多層建筑結構設計匯總十篇

時間:2023-09-07 17:40:51

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篇(1)

[ Abstract ] This paper analyzes the high-rise building structure and shear wall structure design, for your reference.

[ Key words ] high-rise building ;structure design; stress analysis

中圖分類號:TB482.2 文獻標識碼:A 文章編號:2095-2104(2012)

1、多層建筑結構設計特點

1.1軸向變形不容忽視

多層建筑中,豎向荷載數值很大,能夠在柱中引起較大的軸向變形,從而會對連續梁彎矩產生影響,造成連續梁中間支座處的負彎矩值減小,跨中正彎矩之和端支座負彎矩值增大 還會對預制構件的下料長度產生影響,要求根據軸向變形計算值,對下料長度進行調整:另外對構件剪力和側移產生影響,與考慮構件豎向變形比較,會得出偏于不安全的結果。

1.2 側移成為控制指標

與較低樓房不同,結構側移已成為高樓結構設計中的關鍵因素。隨著樓房高度的增加,水平荷載下結構的側移變形迅速增大,因而結構在水平荷載作用下的側移應被控制在某一限度之內。

1.3結構延性是重要設計指標

相對于較低樓房而言,高樓結構更柔一些,在地震作用下的變形更大一些。為了使結構在進入塑性變形階段后仍具有較強的變形能力,避免倒塌,特別需要在構造上采取恰當的措施,來保證結構具有足夠的延性。

2 多層建筑結構分析

2.1 彈性假定

目前工程上實用的所層建筑結構分析方法均采用彈性的計算方法。在垂直荷載或一般風力作用下,結構通常處于彈性工作階段,這一假定基本符合結構的實際工作狀況。但是在遭受地震或強臺風作用時,所層建筑結構往往會產生較大的位移,出現裂縫,進入到彈塑性工作階段。此時仍按彈性方法計算內力和位移時不能反映結構的真實工作狀態的,應按彈塑性動力分析方法進行設計。

2.2 小變形假定

小變形假定也是各種方法普遍采用的基本假定。但有不少人對幾何非線性問題(P-效應)進行了一些研究。一般認為,當頂點水平位移 與建筑物高度H的比值 /H >1/500時,P- 效應的影響就不能忽視了。

2.3 剛性樓板假定

許多多層建筑結構的分析方法均假定樓板在自身平面內的剛度無限大, 而平面外的剛度則忽略不計。這一假定大大減少了結構位移的自由度,簡化了計算方法。并為采用空間薄壁桿件理論計算筒體結構提供了條件。一般來說,對框架體系和剪力墻體系采用這一假定是完全可以的。但是, 對于豎向剛度有突變的結構,樓板剛度較小,主要抗側力構件間距過大或是層數較少等情況,樓板變形的影響較大。特別是對結構底部和頂部各層內力和位移的影響更為明顯。可將這些樓層的剪力作適當調整來考慮這種影響。

2.4 計算圖形的假定

多層建筑結構體系整體分析采用的計算圖形有三種:

2.4.1一維協同分析。按一維協同分析時,只考慮各抗側力構件在一個位移自由度方向上的變形協調。在水平力作用下,將結構體系簡化為由平行水平力方向上的各榀抗側力構件組成的平面結構。根據剛性樓板假定,同一樓面標高處各榀抗側力構件的側移相等,由此即可建立一維協同的基本方程。在扭矩作用下,則根據同層樓板上各抗側力構件轉角相等的條件建立基本方程。~維協同分析是各種手算方法采用最多的計算圖形。

2.4 .2 二維協同分析。二維協同分析雖然仍將單榀抗側力構件視為平面結構,但考慮了同層樓板上各榀抗側力構件在樓面內的變形協調。縱橫兩方向的抗側力構件共同工作,同時計算:扭矩與水平力同時計算。在引入剛性樓板假定后,每層樓板有三個自由度∪,Ⅴ ,θ, (當考慮樓板翹曲是有四個自由度),樓面內各抗側力構件的位移均由這三個自由度確定。剪力樓板位移與其對應外力作用的平衡方程,用矩陣位移法求解。二維協同分析主要為中小微型計算機上的桿系結構分析程序所采用。

2.4 .3三維空間分析。二維協同分析并沒有考慮抗側力構件的公共節點在樓面外的位移協調(豎向位移和轉角的協調),而且,忽略抗側力構件平面外的剛度和扭轉剛度對具有明顯空間工作性能的筒體結構也是不妥當的。三維空間分析的普通桿單元每一節點有6個自由度,按符拉索夫薄壁桿理論分析的桿端節點還應考慮截面翹曲,有7個自由度。

3 剪力墻設計中的基本概念

3.1 剪力墻高和寬尺寸較大但厚度較小,幾何特征像板,受力形態接近于柱,而與柱的區別主要是其長度與厚度的比值,當比值小于或等于4時可按柱設計,當墻肢長與肢寬之比略大于4或略小于4時可視為為異形柱,按雙向受壓構件設計。

3.2 剪力墻結構中,墻是一平面構件,它承受沿其平面作用的水平剪力和彎矩外,還承擔豎向壓力:在軸力,彎矩,剪力的復合狀態下工作,其受水平力作用下似一底部嵌固于基礎上的懸臂深梁。在地震作用或風載下剪力墻除需滿足剛度強度要求外,還必須滿足非彈性變形反復循環下的延性、能量耗散和控制結構裂而不倒的要求:墻肢必須能防止墻體發生脆性剪切破壞,因此注意盡量將剪力墻設計成延性彎曲型。

3.3 實際工程中剪力墻分為整體墻和聯肢墻:整體墻如一般房屋端的山墻、魚骨式結構片墻及小開洞墻。整體墻受力如同豎向懸臂,當剪力墻墻肢較長時,在力作用下法向應力呈線性分布,破壞形態似偏心受壓柱,配筋應盡量將豎向鋼筋布置在墻肢兩端;為防止剪切破壞,提高延性應將底部截面的組合設計內力適當提高或加大配筋率;為避免斜壓破壞墻肢不能過小也不宜過長,以防止截面應力相差過大。聯肢墻是由連梁連接起來的剪力墻,但因一般連梁的剛度比墻肢剛度小得多,墻肢單獨作用顯著,連梁中部出現反彎點要注意墻肢軸壓比限值。壁式框架:當剪力墻開洞過大時形成寬梁、寬柱組成的短墻肢,構件形成兩端帶有剛域的變截面桿件,在內力作用下許多墻肢將出現反彎點,墻已類似框架的受力特點,因此計算和構造應按近似框架結構考慮。綜上所述,設計剪力墻時,應根據各型墻體的特點,不同的受力特征,墻體內力分布狀態并結合其破壞形態,合理地考慮設計配筋和構造措施。

3.4墻的設計計算是考慮水平和豎向作用下進行結構整體分析,求得內力后按偏壓或偏拉進行正截面承載力和斜截面受剪承載力驗算。當受較大集中荷載作用時再增加對局部受壓承載力驗算。在剪力墻承載力計算中,對帶翼墻的計算寬度按以下情況取其小值:即①剪力墻之間的間距;② 門窗洞口之間的翼緣寬度;③墻肢總高度的110;④剪力墻厚度加兩側翼墻厚度各6倍的長度。

3.5 為了保證墻體的穩定性及便于施工,使墻有較好的承載力和地震作用下耗散能力,規范要求一二級抗震墻時墻的厚度應≥16Omm,底部加強區宜≥200mm,三四級抗震等級時應≥14Omm,豎向鋼筋應盡量配置于約束邊緣。

4 剪力墻的邊緣構造

4.1 結構試驗表明矩形截面剪力墻的延性比工字形或槽形截面剪力墻差:計算分析表明增加墻肢截面兩端的翼緣能顯著提高墻的延性:因此在矩形墻兩端設約束邊緣構件不但能較顯著地提高墻體的延性,還能防止剪力墻發生水平剪切滑動提高抗剪能力。從1989年出版的規范開始在剪力墻中提出了暗柱、端柱、翼墻(柱)、轉角墻(柱),也就是目前規范中的約束邊緣構件或構造邊緣構件的抗震措施。

4.2 對規范的不同理解往往產生了五花八門的設計。有人將每一軸線的墻理解為一片墻僅在端墻設暗柱,有人將凡是拐角或洞口邊都設暗柱,而即使是公開發表出版的權威參考書或設計手冊對暗柱(翼墻柱)的截面取值也出現了以下三種不同尺寸,因此造成配筋的差別很大,甚至相同的資料由于出版的時間不同,對規范的理解也有所不同。

4.3 從2002年開始實施的建筑結構規范,根據結構類型及受力狀況,對剪力墻兩端及洞口兩側的加強邊緣,按墻肢在重力荷載代表值作用下墻肢軸壓比的界線及加強部位要求分為約束邊緣構件和構造邊緣構件兩類。

5 剪力墻結構的厚度和配筋問題

5.1墻的水平分布筋是為橫向抗剪以防止墻體在斜裂縫出現后發生脆性剪切破壞,同時起到抵抗溫度應力防止混凝土出現裂縫,設計中當建筑物較高較長或框剪結構時配筋宜適當增加,特別在連梁部位或溫度、剛度變化等敏感部位宜適當增加。但對于矮、短的房屋,其水平筋的配筋率是否適當減小值得探討。

5.2墻的豎向鋼筋主要起抗彎作用, 目前在一些多層低高層剪力墻中電算結果多為構造配筋;但配筋時所取的配筋率有人往往扣除了約束邊緣構件或構造邊緣構件中的鋼筋,筆者認為豎向最小配筋率應該包括邊緣構件中的筋,墻肢的豎向配筋原則也應該盡量將鋼筋布置在墻端部邊緣區并保證鋼筋間距≤300mm,也應該注意防止豎筋過多使墻的抗彎強度大于抗剪強度,對抗震不利。

6 剪力墻結構的超長問題

6.1 剪力墻結構剛度大,受溫差影響大,混凝土的收縮、徐變產生的變形大,墻體對樓面、屋面產生的約束也大:當結構發生收縮變形時比其他結構易出現裂縫。一些未超長的剪力墻結構產生墻體或樓面裂縫,其主要原因就在此。

6.2 剪力墻結構多用于商品住房和公寓,使用狀況復雜,一旦私人購買的房子出現裂縫,雖然沒有安全問題,但處理起來問題多,難度大,社會影響大。

6.3 混凝土結構受溫度或收縮徐變的影響與眾多因素有關 而體型龐大的剪力墻房屋往往形狀復雜,混凝土收縮大,約束應力積聚也大,施工工藝及管理也難控制,環境影響使用變化難于判斷,因此更難于解決混凝土收縮變形時,在受約束條件下引起拉應力而保證不出現裂縫。

6.4 目前混凝土的收縮量不斷增大,已由8O年代的一般收縮量300 με上升到400 με以上,因此使混凝土用量大的剪力墻產生裂縫的因素在增大。

6.5 目前隨著市場形勢的變化,大部分工程要趕工加班,質量難保證,為趕工混凝土中水泥用量普遍增大,使混凝土收縮量增大,加上由于混凝土強度的提高,使彈性模量增加將引起更大的約束拉應力產生,增大了結構出現裂縫的因素。

6.6 普遍使用商品混凝土泵送施工,為了泵送,增大水泥用量,減少了中粗骨料含量和骨料粒徑,加上泵送混凝土合比和施工送料時的不良因素影響等都加大了結構收縮量,增加產生裂縫的因素。

7 結語

圍繞著多層建筑結構 總結了多層建筑結構設計的特點,提出了剪力墻設計的幾個問題,以及高層建筑結構分析和各種體系相對應的方法.

篇(2)

中圖分類號: TU318 文獻標識碼: A 文章編號:

1、建筑設計作用

1.1 建筑設計應首要解決功能問題

功能是什么?功能就是空間使用者對空間環境的各種要求,包括生理要求和心理要求。人類大量的活動要在建筑中進行,所有與人生理有關的問題都應得到解決,如呼吸、行走、坐、臥、進食、排泄、取暖、避寒等等。這是建筑設計要解決的第一步,也是人為自己創造空間的基本要求。其次,作為高等動物的人有比其它動物更高的需求。如:羞恥感(隱秘性)、光線、適宜的高度、聲音,最后應滿足人們社會性需求和精神文化需求。所以,功能所體現的就是人(設計者)在充分考慮自身多種需求的條件下為人(使用者)所創造的空間環境。然后,人(使用者)在這樣的環境下長期生活,這樣的空間的優缺點又在生理及心理或是文化習慣上影響著人。

1.2 建筑設計與城市的關系

討論建筑設計的作用首先應該討論建筑設計與城市的關系。人類營造城市所投入的巨大勞動和智慧讓一個個文明燦爛登場又黯然謝幕。今天即使古代文明灰飛煙滅了,但當我們看到遺跡的時候依然會為那壯美與精致而震驚。眾所周知,人類在河流的渡口和道路的節點聚居形成了村鎮,隨著經濟活動的開展,有了市場的出現,城市的功能驟然形成了。所以建筑設計直接關系到城市的風格與文明程度,從而得出“人創造了空間,空間反過來又影響了人”的結論。

1.3 建筑為人服務人創造了建筑,建筑反過來又影響了人。

2、現代建筑結構設計存在的問題

明確建筑設計的作用后,再來看看建筑師對建筑物最初設計方案時的考慮:建筑師更多的是考慮空間組成特點及安全問題,而不是詳細地確定它的具體結構。對于低層、多層和高層建筑,豎向和水平向結構體系的設計基本原理都是相同的,但是,隨著高度的不斷增加,豎向結構體系成為設計的控制因素,其原因有兩個:

(1)較大的垂直荷載要求有較大的柱、墻或者井筒;

(2)側向力所產生的傾覆力矩和剪切變形要大得多。與豎向荷載相比,側向荷載對建筑物的效應不是線性增加的,而隨建筑高度的增高迅速增大。例如,在所有條件相同時,在風荷載作用下,建筑物基底的傾覆力矩近似與建筑物高度的平方成正比,而其頂部的側向位移與高度的四次方成正比,地震的作用效應更加明顯。在現代高層建筑中,問題不僅僅是抗剪,而更重要的是整體抗彎和抵抗變形,.信宜市景泰豪庭小區,6度區,帶一層地下室,有8棟塔樓,13-16層不等,塔樓均為純剪力墻結構,約5.6萬平方米;可見,現代建筑的高層結構受力性能與低層建筑有很大的差異,存在扭轉、共振、水平側向位移及剪重比等問題。

2.1 現代建筑結構設計中的扭轉問題

建筑結構的幾何形心、剛度中心、結構重心即為建筑三心,在結構設計時要求建筑三心盡可能匯于一點,即三心合一。結構的扭轉問題是指在結構設計過程中未做到三心合一,在水平荷載作用下結構發生扭轉振動效應。為避免建筑物因水平荷載作用而發生的扭轉破壞,應在結構設計時選擇合理的結構形式和平面布局,盡可能使建筑物做到三心合一。

2.2 現代建筑結構設計中的共振問題

當建筑場地發生地震時,如果建筑物的自振周期和場地的特征周期接近,建筑物和場地就會發生共振。因此在建筑方案設計時就應針對預估的建筑場地特征周期,通過調整結構的層數,選擇合適的結構類別和結構體系,擴大建筑物的自振周期與建筑場地特征周期的差別,避免共振的發生。例如:東莞市南國雅苑K區怡景居,6度區,局部一層地下室,16層,有3棟塔樓,框剪結構,約2萬平方米;設計的就比較好.

2.3 水平側向位移問題

水平側向位移即使是滿足建筑結構規程的要求,并不能說明該結構是合理的設計。同時還需要考慮周期及地震力的大小等綜合因素。因為結構抗震設計時,地震力的大小與結構剛度直接相關,當結構剛度小,結構并不合理時,由于地震力小則結構位移也小,位移在規范允許范圍內,此時并不能認為該結構合理。因為結構周期長、地震力小并不安全;其次,位移曲線應連續變化,除沿豎向發生剛度突變外,不應有明顯的拐點或折點。一般情況下剪力墻結構的位移曲線應為彎曲型;框架結構的位移曲線應為剪切型;框一剪結構和框一筒結構的位移曲線應為彎剪型。

2.4 剪重比及單位面積重度問題

篇(3)

中圖分類號:TU2文獻標識碼: A 文章編號:

隨著社會的發展,人們生活水平的不斷提高,對建筑功能上的要求也越來越高,從而多層建筑結構形式也漸漸從磚混結構到框架結構的轉變,在高抗震地區的多層建筑還會適當加上剪力墻結構,以滿足建筑功能要求下的結構安全。多層建筑通常要求上部小空間軸線布置,其下部就要求大空間軸線布置。這樣的要求就跟結構合理的布置正好相反。在多層建筑的結構下部會承受樓層很大的壓力,而上部的受力則較小,通常在布置的時候就該是下部的墻多、剛度大、柱網密集,到了上部就逐漸減少墻、柱數量,以擴大軸線的間距,這樣一來對結構安生性的要求就更高,尤其是結構穩定性對整個建筑的安全是不可缺少的。因此文章主要針對在多層建筑的設計時如何減少對其結構穩定性產生的影響。

1 建筑場地和地基是否具有穩定性

通過多年工作實踐以及閱讀相關資料,發現有些建筑的基礎選型上與上部結構不相適應。地基的穩定決定了整體上部結構的安全性,而影響地基的穩定性因素較多,主要是上部結構的荷載,巖土的類型和地下分布情況,地下水位狀況以及地質災害的情況。對于設計人員須在了解建筑場地和地基有情況下才能進行基礎設計,就基礎形式而言,一般多層建筑優先采用獨立基礎,若基礎較弱,會使用柱下條形基礎、筏板基礎。此外,相關的抗震要求等對基礎設計提出了更高的要求。依據以上的各種因素,再結合工程設計的造價總體規劃,對地基基礎進行全面的科學評估,從而得出地基設計的基本數據。

2 基礎梁的設計

基礎梁一般用于框架結構、框架剪力墻結構,框架柱落于基礎梁上或基礎梁交叉點上,其主要作用是作為上部建筑的基礎,將上部荷載傳遞到地基上。當基礎埋置的深度較深的時候,可用基礎系梁來降低底層柱計算長度。一般來說,在± 0.00以下進行系梁的設置,此時的系梁最好按照一層的框架梁來進行設計,與此同時將系梁以下的柱子按照短柱子處理的方式。一旦工程條件參照< 建筑抗震設計規范> 是符合第6.1.11條規定的,那么就需要設置出基礎系梁。根據抗震的要求,基礎系梁的構造設置可沿著兩個主軸方向來進行。而基礎系梁的截面高度則可以取柱子的中心距1/12~1/15,在構造設置基礎系梁的時候,縱向的受力鋼筋可通過上述的設計連接柱時的最大軸力設計數值的10%當壓力抑或拉力來計算得出。在構造配筋的時候,應該符合最小配筋率,在基礎系梁上進行作業,一旦當填充墻抑或樓梯住等有荷載傳來時,要跟設計連接柱時的最大軸力設計數值的10%來疊加地進行計算。并且基礎系梁的橫截面積也要適宜地進行增大,且算出的配筋要符合構造配筋的受力要求。當基礎系梁在構造時的頂標高一般來說是跟基礎頂標高是一樣的。為了減小基礎系梁的計算跨度,應采用素混凝土來澆筑基礎梁下跟獨立的基礎錐形斜坡抑或者是臺階空隙的部分的處理方法將其填平和基礎頂面一樣高,這樣之后在對基礎系梁實施澆筑。若要以基礎系梁作平衡柱底彎矩,那么就要根據框架梁對基礎系梁的截面尺寸跟配筋的尺寸作出合理的設計。這里的拉梁正彎矩所有的鋼筋全都要拉通,對于負彎矩就至少要將1/2跨的鋼筋拉通,關于基礎系梁所有的縱筋當在框架柱內進行箍筋的加密與錨固以及其他類似于抗震構造要求等等時,要完全跟上部框架梁吻合才行,而且在此時此刻要在基礎頂部設置出拉梁。基礎梁也常用于磚混結構的房屋,它與構造柱一起加強建筑物的整體性以抵抗抗震產生的不利影響,同時它對房屋由于地基不均勻沉降產生的影響具有調節作用。在強凍脹性和特強凍脹性地基上,其基礎結構應設置鋼筋混凝土圈梁和基礎梁,并控制上部建筑的長高比,增強房屋的整體剛度,提高整體穩定。

3 裂縫問題

在多層建筑結構中出現裂縫的原因錯綜復雜,比如因房屋產生傾斜而導致裂縫;因傾斜改變構件的受力狀態致使部分構件承載力不足而產生裂縫;地基基礎不均勻沉降產生裂縫;溫差應力造成的裂縫;干縮和收縮裂縫;構造處理不當在結點處產生裂縫;構件強度或剛度不足發生變形而產生裂縫;使用劣質材料產生的裂縫;施工不規范造成的裂縫;因偷工減料造成的裂縫等等,任何原因的出現的裂縫對結構的穩定性都會產生不利影響的,設計上要充分考慮了到材料、施工工藝和各種施工條件對裂縫的影響,在施工過程出現裂縫時,要對產生裂縫的原因詳細分析,從根本上提出解決方案,以有效解決裂縫問題,比如:人們經常誤以為外墻膩子跟聚合物的抹面砂漿它們兩者的粘結強度越快、越強、越有彈性就越好,其實這只是片面的,實際上卻不是這樣的,水泥一旦水化,它形成了強度以后,具備的不是彈性卻是剛性,如果說具有彈性,也僅僅是在水泥強度還未至正常值的范圍內,如果真的是高彈性的材料,那么其封閉性是極強的,只有在這樣的條件下,水泥才能夠封閉水泥的微孔,這是用來防止在自然條件下水泥進行自我養護與預防水泥水化,但是這種特性不利于釋放水泥的內應力。

4 多層建筑的防震設計

當強烈地震來臨時,作用于建筑物上對其的破壞過程與機理相當的復雜,所以要重視建筑物抗震設計的概念,以避免當地震來臨時建筑物遭到嚴重破壞甚至于直接倒塌,是保障人民生命財產安全的有力體現。而對于多層建筑的抗震設計概念應從整體上對建筑的結構進行把握,才能使得設計更具合理性。將設計做到最細微甚而對單根的構建細部進行設計,做到既經濟且安全,將建筑物的使用功能和外形美觀在最大程度上得到滿足與結合。抗震設計至關重要的一點是對于建筑物體形的設計,又以處于高烈度的地震區的建筑物為最。若是建筑物體形是不規則的,在平面上有凸出凹進或者在立面上錯落有致,都容易造成結構的某些部位在強度與剛度上的突變,從而導致變形集中與應力集中,一旦形成了薄弱的部位,則通常會造成十分嚴重的地震危害;并且建筑物體形規則與否,會直接影響到抗側力的構件在布置時的有效合理性能,也就影響了建筑物的工程造價。

在進行抗震設計時,抗震的結構體系要進行合理的選擇。一般而言,對于多層的民用建筑其主要的結構形式是框架結構。不過對于處在高烈度地區的建筑物而言,特別是對于9度抗震設防區的建筑物而言,不能習慣的沿用框架結構,應該根據建筑物的外觀效果與使用功能適當的增加混凝土墻,增加整體剛度,滿足位移要求,保證結構的穩定性。

參考文獻

[1] 袁浪;勞文.高烈度地震區多層建筑結構的設計.浙江建筑.2007/08

[2]于桂萍;關于多層建筑結構設計中的主要問題分析.中國高新技術企業.2008/22

篇(4)

中圖分類號:S611 文獻標識碼:A 文章編號:

一、設計構造方面的問題

1.框架結構梁

框架梁的高度宜取梁跨度的1/10~1/15,扁梁的寬度可以取到柱寬的兩倍。扁梁的箍筋應該延伸至另一方向的梁的邊緣。

如果次梁的端部與框架梁相交或彈性支承在墻體上,梁的端支座我們可以按照簡支梁來處理,但是梁的端箍筋應該考慮加密。在設計考慮抗扭的梁時,縱筋的間距不應大于300mm并且不能大于梁的寬度,即我們在設計的時候要求加腰筋來增加梁的抗扭,并且縱筋和腰筋錨入支座內的長度要達到La(La 為錨固長度)。箍筋要求同抗震設防時的要求保持一致。反梁的板吊在梁底下,板荷載宜由箍筋來承受,或適當的增大箍筋的間距。

2.框架結構柱

當框架結構的柱子地上部分為圓柱時,處于地下的部分應該改為方形柱,這樣做的目的是在施工過程中減少不必要的施工工序。圓柱的縱筋根數最少應該為8根,圓柱的箍筋一般選用螺旋箍以增加結構的整體性、柱子的剛度和承載力,并且在施工圖中注明柱子的端部應該有一圈半的水平段。方形柱的箍筋選用時應該首先使用井字箍,并且按照鋼筋混凝土結構設計規范來進行適當的加密。角柱、樓梯間的柱應增大縱筋并且全柱高都應該加密箍筋。幼兒園建筑在做初步設計的時候尤其要注意,為了保證兒童在正常的教學活動和休閑時候的安全,不宜用方柱。

3.框架結構基礎

在框架結構基礎設計的時候,基礎的拉梁層沒有樓板時,一般采用用TAT或SATWE等電算程序進行框架結構的設計,在用該軟件進行框架整體計算的時侯,我們一般把樓板厚度取零,并且定義彈性節點,用力學計算理論中的總剛度分析方法進行分析計算。在某些情況下,雖然樓板的厚度取零,也應該定義彈性節點,但未采用總剛度的分析,計算機程序分析時程序會自動按剛性樓面假定進行計算,與實際情況并不是一致的。房屋的平面不規則時,在設計的時候要特別注意這一點。

二、結構的抗震等級

在工程設計中,多數房屋建筑按其抗震設防分類屬于丙類建筑,其抗震等級可根據烈度、結構類型和房屋的高度按《抗震規范》確定。而電訊、交通、能源、消防和醫療等類建筑以及大型體育場館、大型零售商場等公共建筑,首先,應當根據《建筑抗震設防分標準》(GB50223-95)確定其中哪些建筑屬于乙類建筑。乙、丙類建筑,地震作用均按本地區抗震設防烈度計算。對于乙類建筑,一般情況下,當抗震設防烈度為6 ~ 8 度時,抗震措施應符合本地區抗震設防列度提高一度的要求。所謂抗震措施,在這里主要體現為按本地區設防烈度提高一度由《抗震規范》確定其抗震等級。例如,位于8 度地震區(如北京)的乙類建筑,應按9 度由《抗震規范》確定其抗震等級為一級;當8 度乙類建筑的高度過規定的范圍時,還應經專門研究,采取比一級抗震等級更有效的抗震措施。如北京某大型零售商場和某三級醫院的門診樓本屬乙類建筑,但設計人員錯當成丙類建筑來設計,使建筑物的抗震能力為降低,不得不對設計計算做重大修改。

三、地震力的振型組合數

地震力的振型組合數,對高層建筑,當不考扭轉耦聯計算時,至少應取3;當振型

數多于3 時,宜取3 的倍數,但不應多于層數;當房屋層數≤ 2 時,振型數可取層數。對于不規則的結構,當考慮扭轉耦聯時,對高層建筑,振型數應取≥ 9;結構層數較多或結構剛度突變較大,振型數應多取,如結構有轉換層、頂部有小塔樓、多塔結構等,振型數應取≥ 12 或更多,但不能多于房屋層數的3 倍;只有當定義彈性樓板,且采用總剛分析,要時,振型數才可以取的更多。《抗震規范》指出,合適的振型個數一般可以取振型參與質量達到總質量的90%所需的振型數。SATWE 等電算程序已有這種功能,可以很方便地輸出這種參與質量的比值。有些設計人員不大重視電算程序使用手冊的應用,選取振型數時比較隨意,這是應當改進。此外,由耦聯計算的地震剪力通常小于非耦聯計算,僅當結構存在明顯示扭轉時才采用耦聯計算,但在必要時應補充非耦聯計算。

四、結構周期折減系數

框架結構及框架――抗震墻等結構,由于填充墻的存在,使結構的實際剛度大于計算剛度,計算周期大于實際周期,因此,算出的地震剪力偏小,使結構偏于不安全,因而對結構的計算周期進行折減是必要的,但對框架結構的計算周期不折減或折減系數取得過大都是不妥當的。對框架結構,采用砌體填充墻時,周期折減系數可取0.6 ~ 0.7;砌體填充墻較少或采用輕質砌塊時,可取0.7 ~ 0.8;完全采用輕質墻體板材時,可取0.9。只有無墻的純框架,計算周期才可以不折減。

五、框架梁、柱箍筋間距

《抗震規范》第6.3.3 條及6.3.8 條對不同抗震等級的框架梁、柱箍筋加密區的最小箍筋直徑和最大箍筋間距做了了明確規定。根據這些規定,工程習慣上常取梁、柱箍筋加密區最大間距為100mm,非加密區箍筋最大間距為200mm。電算程序總信息中通常也內定梁、柱箍筋加密區間距為100mm,并以此為依據計算出加密區箍筋面積,由設計人員要據規范確定箍筋直徑和肢數。架梁的跨中部位有次梁或有較大的其他集中荷載作用卻僅配兩肢箍筋時,多數情況下,非加密區箍筋間距采用200mm 會使梁的非加密區配箍不足,因此建議程序內定梁箍筋改為取梁的非加密區間距200mm。這樣,既可保證梁非加密區的抗剪承載力,又可適當增加梁端箍筋加密區(箍筋間距為100mm)的抗剪能力,梁的強剪性能更能充分體現。當框架梁由于種種原因縱向鋼筋超筋時,梁端適當加大抗剪承載力對結構抗震非常有利。這也是為什么當梁端縱向受拉鋼筋配筋率大2%時,規范規定梁的箍筋直徑應比最小構造直徑增大2mm 的原因。對于框架柱,當框架內定柱加密區箍筋間距為100mm 時,在某些情況下,亦可能因非加密區箍筋間距采用200mm 引起配箍不足。因此,我們也建議程序內定柱的箍筋間距改為取柱的非加密區的箍筋間距200mm。這里需要指出的是,梁、柱箍筋非加密區配箍驗算時可不考慮強剪弱彎的要求,即剪力設計值取加密區終點處外側的組合剪力設計值,并且不乘以剪力增大系數。

六、柱部分

(1)地上為圓柱時,地下部分應改為方柱,方便施工。圓柱縱筋根數最少為8 根,箍筋用螺旋箍,并注明端部應有一圈半的水平段。方柱箍筋應使用井字箍,并按規范加密。角柱、樓梯間柱應增大縱筋并全柱高加密箍筋。幼兒園不宜用方柱。

(2)原則上柱的縱筋宜大直徑大間距,但間距不宜大于200。

(3)柱內埋管,由于梁的縱筋錨入柱內,一般情況下僅在柱的四角才有條件埋設較粗

的管。管截面面積占柱截面4% 以下時,可不必驗算。柱內不得穿暖氣管。

(4)柱應盡量采用高強度混凝土來滿足軸壓比的限制,減小斷面尺寸。

(5)盡量避免短柱,短柱箍筋應全高加密,短柱縱筋不宜過大。

(6)考慮到豎向地震作用,柱子的軸壓比及配筋宜留有余地。

七、結語

隨著我國建筑行業的快速發展,人們對建筑造型和建筑功能的要求越來越高,這對結構設計人員提出了更高的要求,因此應該加強學習,在工作中靈活的解決結構設計中的難題,提高設計質量。

參考文獻:

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引言

隨著經濟的發展,我國的建筑業也在不斷前進,但是前進的過程中也遇到了很多問題,比如土地緊缺問題,而在斜山坡上建造多(高)層建筑是緩解用地緊張、塑造良好建筑環境的有益嘗試。在這種場地上建造房屋,地形、地貌及地質條件往往很復雜,既有利于設計出獨特風格的建筑作品,也容易因結構設計不當而釀成事故,也容易因結構設計不當而造成安全隱患。

1.場地的穩定性分析及處理

工程場地地質條件異常復雜,不良的工程地質會影響場地的穩定性。

1.1整體穩定性

建筑場地范圍內斜坡土體下為層片狀基巖(產狀為∠30-32°),若破壞原有的穩定平衡狀態,可導致土體滑坡。

1.2局部穩定性

局部穩定性問題的主要表現體現在:挖、填土形成的多級臨空臺階,破壞了原有的穩定狀態;堆填土在雨水滲入軟化時會沿原坡面滑塌。

1.3基礎的穩定性

基礎的穩定性即地基承載力可靠,滿足建筑物正常使用極限狀態的要求。

1.4處理方法

為不破壞地基原有穩定性,在確定樓、地面的標高及臺階時應考慮到既要依地形順坡設計,確保整體穩定。也做好地面排水設計,避免加劇地基差異風化及溶蝕作用。

2.結構設計

(1)擋土墻設計坡地建筑中,設計好擋土墻的意義重大,擋土墻是影響到上部結構設計的關鍵。擋土墻的設計及施工中都應遵循安全,經濟、合理的原則,從實際場地出發,結合地形地質條件及使用要求,因地制宜,以取得最好的社會效益,山區地形地質條件千變萬化,每個工程都有其特殊性。工程設計時根據實際情況,因地制宜,力求達到擋土墻建筑物的完美組合,通常坡地建筑擋土墻設計做法有兩種:考慮擋土墻與主體結構分開;結合主體結構布置擋土墻。擋土墻要有足夠剛度,使墻身在土壓力作用下不發生移動或轉動。擋土墻設計應滿足以下要求,擋土墻強度計算:在靜止土壓力及水壓力作用下,擋土墻計算模型按1m板帶寬度,上端簡支,下端固定的單向板進行計算,土壓力按靜止土壓力取值,K取0.5。結構剛度要求:在擋土墻高度范圍內框架柱截面高度取擋土墻厚的兩倍。由于擋土墻內側為地下室,不能直接設置泄水孔,因此在擋土墻背面底部及中部設置排水盲溝,沿擋土墻順坡導入地下室外側邊溝。

(2)上部結構設計。山區建筑主要震害表現為:由于架空層太高形成柔弱底層而使結構嚴重破壞;采用長短柱將坡地架空,短柱易發生剪切破壞;錯層處樓梯柱,樓梯板破壞嚴重;陡坎邊緣地帶建筑物震害較重等。《建筑抗震設計規范》2010年版規定,當需要在條狀突出的山嘴、高聳孤立的山丘、非巖石的陡坡、河岸和邊坡邊緣等不利地段建造丙類及丙類以上建筑時,除保證其在地震作用下的穩定性外,尚應估計不利地段對設計地震參數可能產生的放大作用,其地震影響系數最大值應乘以增大系數,其值可根據不利地段的具體情況確定在1.1-1.6范圍內。由于擋土墻與主體結構是整體設計的主體計算時應考慮側向土壓力的影響,根據理正軟件取1m板帶寬度擋土墻按上端簡支下端固定模型計算出上端的支座反力,再乘以框架柱的水平受荷寬度,得出集中力。在進行上部建筑結構設計時應采取以下措施:選擇建筑場地時應盡量避開不穩定的邊坡;由于山地建筑豎向剛度不規則,扭轉效應明顯,設計時底部應加強,從概念設計上重視并采取必要的抗震措施,避免出現短柱和上剛下柔的情況;設置防震縫,在建筑高差變化較大處設置防震縫,在底層連廊與主體結構問設置防震縫,均可有效地減少地震作用、溫度變形、不均勻沉降等造成的不利影響。加強上部與基礎的協調,采用墩基礎的形式可減少建筑不均勻沉降的程度,在建筑底層人工挖孔墩的承臺問設連系梁,將各墩、柱相互牽制連為一個整體而共同工作,可有效傳遞水平力,避免因個別墩失穩或失效而引起建筑整體破壞;變形觀測,加強監測地基在建筑施工過程的不同階段因加載的變化引起地基的變形,沉降、滑移情況,檢查邊坡的穩定性,以便及時發現隱患,采取必要的處理措施。

3.基礎處理

3.1基礎方案選擇

基礎方案主要包括:柱下獨立基礎、柱下條形基礎、筏形基礎。經承載力計算,基礎的地基反力都遠小于地基承載力特征值,但前兩種基礎型式顯然因有地下室難以滿足防水要求,而梁板式筏形基礎型式還合適。經變形計算,如果僅從變形值結果看,應該沒有問題,但即使在地形平坦和地質非常均勻土層的場地上進行理論變形計算結果與實際測試結果都有較大誤差,更何況在該持力層厚度和坡度變化較大的場地上計算變形值與實際有多大的偏差就更難以估計。最常用的地基穩定性計算方法有:圓弧滑動法、平面滑動法、折線滑動法、赤平極射投影法、實體比例投影法、數值分析法。根據地基土的物理特性,樁基礎方案應根據場地巖土條件進行選擇,如表1:⑨-1層混合土相對松散,局部含滾石,均勻性較差;⑨-2層含礫粉質粘土強度尚可,但其埋深變化較大;⑩-1層全風化花崗巖強度較高,但其埋深變化較大;⑩-2層強風化花崗巖強度較高,但其厚度變化較大;⑩-3層中風化花崗巖層強度高,分布尚穩定。因此,上述各巖土層均不宜選作為樁基礎持力層,對于鉆孔灌注樁,由于⑨-1層相對松散、護壁較為困難,普遍含有滾石、施工相對困難,因此不宜使用,故最合適的是選用人工挖孔灌注樁。

3.2人工挖孔灌注樁計算和施工

3.2.1成樁可能性分析

由于⑨-1層混合土含水豐富,適合用人工挖孔樁方案應采用混凝土護壁。由于持力層層面變化較大,樁基礎施工時應按實際層位控制為準,以避免樁長不滿足承載力要求。

3.2.2樁承載力計算

當滑坡推力的水平分力小于樁的水平承載力時就是安全的,在水平力計算過程中需要考慮的因素太多,要讓每個假定都符合實際困難較大,力求符合設計的計算模型和構造要求。

3.2.3施工要求

斜坡地上嵌巖樁的護壁材料應采用鋼筋混凝土制作,護壁內配置一定數量的水平環向鋼筋和豎向鋼筋,護壁厚度和配筋應加大。編制爆破作業施工方案時必須采用爆破作業向下炸巖進行松動爆破和鑿除處理時炸藥爆破應合理布孔,以盡量減小沖擊波對護壁的破壞及對周圍環境的影響。在孔井口應采取能泄爆又能阻擋碎碴飛濺的有效措施,爆破時必須由專人統一指揮。炸藥爆破后,爆破人員先下井檢查,挖孔人員方可下井。在挖孔過程中遇到不良地質時必須處理:樁基成孔后,保證樁基底部持力范圍內有完整的基巖層。當樁基處于豎向軟弱裂隙帶或深熔洞頂部,可在該樁側補樁,加大樁截面及持力底面層。或者在該樁側一定范圍內補兩根樁。穿越土洞的樁基,護壁外側土洞應填實。對樁基穿越大溶洞時,可以采用噴漿加固溶洞、填砌毛石或砌塊。對樁底局部的溶槽、溶溝、石牙等,對樁底,應根據具體情況放置鋼筋予以加強。

4.結語

山坡地形情況非常復雜,怎樣做好基礎及上部結構的設計,選擇合理的施工方案,尤其是控制建筑物的沉降量符合規范要求,沉降均勻,以確保工程質量、結構安全、節省工程造價,是建筑工程技術人員面臨著的一個長期艱巨的課題。在山坡上建造大體量的多(高)層建筑時,需將建筑物跨越各級臺階順坡建造,其建筑及結構設計具有特殊性,也容易因結構設計不當而釀成事故,建筑結構設計的關鍵是基礎設計及處理問題。因此,研究斜山坡上多層建筑結構設計及基礎處理具有一定的現實意義。

參考文獻

[1]王方,楊智,李夕兵.山坡地上大體量建筑嵌巖樁基設計與施工[J],中南大學學報(自然科學版),2004(03).

[2]江正榮.我國地基與基礎施工技術的新進展——新版《建筑施工手冊》第12章內容精選.

篇(6)

中圖分類號:TB482.2 文獻標識碼:A 文章編號:

保證居民的住房安全是一項重要的民生問題,近年來也得到了政府和國家的高度重視。隨著改革開放和社會經濟的蓬勃發展,我國的住房條件有了極大的改善。磚混結構的多層建筑目前仍是我國應用最廣泛的一種建筑形式,這樣的結構設計特點的優勢在于其工期短且造價低廉,但是其在穩定性上卻令人堪憂。

磚混結構的多層建筑在節省成本的同時,也存在著許多安全隱患,其結構設計的穩定性相對較弱。因為磚混結構房屋的材料和不同組件之間的連接非常脆弱,砌體結構的抗震能力非常有限。因此,在進行工程建設時,有必要改善砌體結構的延展性,提高房屋的抗震能力。

1、多層建筑結構的概述

想要了解多層建筑結構設計的有關內容,首先對于多層建筑要有一個明確的認識。多層建筑框架結構設計是結構設計中較為基礎的設計,也是建筑結構設計中較為重要的一種形式。在設計時,如何處理各種不同的問題值得結構設計人員不斷探討和研究。實際設計過程中,應根據相關規范作科學合理的設計,筆者就多層建筑框架結構設計時常遇到的問題進行分析并探討具體解決措施。

目前我們所居住的房屋,按照其高度的不同基本上可以分為以下四種類型:低層(1~3層)、多層(4~6層)、中高層(7~9層)、高層(l0層以上)四類。

改革開放以前,因為經濟條件的限制,我們居住的房屋大都是低層建筑。從80年代開始至今,是我國多層房屋建筑在設計使用及施工建筑等各方面得到迅速發展的階段,各中等城市以及廣大農村都普遍興起建造以框架結構、磚混結構、磚木結構、加筋砌體等多層建筑。

按照我們正常的歸類,通常我們所說的多層建筑為4~6層高的住宅。借助公共樓梯解決垂直交通,其優點在于:

①多層建筑比低層住宅占地少,比高層住宅建設工期短,一般開工一年內即可竣工;

②多層建筑想對于高層建筑來說公攤面積少,無需像高層住宅需要增加公共走道、電梯、高壓水泵等方面的投資,物業費也較低,整體的性能價格比高;

③多層建筑的結構設計成熟,建材可就地大量工業化、標準化地生產。因此,多層住宅造價較低,售價適中,易于被普通消費者接受。

2、設計失誤對結構穩定性的影響

2.1.多層建筑的基礎

為什么多層建筑頻頻在地震中發生慘劇,這與多層建筑開發施工的不規范性有很大的關系。多層房屋建筑無地質詳勘報告,僅僅依據建設單位口頭或籠統參照附近建筑物的基礎設計資料就進行施工圖設計;采用換土墊層進行軟弱地基處理,不進行換土墊層設計,只憑經驗處置,沒有進行墊層寬度和厚度計算,既不安全,又不經濟。

2.2.多層建筑的磚混結構房屋中構造柱兼作承重柱用

大多數的多層建筑都采用磚混結構,而磚混結構的房屋中的構造柱有著自己的獨特之處。在磚混結構中,構造柱不但能夠提高墻體的坑剪能力,而且構造柱與圈梁聯結在一起,形成對砌體的約束,這對于限制墻體裂縫的開展,維持豎向承載力,提高結構的抗震性能有著重要的作用。

但是為什么在實際情況中,這些構造柱并沒有發揮其抗震的效果呢?研究表明,在當前結構設計中,構造柱經常被作為承重柱使用,這種做法使得構造柱提前受力,柱底基礎的抗沖切、抗彎曲及局部承壓強度必然不能滿足要求,降低了構造柱的拉結和約束作用,一旦遭遇地震,構造柱位置因應力集中首先破壞。

2.3.多層建筑在框架結構設計中,只注意橫向框架而忽視縱向框架

多層建筑的構架結構設計不合理,也是影響房屋穩定性的重要原因。現行建筑抗震設計規范要求水平地震作用應按兩個主軸方向分別計算,縱向框架與橫向框架同等重要。一些結構設計者對于非抗震設計,沒有考慮地震的縱向作用,在實際設計中經常出現梁的支座負筋,跨中縱筋及箍筋的配筋置均不足的現象。

2.4.多層建筑的懸挑梁的梁高選用過小

多層建筑的懸挑梁選用的不合理,也會破壞房屋的穩定性的影響因素之一。設計者往往只注意了對梁的強度和傾覆進行驗算,而忽略了對梁撓度的驗算。梁高選用過小,引起梁截面的受壓區應力過高,梁的延性減小,在豎向地震作用下易發生脆性破壞,失去承載力。

2.5.多層建筑的連續梁按單梁進行設計

邊梁的結構設計同樣是影響多層建筑結構穩定性的重要因素。這種情況多發在陽臺邊梁的設計中。由于邊梁上的荷重一般較小,沒有引起設計者的重視,為圖受力分析方便,設計者把實際應為連續梁的邊梁按簡支梁進行設計,致使邊梁在支座處上部負筋配置量過少,加載后梁支座上部受拉區出現豎向裂縫,引起梁上的攔板出現豎向裂縫。

3、抗震設計對穩定性的影響

3.1.抗震措施

多層建筑的結構設計是否合理,其穩定性是否靜的起考驗,在地震這樣的自然災害面前,就會表現的一清二楚。因此,房屋機構的抗震性一定不能忽略。當前,在抗震設計中,從概念設計、抗震驗算及構造措施等三方面入手,在將抗震與消震(結構延性)結合的基礎上,建立設計地震力與結構延性要求相互影響的雙重設計指標和方法,直至進一步通過一些結構措施(隔震措施,消能減震措施)來減震,即減小結構上的地震作用使得建筑在地震中有良好而經濟的抗震性能是當代抗震設計規范發展的方向。而且,強柱弱梁、強剪弱彎和強節點弱構件在提高結構延性方面的作用己得到普遍的認可。

3.2.我國多層建筑的抗震設計理念

在我國,對于多層建筑的結構設計有著明確的規范,必須按照抗震設計規范進行施工。《建筑抗震規范》(GB50011-2010)對建筑的抗震設防提出“三水準、兩階段”的要求。“三水準”即“小震不壞,中震可修,大震不倒”。對建筑抗震的三個水準設防要求,是通過“兩階段”設計來實現的。

第一階段:第一步首先應該采用與第一水準烈度相應的地震動參數,先計算出結構在彈性狀態下的地震作用效應,與風、重力荷載效應組合,并引入承載力抗震調整系數,進行構件截面設計,從而滿足第一水準的強度要求;第二步是采用同一地震動參數計算出結構的層間位移角,使其不超過抗震規范所規定的限值;同時采用相應的抗震構造措施,保證結構具有足夠的延性、變形能力和塑性耗能,從而自動滿足第二水準的變形要求。

第二階段:前兩步完成之后,采用與第三水準相對應的地震動參數,計算出結構(特別是柔弱樓層和抗震薄弱環節)的彈塑性層間位移角,使之小于抗震規范的限值,并采用必要的抗震構造措施,從而滿足第三水準的防倒塌要求。

居住是人類生活四大要素之一,人生的2/3時間在住宅及其周圍的環境中度過。據聯合國統計,

4、總結

住房是關乎人們日常生活的重中之重,房屋機構設計的穩定性不能得到良好的解決,就會讓人們陷入恐慌之中。據相關數據統計表明,一個國家正常的住宅建設指標為:每年住宅建設投資一般占基本建設總投資的30%~50%,約占國民生產總值(GNP)的5%,住宅的建設量占國家工程建設量的50%~60%,可見住宅建設在社會發展中的地位。而多層建筑這一居民住房的主力軍,其穩定性更是應該得到人們的重視。

本文以多層建筑結構設計的穩定性為出發點,主要針對當前多層建筑結構穩定性中一些常見卻又常被忽視的問題進行了剖析。指出了其錯誤所在和將會造成的嚴重后果,并對于各項問題,提出了具有針對性的解決方案。只有解決好多層建筑結構設計的穩定性問題,解決好居民住房的安全性問題,才能給經濟和民生的發展提供良好的保證。

參考文獻

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中圖分類號:TU391文獻標識碼: A

引言

多層框架結構這是通過橫梁以及立柱組成的桿件體系,節點全部或者是大部分都是剛性連接。框架結構這是較為常見的豎向承重結構,通常具備的優點有:簡便的結構,方便布置,整體性比磚混結構以及內框架承重結構好,那么形成比較使用空間,施工比較便捷以及較為經濟。

1、多層鋼結構的特點

鋼結構具有良好的承受力,強度高,安全性極好,穩定性強,同時由于工作環境較為復雜,需要經受住多種不良環境的考驗,因此,鋼結構的這些特點使得鋼結構在設計中深受歡迎。目前,多層鋼結構的設計在我國廠房工業建設中得到了快速發展,成為一種最廣泛采用的建筑設計類型。在進行多層鋼結構設計時,需要重視鋼結構的焊接特性、支撐體系以及節點構造等方面,充分利用好鋼結構的特性,只有這樣,才可以設計出合理的多層鋼結構,保證正常投入使用。

1.1、重量較輕

設計之時使用鋼結構設計,這種材料性能與其他鋼材相似,但是重量較輕,可以有效的減少多層鋼結構的設計重量。同時,在進行施工設計時,多層鋼結構采用輕型的圍護設計方案,在安裝時,采用的圍護材料,以夾芯金屬板為主,安裝施工操作簡便,有效的縮短施工周期,提高施工質量效率。

1.2、鋼結構施工周期短

多層鋼結構其韌性高,強度大,而且其標準件比較多,特別適合生產線作業。同時,在多層鋼結構中,由于多層的特性,具有廣闊的廠房空間,因此,可以將重型設備放在廠房中,便于設備生產以及室內施工操作,滿足工業的發展需求。

2、多層鋼結構框架建筑結構設計

2.1、結構平面、豎向布置問題

為了對框架結構的抗震安全做好保證,設計的框架結構應該具備較好的延性、穩定性、剛度、承載力和耗能等等特性。在進行設計之時,則應該對抗側力構件作出合理的布置,同時對地震作用之下的扭轉效應將逐漸減少;并且確保平面的布置對稱以及規則,還應該具備較好的整體性;而結構的側向剛度則應該確保均勻變化,豎向抗側力構件的截面尺寸以及材料強度宜自下而上逐漸減小(不應該在同一層同時改變構件的截面尺寸以及材料強度),有效避免抗側力結構的側向剛度和承載力的變化。而在進行抗震設計的多層框架結構之時,那么就不應該對單跨框架進行使用。如果必須使用的話,那么就可以轉變成框架―剪力墻結構而進行設計,多層建筑也可僅僅在單跨方向設置剪力墻。但是后者框架結構部分的抗震等級則應按照框架結構選用,然而剪力墻部分的抗震等級則應該依照框架―剪力墻結構來選擇。

2.2、樓面屋蓋結構

樓面和屋蓋應該具備充足穩定性、強度以及剛度,同時也應該不斷減少樓板的厚度,逐漸提升室內的凈高。壓型鋼板―混凝土組合樓蓋這是當前有著比較廣泛應用的方式,其施工速度比較快,平面剛度比較大,并且可以有效提升房屋的凈高。一般的做法是在鋼梁之上鋪設壓型鋼板,之后現澆100―150mm的混凝土。在鋼梁之上焊接足夠的剪力連接件,那么就可以使鋼梁和混凝土一起工作而構成樓蓋。這種做法會消耗掉較多的耗鋼量,并且要求進行防火處理。使用預應力鋼筋混凝土薄板代替壓型鋼板。同時,預應力圓孔板、組合扁梁以及疊合板則也是一種較為普通的型式。

2.3、墻體結構

輕質墻體材料具有較好的隔熱保溫以及隔聲性能等等。因此開發商比較喜歡。當前,墻體結構主要可以分為自承重式以及非自承重式。自承重墻體一般包括有護結構的加氣混凝土塊、輕鋼龍骨加強板、太空板等等,使用到內墻的輕混凝土板、石膏板、水泥刨花板、稻草板等等。而外掛的非自承重式墻體材料一般包括有彩色壓型鋼板、彩色壓型鋼夾芯板、玻璃纖維增強外墻板等等。使用非自承重式墻體材料,那么則就應該設置墻梁用以懸掛護結構。門窗洞口上下應該布置。墻梁通常使用的是C或者是Z型冷彎薄壁型鋼,其尺寸則是決定于跨度和墻距。

2.4、建筑結構的規則性問題

建筑設計應該符合抗震概念設計的要求,不應該使用嚴重不規則的設計方案。平面不規則建筑通常劃分為三類:扭轉不規則;凹凸不規則以及樓板局部不連續。

豎向不規則建筑一般分為三種:豎向抗側力構件不連續、剛度不規則承載力非均勻變化。

對于結構鋼平面的扭轉不規則,可以使用計算的方式來實現。剛性樓板假定的情況之下,一旦計算出小震作用之下的樓層最大彈性水平位移和這層兩端彈性水平位移之間的平均值比值高于1.2的話,那么就可以斷定這是扭轉不規則,而比值如果達到1.5的話,那么則就可以確定是特別不規則,而比值高于1.5之時那么就可以斷定是嚴重不規則。那么這個時候計算的彈性水平位置值應該低于規范限制的50%,判斷是嚴重扭轉不規則的比值也可以稍微放松一些。計算彈性水平位移(或層間位移)之時,多層建筑可僅考慮雙向地震的作用。高層建筑單向地震作用則應該考慮到偶然偏心的影響。最大值以及平均值的計算,全都取樓層中同一軸線兩端的豎向構件計算,不考慮樓板懸挑的端部。凹凸不規則或者是樓板局部不連續之時,則應該使用符合樓板平面內實際剛度變化的計算模型。如果樓板平面比較狹長的話,有較大的凹入以及開洞而使樓板有過大削弱之時,樓板則有可能出現明顯的平面內變形,此時則應該在設計之中考慮樓板削弱產生的不利影響。比如在結構分析之中考慮柔性或者是彈性樓板計算模型,使用與之相關的樓板加強構造措施等等。對于錯層結構,比如說錯層高于梁高的話,則應該依照樓板開洞來考慮。

3、多層框架房屋結構設計中需要注意的問題

3.1、獨立基礎設計荷載取值

一般情況之下,多層框架房屋使用柱下獨立基礎的形式,但是在《抗震規范》之中明確提出,在地基的主要持力層缺少軟弱粘性土層的情況之下,當建筑高度在25米以內并且層數在8層以內的通常民用建筑,那么可以不對地基以及基礎的抗震承載力來進行驗算。但是在進行基礎設計之時應該把風荷載考慮進去。所以,不可以因為通常建筑在地震區風荷載不是控制荷載而忽略了。一些設計師在進行獨立基礎設計之時,柱腳內力設計值取值存在一定的問題,而只對軸力以及彎矩采取了設計值,但是并沒有考慮到剪力,還有些甚至只取了軸力設計值。一旦獨立基礎的設計荷載取值存在問題的話,那么就會使得建筑結構的不安全或者是材料浪費。

3.2、基礎拉梁層的計算模型問題

基礎拉梁層在進行框架整體計算之時,通常都是使用TAT或者SATWE等等程序,因為基礎拉梁層沒有樓板,在計算之時樓板厚度則應該取零,同時定義彈性節點,分析計算式應該使用總剛分析的方法。此外特別應該注意房屋平面不規則這個關鍵點。

3.3、框架結構帶樓電梯小井筒

井筒則就會吸收地震剪力,以至于框架結構承受的地震剪逐漸減小。所以框架結構應該盡量不要設置鋼筋砼樓電梯小井筒。如果不可避免之時,則應該適當的減薄井筒的壁厚,同時也可以通過豎縫,結構洞等等方法把其剛度減弱。在計算之時,除過依照框架計算之外,還需要應該按照帶井筒的框架進行復核,同時也會把井墻連接的柱子的配筋進行加強。

4、結語

多層框架結構設計員在進行多層框架房屋結構設計之時,不僅僅需要掌握好設計的規范,同時還應該依據自己在工程之中積累的經驗,結合設計計算的結果找出合理的結構體系,正確處理結構設計之中存在的問題,這樣才可以使得結構的設計質量逐漸提升。

參考文獻:

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中圖分類號:TU208.3 文獻標識碼:A 文章編號:

1. 高層建筑結構受力方面

隨著社會的發展,都市的生活在給人們帶來繁華的同時,人口問題和住房壓力也讓我們陷入困境之中,因此多層建筑逐漸消失與歷史舞臺,取而代之的是一座座拔地而起的高層建筑。而相對于多層建筑,高層建筑的結構設計也更為復雜,面對諸多的設計難點,受力問題就是要解決的當務之急。

空間組成特點是一個設計師在進行方案設計的時候首要應該關注的講點,而不是急于確定其詳細的設計結構。建筑物底面對建筑物空間形式的豎向穩定和水平方向的穩定都是非常重要的,由于建筑物是由一些大而重的構件所組成,因此結構必須能將它本身的重量傳至地面,結構的荷載總是向下作用于地面的,而建筑設計的一個基本要求就是要搞清楚所選擇的體系中向下的作用力與地基土的承載力之間的關系,所以,在建筑設計的方案階段,就必須對主要的承重柱和承重墻的數量和分布作出總體設想。

很多人認為底層、多層和高層建筑的結構是不同的,其實這種觀點是片面的。在實際的結構設計當中,對于低層、多層和高層建筑,豎向和水平向結構體系的設計基本原理都是相同的,但是,隨著高度的不斷增加。豎向結構體系成為設計的控制因素,其原因有兩個:其一,較大的垂直荷載要求有較大的柱、墻或者井筒;其二,側向力所產生的傾覆力矩和剪切變形要大得多。

當然,在實際處理豎向力和側向力的過程當中,通過實踐我們不難發現,與豎向荷載相比,側向荷載對建筑物的效應不是線性增加的,而隨建筑高度的增高迅速增大。例如,在所有條件相同時,在風荷載作用下,建筑物基底的傾覆力矩近似與建筑物高度的平方成正比,而其頂部的側向位移與高度的四次方成正比,地震的作用效應更加明顯。在高層建筑中,問題不僅僅是抗剪,而更重要的是整體抗彎和抵抗變形,可見,高層建筑的結構受力性能與低層建筑有很大的差異。

2. 結構選型階段

結構的設計和選型階段對于高層建筑的設計來說,是最為重要的,所以在這個階段,設計師一定要綜合多方面考量。同時針對建筑過程中可能遇到的問題要進行正確的預估。

2.1結構的規則性問題

要熟悉結構設計的規則,在最新的規范當中,許多內容都是與舊規范相悖的,所以一定要熟知規范規則。例如:平面規則性信息、嵌固端上下層剛度比信息等,而且,新規范采用強制性條文明確規定“建筑不應采用嚴重不規則的設計方案。”因此,結構工程師在遵循新規范的這些限制條件上必須嚴格注意,以避免后期施工圖設計階段工作的被動。

2.2結構的超高問題

在結構設計的時候,要對高層建筑的高度有一個嚴格的限制。最新的規范也將高度作為重點項目進行規范,除了將原來的限制高度設定為A級高度的建筑外,增加了B級高度的建筑,因此。必須對結構的該項控制因素嚴格注意,一旦結構為B級高度建筑甚或超過了B級高度,其設計方法和處理措施將有較大的變化。

如果事前不能對建筑的高度做出正確的預估,就很可能會造成嚴重的經濟損失。以往我們也遇到過類似情況,導致施工圖審查時未予通過,必須重新進行設計或需要開專家會議進行論證等工作的情況,對工程工期、造價等整體規劃的影響相當巨大。

2.3嵌固端的設置問題

現在的高層建筑一般都帶有地下室,因此嵌固端設置的為止也是結構設計的一個重要環節。因此,在這個問題上,結構設計工程師往往忽視了由嵌固端的設置帶來的一系列需要注意的方面,如:嵌固端樓板的設計、嵌固端上下層剛度比的限制、嵌固端上下層抗震等級的一致性、在結構整體計算時嵌固端的設置、結構抗震縫設置與嵌固端位置的協調等等問題,而忽略其中任何一個方面都有可能導致后期設計工作的大量修改或埋下安全隱患。

3. 地基與基礎設計方面

無論是多層建筑還是高層建筑,打好地基都是一項基礎性的工作,也是安全性的重要保障。因此,地基與基礎設計一直是結構工程師比較重視的方面,不僅僅由于該階段設計過程的好與壞將直接影響后期設計工作的進行,同時,也是因為地基基礎也是整個工程造價的決定性因素,因此,在這一階段,所出現的問題也有可能更加嚴重甚至造成無法估量的損失。

我國對地基的設計和建筑方面有著明確的規范,一定要嚴格按照規范措施實施操作。由于我國占地面積較廣,地質條件相當復雜,作為國家標準,僅僅一本《地基基礎設計規范》無法對全國各地的地基基礎都進行詳細的描述和規定,因此,作為建立在國家標準之下的地方標準。

想要保障地基基礎建設的安全工作,就要深入的了解地方性的法規政策。地方性的“地基基礎設計規范”能夠將各地方的地基基礎類型和設計處理方法等一些成熟的經驗描述和規定得更為詳細和準確,所以,在進行地基基礎設計時,一定要對地方規范進行深入地學習,以避免對整個結構設計或后期設計工作造成較大的影響。

4. 高層建筑結構分析的基本原則

4.1 整體參數的設定

在機構的計算方面,最初就應該把握好高層建筑的具體數字,嚴格按照法規中的參數來設置。在進行抗震計算時需考慮振型的數量,數量多了會浪費時間,并可能使計算結果發生畸變,數量太少又會使計算結果失真,《高規》第5.1.13.2款規定抗震計算時振型數不應小于15。最大地震力作用方向可由設計軟件自動計算,但若該角度絕對值超過1 5度,就應重新計算。結構的基本周期是計算風荷載的重要指標,設計初期可能不知道其準確值,可待計算之后從計算書中讀取,并重新計算。

4.2 結構體系的合理性分析

結構的合理性是保障建筑的能夠順利進行的重要幫手,所以一定規范結構設計原則。周期比是結構扭轉為主的第一自振周期與平動為主的第一自振周期之比,它是控制結構扭轉效應的重要指標,結構設計中應限定周期比,以便使抗側力的構件的平面布置更有效更合理。層間位移比和剛度比分別是控制結構平面不規則性及豎向不規則的重要指標,《建筑抗震設計規范》和《高規》中均對它們做出了明確的要求。此外,為了建筑結構的整體穩定性及安全性,還應控制好結構的剛重比和剪重比。

4.3 結構構件的優化設計

為保障機構設計的合理性,在進行的過程中,要對高層建筑的結構設計做出優化,還應計算結構單個構件內力和配筋,如計算梁、柱、剪力墻軸壓比,優化構件截面設計等。采用軟件對混凝土梁計算時,出現以下幾種情況時,便會提示超筋:梁的彎矩設計值超過梁的極限承載彎矩;超過《抗震規范》要求梁端縱向受拉鋼筋的最大配筋率2.5% ;混凝土梁斜截面計算結果不符最小截面的要求。當剪力墻連梁超筋時,表明其在水平地震力作用下抗剪承載力不夠,應予以調整。規范中允許適當折減地震作用下剪力墻連梁的剛度,使其出現塑性變形,但還應保證其配筋滿足彈性變形時承載力的要求。以上計算得出初始設置的構件截面和形狀后,還應在考慮結構的周期、位移、地震力等的前提下,適當優化構件截面,使其在滿足受力要求的前提節省材料。

五、結束語

高層建筑逐步取代多層建筑是城市發展的必然選擇,不僅能夠有效的節省我們的土地資源,還能為我們創造更多的空間。為提高用地效率,城市建筑大多朝向高層和超高層發展,這也為建筑的結構設計提出了更高的要求。因而我們廣大建筑設計人員應熟練掌握高層建筑結構設計的相關要點,合理選擇建筑結構體系,做好結構設計的計算和優化,提高建筑的結構安全性,降低設計和建造成本,為社會創造出更多的高層建筑精品。

參考文獻:

篇(9)

中圖分類號:TU97 文獻標識碼: A

對于建筑結構設計而言,簡單來說就是通過結構語言的方式來更好的表達建筑設計人員所想要表達的內容。對于一項民用建筑而言,其工程質量的好壞將會對廣大的業主和用戶產生直接性的影響。而對于建筑質量,我們則主要從設計質量以及施工質量兩方面來對其進行衡量。建筑設計可以說是一項繁重而又有責任重大的工作,直接影響建筑物適用、安全、經濟以及合理性。但實際設計時卻經常會出現建筑結構設計的種種概念和方法上的差錯。

一、基礎系梁設置

基礎埋置的如果較深,可采取基礎系梁降低底層柱長。系梁在±0.00以下進行設置,按一層框架梁設計,系梁以下柱按短柱處理。如果項目環境符合《建筑抗震設計規范》,則需要設置基礎系梁。為滿足抗震需要,需沿兩主軸構造基礎系梁,其截面高為柱中心距1/12-1/15。取連接柱最大軸力值10%計算系梁縱向受力鋼筋壓力或拉力。如果是構造配筋,則需符合最小配筋率;如果樓梯柱或填充墻傳來荷載,則需疊加計算與所連接柱最大軸力值10%。適當增加基礎系梁截面,配筋需滿足受力和構造要求。構造基礎系梁的頂標高需要和基礎頂同高。為降低基礎系梁跨度,可把基礎梁下和獨立基礎臺階或錐形斜坡間空隙用混凝土澆筑至平齊,再進行基礎系梁的澆筑。如果用基礎系梁平衡柱底彎矩,基礎系梁截面與配筋按框架梁進行設計。全部拉通拉梁正彎矩鋼筋,至少在1/2跨拉通負彎矩鋼筋,縱筋在框架柱內錨固、箍筋加密及抗震構造都要和上部框架梁相同,同時保證此時拉梁設在基礎頂。

二、框架結構薄弱層處理

薄弱層指的是在大地震中,某些部位首先屈服并有較大彈塑性位移,他們的承載力設計需滿足抗震承載力要求,當地震烈度≧7度時才會出現。薄弱層對抗震極為不利,應盡量避免薄弱層,最基本的是加大該層抗側移剛度。如果允許,可減少基礎埋深或改變該層層高。如果無法避免,結構計算和出圖須按《建筑抗震設計規范》要求,除薄弱層地震剪力乘以1.15倍放大系數外,還需驗算樓層屈服強度系數。如果在地震烈度7-9度地區,結構樓層屈服系數

三、樓板開大洞結構計算

如果樓板開洞面積大于該樓層面積1-30%,就為平面不規則,計算時須作處理。以PKPM軟件來說,TAT和SATWE分別采用兩種方式處理。TAT將無樓板節點作為彈性節點,該節點不受剮性樓板假定限制,平動自由度獨立;SATWE軟件將所有樓板作為彈性膜,由軟件計算樓板平面內剛度,忽略樓板外剛度。如果樓層洞口面積超過樓層面積的30%,則可把全樓樓板定義為彈性膜,也可將該層洞口邊緣節點定義為彈性節點;如果屋面為剛網架,則可定義為彈性膜。

四、框架梁柱偏心

工程實際中,建筑外墻與柱邊平齊,框架梁可設挑耳或與柱偏心。如果框架粱設挑耳,可讓框架梁與框架柱中心對齊,均利于梁、柱受力。但填充墻構造柱下部與上部縱筋不好錨固,可如此處理,如圖1。如果框架柱與框架梁偏心,地震會造成梁柱節點核芯區受剪面積不足,對柱帶來扭轉效應。所以,建議外框架梁盡量設挑耳。

五、短柱

如果柱凈高與柱截面高≦4或剪跨比≦2,則該柱即為短柱。在地震作用下,短柱易脆性破壞。短柱受剪承載力和變形能力不足,可能會破壞建筑物,設計上盡量避免。短柱成因有二:樓梯間半休息平臺或結構局部錯層造成兩框架梁之間框架柱凈高較小;填充墻不當設置造成某層框架柱兩側一部分無填充墻,一部分有填充墻,無填充墻柱凈高與柱截面之比≦4,形成短柱。為此,我們可以增加柱抗剪承載力及改善變形能力,采用復合箍筋,沿全高加密;保證短柱縱向鋼筋對稱布置,每側縱向配筋率≦1.2%,也可外包鋼板、配x形鋼筋等。

六、合理選用部分計算參數

1、折減梁扭矩

現澆框架結構中,如果梁兩邊沒有樓板或有弧形梁時,扭矩折減系數應為 1.0;如果梁兩側均有樓板,應對梁的扭矩進行折減,折減系數一般為 0.4。對于一般工程,梁的配筋應計算兩次:一次對所有梁的扭矩折減,計算出兩側都有樓板的梁的配筋;另一次對所有的梁扭矩不折減,計算出一側有樓板或兩側都沒有樓板的梁的配筋。這樣計算結構比較符合實際。

2、梁端負彎矩調整系數與粱彎矩放發系數

結構計算時,框架梁在豎向荷載作用下,梁端負彎矩往往很大,造成鋼筋太密,無法施工;同時,由于框架結構一般為超靜定結構,框架梁在達到承載能力極限狀態之前,總會產生不同程度的塑性內力重分布。所以,可以適當降低框架梁在豎向荷載作用下的負彎矩,通過平衡條件相應增大梁跨中彎矩。應注意這里只是降低梁在豎向荷載作用下的負彎矩,然后再與水平作用產生的彎矩組合設計。而梁彎矩放大系數僅在沒有考慮梁的活荷載不利布置時起作用,并且對梁的正負彎矩均起作用,且不可與考慮梁的活荷載不利布置同時考慮,這樣會引起梁彎矩增大,浪費材料。

七、平法圖集注意事項

大多數框架結構都按照《混凝土結構施工圖平面整體表示方法制圖規則和構造詳圖》的標準來表示梁、柱、剪力墻配筋,但使用圖集需注意:如果采用剖面列表法表示配筋,則要注意每層樓面標高以下箍筋加密區長度應為框架梁高與規范箍筋加密區長度之和,因為PKPM軟件出圖時加密區長度不包含梁高,施工人員如按圖施工,會造成箍筋加密區高度不夠。此外,一層建筑地面在主體結構澆筑完后才施工,如果一層地面為剛性地面,根據《建筑抗震設計規范》規定,柱箍筋在剛性地面上下各500mm范圍內需加密,這點容易被施工單位忽視,設計人需要在圖紙設計中交待明確。井字梁支座上部縱筋外伸長度應交待清楚,設計人需明確指出。此外,如果梁截面過小或承載力過大,框架梁如設三排縱筋,則可調整梁截面或縱筋直徑為兩排,否則,第三排縱筋外伸長度需交待。

八、非結構構件設計

《建筑抗震設計規范》規定,非結構構件(包括建筑非結構構件和建筑附屬機電設備等)需作抗震設計。如框架結構中女兒墻構造柱,如果高度>1.0m,則要進行結構構造,保證墻體穩定。建筑裝飾用砌塊柱穩定性、突出屋面小構架內力與配筋等都有專門規定,設計人員需嚴格遵守。突出屋面女兒墻、屋頂間、煙囪地震作用,乘以增大系數3,增大部分不往下傳遞,但與該突出部分相連構件需計入。框架結構中突出屋面的樓梯間、電梯間、水箱間可用框架承重,不用砌體承重。

九、結論

多層框架結構設計,設計者須先判斷結構方案可行性,提前采取措施解決可能碰到的問題,認真分析、判斷所有計算,準確無誤方可用于實際。

參考文獻:

[1] 楊偉.高層建筑框架結構設計中應注意的幾個問題[J].廣東科技.2011(14).

篇(10)

中圖分類號: TU97 文獻標識碼: A 文章編號:

多層建筑一般指8層以下的、不具備電梯設備的商業用房或住宅。為了提高建筑體的穩定性、整體性和抗外力性能,目前的多層建筑以框架結構為主,這就使得建筑主體框架結構設計在多層建筑結構設計中的應用日益廣泛。在多層建筑造型和功能多樣化的背景下,必須對多層建筑框架結構施工中可能遇到的問題進行不斷探討和研究,才能得出對應的有效解決措施。

1、地基基礎設計

地基基礎是多層建筑設計首先要考慮的問題,只有穩定的地基支撐,建筑體的安全與質量才有保障。從目前的情況看,多層建筑的地基基礎一般都采用獨立基礎或條形基礎,這就要求設計者嚴格遵守《建筑地基基礎設計規范》,在選擇地基維持力層時,必須根據地勘察報告,掌握建筑體地基的地質特征,綜合考慮地基土層物理力學特征、地下水的影響、建筑物的構成要素、地基荷載性質與強度,結合地基承載力計算、地基變形驗算、地基穩定性驗算和基礎截面設計驗算,確定基礎底面大小。對于地基工程設計應用較為廣泛的復合地基,無論是柔性基礎還是剛性基礎都必須設置褥墊層,并通過增設基礎圈梁和基礎連系梁等措施使基礎形心和長期荷載重心重合,實現基礎整體性。

2、框架結構的計算簡圖

多層建筑的框架結構由橫向框架和縱向框架組成。為了方便應力計算,通常將空間結構體系簡化為橫向和縱向平面框架體系,只取出某一榀框架作為獨立計算單元(如右圖),圖b中以陰影部分表示該單元承受的荷載。在計算簡圖中,框架節點和柱子下端的基礎頂面均按剛接考慮。梁柱以截面幾何軸線來確定,如果上下柱截面尺寸相同,柱軸線取截面形心位置如果上下柱截面尺寸不同,則柱軸線取上層柱形心線。框架結構計算簡圖

實際工程中對計算模型可作如下修正:

(1)當橫梁為斜梁時,如果其坡度≤1/8,可簡化為水平直桿。

(2)不等跨框架,如果各跨跨差≤10% ,可簡化為等跨框架,跨度取平均值。

3、框架梁配筋設計

框架建筑主體的承載結構由主次梁和柱通過節點構成,為保證建筑整體的構造強度,在框架主次梁的相交處應注意增設附加箍筋或附加吊筋,以解決梁的裂縫寬度超限和“強剪弱彎”問題。對于梁端縱向受拉鋼筋的配筋率、梁端箍筋加密區的長度、箍筋的最大艱巨和最小直徑等腰嚴格按《建筑抗震設計規范》GB50011-2001執行。在實際運用中,應該通過計算梁端剪力及柱軸力結合規范要求確定合適的參數。

(1)梁端剪力: 。(為梁上均布荷載引起的剪力,為梁端彎矩引起的剪力)。

(2)柱軸力: 。(為梁端剪力,為節點集中力及柱自重)。

4、短柱設計

所謂多層建筑框架結構的短柱就是柱凈高與柱截面剪跨比小于2的柱。在遭遇較強地震時,短柱往往會由于變形能力和承載能力不足發生脆性破裂,給建筑物帶來嚴重破壞。因此,短柱要采用對稱配筋,縱筋的最小配筋率為0.6%。設計中要注意調整其剪力,提高其抗剪承載力和抵御形變能力。短柱剪力設計計算:

(1)短柱剪力:。(為柱凈高;分別為柱上下端順時針或逆時針方向截面組合的彎矩設計值)。

(2)柱的抗剪承載能力: 。(λ為框架的計算剪跨比,。N為考慮地震作用的框架柱軸向壓力設計值,βc為混凝土強度影響系數)。

多層建筑框架結構設計是建筑結構設計中較為重要的一種形式,其實質是對梁、柱、板形成的基本單元的應力組合。由于設計中涉及各種力學原理,所遇到的問題當然不會只有上述幾種。這就要求我們在設計過程中嚴格遵循國家相關技術規范,科學處理多層建筑框架結構設計中更多、更復雜的問題,選擇出合理的結構體系,從而提高結構的設計質量。

參考文獻:

[1]郭新偉淺談多層框架結構設計中存在的問題《大科技•科技天地》2011年 第19期

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