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建筑结构设计中框架结构设计的应用
摘要:如今,我国经济在飞速发展,我国建筑行业进入到了快速发展的阶段。随着人们生活质量的提升,人们对于建筑功能和建筑造型的使用需求变得越来越大,使得人们对建筑结构设计也产生了较高的要求。而建筑的框架结构作为建筑物里面的一个基本结构,能够为人们提供更大的建筑空间。为此,为了合理使用建筑空间,设计师在进行建筑物设计的时候,通常会选择框架结构设计来实现建筑物空间的合理布局。但是在实际设计过程中,还存在着一些问题,导致建筑物的质量受到了严重的影响。所以,本文将对框架结构的相关技术应用进行研究和分析,以此来保证建筑物的质量。
关键词:建筑结构设计;框架结构设计;应用 中图分类号:TU 文献标识码:A 文章编号:(2020)-06-265
引言
现如今,框架结构以其独特的优势正广泛用于建筑结构,而框架结构设计好坏直接影响建筑结构整体质量,需要引起相关人员的高度重视,关注框架结构设计的每个环节,保证分析计算的准确性与可行性。现在,在建筑结构中通常都会使用框架结构,因为框架结构有着很多的优点,只有设计好框架结构才能使整个建筑结构的质量更好,相关的工作者一定要重视起框架结构的设计工作,要确保每一个环节都要认真地进行设计工作,不忽视任何小的细节,保障设计工作的安全可行性。
1现代建筑中框架结构特点
随着建筑行业的快速发展,框架结构建筑数量逐渐增多,人们对框架结构建筑工程的关注度也在不断提升。通过对框架结构进行合理应用,可以让建筑工程空间得以节省,同时对室内设计具有积极影响。现代建筑中框架结构特点可以归纳为以下几个方面。(1)现代建筑框架结构施工中原材料使用相对较少,可以让施工成本得到有效降低,并可以让建筑空间得到灵活划分。(2)可以让建筑平面布置的灵活性、协调性得到保证,在一些空间相对较大建筑工程中,框架结构设计优势较为明显。(3)梁柱结构标准化程度容易实现,可以在建筑工程质量得到保证的同时,缩短施工工期,进而保证施工进度计划全面落实。(4)现浇混凝土框架结构建筑工程具有较高的整体性、刚性,利用科学设计方法可以多样化改造梁柱截面形状,让人们对结构设计多样化需求得到满足。
2建筑框架结构设计原则
2.1刚柔适度
在建筑框架结构设计中,需要做到刚柔适度。如果柔度过大,结构容易发生较大变形,出现整体倾覆危险。如果刚度过大,将造成结构整体柔韧度不足,在遭受外力破坏时容易发生严重损坏。在结构体系建设中,应做到弹性适中,在所有构件达到一定强度的同时,能够保持结构相互协调,促使建筑延性得到增强。所谓的延性,就是结构在承载较大环境中发生的最大限度变形。在对建筑刚柔进行判别时,可以根据结构刚重比、剪重比等指标进行判断。如利用剪重比进行判断,在地震剪力偏小且层间位移角偏大的情况下,说明结构偏柔,应对墙柱截面进行适当增加,促使结构刚度得到增强。保持刚柔相济,才能最大限度避免结构在地震作用下发生损坏。
2.2抓重点分主次原则
不同的框架结构构件的作用各不相同,设计人员在具体设计的时候应该遵循抓重点分主次原则,保证整体结构的统一性和协调性。当受到外力作用侵袭的时候,保证建筑结构每个构件都能各司其职,共同抵抗外力的破坏。
2.3多道防线设计原则
建筑在完工投入使用之后,将会面临各种外力的侵袭、破坏,为了充分保障建筑的使用安全,在对框架结构的安全体系设计过程中,应注重加强抵抗外力的设计效果。
3框架结构设计在建筑结构设计中的应用
3.1框架结构基础设计
设计工作者在对建筑框架结构基础部分进行设计的过程中,要通过使用柱下条基的方法来考虑对节点地方的基础底部面积,要能够保障地基的宽度和扩展基础的宽度相一致,当出现不利于施工的问题时,可以适度地加宽一下基础面积,在埋基础桩的时候要保障深度不低于三米。当需要建设地下室的时候,就要考虑其地基的承载能力,然后处理好地下室防漏水的措施,防止出现室外板外伸的情况。相关的工作者也应该要设计好建筑框架结构后浇带的长度,每一个后浇带的距离间隔为40㎝,这样能够保障建筑框架结构基础更加稳固安全。
3.2合理设计中板
在框架结构中,中板设计将给结构设计质量、安全带来较大影响。因为在各种构件中,中板承载能力较低,还要加强结构尺寸、跨度等参数控制,促使结构设计得到优化。一旦中板结构出现隔离不合理问题,就容易因结构间冲突发生裂缝、变形等事故,给结构安全带来较大威胁。结合结构设计问题,还要加强结构抗弯强度、抗剪强度等各方面的分析。在对结构抗弯强度展开分析时,需要对结构截面两轴弯矩进行确认。在此基础上,可以合理进行截面模量、属性系数等参数设置,完成结构抗弯强度分析。对抗剪强度进行分析,需要沿着腹板位置对梁板厚度、中和轴距等参数进行确认,完成结构抗剪强度分析。根据局部集中荷载,对钢筋分布长度等参数进行计算,能够对结构局部称压力进行确认。在结构件存在翼缘板的情况下,需要根据外伸宽度、厚度等参数进行宽厚比计算,加强结构屈服强度分析。如果需要加筋配置,需要对局部结构稳定性展开分析,实现结构优化设计。根据结构动力系数、荷载分项等参数,能够完成结构刚度分析。在综合分析的基础上,可以提出科学的中板结构设计方案,促使结构稳固性得到提高。
3.3薄弱层设计方面
薄弱层是地震灾害情况下最容易受到破坏的,想要避免或者是降低损坏程度,设计人员就需要注意,尽量避免在两个相邻楼层之间出现刚度突变情况,通过这种方式提升薄弱层的抗侧移刚度。在具体操作过程中,通常情况下都是通过适当扩大柱截面和梁截面来实现的,所以在实际施工过程中想要很好地解决这一问题并不是非常简单的一件事,相关工作人员必须要严格按照相关规定和标准对结构参数做出准确计算,并综合考虑多方面影响因素,确保设计的科学性和合理性。
3.4优化多道防线设计
从应力控制、应力优化的角度来分析,优化多道放线设计对于结构安全性的提升以及后期施工中的安全性提升,发挥了重要的作用。其中在具体的设计作业实施中,对于多道防线设计作业的实施,设计人员可通过优化配置梁、板、柱结构,如连续梁的设计、柱体构件优化分布设计方面,提升框架结构设计质量,以此确保框架结构设计的安全性。同时,通过内力应力的优化分布设计,达到提升结构应力均衡性,增强工程结构设计质量的目的。
结语
在建设工程中,由于框架结构设计具备难度大、设计复杂等特点,所以,设计人员需要做好框架结构和建筑工程结构的设计,严格控制钢筋梁、柱的施工质量,并做好混凝土配比的把控,避免出现混凝土裂缝等现象,导致建筑物的整体质量受到影响。所以,设计人员需要不断提升自己的专业知识技术,端正工作态度,才能够发挥出框架结构设计的最大价值。
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