鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計論述論文
摘要:介紹了高層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的形式，從荷載處理、結(jié)構(gòu)變形設(shè)計、延性處理、受力分析等方面，闡述了高層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計要點，并探討了鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計策略，有利于保證結(jié)構(gòu)的安全性。
關(guān)鍵詞:高層建筑，鋼筋混凝土，框架結(jié)構(gòu)
中圖分類號:TU375．4 文獻標(biāo)識碼:A
鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的整體性好，強度高，延性良好，施工速度快，抗震性能強，滿足高層建筑工程建設(shè)需要，在施工建設(shè)中的應(yīng)用越來越廣泛。由于框架結(jié)構(gòu)既要承擔(dān)豎向荷載，也要承擔(dān)水平荷載，對有效保障整個結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與可靠性也是十分必要的。為促進其作用有效發(fā)揮，應(yīng)該結(jié)合實際情況科學(xué)合理進行結(jié)構(gòu)設(shè)計，把握每個設(shè)計要點，優(yōu)化設(shè)計內(nèi)容，更好指導(dǎo)施工建設(shè)，為高層建筑工程質(zhì)量提高奠定基礎(chǔ)。
1高層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)形式
框架結(jié)構(gòu)是高層鋼筋混凝土施工建設(shè)不可忽視的內(nèi)容，為施工單位所普遍關(guān)注和重視。根據(jù)工程建設(shè)基本情況，框架結(jié)構(gòu)又可以分為以下幾種不同類型。
1．1基本框架結(jié)構(gòu)
基本框架結(jié)構(gòu)指的是基礎(chǔ)、梁、柱、樓板，這些結(jié)構(gòu)是高層建筑的基礎(chǔ)，在工程日常運行中發(fā)揮承重作用。建筑物以框架為基本結(jié)構(gòu)類型，可以設(shè)計成靈活多樣的形式，并形成相對較大的應(yīng)用空間，同時也方便處理，為人們生活和工作創(chuàng)造更好的環(huán)境。此外，結(jié)構(gòu)的整體性能優(yōu)越，具有良好的抗震性能和可塑變能力，有利于確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固可靠。結(jié)構(gòu)的抗震性能強，開間尺度大，室內(nèi)空間設(shè)計靈活，能有效滿足高層建筑施工建設(shè)需要。為它得到更好利用創(chuàng)造良好條件，并且能降低成本。但柱截面厚度比較大，設(shè)計中應(yīng)該對此足夠重視，更好地指導(dǎo)施工建設(shè)。
1．2框架剪力墻結(jié)構(gòu)
框架結(jié)構(gòu)中適當(dāng)設(shè)置剪力墻，從而實現(xiàn)提高設(shè)計效果的目的。利用鋼筋混凝土墻板代替框架剪力墻結(jié)構(gòu)的梁柱，有效承擔(dān)各類荷載所引起的內(nèi)力，同時還能對結(jié)構(gòu)的水平力進行有效控制，增強結(jié)構(gòu)的綜合性能。這種結(jié)構(gòu)的剛度和空間整體性非常好，梁柱楞角不會發(fā)生外露現(xiàn)象，為室內(nèi)裝飾裝修創(chuàng)造便利，在小高層施工建設(shè)中得到較為廣泛的應(yīng)用。同時在該結(jié)構(gòu)當(dāng)中，框架與剪力墻能協(xié)調(diào)一致，共同發(fā)揮作用，提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性與可靠性。另外還可以設(shè)計采用筒體結(jié)構(gòu)形式，增強結(jié)構(gòu)的剛度和強度，滿足高層建筑施工需要。
2高層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計要點
加強每個設(shè)計要點質(zhì)量控制是十分必要的，也是設(shè)計人員必須重視和關(guān)注的內(nèi)容。根據(jù)高層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)基本情況，筆者認為應(yīng)該從以下方面入手，有效把握每個設(shè)計要點。
2．1各種荷載處理
最為關(guān)鍵的內(nèi)容是做好豎向和水平荷載處理工作，設(shè)計中應(yīng)該對其進行綜合全面考慮，確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定與可靠。重力影響的是豎向荷載，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)需要同時抵抗水平和豎向荷載，提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與可靠性，促進結(jié)構(gòu)更好發(fā)揮相應(yīng)的作用。盡管結(jié)構(gòu)設(shè)計受到豎向荷載影響，但最為關(guān)鍵的內(nèi)容還是受到水平荷載影響，這是結(jié)構(gòu)設(shè)計必須重視和關(guān)注的問題。一般建筑結(jié)構(gòu)自身重力和室內(nèi)設(shè)施布置具有一定變化，設(shè)計時應(yīng)該綜合考慮，但對豎向荷載所帶來的影響不大。而風(fēng)雪、地震、冰雹等水平荷載，會發(fā)生較大變化，設(shè)計時需要對其進行綜合全面考慮，防止影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與可靠性。
2．2結(jié)構(gòu)變形設(shè)計
框架結(jié)構(gòu)容易出現(xiàn)軸向變形，這是整個設(shè)計過程中必須綜合全面考慮的`問題，應(yīng)該重視相應(yīng)的細節(jié)處理工作。通�？蚣苓呏妮S壓應(yīng)力比中柱的軸壓應(yīng)力小，導(dǎo)致邊柱軸向變形更小。尤其是在高層建筑當(dāng)中，這種情況會變得更加明顯，如果沒有及時處理，可能會帶來更為嚴(yán)重的后果。為預(yù)防這些情況發(fā)生，設(shè)計中需要提高思想認識，加強處理工作，采取有效對策，提高設(shè)計精度。進而促進二者有效結(jié)合，縮小邊柱和中柱產(chǎn)生的軸向變形差，保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定與可靠。另外還要縮小側(cè)移，實現(xiàn)對側(cè)移的有效控制，保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。
2．3結(jié)構(gòu)延性處理
設(shè)計中對立面和平面進行規(guī)則布置和處理，盡量縮小地震時所帶來的不利影響，確保高層建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固與可靠。要讓高層建筑的質(zhì)量和剛度均勻變化，選用科學(xué)合理的結(jié)構(gòu)類型，防止樓層錯層現(xiàn)象發(fā)生。并且整個設(shè)計過程中利用精確的高度比，保證結(jié)構(gòu)具有良好的延性，能有效抵抗水平荷載，實現(xiàn)對結(jié)構(gòu)的有效保護，防止出現(xiàn)結(jié)構(gòu)破壞和變形現(xiàn)象。提高結(jié)構(gòu)柱、墻體的設(shè)計水平，增強結(jié)構(gòu)剛度和抗震性能，使其更好運行和發(fā)揮作用，促進結(jié)構(gòu)穩(wěn)定運行和工作。
2．4結(jié)構(gòu)受力分析
重視結(jié)構(gòu)受力分析，科學(xué)合理把握結(jié)構(gòu)受力特征，然后采取有效的設(shè)計方案，促進設(shè)計水平提升。框架結(jié)構(gòu)受力存在不一樣的情況，具有自身顯著特點和優(yōu)勢。通常上部樓層框架承受很大的剪力，框架既要承擔(dān)水平荷載，還要承擔(dān)垂直荷載，確保結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可靠，有效滿足實際工作需要。
3高層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化策略
在有效把握設(shè)計要點的前提下，為促進設(shè)計水平提高，保證框架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性與可靠性，還應(yīng)該采取以下設(shè)計優(yōu)化策略。
3．1采用合理的優(yōu)化方法
注重對結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化，根據(jù)具體需要采取有效設(shè)計方法。在結(jié)構(gòu)分析軟件的輔助下，結(jié)合人工方式進行對比研究，對方案的選擇，結(jié)構(gòu)類型，結(jié)構(gòu)布局進行合理選擇，明白各方案的技術(shù)性和經(jīng)濟性，實現(xiàn)對設(shè)計方案的優(yōu)化。這樣既能節(jié)約成本，還能確保方案的科學(xué)性與合理性。重視細部處理，對設(shè)計參數(shù)、材料、荷載取值有更為全面的了解，并以提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與可靠性為目的，促進設(shè)計水平不斷提高。
3．2提高框架結(jié)構(gòu)綜合性能
分析結(jié)構(gòu)的抗震性能，保證結(jié)構(gòu)剛度和足夠承載力，減小側(cè)向位移，提高結(jié)構(gòu)安全性與可靠性。合理利用各種不同類型的框架結(jié)構(gòu)，減輕結(jié)構(gòu)自重，抗側(cè)力性能好，有利于減小側(cè)移，提升結(jié)構(gòu)的綜合性能。
3．3結(jié)構(gòu)抗震等級設(shè)計
抗震等級也是設(shè)計中非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，要確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固與可靠，能有效承受地震作用，保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。根據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》的相關(guān)要求，按照工程所在地區(qū)的抗震設(shè)防烈度，設(shè)計基本地震加速度、場地類別、設(shè)計地震分組、結(jié)構(gòu)自振周期等確定建筑物地震作用，并結(jié)合結(jié)構(gòu)類型和房屋高度，確定結(jié)構(gòu)的抗震性能和抗震等級。當(dāng)工程為重點設(shè)防類別(乙類)，抗震設(shè)防烈度為6度～8度時，應(yīng)按提高1度的要求設(shè)防。當(dāng)為9度時，應(yīng)按比9度抗震設(shè)防更高的要求設(shè)計，并合理選擇地震力振型組合數(shù)。一般至少要取3n(n為層數(shù))，以確保地震效應(yīng)計算完全。進而增強結(jié)構(gòu)的抗震性能，更好抵抗地震所帶來的破壞，保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固可靠。
4結(jié)語
高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，對鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)應(yīng)該進行綜合全面考慮，根據(jù)不同結(jié)構(gòu)形式，把握每個設(shè)計要點。并采取優(yōu)化和改進策略，提高設(shè)計水平，保證設(shè)計方案的技術(shù)性與經(jīng)濟性。從而更好指導(dǎo)高層建筑工程施工建設(shè)，降低養(yǎng)護維修成本，保證工程建設(shè)質(zhì)量和綜合效益。
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