框架结构设计

【摘 要】钢筋混凝土框架结构作为一种常用的结构形式,具有传力明确、结构布置灵活、抗震性和整体性好的优点,目前已被广泛地应用于各类多层的工业与民用建筑中.本文从框架结构的概念及特点、建筑框架结构设计的技术原则与措施、框架结构设计中应注意一些问题三方面来介绍建筑框架结构设计.

【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.