浅谈建筑工程中框架结构构造与设计
赵常彬
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赵常彬,. 浅谈建筑工程中框架结构构造与设计[J]. 中国设计,2021.10. DOI:10.12721/ccn.2021.157071.
摘要: 建筑工程中,框架结构是重要的组成部分,对工程的安全性、稳定性以及形象具有重要影响。本文对建筑工程中框架结构构造与设计进行论述,希望能够为有关单位提供参考。
关键词: 建筑工程;框架结构;设计
DOI:10.12721/ccn.2021.157071
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建筑工程的设计工作中,框架结构的设计是重要的一环,需要设计人员结合工程的施工要求、实际情况给予科学合理地设计,以能够保障工程的承载性能、美观性良好,提升工程的价值。设计人员在设计框架结构时,还应注重设计方法的应用,避免一些设计问题的产生,这就需要需要设计人员加强对工程框架结构设计的研究,掌握设计工作中的要点,确保工程框架结构的设计质量,为工程的高质量建设做好基础工作。

1.框架结构的定义及其分类

框架结构建筑就是指那些承重梁柱由混凝土和钢筋捣成的,再将其用浮石、加气混凝土、蛭石、膨胀珍珠岩、陶烂等轻质量的板材进行隔墙分户的建筑。建筑的框架结构主要是由梁柱构成的,它的构件截面很小。所以框架结构的刚度还有承载能力都很低,这种受力的特点和竖向悬臂剪切梁有些相似,越高的楼层,水平的位置移动就越慢,高层的框架不仅要承受纵向的水平力还要承受横向的水平力。它的特点主要是可以为建筑提供灵活地使用空间,但是它的抗震性很差。建筑框架结构的具体类别:框架的分类按照跨数分主要有单跨和多跨;按照层数分类则有单层和多层;按照立面的构成分类有对称和不对称两种;按照所用的材料分为钢框架、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。

2.框架结构设计的要点分析

2.1框架柱的设计要点

(1)满足建筑功能性要求。对于框架柱的设计而言,设计人员应注重建筑工程的使用目的,再开展设计工作,以能够确保框架施工的实用性。例如,对于住宅、民用建筑的框架结构而言,柱网设计形式应该与建筑隔墙设计相协调,一般情况下,框架柱应设计在纵横墙的交汇位置,这便能够提升墙体的稳定性,减少柱网对建筑使用的影响,充分发挥建筑的功能性。(2)科学设计柱网。柱网的应用施工建设过程中,为了能够充分发挥框架结构的稳定作用,同时体现建筑施工的规则性,则需要合理布置柱网,使柱网呈现规则、整齐的性质。与此同时,还因注重框架的受力具有均匀、合理性。具体而言,设计工作中,应保障框架结构在承受竖向载荷时,也承受横向载荷,确保框架的稳定,框架的应用过程中,应主要沿建筑的两个轴向位置设计,确保框架的稳定。另外,柱网的尺寸还应结合梁跨度的要求,通常情况下,梁的跨度在6~9m左右。(3)柱网的设计工作应满足方便施工的需求。柱网结构的设计工作对工程的稳定性、安全性具有重要影响,而为了保障柱网结构的快速施工、高质量施工,则需要设计人员在开展设计工作时,考虑到施工上的要求,留有柱网结构的施工空间,确保柱网能够顺利建设。具体而言,则需要设计人员加强对柱网尺寸、工程结构尺寸等方面地了解,采用简单、规则设计方法。

2.2梁格的设计要点

按照框架的承重特点而言,其承重特点主要分为横向承重、纵向承重、纵横向承重方式等。首先,横向框架承重设计形式,对于框架横向承重方式的设计,主要是在框架横向位置设置承重梁,此时需要在框架纵向柱上设计连系梁。对于横向框架而言,其跨数相对较少,横向载重,则需要加大横向梁的横截面积,提升建筑工程的横向抗侧刚度;框架纵向一般需要设计较多的跨数,增强其刚度,通过这种设计,便能够达到横向与纵向梁的受力平衡性,利于提升建筑工程的稳定性。其次,纵向框架承重设计形式,纵向承重设计是指在框架纵向设计承重梁,此时需要在框架横梁位置设置连系梁。纵向设计承重梁与横向设计相比,其具有建筑横向抗侧刚度下降的特点,一般这种设计形式的应用较少,当建筑工程为大开间柱网、房屋进深较小时,应用这种设计方案为宜。最后,纵横向框架共同承重设计,这种设计方式是指在框架结构的纵横柱上均设计承重梁,共同承担工程的载荷,这种设计方式具有承重能力强,能够承重较大受力的特点,这种设计方式又被称之为空间框架,并广泛应用于工程的框架设计中。

2.3框架结构适用高度设计

在水平荷载作用下,框架的变形或弯矩与框架的层数有极大的关系,框架层数越多,产生的水平位移越大,框架的内力也随层数的增加而迅速增长。层数超过一定程度时,水平荷载产生的内力远远超过竖向荷载产生的内力,这时,水平荷载对设计起主要控制作用,而竖向荷载对设计已失去了控制作用,框架结构的优越性就不能表现出来,层数越多,越不优越。从强度方面来看,由于建筑层数和高度的增加,竖向荷载和水平荷载产生的内力都要相应加大,特别是水平荷载产生的内力增加得更快。因此,当建筑高度达到一定数值后,在框架内将产生相当可观的内力。从刚度方面来看,随着建筑高度增加,高宽比也逐渐增大,在水平荷载的作用下,框架结构本身柔性较大,水平位移就成为重要的控制因素。因此,当建筑层数较高时,如果要满足其强度和刚度要求,则框架下面几层的梁、柱截面尺寸就会增大到不经济甚至不合理的地步。

2.4抗震设计

在建筑抗震设计标准与规范中,根据建筑高度、设防烈度以及结构类型,在框架结构抗震等级的划分,上,共划分为了四个,即一-级、二级三级以及四级,同时还明确规定了不同抗震等级下的框架结构,必须满足结构计算以及构造需求,即便是地震烈度相同的情况下,类型不同的框架结构,对于抗震的要求也会有所不同。除此之外,在结构抗震设计过程,还要注意规则结构以及不规则结构的区分,对于不规则结构中所存不利位置,应采取相应的措施来予以解决,从而提高不规则结构的抗震性能。

3.结语

综上所述,建筑工程的设计工作中,框架设计是重要的一环,对工程的施工质量,承重性能具有重要影响。一般情况下,工程框架设计主要包括框架柱、梁格的设计,为了保障工程框架的设计质量则需要设计人员加强对框架柱与梁格的设计了解,掌握框架梁的受力情况,综合工程的施工要求,给予科学合理地设计,而只有设计人员加强对框架结构设计的了解,才能够保证工程的稳定、安全。

参考文献

[1] 周艳玲.浅谈框架结构建筑工程施工技术要点[J].科学与财富,2019,000(005):168.

[2] 王志玮;谈建筑工程中框架结构构造与设计[J]. 房地产导刊 ;2014-06-10

[3] 翟丽茵;筑工程框架结构设计的重要原则和设计方法[J].城市建设理论研究(电子版)》;2015-10-05

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