多层砼框架房屋建筑结构设计

  • 来源:建筑网   2019-07-31 10:53
摘要:

在多层砼框架建筑结构应用非常普遍,尤其是在房屋建筑结构中被广泛应用。但是有关设计人员在实际设计和计算中,存在着诸多问题。本文主要分析的是多层砼框架的房屋建筑结构设计存在的问题,同时详细地介绍了多层砼框架中建筑结构在设计中需要注意的事项,并加以总结,以供参考。

在多层砼框架建筑结构应用非常普遍,尤其是在房屋建筑结构中被广泛应用。但是有关设计人员在实际设计和计算中,存在着诸多问题。本文主要分析的是多层砼框架的房屋建筑结构设计存在的问题,同时详细地介绍了多层砼框架中建筑结构在设计中需要注意的事项,并加以总结,以供参考。

1前言

多层砼框架房屋建筑结构比较灵活、且结构明确,尤其是这种房屋框架的整体性比较强,具有良好的抗震能力。正是多层砼框架房屋建筑结构中的特点,才广泛应用于现代房屋建筑结构中。但是应在实际设计和应用中把握良好,否则,就会出现各种设计问题。下面根据笔者在多年的实践经验中,对多层砼框架建筑结构设计问题进行分析和讨论。

2多层砼框架基础承载力以及独立基础设计分析

有关多层砼框架房屋建筑在设计的时候,一般都要遵循着一定的原则,尤其是在多层框架房屋在六层以下的情况,大多采用的基础是独立基础。这是按照相关建筑抗震设计规范文件中的规定要求而做的,如果地基的主要受力层,没有较多的软弱粘土,且房屋的楼层没有八层,高度一般不高于25m的情况时,可以不用考虑天然地基抗震承载力计算,以及相关的基础抗震设计验算等设计,这些民用多层混凝土框架或者是房屋建筑荷载的基础荷载差不多的多层框架厂房等,都可以免去这些设计和相关抗震承载力验算。

不过,这些多层砼结构框架的相关基础,在设计的时候一定要考虑到风荷载的影响。可以说,钢筋混凝土多层框架房屋在结构设计中的整体运算,都要考虑到风荷载影响,这一点非常重要,不可因为在震区的多层砼框架房屋建筑中的风荷载不属于主要控制作用,而忽略或者是不计算其设计值。此外,在进行独立基础的设计时,还要分析基础顶层的外荷载,一般是柱脚内力的设计值,不能只考虑一些轴力设计值,以及弯矩设计值,还要考虑到剪力设计值,在考虑这些设计值的取值时,一定要周全,综合分析和设计,避免出现基础设计尺寸小的问题,同时也要注意不可使配筋少,要保证独立基础本身的安全,以及房屋建筑的上部结构的安全和可靠。

3多层砼框架计算简图设计和案例分析

针对多层砼框架房屋建筑中,如果没有地下室的情况,其独立基础一般埋置是比较深的。通常应在-0.05m处设置相关基础拉梁,需要把基础拉梁按照层一进行设计和输入。具体来看,以某地多层砼框架房屋建筑,在实际的设计中,其为三层砼框架结构,属于丙类建筑,案例中的建筑场地属于II类。框架的楼层高度为3.3m,基础埋深为4.0m,高度在0.8m,测得框架建筑内部和外部的高度相差为0.45m。

本案例中的,按照相关建筑设计抗震的标准来看,一般是在7度震区中,这种多层砼框架房屋建筑抗震等级为三级。相关设计人员对此三层砼框架房屋建筑进行计算和设计分析,在计算中取首层层高值为3.35m,设定本框架房屋嵌固在-0.05m的基础拉梁顶面,然后进行基础拉梁断面设计,同时设计配筋构造分析,一般是根据中心受压来进行计算先关数值。可以确定的是,运用这种方式进行计算,其简图的计算结果是不当的。

设计人员在实际设计时,一定要注意构造设计拉梁问题,其无法平衡柱脚弯矩的问题,还要注意多层砼框架结构中,其底柱高度的取值问题,一般是从基础顶面到首层楼盖顶面的高度来进行计算的。要按照建筑工程的实际经验,按照4层的框架结构来进行设计和分析,也就是说在基础拉梁层,一定要按照层一输入,且拉梁在有作用荷载的情况下,还要将拉梁上的荷载计算进去。最后,才得出框架剪力首层层高为3.15m,而二层层高在3.35m,相对于三层、四层的层高是3.3m。然后按照建筑抗震设计的相关规定和标准计算,将框架柱底层的柱脚弯矩值进行计算,一般情况下,要和系数1.15相乘。

在框架设计过程中,如果有拉梁层的设计中,需要注意的问题在于,要分析底层柱配筋问题,看起由哪方面控制,是属于基础顶面截面控制亦或是基础拉梁顶面等截面控制的。此外,还要周全分析到地基土问题,然后计算简图,才能科学,在进行实际的电算过程中,对地下室的层数填写上,可以设定为1,然后进行复算,将这两次的计算结果做配筋设计分析。

4多层砼框架设计中的基础拉梁层模型分析

在进行多层砼框架的设计过程中,应重视基础拉梁层的计算问题,应符合现场施工的实际要求。一般情况下,基础拉梁层是没有楼板的,而且在进行有关框架整体设计和计算的过程中,对于楼板厚度问题上,设置大多为0,采用的是总刚分析方式。还有一种情况,在楼板设计计算时,尽管对楼板设置计算厚度为0,但是没有采用总刚分析方法,且在程序具体进行分析和设计的过程中,按照刚性楼面进行分析和设计,这种计算和分析和实际情况不相符。尤其是在多层砼框架的房屋建筑平面出现一些不规则的时候,更要重视这个问题。在基础拉梁设计的过程中,要科学减少底层柱的相关长度,避免过大的底层位移,设置基础拉梁时,要按照框架梁来进行设计,保证箍筋的设计紧密科学,针对加强抗震性能而言,要采用短柱设计的方案。

5框架结构设计中需要重视的参数问题

首先,对于结构周期的折减系数问题,在确定其系数的时候,要考虑填充墙,使得结构的现实刚度应超过计算值。对于计算周期值应该比实际周期要长。所以,设计和计算的地震剪力比较小,且结构容易计算为不安全的情况下,要将房屋建筑的计算周期有效地加以折减。需要注意的问题是,在计算周期的时候,也不能一点不动的全部折减,折减的系数不可太大或者太小,要体现出科学合理的折减,一般在框架结构中,如果采用砌体填充墙,对其周期折减系数,可以采用0.6到0.7的系数,而相对于砌体没有太多填充物。

或者是运用的是轻质砌块,可以采用0.7到0.8的系数,而在没有墙框架的时候,对于计算周期系数可以忽略。其次,对框架梁刚度放大系数的参考分析,在合理运用电算分析方式对框架进行整体计算的时候,要确定框架梁的刚度放大系数,一定要和楼面的结构形式相符合。在框架结构工程中,这个问题比较容易忽视,如果是现浇楼面或者是整体式的楼面,其框架梁的刚度放大系数可以确定在1.3到2.0之间,其计算的放大系数是比较合理的。

综上所述,对于多层砼框架房屋建筑结构在设计的过程中,一定要重视实际中的运用问题,在设计过程中一定要考虑周到,避免出现一些不良问题,保证房屋建筑的可靠性和安全性,达到相应的质量标准。使得多层砼框架的房屋结构模式更加广泛地应用到建筑领域中,并发挥出其更多的优势,促进我国建筑行业的发展和进步。

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