建筑工程师职称范文浅谈建筑框架结构设计技术
摘要:随着建筑造型和建筑功能要求日趋多样化,无论是工业建筑还是民用建筑,建筑框架结构设计作为现行比较常用的实际模式.已经广泛应用在各类建筑中,研究存不同类型的结构设计技术措施,目的是帮助设讨一者在做框架结构设计时减少漏项、减少差错等,实现建筑框架结构设计效果的最优化。
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在我国,框架结构是主要的建筑结构形式,但其设计原理还是滞不前,进来我国地震频发,这也对于坐落在地震带上的建筑带来一定的挑战,建筑物框架的好坏决定了建筑物的耐用抗震程度。建筑物框架结构的缓慢发展不仅束缚了国家经济的快速发展,也影响着人民正常的生产生活。随着计算机技术的发展,现今的建筑框架设计大多利用辅助的计算机软件来分析和设计,这样就造成部分的设计人员太过于依赖计算机辅助软件,而忽略了提高自身的分析问题的能力,也导致在一些建筑的结构设计上出现不少不该出现的问题。
1、建筑框架结构计算简图不合理
以常见的3层学生宿舍楼的框架房屋为例,一般为三层钢筋混凝土框架结构,属于丙类建筑物,这样的框架结构的抗震等级在我国的《抗震规范》中要求在八度地震区为二级。建筑场地为第II类,楼高33m,基础埋深为4m,基础高度为0.8m,室内外高差0.45m。首层层高度为3.35m,在基础埋置的0.05m左右设有基础拉梁时,应将基础拉梁按层1输入。
但是只利用这些数据的计算简图是不合理的。实践证明,这样的框架构造的拉梁是不能平衡柱脚弯矩,按照我国的《混凝土结构设计规范》,建筑框架结构中底柱的高度应约等于基础顶面至首层楼顶的高度。这样的结构就最好按照四层架构来分析计算,基础拉梁层按层1输入。
这样,首层高为H1-4-0.8-0.05=3.15m,第二层高为3.35m,第三、四层高为3.3m,底层的柱脚弯矩再乘以1.25。对这样的建筑框架简图,在计算机辅助程序信息输入时,输入地下室层数为一,再重复计算一次,按两次计算的结果再得出建筑框架结构底层柱的配置。
2、框架柱配筋的调整
《抗震设计规范》(GB50011-2001)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”,在建筑框架结构设计中应重点参照这个新增加的要求。
计算机辅助结果虽然为构造配筋,但是在真正构建均不会按此计算配筋,如果在地震作用下,角柱受到双向弯矩作用,而且受到的扭转力最大。横梁在实际应用中处于双向偏心的受压状态,其受地震危害重明显大于内柱,这种情况对于一些质量分布不均的建筑框架结构表现的更加明显。因此在实际应用中必须挑最可能受伤的地方进行建筑框架计算,采用对称配筋的基本原则在纵、横方向上分析计算,比较同一侧面的配筋情况并取较大值。
3、框架斜截面配筋调整
根据《抗震规范》的规定,建筑框架实际上惯取梁、柱箍筋加密区最大间距为100mm,非加密区箍筋最大间距为200mm。计算机辅助软件输入信息中通常也以此为依据,分析并计算出加密区和非加密区箍筋面积。但是在实际情况中,采用200mm在非加密区箍筋间距会导致配箍不足,因此建议计算机辅助软件将此数据改为取梁的非加密区间距200mm。
根据《建筑抗震设计规范》(GBS0011-2001)规定:“当框架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2mm”。纵向钢筋超筋时,梁的箍筋直径应比最小构造直径大2mm,对结构抗震十分有利。但是在目前的建筑框架结构设计中,却被设计人员所忽略,从而导致梁端延展性不足。
在满足梁端斜截面“强剪弱弯”和截面尺寸、配筋率的条件下,设计人员要同时进行梁的裂缝宽度的验算,并对梁端配筋进行合理的调整。在具体方案设计时,有如下调整措施(1)加大梁的跨中受力钢筋 (2)增唱梁端箍筋的直径大小(3)在构建的支座处尽可能的不设弯起钢筋,而是设置箍筋。
《混凝土结构设计规范))(GB50010-2002)中规定:“框架端节点处,当框架梁上都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0.4ImE”。当框架柱的截面面积不足400*400mm时,要格外注意调整好梁上部纵筋的直径大小,否则框架梁上部纵筋端部水平锚固长度会不够。
4、框架裂缝宽度的调整
在设计过程中,框架梁裂缝宽度的分析和计算常常不被重视。框架的裂缝宽度主要受以下两方面的影响:(1)混凝土的强度,(2)钢筋的强度级别和直径大小。对于一般的混凝土建筑减小梁的裂缝宽度而言,混凝土的级别高低影响不大,在实际情况下,都会采用加大梁的配筋率或截面面积的方法。在计算机辅助软件输入建筑结构建模的数据中,设计人员需要注意将恒、活载数值分开输入,不要为了方便讲两种数值合并输入,可能会导致梁、柱内力和裂缝宽度计算错误,最终就是会使机构设计图不能被实际采用。
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