多层住宅框架结构设计实例与分析
多层内框架结构房屋室内增层设计
多层内框架结构房屋室内增层设计摘要:在合理的高度和层数的情况下, 框架结构能够提供较大的建筑空间,其平面布置灵活,可适合多种工艺与使用功能的要求。
但是, 在框架结构设计中,仍然存在着一些概念性和实际性的问题需要设计人员予以高度重视,以确保结构设计质量。
本文针对多层框架房屋结构设计中的相关问题进行了探讨,并以多层内框架房屋内增层设计实例,本设计中新增楼盖采用π形断面梁,解决了新增加梁与旧柱连接处节点设计复杂,施工困难的问题,给增层设计时有一定参考价值。
关键词:建筑物;室内增层;加固0引言随着我国经济的不断发展,城市基础设施建设和房地产市场取得了突飞猛进的发展。
城市住房建筑的多样化趋势,以及城市住房建筑施工技术的提升,使得多层框架房屋结构设计这种新型设计方式在商品房开发中被普遍的运用。
目前,多层框架结构设计已广泛应用于民用住宅、工业厂房及其它建筑物的设计当中,本文结合设计实践,对多层框架住宅结构设计的要点及要注意的问题提出了笔者看法,下面进行阐述。
1 多层框架结构的组成与布置1.1 多层框架结构的组成框架结构由柱和梁组成,通常柱子垂直进行布置,梁水平进行布置。
由于排水的需要,可将屋面布置成斜梁的形式。
梁与柱的连结处通常是刚性连接,不过有时为了施工方便,可以考虑将一部分节点做成半铰节点或铰节点。
若梁、柱之间全都是铰接,则称之为多层排架。
采用刚性连接的梁比较节约材料,并且可以保证构件的横向刚度,横梁的高度也比较小,结构形式相对经济。
柱支座通常是固定支座,如有必要也可设计成铰支座。
框架可以等跨也可以不等跨,层高也没有硬性规定,可以相等或者不完全相等。
框架结构是高次超静定结构,既受竖向荷载作用,也受到侧向作用力的作用。
为便于结构受力,框架梁适宜拉通、对直,框架柱上下进行对中,梁柱轴线保持在同一个竖向平面内。
有时出于建筑造型或使用功能上的考虑,也可将框架结构做成抽梁、抽柱、外挑、内收等结构形式。
框架结构一般有三种,格构式、实腹式以及混合式框架。
多层建筑少量剪力墙框架结构设计分析
摘要:框架结构是公共建筑常采用的结构形式,在高烈度地区往往因刚度不足导致层间位移角和扭转位移比难以满足规范要求。
现结合某综合商场模型,在角部设置少量剪力墙形成少墙框架结构,以弥补纯框架结构的不足。
同时,结合以往学者阐述的少墙框架的设计原则,通过对比纯框架体系和少墙框架的抗震性能和经济指标,探究其工程应用的可行性。
关键词:少墙框架;高烈度;设计原则;抗震指标;经济指标1概述目前在建的住宅、办公楼、宿舍、学校教学楼、大型综合体等建筑物中,大多采用多层框架结构体系。
在抗震设防烈度为6度地区的多层钢筋混凝土框架结构的截面设计主要由轴压比决定,而在7度(Ⅲ类场地)或8度地区主要是由层间位移角控制。
结构设计要满足位移角要求只有提高材料强度,加大梁柱截面尺寸,而过大的梁柱截面尺寸除给建筑使用带来不便,更直接的是“高梁宽柱”给建设单位造成设计保守、浪费的印象,甚至对设计单位的声誉和后续项目的合作也造成了一定的影响。
剪力墙构件本身侧向刚度较大,能有效抵抗结构水平力,在水平力作用下侧向变形很小。
高烈度的框架结构中设置少量的剪力墙,组成少墙框架结构,在纯框架结构体系无法满足规范对位移控制要求时,充分发挥剪力墙的侧向刚度,减少水平位移,改善框架的抗扭转性能,从而在不加大梁柱截面尺寸情况下满足规范要求,也符合建设单位经济、安全的设计需求;但是,目前对于少墙框架的设计原则并在少墙框架设计中,层间位移角的限值未有明确规定,《建筑抗震设计规范(GB50011—2010)》6.1.3条条文说明提出:框架结构布置的少量剪力墙需按框架部分承担倾覆力矩的多少来确定层间位移角限值,其限值按框架的1/550和框架-剪力墙的1/800两者之间偏于安全内插[1]。
有学者经过模型分析发现,底层剪力墙部分承担的地震倾覆力矩随墙肢的增长而增大,相应层间位移角虽减小但是减小幅度并不明显,按线性内插来分级控制层间位移角很难满足[2]。
同时朱炳寅提出,少墙框架的层间位移角仍可按1/550限制[3],而此限值也对剪力墙的数量也做出了新的要求。
多层异形柱住宅结构优化设计与实例分析
异形柱结构方案 在协 调多层住 宅建 筑外观 设计 和 内部 空间 结构方案 。通过分 析工程 概况 , 在满 足建 筑功 能要求 条 件下 , 依 利用上具有一定优势 , 得到了广泛的应用 。因布置 方案选择 上具 照经验 选择 几种可行 的异形柱结构布置结构 方案 , 及相应 水平构
有 多样性 , 其优化设计 理论得 到 了越来越 多 的关 注 。例 如 : 文献 件 布置 方案。3 结 构 分 析。利 用结 构 分 析设 计 软 ) 异形柱住宅结构优化设计方法 由如下几个步 骤构成 : ) 1 设定 的总材料造价 , 判相对较优的结构方 案提 供便利 。7 综 合 比 得 优化 目标 。建筑或结 构功能要 求在某 些位 置采用 异形 柱或剪 力 较评判得 出结论 。综合上述分析结 果进行 比较和评判 , 到符合 墙, 但剪力墙 过多易导致 总造 价上升 , 异形 柱过 多则易 导致抗 震 优化 目标 的较优结构方案 。
4 结 语
文章介绍 了建筑框 架 结构 的设 计 原则 , 并且 分 析 了概 念 设
3 3 框 架梁上部 纵 筋端部 水平锚 固长度 不 能满足 .
以及设计 构造过程 中出现问题 的解决 方法 , 有设计 者能 够 只 G 0 1 —02混 凝土结构设计规范 中有规定 :框架 端节 点 计 , B50 020 “ 的地方 , 一旦 框架 梁上 部纵 筋 的水平 直 线段 锚 固长度 不 足 的时 遵循这些原则 , 同时细心认 真 , 避免 上述问题 , 才会设计 出既安全 候, 应该 向下弯 曲并且伸 到柱 的外 边 , 控制好 弯折 前水平 投影 的 又 实 用 的优 秀作 品来 。 长度一定要等 于 或 者大 于 0 4 ”, . L E 一旦 框架 柱 的截 面 尺寸 在 参考文献 : 1 框 J. 4 0m 4 0m 0 m× 0 m以下的时候 , 框架梁就易 出现 问题 , 这就 会埋下 [ ] 陈翠荣. 架结构设计 中应 注意 的几 个问题 [ ] 山西建筑 ,
基于民用建筑多层框架结构设计的分析
基于民用建筑多层框架结构设计的分析摘要:框架建筑是目前应用比较普遍的建筑结构形式,尤其是民用建筑中,使用范围是比较大的。
随着外观造型与建筑功能的逐步增多,人们更加追求个性化与实用性的建筑,尤其是民用建筑方面。
在这种背景之下,民用建筑结构设计环节,应该综合分析使用性能,要达到不同人群的需求。
因此,本文以民用建筑为出发点,分析框架结构设计内容,希望可以促进建筑领域的发展。
关键词:多层框架结构;民用建筑;设计当前的经济与社会发展速度非常快,我国建筑领域取得了很大的进步。
框架结构作为先进的建筑结构形式,被广泛的使用到民用建筑领域内。
民用建筑的质量水平,会直接影响人们的生命安全,所以需要加强质量的控制。
建筑设计工作任务繁重,也是比较复杂的,会给最终的建筑安全性、实用性、经济性造成过大的影响。
但是民用建筑设计阶段,多层框架结构设计有着较大的作用。
1民用建筑中多层框架结构的设计内容1.1类型必须一致民用建筑在进行框架结构设计中,其类型要达到一致性,禁止应用两种或者以上的框架结构形式,尤其是电梯间、楼梯等关键性的部分禁止应用砖墙的结构形式。
深入分析原因,是因为框架为柔性的结构形式,而砖混则是刚性形式,这些形式是不能联合使用的,所以在多层框架结构应用中,应该合理的进行系统结构的协调应用,禁止混合使用多种结构,否则造成建筑安全性无法达标。
1.2梁、柱截面尺寸应合适框架结构设计环节,首先要根据实际需要确定梁、柱截面尺寸,要符合规范技术标准,同时应该保证柱、梁的线刚度比值大于1,这样能够在发生地震等自然灾害之下,非弹性结构形式的柱端不能屈服,节点更具弹性效果最终能够实现结构强度性能的提高。
1.3使短柱构造加强在建筑工程的实施过程中,顶棚部分有可能需要进行吊顶等装修,所以填充墙不能到顶,否则将会导致短柱情况的存在。
短柱的刚度比较高,如果发生地震就会受到剪力的影响,如果混凝土结构的抗剪强度相对较小,就会使得该结构出现脆性断裂的问题,建筑物结构损坏而出现塌陷的情况。
多层框架结构设计
浅谈多层框架结构设计摘要:文章关键的讲述了民居多层框架构造中的梁以及柱等的大小和配筋性等等的一些要素,并且讲述了在开展设计的时候要关注的具体内容。
关键词:框架梁;电算;配筋率;独立基础1 概述针对框架构造的内力来讲,现在多是按照电脑辅助体系来开展分析和运算活动,不过现在一些项目的设计者非常的看重电脑的运算数据,不具有单独分析应对问题的水平,导致在很多的图纸中存在弊端,为后续的事故设置了前提。
所以,文章关键的对多层框架中的柱和梁等的配筋现象进行分析,并且讲解了设计时要关注的具体事项,并且指出了常见的应对方法。
2 合理的选取截面的尺寸合理的选取截面的尺寸是开展好设计活动的关键背景要素,除了要符合规定中论述的取值内容之外,还要尽量的使柱的线刚度与梁的线刚度的比值大于1,这样在遇到地震的时候,梁端形成塑性铰时,此时柱的上方就是一种非弹性的模式,而节点还是一种弹性的模式,也就是规定中论述的“强柱弱梁强节点”。
3 关于框架运算图纸存在欠缺的问题无地下室的钢筋混凝土多层框架房屋,独立基础埋置较深,在0.05m 左右设有基础拉梁时,应将基础拉梁按层1输入。
接下来将一个住宅楼为例开展论述,该项目为3层钢筋混凝土框架结构,丙类建筑,建筑场地为ll类:层高33m,基础埋深4.0m基础高度0.8m,室内外高差0.45m。
结合相关条例,在8度地震区该工程框架结构的抗震等级为二级。
设计者按3层框架房屋计算,首层层高取3.35m,即假定框架房屋嵌固在0.05m处的基础拉梁顶面基础拉梁的断面和配筋按构造设计。
基础按中心受压计算。
很明显,选择此种计算图是非常不合理的。
主要是由于如下的两项内容。
首先,按构造设计的拉梁无法平衡柱脚弯矩:第二,条例中要求,框架结构底柱的高度应取基础顶面至首层楼盖顶面的高度。
很多设计实践告诉我们,此种框架模式最好是以四层来开展综合化的运算。
此时,计算剪力的首层层高为h1-4-0.8-0.05=3.15m,层2层高为3.35m,层3、4层高为3.3m。
多层建筑框架结构设计的问题分析
多层建筑框架结构设计的问题分析摘要:我国经济的繁荣带来了城市建筑事业的蓬勃发展,也对建筑业从业人员的设计水平及建筑物的安全性能有了进一步革新和提升。
现阶段就结构设计而言,多层框架建筑结构设计被普遍的运用于各种多层建筑工程中。
作者主要就多层框架建筑结构设计中需要注意的几点问题展开论述。
关键词:多层建筑;框架结构设计;抗震1框架结构设计所面临的问题在当前建筑业所常用的框架结构设计中,框架结构在设计过程中往往存在一些问题,使得建筑结构的质量受到很大程度的影响,严重影响了建筑物的安全性,为此若想促进框架结构在设计领域的普遍运用,并充分发挥框架结构所具有的相对优势,就必须确保框架结构设计的质量,需要在设计过程中加以改正和完善。
其受设计中计算结构精准度的影响,建筑结构设计中条形基础的宽度以及条形基础的面积受与实际需求存在一定的偏差。
当条形基础面积不足时,在有较大的并且相对集中地作用力通过墙体向地基进行不均匀扩散时,对建筑结构的基础地基将形成一定不良的影响,为此在进行设计时必须对受力模型进行精准的计算,避免不均匀作用力对基础所造成的不良影响,影响建筑结构的稳固性。
目前常用的框架结构空间分析计算软件都是以整幢楼的梁、柱整体参加工作进行计算分析的,对部分梁而言,尽管相交梁截面尺寸不同,相互之间却不存在主、次梁关系,设计人员在绘制施工图时,应注意配筋形式与受力分析相匹配。
框架结构经空间分析程序电算,所有按主梁输人模型的梁是整体工作的,部分梁将产生扭转问题。
2 独立基础荷载取值在多层框架房屋结构设计当中一般情况下多采用柱下独立基础作为建筑结构设计中的基础地基设计形式,但在《抗震规范》根据建筑物的层数以及地基持力层是否具有软弱粘性土层为标准,对建筑基础地基所能够承载的抗震承载力不进行特殊的要求,因此建筑房屋设计人员在进行基础地基设计时缺乏对抗震承载力的考量,由此导致了设计人员在进行具体设计时,对建筑物的风荷载也同样缺乏必要的考量。
多层混凝土框架结构住宅设计分析
要 仔 细 阅读 和 正 确 使 用 地 质 报 告 。熟 悉勘 察 报 告 的 主 要 内 容 。 了解 勘 察 结 论 和 计 算 指 标 的可 靠 程 度 ,进 而 判 断报 告 中 的 建 议 对 该 项 工 程 的 适 用 性 。此 时 。要 把场 地 的 工 程 地质 条 件 与 拟建 建 筑 物 的具 体 情 况 和 要 求联 系 起 来 进 行 综 合 分析 。
关■ ■ :住 宅 ;框 架 结 构 ;设 计 通 病 ;预 防 措施
住 宅质 量 的好 坏 主要 由设 计 质 量 和施 工 质量 两个 方 面 来 衡 量 。 在 实 际设 计 工作 中 , 常 常 发 生住 宅 结 构 设计 的概 念 理 解 及 方 法使 用 上 的 差错 。这 些 差错 的产 生 的 原 因 主 要 有 :设计 人 员 没 有重 视 一 般 住 宅 尤 其 是 多层 住 宅 设计 。盲 目参 照或 套 用 其他 设 计 结 果 ;设 计 者 对 设 计 规 范 和设 计 方 法缺 乏理 解 ;设 计 者 的 力 学 概 念 模 糊 ,不 能 建 立 正 确 的计 算 模 式 ,对 结 构 电算 结 果也 缺乏判断正确与否的经验。住宅设计是一项繁重而又责任重大 的 工 作 。直 接 影 响 到 建 筑 物 的 安 全 性 、适 用 性 、经 济 性 和 合 理 性 。 作 为 一 个 结 构 设 计 者 。在 遵 循 各 种 规 范 ,并 大 胆 灵 活 地 解 决 一 些 结 构 方 案 上 的 难点 、 重 点 的 同 时 。还 必 须 注 意 ~ 些 在 结 构 具体 设 计 过 程 看似 简 单 。却 容 易 忽 视 的 问 题 。 下 面 笔 者 仅 以 框 架 结 构 住 宅 设 计 为例 。谈 谈 一 些 看 法 和 建 议 。
结合工程实例对钢结构住宅多层结构设计
结合工程实例对钢结构住宅多层结构设计浅析摘要:住宅产业是我国国民经济的重要支柱产业,而且住宅的生产和消费对各行各业的带动效应巨大。
因此,要保持住宅产业持续健康发展,必须以科技为先导,提高科技进步对住宅产业的贡献率。
走出一条新型工业化住宅发展道路,是我国住宅产业的发展目标。
本文结合工程实例对多层结构设计进行相关的探讨,以供同行参考。
关键词:结构设计;钢结构住宅;钢结构体系;前言:近年来,由于土地资源不可再生,建设部已下令禁止使用传统的粘土砖,同时,我国目前的钢产量已高达1.7亿吨,严重供过于求的状况已迫使钢铁企业不得不另辟蹊径,为了建筑业和钢铁业找到了新的出路,我国在已有的建筑体系上引进了国外已经成熟的钢结构住宅建筑体系,多层钢结构住宅是钢结构住宅产业化推广的重要组成部分,也是今后多层住宅发展的主要方向。
钢结构住宅建筑的优点主要有:大大节约施工时间,施工不受季节影响;增大住宅空间使用面积;减少建筑垃圾和环境污染,建筑材料可重复利用;拉动其他新型建材行业的发展;抗震性能好;使用中易于改造、灵活方便;给人带来舒适感等等。
一、多层钢结构住宅结构体系选型钢结构体系的型式有多种,但应用于住宅的卡要可分为钢框架体系钢支撑框架体系,钢框架-混凝士剪力墙体系钢框架-核心筒,错列桁架钢结构等。
根据已建的钢结构住宅工程对钢结构住宅的结构体系做一个简单的定性比较(见表1)。
根据表1对多层钢结构住宅结构体系比较分析,可以明确地得出各钢结构体系的优缺点。
从表1可知,错列桁架钢结构经济性高,开间及跨度大,比较适于作为多层钢结构住宅的结构体系,但建筑设计应与结构设计交互设计,以避免桁架对建筑平面设计的影响。
表1 多层钢结构住宅结构体系性能比较错列桁架好低复杂、快抗侧能力好、桁架对住宅建筑平面设计有影响二、钢结构住宅楼盖结构分析楼板的合理选择关系到整个结构的安全性、经济性,降低楼板的造价和减轻自重对整个建筑物至关重要。
目前钢结构住宅工程中常用的楼板主要有三种形式:压型钢板-混凝土组合楼板;现浇混凝土楼板;预应力空心板叠合楼板。
多层框架结构设计中存在的问题分析
多层框架结构设计中存在的问题分析- 结构理论•多层框架结构设计中存在的问题分析摘要:随着我国建筑业的不断发展,人们不断深入认识了框架结构的性能,并充分发挥其特点。
本文首先从高烈度区多层框架结构的设计中存在问题进行分析,再就少墙框架结构的出现及其在实际工程中的应用进行举例说明。
关键词:结构设计,框架结构,少墙框架,对比,应用2008年汶川大地震以来,《建筑抗震设计规范》进行了两次修订,人们对框架认识不断深入,发现框架结构在地震过程中容易出问题的地方:1.梁柱节点处,墙柱弱梁的设计理念未能得到很好应用,导致梁完好无损,而框架柱的节点核心区则破坏严重。
2.由于填充墙体的分布不均匀,导致薄弱层的存在。
3.由于填充墙在门窗洞口处未沿层高布置,使框架柱形成短柱,在该处形成薄弱环节,设计人员也未采取措施进行加强。
针对框架结构在设计过程中存在的一些问题和缺陷。
少墙框架能够很好的弥补其中一部分缺陷,并可以在合适的工程设计中得以使用。
1. 高烈度区框架结构设计中的问题1.1 2010版抗震规范与2008版抗震规范中对于框架梁柱内力调整系数对比详表1:从中我们不难看出,规范编写组针对地震过程中比较容易出问题的框架柱的内力作了较大的调整,而对框架梁则没作调整。
这是一个比较有效的实现强柱弱梁的措施之一。
1.2伴随着框架柱内力的大幅度提高,在设计过程中这样那样的问题也就浮出水面了。
首先,框架柱的截面必须增大很多才能使计算结果满足规范要求。
然而作为框架结构,其空间灵活的优势则不能游刃有余。
虽不说是消失殆尽,也在一定程度上限制了框架结构其应有作用的发挥。
比如说,在多层框架住宅设计中,以前400*400的框架柱就可以满足要求,而现在可能要做到500*500,甚至600*600。
作为结构设计人员,不仅仅要考虑到结构设计满足计算结果了事,我们也同样的担负起对建筑的使用和美观设计的重担。
其次,即便是调整了框架梁柱的尺寸,有些计算结果也是很难能满足规范要求的。
对多层框架住宅结构的设计与需要注意的问题的分析
对多层框架住宅结构的设计与需要注意的问题的分析【摘要】近年来,多层框架结构设计在建筑行业的应用越来越广泛,多层框架住宅结构设计愈加重要。
本文对多层框架住宅结构设计中需注意的问题进行了分析,并就此提出有效的解决措施。
【关键词】多层框架;住宅结构;设计;分析当结构设计人员进行多层框架房屋结构设计的时侯,不仅需熟悉设计规范,还要根据自己积累的实践经验结合结构设计计算的结果来选择适合的结构体系。
在多层框架住宅结构设计当中对于截面、柱梁、以及梁裂缝宽度和配筋率的调整这些问题应进行适当的处理,从而提升结构设计质量。
一、多层框架住宅结构设计的主要内容1. 合理选择截面尺寸梁和柱截面尺寸的合理选择是整个框架结构设计的基础,不仅应当在规范所要求的范围内取值,还应当注意尽量令柱的线刚度同梁的线刚度之间的比值高于 1,从而实现在罕遇地震情况下,梁端产生塑性铰的时侯,柱端处于没有屈服的非弹性状态,而节点处于弹性阶段的效果。
也就是规范要求的弱梁强柱强节点[1]。
2. 梁、柱的适当配筋率在设计中框架梁配筋应遵循适中的原则,通常情况下配筋率应取0.4%-1.5%,而框架柱的纵向受力钢筋配筋率应取1%-3%。
另外一旦当梁端纵向受拉钢筋的最小配筋率高于 2%时,它的箍筋最小直径则应增大两毫米。
但不管在什么情况下,都应满足规范所规定的最小以及最大配筋率的要求。
此外框架梁纵向受拉钢筋的配筋率,应注意规范《混凝土结构设计规范 gbj-89》和规范《混凝土结构设计规范gb50010-2002》当中的差别。
规范《混凝土结构设计规范 gbj-89》当中梁纵向受拉钢筋的最小配筋率仅与框架抗震等级相关,然而规范《混凝土结构设计规范gb50010-2002》当中梁的最小配筋率不止与框架抗震等级相关,还与混凝土轴心抗拉强度的设计值及钢筋抗拉强度的设计值之比有关,因此在设计当中梁的最小配筋应根据规范确定。
3. 合理调整框架柱配筋一般框架柱配筋率都比较低,有时侯电算结果是构造配筋,然而在实际工程中都不会按这来配筋。
多层框架结构房屋
图4.1 框架结构图
(a) 平面图;(b) Ⅰ-Ⅰ
本章内容
4.1 框架结构布置
4.2 框架结构的计算简图及荷载
4.3 竖向荷载作用下的内力近似计算-分
层法
4.4 水平荷载作用下的内力和侧移的近似
计算-反弯点法和D值法
4.5 框架的内力组合 4.6 现浇框架的一般构造
4.1 框架结构布置 4.1.1 结构布置原则
图4.5 框架横梁截面形式
图4.6 框架连系梁截面形式
4.2.1.2 截面尺寸
(1) 框架梁
梁截面尺寸可参考受弯构件来初步确定。梁高hb 一般可取(1/10~1/18)lb(lb为梁的计算跨度),梁净跨 与截面高度之比不宜小于4。梁的宽度bb=(1/2~1/3)hb, 一般不宜小于200mm。
沿房屋的纵向设置板和连系梁,见图4.2 (a) 。
(2) 纵向框架承重方案
在这种布置方案中,主要承重框架沿房屋的纵向 布置。沿房屋的横向设置板和连系梁,见图4.2 (b)。 (3) 纵横向框架混合承重方案 在这种布置方案中,主要承重框架沿房屋的纵、 横向布置,见图4.2 (c)。
图4.2 框架体系的布置
(1) 结构平面布置宜简单、规则和对称。 (2) 建筑平面长宽比不宜过大,L/B宜小于6。 (3) 结构的竖向布置要做到刚度均匀而连续, 避免刚度突变。
(4) 建筑物的高宽比不宜过大,H/B不宜大于5。
(5) 房屋的总长度宜控制在最大伸缩缝间距以 内,否则需设伸缩缝或采取其它措施,以防止温度应 力对结构造成的危害。
表4.1 钢筋混凝土框架结构伸缩缝最大间距(m) 环境条件
框架类别
装配式 现浇式
室内或土中 75 55
露天 50 35
某多层住宅小区结构设计的几点体会
某多层住宅⼩区结构设计的⼏点体会17Building StructureWe learn we go贾⽂颖徐琳彭永宏/中国建筑设计研究院建设多层低密度住宅⼩区是住宅建设的⼀个⽅向。
⽂中介绍的多层住宅⼩区具备此类建筑的典型性,希望所述设计⽅法能供同类建筑设计参考。
1 ⼯程概况⼯程位于北京市朝阳区。
其中B 区的建筑设计为低层、低密度住宅区与⼩型庭院相结合的风格,以5~6层的多层板楼为主,总建筑⾯积10.2万m 2,共包括A~E 五个组团,各组团结构形式类似,仅以A 组团为例。
A 组团由四栋多层住宅组成(1~4号楼),层⾼为3.15m ,每栋住宅均有⼀层地下室,层⾼ 5.2m ,各楼地下室之间由⼀层纯地下车库相连⽽形成整体⼤底盘,层⾼3.55m ,在其上有1.5m 厚覆⼟。
住宅采⽤现浇钢筋混凝⼟剪⼒墙结构,地下车库采⽤框架结构。
项⽬于2005年投⼊使⽤,⽬前使⽤状况良好。
2 地基基础依据地质勘察报告,建设场区地基⼟分布较不均匀,基底持⼒层为层②砂质、粘质粉⼟及层②1粉质粘⼟、粘质粉⼟,综合考虑地基承载⼒特征值f ak =140kPa 。
各住宅的基底标准组合最⼤压⼒值为130kPa ,故采⽤天然地基。
纯地下车库基底标⾼相当于绝对标⾼30m ,抗浮⽔位标⾼33m 。
抗浮稳定验算时,车库⾃重及覆⼟重量的分项系数取0.9,⽔浮⼒的分项系数取1.0,经计算抗浮重⼒⼤于地下⽔浮⼒。
住宅基础采⽤墙下板式筏基,筏板厚度500mm 。
纯地下车库基础设计⽐较了平板式筏基和独⽴柱基+防⽔板两种⽅案。
若采⽤独⽴基础+防⽔板,进⾏地基承载⼒修正时,基础的埋置深度应从地下室室内地⾯标⾼算起,地基承载⼒提⾼不⼤,由于场地天然地基承载⼒不⾼,计算独⽴柱基底⾯积较⼤,并且由于基础防⽔板存在3m ⾼的⽔浮⼒,防⽔板厚度和配筋也均较⼤,综合⽐较,两种基础⽅案的混凝⼟和钢筋⽤量相差不多,考虑地基分布较不均匀,筏板基础对增强结构的整体性更为有利,因此整个组团基础均采⽤了平板式筏基,基础底标⾼相同(图1)。
多层住宅框架结构设计实例与分析
多层住宅框架结构设计实例与分析摘要:本文基于现行规范,结合近年来参与的油田住宅项目工程实例,利用概念设计,对多层住宅框架结构的梁、柱等重要结构构件设计以及电算过程中需注意的问题进行了总结探讨,为以后类似的工程设计积累经验。
关键字:现浇板共同作用梁铰接轴压比剪跨比Abstract:Based on the present regulation, in this paper, according to the oil field house project construction sample, through the concept design, it is necessary to conclude and discuss in the multi-layer house frame construction beam, column design and zooming process for references.Key Words: cast plate combined action; beam pin joint; axel pressure ratio; snip span ratio一、概述胜南社区南苑新区二期住宅,以90型2单元为例,七层框架结构,建筑物总高度为19.8m,总建筑面积为2668m2。
抗震设防烈度为七度、设计地震分组为第二组,设计基本地震加速度值为0.10g。
场地土类型为软弱场地土,场地类别为III类。
钢筋混凝土结构抗震等级:三级;地基基础设计等级:丙级;结构的设计使用年限:50年。
二、梁设计在框架梁的弹性受力分析和承载力计算时,是否考虑现浇板的共同作用效应?如果和对梁端跨进行调整?下面结合本工程从概念设计的角度做粗浅的探讨,以利于工程的优化设计。
2.1关于现浇板共同作用的考虑目前框架结构均采用梁板整体现浇,在水平荷载作用下,通过框架梁和现浇板的共同受弯来约束柱顶的转动,使柱子产生自上而下的反弯曲。
多层框架一柱一桩设..
多层框架一柱一桩设..多层框架一柱一桩设计东北设计院:邓子林赵琦多层住宅和多层公共建筑的框架结构柱下采用预应力管桩时,通常采用两桩基础,纵、横向设置未经加强的地梁,近年来有的工程采取适当加强地梁刚度,柱下采用的单桩方案,节省资金,加快进度。
辽宁省2008年编制的《预应力混凝土管桩基础技术规范》提出了“设计等级为丙级的建筑物,当底层为框架—剪力墙结构时,可采取一柱一桩,但桩长应不小于5m,桩径不小于400mm,AB型或AB型以上桩型,桩顶应设桩帽和两向拉梁,拉梁在平面内应形成闭合框格。
拉梁下做砂土垫层,梁两侧填土夯实,拉梁配筋应平衡框架柱弯矩,拉梁配筋连续贯通,梁端箍筋加密,梁侧配置不小于φ14@150的腰筋”综合条文内容:设计为“一柱一桩的多层框架建筑”,首先一层(底层)需要布置一定数量的剪力墙,则框架柱弯矩大大减少,使柱下单桩以承受竖向力为主。
由于剪力墙的设置使用功能欠佳,且施工繁杂。
福建有关设计亦提供多层框架结构柱下可布置一根预应力高强度混凝土(PHC)管桩,如图-1平面图所示一柱一桩基础方案,可节省造价,缩短工期。
管桩顶部与承台连接大都采用顶部管芯插筋连接如图-2所示,管芯空心部分直径不大,D=400 AB型桩,t=95,内径为D1=210mm,桩顶空心部位插筋浇筑混凝土能承担部分弯矩,为计算方便,可暂考虑为铰接,如图-3。
为此必须考虑在承台面上纵、横方向设置刚度稍大的地梁抗弯来平衡柱脚弯矩。
亦如图-3所示,图-1管桩仅有一根地梁,约束效应较弱。
桩顶承台与地梁连接,采取适当加大地梁断面、增加刚度调整配筋来平衡框架柱脚弯矩,此地梁可称为(抗弯地梁)以满足设计要求。
几项措施:1、要求地梁与底层柱的线性刚度比大于2.0(包括一柱两桩的承台短向地梁)线性刚度抗弯地梁。
一柱一桩,柱侧一梁时:K地梁=EJ梁/L,K柱=EJ柱/H,K地梁/K柱≥2.0.一柱两桩,柱侧两梁时:(K地梁1+K地梁2)/K柱≥2.0.实际工程中,由于一层柱基需要一定埋深(冻结深度)和功能需要,致使一层柱较长(高),则地梁断面加大太多;建议:将柱下承台加高(承台底埋深满足冻结要求),相应地将地梁往上提升,柱的高度(长度)有所减短,如图-3a所示,对一层框架结构和地梁内力亦有所改善。
多层住宅建筑结构设计中框架结构分析
现阶段大量的农村剩余劳动力都涌入城市寻求发展机会,为了有效满足不断提升的居住需求,大批住宅建筑工程陆续涌现,同时建设用地快速缩减,促使高层、超高层住宅建筑工程越来越多。
由于住宅建筑功能多样且复杂,对建筑内部空间分配布局的要求也相对较高,因此必须保证建筑结构设计的科学合理性。
框架结构具备抗震性能优越、结构整体性强及空间布局灵活等优势,故而在住宅建筑中,很有必要加强多层住宅建筑框架结构设计的分析研究。
多层住宅建筑的结构类型可以大致分成三类,包括框架轻板结构体系、混凝土空心砌块多层建筑体系以及钢筋混凝土剪力墙结构体系。
其中框架轻板结构体系主要结构为非承重墙以及混凝土框架,非承重墙则是由非粘土砌块、混凝土砌块、陶粒混凝土轻质两面光条板以及陶粒空心砌块等构成。
混凝土空心砌块多层建筑体系最容易出现的问题就是水的渗透问题,如果采用双面抹灰降低雨水的渗透作用,就会大大提高抹灰量,导致工成本增加,而且非常容易出现开裂以及鼓包问题。
钢筋混凝土剪力墙结构体系是通过现浇钢筋混凝土墙进行内外墙的施工,能够预制墙板,确保墙体的保温性能。
本次工程的建筑所处的地域温度每年最高温度不超过33℃,最低温度不低于-27℃,在21m 以上的土层为轻质粘土,同时要求建筑的抗震等级能够达到VII 级。
建筑的总层数为六层,划分成三个单元,每个单元配备电梯以及安全通道,采用的建筑风格具有现代性的特征。
3.2.1建筑整体的规则性在对建筑整体进行设计时,框架结构要具备科学性,满足建筑对于抗震性能的要求,这就需要在进行建筑结构的设计时,使整体建筑结构保持规则。
如果建筑要求采取不规则的设计,那么就需要对建筑的每一个结构的性能进行强化,尤其需要处理不规则的区域,但是也不能将建筑设计得严重不规则。
在进行框架结构设计时,结构的规则性是必须注意的,但是在实际情况中,可能会遇到众多的不规则性问题,包括楼层承载力水平骤变、结构扭曲不规则、楼板局部连续性不足、凹凸不规则、结构竖向抗侧力构件连续性不足以及侧向刚度不规则等问题。
多层建筑结构设计中框架结构的问题分析与处理(1)
多层建筑结构设计中框架结构的问题分析与处理作者:张燕来源:《城市建设理论研究》2013年第23期摘要:多层建筑结构框架结构设计工作中经常会出现基础梁设置、框架结构梁设计、薄弱层处理、框架结构计算简图等多方面的问题,本文针对这些问题进行了详细的分析,并提出了具体的处理方法。
【关键词】框架结构;结构设计;处理措施中图分类号:TU318 文献标识码:A 文章编号:一、多层建筑结构设计的框架结构问题1.在框架结构设计中,忽视纵向框架设计。
根据建筑抗震设计要求,水平的地震作用应该按照两个主轴方向的抗侧力构建来承担。
但是在一些结构设计中设计人员只对纵向普通的连续梁进行设计,导致框架中的纵筋配置和梁柱的节点无法满足框架抗震的构架要求。
因此常出现梁的支座负筋,跨中纵筋配筋配置不足的现象。
也就是说,在进行框架结构设计时,设计者要将纵向框架与横向框架放于同等重要的位置。
2.设计时因为对板受力状态认识不全面,或者为了计算方便,简单的将双向板按照单向板来进行计算,使得计算假定与实际受力情况不符,从而导致了长方向上配筋过大,短方向上仅按构件配筋,造成了配筋严重不足,致使了板出现裂缝。
3.施工图达不到规定要求一些设计人员制作施工图时,制作图纸“偷工减料”设计粗糙简单,漏缺施工图中应有的大图样、系统图等相关剖视图;施工图设计表述不全面,细节大洋不详细,不能完全反应工程的全貌;还有一些重要的设计依据、设计参数、安全等级、工程类别、耐火等级以及防火校方处理等在设计施工图总说明中没有交代清楚或没有标明。
4.结构设计工作中态度问题在现阶段由于各级单位设计工作量较大,任务比较繁重,加上甲方要求比较急等等方面的原因,使得建筑工程的结构设计往往变成了速成品。
另外,设计人员的业务设计水品也是参差不齐,致使建筑工程的结构设计质量不可避免的出现了这样那样的问题。
建筑物既要实现其本身的使用价值、商业价值,还有实现其重要的社会功能。
建筑结构设计本身就是一项关乎人民财产安全的大事,关乎建筑单位投资大小以及经济效益息息相关。
多层框架结构宿舍楼设计
9、环保性设计:在宿舍楼设计中,应注重环保性设计。例如选择环保材料、 节能设计、降低噪音等措施,减少对环境的负面影响。
10、可维护性设计:宿舍楼在使用过程中需要定期维护和保养。在设计过程 中,应考虑结构的可维护性。例如设置方便的维护通道、合理安排设备布局等措 施,方便日后维护工作。
四、设计流程
1、收集地质勘察报告、建筑平面图等相关资料; 2、进行结构分析和设计; 3、对设计方案进行建模分析和校核;
4、与建筑师、结构工程师等专业人员进行沟通和协调; 5、对设计方案进行评审和优化;
五、总结
多层框架结构宿舍楼设计是一项综合性强的任务,需要考虑诸多因素如结构 选型、平面布局、竖向布局、节点设计、抗震设计、消防设计、无障碍设计、经 济性设计、环保性设计和可维护性设计等。在设计中要充分考虑使用功能和安全 性要求,同时注重经济性和环保性等方面的考虑,确保设计的合理性和可行性。
2、楼板厚度和荷载
楼板是框架结构的水平承重构件,其厚度和荷载直接影响着整个结构的承载 力。在设计中,应根据建筑使用功能和结构安全等级等因素确定楼板的厚度和荷 载,并采取相应的加强措施,确保楼板具有足够的承载力和耐久性。
1、施工前期的规划和定位
在施工前期,应对工程进行整体规划和定位,确保施工场地、施工设备和材 料的准备充分。同时,应进行详细的地质勘察和基础设计,为后续施工提供可靠 的依据。
6、消防设计:宿舍楼人员密集,消防安全尤为重要。在设计过程中,应考 虑消防通道、消防设备、疏散楼梯等设施,确保人员在紧急情况下能够迅速撤离。
7、无障碍设计:宿舍楼作为人员居住的场所,应充分考虑无障碍设计。例 如设置残疾人卫生间、坡道等设施,为残疾人和老年人提供便利。
8、经济性设计:在满足使用功能和安全性的前提下,应尽可能降低结构的 建造成本和维护成本。例如,合理选择材料、优化结构设计、减少冗余装饰等措 施,都能有效降低工程造价。
多层住宅建筑结构设计中框架结构分析
多层住宅建筑结构设计中框架结构分析摘要:框架结构的房屋建筑主体分部分项作业涉及了测量、模板、钢筋、混凝土等。
在整个作业开展过程中,技术人员应严格按照设计图纸进行操作。
同时主动学习设计图纸中涉及的新技术新工艺,从作业细节着手全面把控框架结构质量,确保框架结构房屋建筑施作质量达到预先设计目标,为房屋建筑主体施作效益提供保障。
本文主要分析多层住宅建筑结构设计中框架结构。
关键词:多层住宅建筑;结构设计;框架结构引言现阶段大量的农村剩余劳动力都涌入城市寻求发展机会,为了有效满足不断提升的居住需求,大批住宅建筑工程陆续涌现,同时建设用地快速缩减,促使高层、超高层住宅建筑工程越来越多。
由于住宅建筑功能多样且复杂,对建筑内部空间分配布局的要求也相对较高,因此必须保证建筑结构设计的科学合理性。
框架结构具备抗震性能优越、结构整体性强及空间布局灵活等优势,故而在住宅建筑中,很有必要加强多层住宅建筑框架结构设计的分析研究。
1、多层住宅建筑结构体系的探讨多层住宅建筑结构体系是指用于承载多层住宅建筑荷载的一套结构系统。
在设计多层住宅建筑时,需要考虑到结构体系的安全性、经济性和实用性。
框架结构是最常见也是最传统的结构体系之一。
它由纵横交错的柱子和梁组成,并通过连接件进行整体连接。
框架结构简单且易于施工,适用于多层住宅建筑。
承重墙结构是通过设置密集的承重墙来承受建筑荷载的结构体系。
承重墙可以作为垂直荷载和剪力荷载的传递通道,具有较好的抗震性能和稳定性。
砌体剪力墙结构是将砌块或预制混凝土板与剪力墙组装而成的结构体系。
砌体剪力墙结构在抗震能力方面相对较好,但需要注意墙体的布置和连接问题。
钢结构由钢框架、钢柱和钢梁组成,具有轻巧、高强度和可塑性强的特点。
钢结构适用于大跨度、高层的多层住宅建筑。
2、多层住宅建筑框架结构设计需注意的几点问题当前,在我国城市化进程中,多层住宅建筑已经成为主流建筑类型之一。
据不完全统计,多层住宅建筑在我国建筑领域中的占比已经超过了50%,并且随着城市化程度不断提高,多层住宅建筑的比重还将继续增加。
多层框架设计实例
多层框架设计实例某四层框架结构,建筑平面图、剖面图如图1所示,试采用钢筋混凝土全现浇框架结构设计。
1.设计资料(1)设计标高:室内设计标高±0.000相当于绝对标高4.400m,室内外高差600mm。
(2)墙身做法:墙身为普通机制砖填充墙,M5水泥砂浆砌筑。
内粉刷为混合砂浆底,纸筋灰面,厚20mm,“803”内墙涂料两度。
外粉刷为1:3水泥砂浆底,厚20mm,马赛克贴面。
(3)楼面做法:顶层为20mm厚水泥砂浆找平,5mm厚1:2水泥砂浆加“107”胶水着色粉面层;底层为15mm厚纸筋面石灰抹底,涂料两度。
(4)屋面做法:现浇楼板上铺膨胀珍珠岩保温层(檐口处厚100mm,2%自两侧檐口向中间找坡),1:2水泥砂浆找平层厚20mm,二毡三油防水层。
(5)门窗做法:门厅处为铝合金门窗,其它均为木门,钢窗。
(6)地质资料:属Ⅲ类建筑场地,余略。
(7)基本风压:(地面粗糙度属B类)。
(8)活荷载:屋面活荷载,办公楼楼面活荷载,走廊楼面活荷载。
图1 某多层框架平面图、剖面图2.钢筋混凝土框架设计(1)结构平面布置如图2所示,各梁柱截面尺寸确定如下。
图2 结构平面布置图边跨(AB、CD)梁:取中跨(BC)梁:取边柱(A轴、D轴)连系梁:取中柱(B轴、C轴)连系梁:取柱截面均为现浇楼板厚100mm。
结构计算简图如图3所示。
根据地质资料,确定基础顶面离室外地面为500mm,由此求得底层层高为4.3m。
各梁柱构件的线刚度经计算后列于图3。
其中在求梁截面惯性矩时考虑到现浇楼板的作用,取(为不考虑楼板翼缘作用的梁截面惯性矩)。
边跨(AB、CD)梁:(其他梁、柱的线刚度计算同上,略)图 3 结构计算简图(图中数字为线刚度)(2)荷载计算1)恒载计算①屋面框架梁线荷载标准值:20mm厚水泥砂浆找平100厚~140厚(2%找坡)膨胀珍珠岩100厚现浇钢筋混凝土楼板15mm厚纸筋面石灰抹底屋面恒荷载边跨(AB、CD)框架梁自重梁侧粉刷中跨(BC)框架梁自重梁侧粉刷因此,作用在屋顶框架梁上的线荷载为:②楼面框架梁线荷载标准值荷载计算同上(略),作用在中间层框架上的线荷载为:③屋面框架节点集中荷载标准值边柱连系梁自重梁侧粉刷1m高女儿墙自重墙侧粉刷连系梁传来屋面自重顶层边节点集中荷载中柱连系梁自重梁侧粉刷连系梁传来屋面自重顶层中节点集中荷载④楼面框架节点集中荷载标准值(荷载计算方法同上,具体计算过程略)中间层边节点集中荷载:中间层中节点集中荷载:恒荷载作用下的结构计算简图如图4所示:图4图52)活荷载计算活荷载作用下的结构计算简图如图5所示。
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多层住宅框架结构设计实例与分析
摘要:本文基于现行规范,结合近年来参与的油田住宅项目工程实例,利用概念设计,对多层住宅框架结构的梁、柱等重要结构构件设计以及电算过程中需注意的问题进行了总结探讨,为以后类似的工程设计积累经验。
关键字:现浇板共同作用梁铰接轴压比剪跨比
Abstract:Based on the present regulation, in this paper, according to the oil field house project construction sample, through the concept design, it is necessary to conclude and discuss in the multi-layer house frame construction beam, column design and zooming process for references.
Key Words: cast plate combined action; beam pin joint; axel pressure ratio; snip span ratio
一、概述
胜南社区南苑新区二期住宅,以90型2单元为例,七层框架结构,建筑物总高度为19.8m,总建筑面积为2668m2。
抗震设防烈度为七度、设计地震分组为第二组,设计基本地震加速度值为0.10g。
场地土类型为软弱场地土,场地类别为III类。
钢筋混凝土结构抗震等级:三级;地基基础设计等级:丙级;结构的设计使用年限:50年。
二、梁设计
在框架梁的弹性受力分析和承载力计算时,是否考虑现浇板的共同作用效应?如果和对梁端跨进行调整?下面结合本工程从概念设计的角度做粗浅的探讨,以利于工程的优化设计。
2.1关于现浇板共同作用的考虑
目前框架结构均采用梁板整体现浇,在水平荷载作用下,通过框架梁和现浇板的共同受弯来约束柱顶的转动,使柱子产生自上而下的反弯曲。
由于梁板的共同作用,不仅提高了框架梁的截面刚度,还提高了梁端负弯矩承载能力。
在现浇板共同作用下,对梁的设计采取以下措施进行调整:
2.1.1为实现“强柱弱梁”的目的,形成具有延性的结构,梁端弯矩在SATWE 程序的调整信息下调整,梁端弯矩的条幅系数取0.85;
2.1.2 本工程现浇楼板采用刚性楼板假定,考虑到现浇楼板对梁抗扭的有利作用,对梁的扭矩进行折减,折减系数取0.4;
2.1.3 梁和楼板连成一体按照“T”形截面梁工作,因此对梁的刚度进行放大,边框架梁刚度放大系数取1.2,中间框架梁取1.4.
2.2 关于梁铰接问题
在平面布置错位的工程中,经常会遇到主次梁相交时次梁靠近主梁支座的情况,如图:胜南90型两单元错位的局部结构图
L2与L1相交交点靠近柱A,此时L2并非仅是集中荷载作用在L1上,而是和L1相互支撑、共同作用的,L2的下部钢筋须锚入L1内,在这种情况下,L1受扭,要配置抗扭钢筋,
但是在很多情况下,由于AB段扭矩很大,往往造成超筋。
为了避免这种情况,只需在L2一端做成铰接即可。
铰接之后,L2支撑在L1上面,L1的配筋减小,L2的下部钢筋明显增大,AB段扭矩为零。
如此的人为调整,使得配筋结果和计算模型一致,才能保证结构的安全性。
但是,在实际的设计中,应慎重考虑扭矩的作用,根据扭矩的大小采用相应的构造措施,或者进行抗扭设计,不可随意的把次梁两端假定为铰接而忽视扭矩的作用。
2.3 梁端混凝土受压区高度问题
在本人设计的工程项目图纸审查过程中,出现过违反《建筑抗震设计规范》6.3.3.1条的情况,即:抗震等级三级的结构,梁端混凝土受压区高度和有效高度之比大于0.35.
发生位置:这种情况一般出现在相邻两跨差距较大的梁;
发生原因:相邻两跨支座处受拉钢筋的配置,计算软件往往是根据弯矩较大一侧进行钢筋配置,然后支座两侧钢筋配置相同,这样势必会造成短跨支座处混凝土受压高度超限。
危害性:混凝土受压区高度过大会导致梁破坏时受压区混凝土提前被压碎,而此时,钢筋的应力尚小于屈服强度,仍处于弹性工作阶段。
因此,梁在没有明显预兆的情况下因为受压区混凝土突然压碎而破坏,即“脆性破坏”。
计算分析及解决办法:混凝土受压+下部钢筋受压=上部钢筋受拉
fcbhx+fy’AS’= fyAS按照规范要求,须满足
由上式可见,满足上式可采取增大梁截面尺寸或增大梁支座处下部受压钢筋面积或减小梁上部受拉钢筋面积等办法。
经比较安全和性经济性,减小梁上部受拉钢筋面积最为合理。
2.4 扁梁的挠度
由于建筑功能性的要求和限制,比如地下室门窗位置高度受限,在这种情况下需考虑采用宽扁梁。
在计算结果的检查中,需要特别注意宽扁梁的挠度是否满足规范要求。
柱设计
3.1轴压比
框架柱设计过程中最主要的是控制柱子轴压比问题。
轴压比是影响框架柱破坏形态和延性的重要因素,控制柱子轴压比可以使柱子发生延性较好的受压破坏,从而保证有足够的变形能力,承受更大的荷载,保证框架柱“大震不倒”。
本工程在设计过程中,通过不断的调整柱子截面尺寸和采取底层框架柱混凝土强度增大一级的办法控制轴压比和层间位移角,最终得到较为合理的框架柱截面尺寸。
3.2 短柱(剪跨比)
在框架柱的抗震设计中,应特别注意短柱的设计,短柱即柱子的长细比小于4的柱子,一般出现在错层处的框架柱或楼梯间的梯柱,如本工程中的楼梯梯柱,长细比为3.6,为短柱。
规范要求:框架柱的剪跨比宜大于2,如若剪跨比小于2,应在柱全高范围内加密箍筋。
这是因为剪跨比是反应柱截面承受的弯矩与剪力之比的一个参数:
当,柱的破坏为压弯型,只要构造合理一般都能满足斜截面受剪承载力大于正截面偏心受压承载力的要求,具有一定的变性能力;
当,为短柱,柱将以剪切为主进行破坏,提高混凝土强度等级或者增配足够的箍筋,有可能出现具有一定延性的剪切破坏;
当,为极短柱,柱的破坏为脆性剪切破坏,抗震性能差,设计中应计量避免。
本工程中对楼梯间梯柱采取柱箍筋全高加密的措施提高柱的延性。
3.3角柱
框架结构在水平地震作用下会发生扭转,扭转发生时,各柱节点水平位移不等,距扭转中心较远的角柱剪力很大。
为防止过大扭转,抗侧力结构应对称布置,宜设在结构两端,紧靠四面设置,以增大抗扭惯性矩。
因此,尽管计算结果显示角柱轴压比较小,但其在抗扭过程中作用却很大,同时,在水平力的作用下,角柱轴力的变化幅度也会很大,这样势必要求角柱有较大的变形能力。
由于角柱的上述作用,角柱设计时在承载力和变形能力上都应有较多考虑。
本工程计算过程中,在计算软件“特殊构件”中将四周的框架柱定义为角
柱,配筋结果便对角柱进行全长箍筋加密。
计算过程中的几个问题分析
4.1 关于底层层高问题
底层计算层高应算至底层柱的嵌固点,即基础顶面,在软件计算中,如果将底层层高作为计算层高输入,会造成底层计算刚度大于实际值,地震效应偏小,梁、柱配筋也随着偏小,这样将会造成结构的不安全。
本工程底层层高2.5米,考虑室内地面至基础顶面距离为1.7米,故底层计算高度取4.2米。
4.2 关于周期折减系数Tc
本工程墙体填充材料为轻质加气混凝土砌块,框架结构计算时,周期折减系数取0.9。
周期折减系数的取值取决于填充墙对抗侧刚度的贡献值,贡献越大,折减系数越大,反之亦然。
4.3 关于混凝土重度Gc
计算程序中默认的混凝土重度是25KN/m3,由于SATWE程序可以根据梁柱截面尺寸自动计算构件自重,故一般框架结构输入的荷载不包括梁、柱自重,亦不包括粉刷重,对于柱、梁来讲,Gc=25KN/m3则偏小,因此,本工程取Gc =26KN/m3。
结语
近年来,通过参与油田住宅工程项目的设计,对多层框架结构设计有了基本的掌握和理解。
我的体会是:首先,结构设计人员一定要细心、耐心,注重细节设计,密切配合建筑专业人员完成建筑意图,特别注意雨篷、挑檐、阳台等构件的节点详图,要达到建筑与结构的完美统一;其次,应对结构设计中需要注意的重点构件(梁、柱)和节点等有透彻的认识,保证主体构件的安全度,充分利用概念设计进行优化设计;最后,目前框架设计大都依托计算软件完成,对计算软件中的各个参数和系数,应知其然,知其所以然,方能做到设计的最优化和最合理化。
参考文献
方鄂华编著《多层及高层建筑结构设计》.地震出版社,1992
张维斌编著《多层及高层钢筋混凝土结构设计释疑及工程实例》.中国建筑
工业出版社,2005
国家标准.建筑抗震设计规范(GB50011-2001)(2008年版).北京:中国建筑工业出版社,2008
国家标准.建筑结构荷载规范(GB50009-2001)北京:中国建筑工业出版社,2006
SATWE《多层及高层建筑结构空间有限元分析与设计软件》用户手册及技术条件.中国建筑科学研究院PKPM CAD 工程部,2008。