鋼筋混凝土多層框架房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究

田曉

摘要：當(dāng)前社會是一個快速發(fā)展的社會，建筑工程逐步向商業(yè)化，智能化，工業(yè)化及城市化發(fā)展，建筑結(jié)構(gòu)形式不再單一，房屋建筑高度不斷上升，尤其是在城市土地資源日益短缺的情況下，建筑工程的施工難度日漸加大。為了提升民用建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和功能實(shí)用性，鋼筋混凝土多層框架結(jié)構(gòu)逐漸替代了傳統(tǒng)的磚砌體結(jié)構(gòu)。鋼筋混凝土多層框架結(jié)構(gòu)具有整體性優(yōu)良，結(jié)構(gòu)外圍墻體較輕，抗震性能優(yōu)異，施工周期短和結(jié)構(gòu)布局靈活等特點(diǎn)，是民用建筑經(jīng)常使用的結(jié)構(gòu)形式之一。本文針對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)框架房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)勢特點(diǎn)進(jìn)行簡單闡述，對鋼筋混凝土多層框架房屋結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)過程中的要點(diǎn)進(jìn)行深入研究。在保證能夠滿足現(xiàn)代人基本需求的基礎(chǔ)上，最大限度地提高房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土；多層框架；房屋結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在新時代下我國經(jīng)濟(jì)實(shí)力突飛猛進(jìn)，城市建設(shè)越來越好，人民生活質(zhì)量穩(wěn)步提高。傳統(tǒng)的磚混結(jié)構(gòu)建筑和小型砌塊結(jié)構(gòu)建筑已經(jīng)逐漸被框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)等新型結(jié)構(gòu)形式所取代。鋼筋混凝土多層框架結(jié)構(gòu)由于其具有空間要求小，設(shè)計(jì)靈活等特點(diǎn)，已經(jīng)大量應(yīng)用于民用建筑中。

1鋼筋混凝土房屋設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的原理

鋼筋混凝土房屋在建成后，后期改修的難度是非常大的，因此，在建設(shè)的過程中，必須要將全部的問題集中于設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)并細(xì)致地加以妥善解決。鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)一般大多都是由不同結(jié)構(gòu)拼湊出來的，主要是鋼筋或者混凝土這種材料制作而成的，兩者共同受力，視同一個整體，具有不可分割性。對于鋼筋混凝土房屋來說，它的主要承重構(gòu)件是鋼筋與混凝土，鋼筋有抗拉的性能，混凝土有抗壓性能，兩者結(jié)合在一起就會發(fā)揮很大的作用，從而加強(qiáng)房子的承受能力，讓房子變得更加堅(jiān)固，并且很好地運(yùn)用了力學(xué)作用，是一種非常受歡迎的房屋設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。

2框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則

2.1剛?cè)嵯酀?jì)

框架結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)秉承剛?cè)岵?jì)的設(shè)計(jì)原則，框架結(jié)構(gòu)具有一定的變形能力，在抵御外在壓力等方面具有重要的意義。如果框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)較柔，會導(dǎo)致框架結(jié)構(gòu)變形過大，導(dǎo)致建筑沒有支撐力。如果設(shè)計(jì)過剛，就會導(dǎo)致框架結(jié)構(gòu)失去變形能力，在遭受外力破壞時，導(dǎo)致建筑物的坍塌毀壞。

2.2層層設(shè)防

對框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)還應(yīng)按照層層設(shè)防的設(shè)計(jì)原則，單靠一層框架結(jié)構(gòu)無法抵御外力的侵害，因此，在框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，為使建筑物更加堅(jiān)固，應(yīng)進(jìn)行多層框架的設(shè)計(jì)，建立多層抵御外力的防線。例如在土建結(jié)構(gòu)中農(nóng)，運(yùn)用多支墻而不是單片墻。在框架設(shè)計(jì)中，運(yùn)用剪力墻的設(shè)計(jì)要比單純的框架設(shè)計(jì)更加堅(jiān)固。

2.3抓大放小

建筑物的框架建設(shè)中，難免會具有一定的風(fēng)險性，沒有絕對安全的建筑，因此，在框架設(shè)計(jì)中，為降低建筑物的安全風(fēng)險，要對框架結(jié)構(gòu)的每一部分都認(rèn)真對待。但是也要將每一部分按照輕重緩急將其重要性進(jìn)行排列。最重要的部分要尤其認(rèn)真對待，首先抓住最重要的部分。

3鋼筋混凝土多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

現(xiàn)階段對民用建筑鋼筋混凝土多層框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力進(jìn)行計(jì)算的方式是利用計(jì)算機(jī)軟件模擬，但是在計(jì)算機(jī)模擬的過程中設(shè)計(jì)人員不會將周圍環(huán)境等各種因素綜合到軟件中進(jìn)行分析。然而部分現(xiàn)場施工人員卻過分相信軟件模擬結(jié)果，缺乏利用專業(yè)知識對計(jì)算結(jié)果進(jìn)行獨(dú)立分析，導(dǎo)致在實(shí)際工作中出現(xiàn)一系列不必要的錯誤，嚴(yán)重的影響了框架結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性和增大了工程成本的輸出。因此為了避免出現(xiàn)類似錯誤，本文將對民用建筑多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中應(yīng)注意的幾個問題進(jìn)行分析。

3.1構(gòu)件截面尺寸的選擇

對鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行截面尺寸的合理選擇是保證框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的前提。構(gòu)件截面尺寸除了要滿足規(guī)范中的明確規(guī)定之外，還要考慮將柱子的剛性線與梁的剛性線的比值控制在1以上。這樣的比例有利于框架結(jié)構(gòu)在罕見地震作用下梁端能夠產(chǎn)生較強(qiáng)的塑性鉸，而柱子端部能夠處在一個非彈性的狀態(tài)。這時梁柱節(jié)點(diǎn)處仍然處在一個彈性工作的階段，框架結(jié)構(gòu)能夠在地震作用下保持一個良好的狀態(tài)，不會出現(xiàn)失穩(wěn)情況。

3.2對框架結(jié)構(gòu)的梁柱配筋進(jìn)行調(diào)整

鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的梁柱配筋在軟件計(jì)算過程中的配筋率較低，通常在實(shí)際工作中會不按照電算的配筋結(jié)果進(jìn)行施工。原因在于在地震作用下框架柱或者角柱受到的扭轉(zhuǎn)剪力較大。與此同時受到雙向彎矩作用，框架結(jié)構(gòu)的橫梁約束較小，地震作用會對內(nèi)柱產(chǎn)生較大的破壞。應(yīng)對這種問題應(yīng)該著重考慮地震作用下框架結(jié)構(gòu)的薄弱點(diǎn)，對各種內(nèi)力組合作用下框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)件進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算和配筋。在進(jìn)行配筋時考慮地震作用下框架結(jié)構(gòu)各個構(gòu)件處產(chǎn)生偏心受拉情況，可以將框架結(jié)構(gòu)角柱、邊柱和抗震墻的端柱內(nèi)部縱筋的總截面面積增大25%；框架柱子內(nèi)部的配筋可以放大到原來數(shù)值的1.2～1.6倍。在使用電算軟件進(jìn)行框架結(jié)構(gòu)計(jì)算時，需要將溫度影響和基礎(chǔ)的不均勻沉降的影響進(jìn)行考慮。如果民用建筑建設(shè)區(qū)域基礎(chǔ)地質(zhì)情況不良（地基軟弱層較厚或者地基土質(zhì)不均勻），可以對框架結(jié)構(gòu)柱子的配筋增大，并且在柱子的縱向和橫向兩個方向設(shè)置基礎(chǔ)梁。在對基礎(chǔ)梁進(jìn)行設(shè)計(jì)時必須嚴(yán)格按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行箍筋的加密。

3.3加強(qiáng)短柱的構(gòu)造措施

短柱的出現(xiàn)對鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的影響很大。由于短柱的剛度較大，在地震作用下如果混凝土結(jié)構(gòu)的抗剪強(qiáng)度不足時極易容易產(chǎn)生建筑物的破壞。加強(qiáng)短柱的構(gòu)造措施的方法有，①降低樓層高度；②增加箍筋的配置；③箍筋類型進(jìn)行合理的選擇。

3.4設(shè)置基礎(chǔ)拉梁

如果多層框架結(jié)構(gòu)民用建筑的基礎(chǔ)埋深較大，通常情況下會為了有效的減少底層柱的計(jì)算長度及底層的層間位移，應(yīng)在基礎(chǔ)下部設(shè)置基礎(chǔ)拉梁?；A(chǔ)拉梁的箍筋配置需要嚴(yán)格按照規(guī)范要求加密，為了有效的抵抗地震作用，適宜將設(shè)計(jì)方案定為短柱基礎(chǔ)方案。

4結(jié)語

綜上所述，多層框架房屋結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)過程中，大多數(shù)都會遇到各種不同類型問題，設(shè)計(jì)人員要對自己之前的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，并且與現(xiàn)代理念進(jìn)行結(jié)合。這樣不僅能夠保證設(shè)計(jì)的有效性，而且還能夠最大限度保證建筑結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)過程中的合理性和科學(xué)性。

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（作者單位：河北省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院）