拔出。为使框架的梁柱纵向钢筋有可靠的锚固条件,保证节点核心区混凝土的抗剪承载力,框架梁柱节点核心区的混凝土应具有良好的约束,因此,规范对节点核心区内的配箍特征值进行了限制,一、二、三级框架节点核心区的配箍特征值分别不宜小于0.6%、0.5%和0.4%。

  二、结束语

  框架结构的抗震延性设计允许结构部分构件在预期的地震作用下发生反复的弹塑性变形,在保证结构不发生坍塌的情况下,允许部分构件通过变形损伤进行滞回耗能。从某种意义上来说,结构抗震的本质就是延性,延性结构是以变形为抗震能力。

  参考文献

  [1]吴德安.混凝土结构计算手册.北京:中国建筑工业出版社,2008  关于Java常用框架的文章早已是非常多了,本文是对我个人过往学习Java,理解及应用Java框架的一个总结。此文内容涉及Java框架的基本概念,以Java常用的框架有哪些?希望对大家有所帮助。

  Java常用的框架有哪些?

  1、SpringMVC

  Spring Web MVC是一种基于Java的实现了Web MVC设计模式的请求驱动类型的轻量级Web框架,即使用了MVC架构模式的思想,将web层进行职责解耦,基于请求驱动指的就是使用请求-响应模型,框架的目的就是帮助我们简化开发,Spring Web MVC也是要简化我们日常Web开发的。

  模型(Model )封装了应用程序的数据和一般他们会组成的POJO。

  视图(View)是负责呈现模型数据和一般它生成的HTML输出,客户端的浏览器能够解释。

  控制器(Controller )负责处理用户的请求,并建立适当的模型,并把它传递给视图渲染。

  Spring Web MVC处理请求的流程:

  2、Spring

  IOC容器

  IOC容器就是具有依赖注入功能的容器,IOC容器负责实例化、定位、配置应用程序中的对象及建立这些对象间的依赖。应用程序无需直接在代码中new相关的对象,应用程序由IOC容器进行组装。在Spring中BeanFactory是IOC容器的实际代表者。

  AOP

  简单地说,就是将那些与业务无关,却为业务模块所共同调用的逻辑或责任封装起来,便于减少系统的重复代码,降低模块间的耦合度,并有利于未来的可操作性和可维护性。AOP代表的是一个横向的关系。

  3、Mybatis

  MyBatis 是支持普通 SQL查询,存储过程和高级映射的优秀持久层框架。MyBatis 消除了几乎所有的JDBC代码和参数的手工设置以及结果集的检索。MyBatis 使用简单的 XML或注解用于配置和原始映射,将接口和 Java 的POJOs(Plain Old Java Objects,普通的 Java对象)映射成数据库中的记录。

  总体流程:

  (1)、加载配置并初始化

  触发条件:加载配置文件

  将SQL的配置信息加载成为一个个MappedStatement对象(包括了传入参数映射配置、执行的SQL语句、结果映射配置),存储在内存中。

  (2)、接收调用请求

  触发条件:调用Mybatis提供的API

  传入参数:为SQL的ID和传入参数对象

  处理过程:将请求传递给下层的请求处理层进行处理。

  (3)、处理操作请求

  触发条件:API接口层传递请求过来

  传入参数:为SQL的ID和传入参数对象

  处理过程:

  (A)根据SQL的ID查找对应的MappedStatement对象。

  (B)根据传入参数对象解析MappedStatement对象,得到最终要执行的SQL和执行传入参数。

  (C)获取数据库连接,根据得到的最终SQL语句和执行传入参数到数据库执行,并得到执行结果。

  (D)根据MappedStatement对象中的结果映射配置对得到的执行结果进行转换处理,并得到最终的处理结果。

  (E)释放连接资源。

  (4)、返回处理结果将最终的处理结果返回

  MyBatis 最强大的特性之一就是它的动态语句功能。如果您以前有使用JDBC或者类似框架的经历,您就会明白把SQL语句条件连接在一起是多么的痛苦,要确保不能忘记空格或者不要在columns列后面省略一个逗号等。动态语句能够完全解决掉这些痛苦。

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