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多層建筑的結構設計

前言:想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎?我們特意為您整理了5篇多層建筑的結構設計范文,相信會為您的寫作帶來幫助,發現更多的寫作思路和靈感。

多層建筑的結構設計范文第1篇

關鍵詞:多層建筑;框架結構;設計;問題

Abstract: In this paper, the column part of the multi-story building designed in the frame structure, part of the beam,Slab part of the design should pay attention to issues and has a strong theoretical and practical, for some reference.

Keywords: multi-storey building; frame structure; design;problem

中圖分類號:S611文獻標識碼:A 文章編號:

隨著經濟的發展、人們生活水平的提高、建筑要求的提升和建筑造型和建筑功能要求日趨多樣化,無論是工業建筑還是民用建筑,在結構設計中遇到的各種難題也日益增多。筆者通過多年的工作實踐總結,并對框架結構設計中的幾個問題進行分析,提出框架結構設計建筑結構設計中應注意的事項和解決問題的方案。

1 建筑框架結構的柱部分設計

( 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) 柱斷面不宜小于 450 × 450,混凝土不宜小于 C25,否則梁縱筋錨入柱內的水平段不容易滿足 0. 45La 的要求,不滿足時應加橫筋; 否則在梁柱節點處鋼筋太密,混凝土澆筑困難。異型柱結構,梁縱筋一排根數不宜過多,柱端部縱筋不宜過密,否則節點混凝土澆筑困難。當有部分矩形柱部分異型柱時,應注意異型柱的剛度要和矩形柱相接近,不要相差太大。

( 5) 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。

( 6) 盡量避免短柱,短柱箍筋應全高加密,短柱縱筋不宜過大。

( 7) 考慮到豎向地震作用,柱子的軸壓比及配筋宜留有余地。

( 8) 獨立柱上或柱的中部( 半層處) 有挑梁時,挑梁長度應有限制。

2 建筑框架結構的梁部分設計

( 1) 梁上有次梁處( 包括挑梁端部) 應附加箍筋和吊筋,宜優先采用附加箍筋。附加筋一般要有,但不應絕對。規范說的清楚,位于梁下部或梁截面高度范圍內的集中荷載,應全部由附加橫向鋼筋承擔。也就是說,位于梁上的集中力如梁上柱、梁上后做的梁如水箱下的墊粱不必加附加筋。位于梁下部的集中力應加附加筋。但梁截面高度范圍內的集中荷載可根據具體情況而定。當主次梁截面相差不大,次梁荷載較大時,應加附加筋。當主梁高度很高,次粱截面很小、荷載很小時,如快接近板上附加暗粱,主梁可不加附加筋。還有當主次梁截面均很大,如工藝要求形成的主次深梁,而荷載相對不大,主粱也可不加附加筋。

( 2) 當外部梁跨度相差不大時,梁高宜等高,尤其是外部的框架梁。當梁底距外窗頂尺寸較小時,宜加大梁高做至窗頂。外部框架粱盡量做成外皮與柱外皮平齊。梁也可偏出柱邊一較小尺寸。梁與柱的偏心可大于 1/4 柱寬,并宜小于 1/3柱寬。

( 3) 梁上有次梁時,應避免次粱搭接在主梁的支座附近,否則應考慮由次梁引起的主梁抗扭,或增加構造抗扭縱筋和箍筋。當采用現澆板時,抗扭問題并不嚴重。

( 4) 原則上梁縱筋宜小直徑小間距,有利于抗裂,但應注意鋼筋間距要滿足要求,并與梁的斷面相應。箍筋按規定在梁端頭加密。布筋時應將縱筋等距,箍筋肢距可不等。小斷面的連續梁或框架梁,上、下縱筋均應采用同直徑的,盡量不在支座搭接。

( 5) 端部與框架梁相交或彈性支承在墻體上的次梁,梁端支座可按簡支考慮,但梁端箍筋應加密。

( 6) 上反梁的板吊在梁底下,板荷載宜由箍筋承受,或適當增大箍筋。梁支承偏心布置的墻時宜做下挑沿。

( 7) 挑梁宜作成等截面( 大挑梁外露者除外) 。與挑板不同,挑梁的自重占總荷載的比例很小,作成變截面不能有效減輕自重。變截面挑梁的箍筋,每個都不一樣,難以施工。變截面梁的撓度也大于等截面梁。挑梁端部有次梁時,注意要附加箍筋或吊筋。一般挑梁根部不必附加斜筋,除非受剪承載力不足。對于大挑梁,梁的下部宜配置受壓鋼筋以減小撓度。挑梁配筋應留有余地。

( 8) 梁上開洞時,不但要計算洞口加筋,更應驗算粱洞口下偏拉部分的裂縫寬度。梁從構造上能保證不發生沖切破壞和斜截面受彎破壞。

( 9) 挑梁出挑長度小于梁高時,應按牛腿計算或按深梁構造配筋。

( 10) 扁梁寬度不必過大,只要鋼筋能正常擺下及受剪滿足即可。因為在撓度計算時,梁寬對剛度影響不大,加寬一倍,撓度減小20%左右。相對來講,增大鋼筋更經濟,鋼筋加大一倍,撓度減小60%左右,同時梁的上筋應大部分通長布置,以減小混凝土徐變對撓度的增大,如果上筋不小于下筋,撓度減小20%。

( 11) 當一寬框架梁托兩排間距較小的柱時,可加一剛性挑梁,兩個柱支承在剛性挑梁的端頭。

( 12) 梁寬大于 350 時,應采用四肢箍。

3 建筑框架結構的現澆板部分設計

( 1) 板的鋼筋宜采用大直徑大間距,但間距不大于 200,間距盡量用 200。( 一般跨度小于 6. 6 米的板的裂縫均可滿足要求) 。板上下鋼筋間距宜相等,直徑可不同,但鋼筋直徑類型也不宜過多。

( 2) 相連幾個房間的同型號同間距板底鋼筋宜連通。

( 3) 配筋計算時,可考慮塑性內力重分布,將板上筋乘以0. 8 ~ 0. 9 的折減系數,將板下筋乘以 1. 1 ~ 1. 2 的放大系數。( 4) 支承在外圈框架梁上的板負筋不宜過大,否則將對梁產生過大的附加扭距。一般: 板厚 >150 時采用 10 ×200; 否則用 8 ×200。

( 5) 當厚板與薄板相接時,薄板支座按固定端考慮是適當的,但厚板就不合適,宜減小厚板支座配筋,增大跨中配筋。

( 6) 非矩形板宜減小支座配筋,增大跨中配筋。

( 7) 室內輕隔墻下一般不應加粗鋼筋,一是輕隔墻有可能移位,二是板整體受力,應整體提高板的配筋。只有垂直單向板長邊的不可能移位的隔墻,如廁所與其他房間的隔墻下才可以加粗鋼筋。

4 建筑框架結構設計中應注意的問題

( 1) 在設計框架結構和裙房時,高低跨之間不要采用主樓設牛腿、低層屋面或樓梯梁擱在牛腿上的做法,也不要用牛腿托梁的方式作為防震縫。因為在地震時各單元之間,尤其是高低層之間的震動情況不同,連接處很容易壓碎、拉斷。因此,凡要設縫,就要分得徹底,凡不設縫,就要連接牢固,絕不能似分非分,似連非連,否則很容易在地震中破壞。

( 2) 由于建筑的需要,有時需要框架梁外挑,且梁下設置鋼筋混凝土柱。在柱的內力和配筋計算中,有些設計人員對其受力概念不清,誤認為此柱為構造柱,并且其配筋為構造配筋,懸臂梁也未按計算配筋,這樣有可能導致水平荷載作用下承載力不足,為事故的發生埋下隱患。實際上,在結構的整體計算中,此柱為偏心受壓構件,柱與梁端交接處類似于框架梁、柱節點,應考慮懸臂梁梁端的協調變形。所以對于此柱應作為豎向構件參與結構的整體分析,并且柱與梁端交接處應按框架梁、柱的節點處理。

5 結束語

隨著建筑造型和建筑功能要求日趨多樣化,無論是工業建筑還是民用建筑,建筑框架結構設計作為現行比較常用的實際模式,已經廣泛應用在各類建筑中,在結構設計中遇到的各種難題也日益增多,因而作為一個結構設計者需要在遵循各種規范下大膽靈活的解決一些結構方案上的難點、重點,才能從根本上消除設計質量的隱患。

參考文獻

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[2]景小川,胡耀輝. 淺談多層框架混凝土結構設計應注意的幾個問題[J]. 內蒙古石油化工. 2011( 05) .

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[4]姚中玲. 高層建筑框架結構設計中應注意的技術問題分析[J]. 黑龍江科技信息. 2011( 06) .

[5]葉海峰. 小高層住宅鋼筋混凝土框架結構設計[J]. 河南科技. 2011( 04) .

多層建筑的結構設計范文第2篇

【關鍵詞】多層框架;建筑結構;設計要點

引言

隨著我國城市化進程的加快,現代多層建筑的規模也在不斷的擴大,作為城市建筑過程中的最主要的建筑形式,多層建筑的使用優勢還是十分明顯的,要想對其結構的有效規劃就必須要實現對其框架結構的合理設計,下面就多層框架建筑結構設計要點進行分析。

一、多層框架建筑結構的地基基礎設計

①在進行多層框架建筑結構地基基礎設計時,首先要對工程地質報告進行認真的分析,根據工程的實際情況,在滿足地基變形及承載力的要求下,盡量利用天然地基上的淺基礎;②在確定地基持力層時,要對地基基礎及上部結構進行全面分析,并對土層物理力學性質、建筑結構類型、建筑體型、荷載大小、地下水等各種因素進行全面分析,確保設計的地基基礎滿足施工需求;③一般情況下,多層框架建筑結構會采用獨立基礎或者條形基礎,在進行基礎設計時,首先要根據地基承載力及變形,將基礎底面尺寸計算出來,然后再將基礎截面計算出來;③在計算基礎底面尺寸時,要對覆土重力、地面以下基礎等進行分析;④在進行多層框架建筑結構地基基礎設計時,還要根據工程地質報告選用合理的方法對地基進行處理,從而確保地基滿足施工需求。

二、多層框架建筑結構配筋設計

1、框架柱配筋的調整

一般情況下,框架柱的配筋率比較低,在地震作用下,框架柱會受到大的扭轉剪力,同時還會受到雙向彎矩的作用,由于框架柱的橫梁約束比較小,在雙向偏心受壓狀態下工作時,地震作用力會對內柱產生大的損害,因此在進行框架建筑結構配筋計算時,要選擇最不利的方向進行。在配筋計算過程中,為確保框架柱的強度符合相關要求,設計人員要注意:由于在地震作用下,邊柱、角柱、抗震墻等會出現偏心受拉的現象,因此,對于這些部分要保證縱筋總截面面積比計算值大25%;為提高箍筋對混凝土的約束,可以將框架柱箍筋形式設計成井字形或者菱形;當多層框架建筑結構的地基處于軟弱土層時,可以適當的增大框架柱的配筋。

2、框架外挑梁配筋

在多層框架建筑結構設計中,受建筑使用功能、占地面積等因素的影響,經常會在框架的梁端設計挑梁。由于外挑梁實際荷載和框架梁的荷載有一定的差異,使得外挑梁和框架梁斷面尺寸也有所不同,所以在設計過程中,不允許將框架梁的部分主筋延伸到外挑梁上,這會對建筑工程的施工質量造成很大的影響。因此,在進行框架外挑梁配筋計算時,設計人員要認真分析框架外挑梁的受力情況,根據實際情況,合理的配置配筋,從而多層框架建筑結構的承載力提供保障。

3、框架邊柱柱頂配筋

在多層框架建筑結構設計中,水平荷載是設計控制的關鍵因素,由于框架頂層的風力荷載比較大,建筑結構荷載傳遞到邊柱的作用力要遠遠大于傳遞到樓層邊柱的作用力,因此,柱頂有明顯的偏心問題!根據框架結構的要求,橫梁上部的鋼筋需要全部進入柱中,并且延伸到橫梁的下邊,而柱中的鋼筋,有一部分需要延伸到柱頂,并一部分需要延伸到橫梁中,設計人員在進行設計時很容易將邊柱柱角的鋼筋延伸到梁內,這就會對多層框架建筑結構的水平荷載造成一定的影響!因此,在實際設計過程中,設計人員要特別注意這類問題,從而為多層框架建筑結構的設計質量提供保障。

三、多層框架建筑結構抗震設計

為滿足建筑結構的抗震要求,在進行多層框架建筑結構設計時,設計人員要保證梁的剛度取值準確、客觀,如果取值無法確定時,要盡量取比較大的值,避免梁的剛度過小,在垂直荷載下,梁端負彎矩計算結果比實際值大,從而增大了梁端負彎矩配筋量,使得抗彎安全儲備偏高,在地震作用下,就會引起一些不安全因素!對于梁端負筋,在設計過程中,設計人員要盡量取小的負筋計算值,這樣才能為梁端塑性鉸的及時出現提供保障。在進行設計時,設計人員要保證梁端負筋配置量低于需求量,或者正好等于需求量,并適當的放寬跨中配筋,對于多層框架建筑結構,為方便施工,設計人員可以將配筋相差在5%以內的梁設置成一種配筋,同時在進行施工時要特別注意,如果施工需要改變材料,要注重對梁鉸負筋進行密切的關注,避免因材料的改變,從而引起配置量的改變。

四、多層框架建筑結構設計的問題及處理措施

1、基礎聯系梁的設計

對于基礎埋設比較深的建筑,可以采用基礎聯系梁,從而有效地減少底層柱的計算長度,聯系梁以下的柱,可以利用短柱對其進行加強處理!對于有抗震設計要求的建筑,在基礎部分,可以沿著兩個主軸的方向,設計基礎聯系梁,同時要保證基礎聯系梁的配筋滿足梁受力要求。一般情況下,基礎聯系梁的標高要和基礎頂端標高保持一致,如果建筑結構為獨立擴展基礎時,在施工過程中施工人員要利用混凝土將基礎聯系梁和獨立基礎之間的縫隙密封好,然后才能對基礎聯系梁進行澆筑。在設計過程中,如果設計人員采用基礎聯系梁對柱底彎矩進行平衡,則設計人員需要按照框架梁設計基礎聯系梁的截面尺寸和配筋,同時還要保證基礎聯系梁的縱筋在框架柱中的錨固、加密都和上部框架梁一樣。

2、結構薄弱層設計

結構薄弱層是指在強震下,建筑結構最容易發生塑性位移的部位,在進行多層框架建筑結構設計時,設計人員必須保證這些結構薄弱層的承載力,滿足抗震需求。由于結構薄弱層對建筑結構的綜合性能有很大的影響,因此,設計人員在設計多層框架建筑結構時,要盡量避免結構薄弱層的出現,例如采用加大薄弱層梁截面和柱截面,從而增強結構的抗震側移剛度。如果無法避免結構薄弱層的出現,設計人員要盡量減少基礎的埋深或者降低結構薄弱層的層高,同時要制定合理的加強措施,對結構薄弱層進行加強,從為多層框架建筑結構的穩定性提供保障。

3、框架結構梁的設計

在進行多層框架建筑結構設計時,處于梁截面高度范圍或者梁下部范圍的集中荷載,全部是由橫向鋼筋承受的,因此,在設計過程中需要對附加箍筋及吊筋進行認真的考慮,在主梁和次梁的搭接處,設計人員要在結構設計總說明處,畫出一個節點,并在次梁兩側增加3個主梁箍筋,從而進行補充。當框架梁和次梁相交后,可以按照簡支梁的方式對梁端支座進行處理,對于梁端箍筋,必須對其進行加密處理。

4、框架結構柱的設計

在進行框架結構柱設計時,如果地上部分設計是圓柱,那么就要盡量將地下部分設計成矩形,這樣在施工過程中,能有效地減少施工工序。對于地上部分的圓柱配筋需要保證其最少在8根以上,同時為有效地增加結構的整體性和結構柱的承載力,要盡量采用螺旋式箍筋!對于地下部分的矩形柱,要盡量采用井字復合箍的方式進行箍筋,如果建筑結構對抗震有要求,就要嚴格的按照抗震設計規范對其進行加密處理,從而確保框架結構柱的抗震性能滿足相關規定。一般情況下,框架結構柱的截面需要滿足以下要求:對于非抗震要求,框架結構柱的截面邊長不能小于250mm;對于四級抗震要求的建筑結構,框架結構柱的截面邊長不能小于300mm;對于一、二、三級抗震要求的建筑結構,框架結構柱的截面邊長不能小于400mm。

五、總結

多層框架建筑結構的設計比較復雜,涉及到各種力學知識,同時對設計人員的設計經驗有很高的要求,因此,在進行多層框架建筑結構設計時,設計人員要對各種影響因素進行全面分析,從而高質量的完成設計任務。

多層建筑的結構設計范文第3篇

【關鍵詞】多層建筑;框架結構;設計要點;分析

引言

現代建筑逐漸朝著多元化方向發展,框架結構因為具有靈活的空間分隔性和自重輕的特點,已經成為我國建筑普遍采用的結構形式之一。多層框架結構設計由于比較普遍,所以也是一種較為基礎且較為重要的設計課題。目前的框架建筑結構設計大多采用電腦輔助設計,所以,很多設計過程中存在的問題容易被忽視,進而導致一些安全隱患的發生。對于框架結構在設計過程中的要點問題,設計者應該認真做好分析和計算工作,盡量避免因為過分依賴計算機,而導致各種設計失誤。

1 多層框架結構建筑的設計問題及處理

1.1 基礎聯系梁的設計問題

當建筑的基礎埋置比較深時,可以用基礎聯系梁來減少底層柱的計算長度。在±0.00 以下設置聯系梁,形成有效的框架,聯系梁下的柱可按照短柱進行加強處理。有抗震設防要求時,基礎間宜沿著兩個主軸的方向設計基礎聯系梁;如果基礎聯系梁上作用有填充墻或者樓梯柱等荷載傳來時,應該與所連柱的最大軸力設計值的10%疊加計算,基礎聯系梁的配筋應該滿足梁的受力要求。基礎聯系梁的項標高宜與基礎的頂端標高一致。當基礎形式為獨立擴展基礎,施工時應先將基礎聯系梁下與獨立基礎之間的空隙部分進行混凝土澆筑,澆筑到與基礎頂面平齊,然后再澆筑基礎聯系梁。這樣可以有效減少基礎聯系梁的計算跨度。當基礎形式為樁基礎時,單樁承臺應在兩個互相垂直的方向上設置系梁;兩樁承臺應在其短向設置系梁。如果采用基礎系聯梁來平衡柱底的彎矩,那么基礎聯系梁的截面尺寸和配筋應該按照框架梁來設計。此時的梁正彎矩鋼筋應該全部的拉通,而負彎矩鋼筋也應該在1/2 跨以上拉通,同時基礎聯系梁的縱筋在框架柱內的錨固、箍筋的加密以及其他抗震結構物都應該與上部的框架梁保持一致。

1.2 結構薄弱層的設計問題

結構薄弱層是指在強震下,結構首先容易產生較大彈塑性位移的部分,這些結構薄弱部位的承載力在設計時是滿足抗震承載力要求的,但是當地震的震級在7 級以及7 級以上時,容易出現薄弱現象。通常情況下薄弱層對結構的抗震影響極大,設計應該盡量避免薄弱層的出現。而避免薄弱層通常采取的方法是加大該層的抗震側移剛度,也就是采取加大此類薄弱層的柱截面和梁截面的措施;如果可以,應該改變薄弱層的層高或者減少基礎的埋置深度。如果薄弱層無法避免,應該在結構計算和出圖時,保證按照規范要求采取相應構造加強措施,除了對薄弱層的地震剪力乘以1~1.5 倍的放大系數以外,還需要對結構的樓層屈服強度系數進行驗算。樓層屈服強度系數應該按照構件的實際配筋和材料強度標準值進行計算。具體可根據樓層受剪力和地震作用標準來計算樓層彈性地震剪力的比值,如果地震烈度在7 度到9 度之間的地區結構樓層屈服強度系數小于0.5 時,則需要對結構進行彈性變形驗算,使其符合建筑抗震設計規范。如果不符合以上要求,就必須重新調整結構布置。

1.3 框架結構梁的設計問題

在對框架結構建筑進行設計時,位于梁下部或梁截面高度范圍內的集中荷載,應由附加橫向鋼筋承擔,則需要考慮設置附加箍筋和吊筋,為方便施工可優先考慮采用附加箍筋,如主次梁搭接時,可以在結構設計總說明處,畫上一節點,在有次梁部位的兩側各加上3 根主梁箍筋來作為補充。框架梁與次梁的端部出現相交的現象,或者彈性支承在墻體上,對于梁端支座可以按照簡支梁的方式來處理,但是必須對梁的端箍筋進行加密。在設計抗扭梁時,縱筋的間距應該小于300 mm,并保證小于梁的寬度。通常在設計的時候可采用加大腰筋直徑加密腰筋間距的方法來增加梁的抗扭力,同時對于縱筋和腰筋錨入支座內的長度應該符合要求。對于箍筋也應該符合抗震設防要求。在反梁板吊在梁底時,板的荷載主要由箍筋來承擔,可適當加密箍筋的間距,加大箍筋直徑。對于框架梁截面的高度設計,應該在梁跨度的1/10 至1/15 之間選擇,對于寬扁梁的寬度,則最大可以設計到柱寬的兩倍。

1.4 框架結構柱的設計問題

如果框架結構柱在地上的部分為圓柱時,在地下的部分就盡量做成矩形柱,這樣可以盡量減少施工的工序。圓柱的縱筋根數應該保證在8 根以上,而圓柱的箍筋宜優先采用螺旋式,這樣可以有效增加結構的整體性和柱子的剛度及承載力,施工圖紙中需要注明柱子端部有一圈半的水平段;矩形柱宜優先選用井字復合箍的箍筋形式,有抗震設防要求的需按照建筑抗震設計規范進行加密設計。角柱和樓梯間的框架柱、梯柱應在全柱高范圍內進行加密。通常框架結構柱的截面,非抗震時不宜小于邊長250 mm,四級抗震邊長不宜小于300mm,一、二、三級抗震時邊長不宜小于400mm;框架柱混凝土的標號則應該在C25 以上,且梁縱筋錨入柱內的水平段長度、彎折長度應該符合規范要求。

2 多層建筑框架結構的設計要點

2.1 盡量避免短柱的出現

在對框架結構進行設計時,應該盡量避免出現短柱現象。因為短柱的抗震性能通常較差。但是在框架結構設計過程中,由于樓梯間休息平臺梁或者樓層的高矮等原因,有些短柱的出現很難避免。所以,如果存在短柱,就應該按照建筑抗震設計規范進行處理,盡量提高短柱的抗震性能。另外,如果在同一樓層中,均為短柱,且各柱之間的剛度比較均勻、相差不大,則認為其結構是可以得到保證。

2.2 中心線應該符合規定

框架梁與柱的中心線應該符合相關規定,也就是框架梁、柱中心應該盡量重合,如果中心線存在偏移現象時,需要全面考慮偏心對梁柱節點核心區受力和構造可能產生的影響,同時也應該考慮到梁上荷載對柱子的偏心影響。如果偏心距大于該方向上柱寬度的1/4 時,可以考慮采用增加梁水平方向加腋等措施。而當梁、柱偏心大于該方向柱寬的1/4 時,可采用梁水平腋的措施。加腋后的梁在驗算梁的剪壓比和受彎承載力時,通常不會計算加腋部分截面的有利影響。

2.3 避免砌體墻的出現

在多層框架結構建筑的設計當中,通常不可以采用部分砌體墻承重的混合形式。通過對大量的震害分析來看,框架結構在地震作用下的反應,要比僅按純框架抗側力剛度時要大很多,尤其是有砌體墻存在的時候,在地震的作用下,砌體結構會最先受到破壞。這種情況下框架結構對于內力和配筋并沒有按照實際剛度來確定,這就會使得結構的構件在地震作用下很容易受到地震波的破壞,因此,這種建筑設計會存在一定的危險因素。通過對大量震害建筑的分析來看,框架結構中的承重砌體均會出現較為嚴重的開裂和破壞問題,一些出層頂的樓、電梯間會因為砌體承重墻的原因出現破壞現象。所以,在多層框架結構建筑的設計中,應該避免砌體承重墻的出現。

3 結語

現代建筑造型和建筑功能要求的多樣化發展,使得現代建筑設計中的難題也逐漸增多,對設計者的挑戰也隨之增加。而作為一名建筑設計者,應該在嚴格遵循各種相關規范的前提下,采用靈活、大膽的方式和方法來解決一些結構上的設計難點問題,并在實際工作中不斷地進行充實和完善。

參考文獻:

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多層建筑的結構設計范文第4篇

【關鍵詞】鋼砼框架結構;多層建筑設計;應用研究

鋼砼框架結構可以充分發揮鋼材以及混凝土的優點以及材料特性,鋼管混凝土作為鋼砼框架結構的重要組成部分,其實質上就是在鋼管的內部填充素混凝土制作而成的建筑物的構件;而鋼骨砼梁則是在鋼梁的周圍配置必要的鋼筋,在澆注砼之后把鋼骨和砼連接為一體,鋼骨可以使構件的延展性得到較大的改善,這主要是因為其承載力較高、抗震性能較好以及變形能力較強,并且用混凝土來包裹鋼骨可以使防火與防腐問題得到較好的解決。

一、鋼砼框架結構的主要優點

(一)鋼砼框架結構的抗震性能較好

鋼砼框架結構相對全鋼結構來講,鋼砼框架結構柱子的自重比較小,在受到地震作用時其帶來的各種地震反應也會大大減小。根據相關資料記載分析,在多層建筑中運用鋼砼框架結構比運用全鋼型框架結構柱子的自重能夠減少三分之一至二分之一,同樣其受到的地震作用也可以降低一半,即設防的烈度可以降低一度。

(二)鋼砼框架結構的抗壓承載力比較高

鋼砼框架結構主要是指鋼框架砼核心的筒或者剪力墻結構體系,其中抗側移剛度比較大的混凝土核心的筒或者剪力墻結構主要發揮著抗震以及抗風荷載的作用,鋼框架的主要作用則是承受豎向的荷載。因為鋼砼框架結構的鋼砼柱的載面比較小,柱子自身的承載力也比較高,同時還可以采用大空間以及大柱網的鋼砼框架架構。因此,在多層建筑中運用鋼砼框架結構比運用傳統的鋼筋混凝土的結構,建筑物的使用面積可以增加3%至6%,使建筑物的使用空間得到了有效的拓展。

(三)鋼砼框架結構可以節約鋼材的使用量

鋼砼框架結構充分融合了的鋼結構以及混凝土結構的所有優點,和全鋼框架結構比較起來,在多層建筑中利用鋼砼框架結構可以使鋼材的使用量降低40%至55%,并且施工的速度和鋼框架結構的施工速度大體一致,這樣就可以使現場焊接的工作量大大減少,并使防火處理的費用大大降低;而和混凝土框架結構比較起來,鋼砼框架結構的自重比較輕,可是使建筑物的使用面積大大增加,同時還可以使施工的工期有效縮短。由此可以看出,鋼砼框架結構比較符合我國多層建筑發展的需要。

二、鋼砼框架結構在多層建筑設計中的應用研究

(一)在多層建筑中鋼砼框架結構裂縫修補工作

1、鋼砼框架機構的裂縫實施必要的修補

對于鋼砼框架結構的裂縫通常會使用表面密封法進行修補,其縫隙的寬度通常不會超過0.2mm。在修補裂縫時首先要在裂縫位置用鋼絲刷對砼表面實施打毛處理,然后用清水進行清洗,再涂刷或者噴涂一層聚酯樹脂、涂敷材料以及丙烯酸橡膠,或者是在裂縫位置先鋪放一層玻璃絲布,然后再用修補材料進行涂刷。

2、鋼砼框架結構損傷位置的修補

通過涂抹化學灌漿或者砂漿的方法來修補鋼砼框架結構表面的損傷時可以先對受損表面進行清洗,再弄低粘度的環氧樹脂或者界面劑進行涂抹,在涂抹完成之后可以用聚合物的水泥砂漿或者環氧樹脂的砂漿來對鋼砼框架結構表面的各種損傷實施有效的修補。

(二)在多層建筑中鋼砼框架結構加固工作

1、增設支點進行加固

通過增設支點的方法可以使鋼砼框架結構計算的跨度大大減少,進而使鋼砼框架結構的承載能力大大提升,并且還可以使限制板、梁的撓曲變形有效減少。運用增設支點的方法進行加固的主要原因是這種方法簡便易行,可是這種方法會使使用的空間受到一定的限制。在運用增設支點的方法進行加固時必須要對增設支點之后鋼砼框架結構自身受力情況的變化進行核算,增設支點進行加固的方法通常適用于一般梁以及框架梁的加固。

2、采用粘鋼進行加固

在鋼砼框架結構的表面運用結構膠來粘貼鋼板,這樣就可以使鋼砼框架結構的承載力不斷提高,運用粘鋼實施加固的主要優點是在具體的施工中比較快捷、簡單。運用粘鋼實施加固的過程中,對正常的使用基本上不會帶來影響,這種加固的方法通常用在鋼砼梁的加固上。在實施加固時鋼砼框架結構中的鋼板必須要從需要加固的部位延伸出來。如果鋼板自身的錨固長度具有一定的限制,那么必須要通過型箍板或者錨拴實施加固與粘結。運用粘鋼實施加固時最重要的工作是對粘結處的粘結鋼板表面與砼表面進行清潔處理,并選配合適的粘結膠,在黏膠之后還要實施必要的加固以及加壓,只有在膠固化之后才能夠受力。

3、通過增大截面進行加固

通過增大截面進行加固的工作原理是增加配筋量與原結構的截面,以此來使構件自身的抗彎輕度、剛度以及抗剪強度得到有效提升,同時這種方法還可以用來修補鋼砼框架結構中的裂縫。通過增大截面的方法進行加固的主要優點是其使用面比較廣,可以用于連接節點、腹桿、屋架弦、基礎、墻、柱以及梁等的加固,其中新澆砼的標號應該要比原有構件的砼的標號提升一級,雖然利用增大截面的方法進行加固的施工工藝比較簡單,可是其作業量比較大,使建筑物的使用面積大大減少,并且在施工的過程中還必須要保證新老砼能夠進行粘結,在某些情況之下,還可以運用砼界面劑。

三、鋼砼框架結構在多層建筑設計中的主要體系

(一)剪力墻體系

這種體系是由的鋼筋框架與混凝土內筒構成,通常鋼框架和內筒之間的跨度為8至12m,其鋼梁為兩端鉸接,或者是一段和鋼框架柱通過剛接連接,而另一端和內筒通過鉸接連接。我國北京國貿中心的二期塔樓以及深圳市的發展中心大廈均是這種建筑結構體系。

(二)伸臂桁架結構體系

這種結構體系主要是在鋼框架混凝土內筒的基礎上增設伸臂桁架,其主要目的是使鋼砼框架結構具備的側向剛度有效提高,使內筒承擔與水平側移的傾覆力度不斷減少等,我國深圳市的地王商業大廈就運用了這種結構體系。

(三)巨型柱框架砼內筒結構體系

這種結構體系主要是通過設立巨型柱來使帶伸臂桁架鋼砼框架砼內筒結構所具備的側向剛度進一步提升,其中巨型柱通常是由鋼筋混凝土或者鋼管制作而成。我國上海市的金茂大廈、北京市的冠城園A樓與美國休斯頓的西南銀行大廈均是這種結構體系。

四、結語

近年來,我國的多層建筑得到了較快的發展,其設計思想的更新速度也在不斷加快,多層建筑的結構體系正在朝著多樣化發展,建筑物的豎向體型以及平面布置也日趨復雜,因此,多層建筑的設計以及結構分析也面臨著更大的挑戰。而鋼砼框架架構把鋼材的施工速度快、重量輕、強度高等優點與混凝土的抗側剛度大、抗壓強度高以及防火性能好等優點充分地結合起來,在施工的過程中具備較強的承載力,使模板的工作量大大減少。

參考文獻:

[1] 沈小璞,沈小平. 非對稱階梯狀復雜高層大開間剪力墻結構體系抗震性能的結構設計分析[J]. 安徽建筑工業學院學報. 2011(02)

[2] 梁顯祝. 剪力墻裂縫分析與修補工程實例研究[J]. 石家莊鐵路職業技術學院學報. 2011(04)

多層建筑的結構設計范文第5篇

關鍵詞:高層建筑;結構設計;設計措施

Abstract: With the rapid development of China's economy, China's development of high rise buildings are on a new level, there are appeared a lot of new chic, the facade fabric layers, large body of the high-rise building. In this paper, the structure design of high-rise building on problem analysis.

Key words: high-rise building; structure design; design measures

中圖分類號:TU318文獻標識碼: A 文章編號:2095-2104(2012)06-0020-02

一、高層建筑結構設計定義

高層建筑設計就是要做到結構功能與外部條件一致,充分展現先進的設計。發揮結構的功能并取得與經濟性的協調,更好地解決構造處理,用概念設計來判斷計算設計的合理性。

高層建筑的主體結構是由樓層結構、傳遞豎載結構、抗側力結構、基礎結構以及豎向交通結構等幾個主要部分構成的。建筑物在受力后,這些構成部分之間相互配合,協調受力,構成一定的傳力路線,將外力(豎向荷載或水平荷載)傳給地基。因此各個構成部分之間的受力是互相影響,互相干擾的。設計中要想使整個結 構做得比較完美,在技術上、用材上、造價上有其先進性,就需要從整體出發,多方面慎重推敲,挖掘局部潛力,為良好的綜合效果提供方便條件。二、高層建筑結構設計存在問題及措施

高層建筑結構主要存在的問題有結構的超高問題,短肢剪力墻的設置問題,嵌固端的設置問題和結構的規則性問題。針對這些問題具體的解決對策應從以下幾方面入手:

1.建筑地基設計。對高層建筑來說,在抗震設計中,房屋的高寬比是一個需慎重考慮的問題。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,也是地基基礎整個工程造價的決定性因素,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。在地基基礎設計中要注意地方性規范的重要性問題。由于我國占地面積較廣,地質條件相當復雜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。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。

2.高層建筑不規則性設計。當結構的位移比和周期比超規范規定時,說明結構的抗扭剛度相對結構的抗側剛度偏小,結構的扭轉效應較大。在結構抗側剛度較大,結構的層間位移滿足要求的情況下,可減小結構的抗側剛度,對樓層中部結構做減法,可取消、減短、減薄剪力墻,減小連梁高度等。當結構的抗側剛度較小,側移較大時,可對樓層周邊結構做加法,可增大周邊構件的剛度。對帶裙房高層建筑,帶裙房部分樓層的位移比和周期比往往超規范規定。由于裙房高度不高,裙房樓層的絕對側移值很小,因此可不按高層建筑的側移控制條件來要求裙房,即位移比可適當放寬。

3.高層建筑剪力墻結構設計。高層剪力墻結構是特定的將剪力墻和框架兩種結構相互組合,進而形成一種新的體系。那么高層建筑的豎向荷載是由剪力墻和框架共同進行承擔的,但是其水平的作用則主要就是由擁有較大的抗側剛度的剪力墻來進行承擔。這樣的結構設計不僅僅具有剪力墻較強的抗震能力和較大的剛度,同時還具有框架結構的使用方便和布置靈活的特點,因此能夠被廣泛的應用在高層的旅館建筑和辦公建筑當中。而高層建筑的水平力也主要是由剪力墻和框架共同進行承擔,正是因為剪力墻和框架的共同協同工作,其內力分布和受力狀況都得到了較好的改善。

4.高層建筑突出升高結構設計。在高層建筑中由于存在用水(生活用及消防用)及設置電梯的客觀要求,因此,位于高層建筑屋頂上的突出升高部分是難以避免的。對該部分由于有地震中的高振型影響,所受地震力相對較大,因此,設計中應設法減輕該部非承重結構部分的重量。同時將該部分的平面位置設置于接近抗側力結構的剛度中心處,對于結構抗震將是相當有利的。正常規情況下,屋頂突出升高部分的設備重量有電梯機房與水箱兩部分。由于消防對水壓頭的要求,水箱常是設置在突出升高部分 的中間高度處的樓板上 ,一般高層建筑中該水箱的重量是比較大的,可達40-60噸,最大為100噸以上。因而由其產生的地震力將是相當大的。為減少此項影響,采用懸吊水箱的做法將是有效的。懸吊水箱的自振周期是較長的。常可做到3 ~ 4秒以上,此值與結構主體的第一振型自振周期以及地面的卓越周期相比都是相差較大的,與結構高振型的振動周期比將相差更大,因此是不會產生合拍共振的現象。值得注意的一點是。當采用懸吊水箱時,吊桿上下宜做成鉸接。同時對進水管、出水管及溢流管與水箱的接頭須采用柔性軟接頭處理。

三、建筑結構的經濟性分析

建筑結構經濟性包括內容注重經濟性的建筑設計包含非常廣泛的內容。傳統中只強調改進建筑材料保溫性、改善建筑體形系數、提高建筑材料的氣密性等一系列節能降耗措施,現在建筑隨著形勢的發展,人們對居住環境不僅從結構性出發,更要在建筑結構的經濟性角度考慮,如空間組織、技術組織、結構設置、能源與資源利用,以及建筑循環再利用等方面全面地確立經濟性的原則、方法。

建筑結構的經濟性就是只以較少的成本來獲得最大的效用。其中由美國建筑師、工程師R·B·富勒提出的“少費多用”原則是較常用普通的原則。“少費多用(more withless)”原則的含義是,憑借有效的手段或方式,利用最小化的量的材料、資源來投資,目的在于獲得盡可能大的發展效益。“少費多用”原則,順應目前的發展形勢,在建筑堅持可續費發展的思路上,該原則是一條重要的、有效的、節約型的設計方式。在富勒的實踐中,“少費多用”原則最具代表性地表現在他對空間結構及建材應用的創意中。他的短桿網架穹隆結構體系(geodesic dome )被稱為人類迄今為止最輕、最高效、最為有力的空間圍合手段,在造型、尺寸、材料選用上具有很大的靈活性,且造價低廉、營造方便。

“少費多用”原則還體現在建筑空間組織、利用的高效化方面。原則堅持對平面面積的充分利用,還注重三維空間的挖掘。比如某市圖書館設計中提出了“ 模塊式”圖書館的創作思路,將圖書館劃分成不同的功能模塊,采用不同的層高、柱網,進行類比布局。這樣可以減少“三統一”標準空間所造成的浪費,充分發揮空間效益。某高效空間住宅的設計中則對廚房、廁所的上區、臥區上下等潛在空間進行了有效的利用。將每戶主、次二個開間設置為不同層高,對應于不同的功能使用要求,大大提高了住宅空間的使用效益。

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