- 相關(guān)推薦
建筑工程框架結構設計面臨的困境及解決措施論文
當今社會(huì )，建筑技術(shù)不斷進(jìn)步，施工設備和施工材料的性能不斷提升，在此背景下，工程項目的結構也越來(lái)越復雜，框架結構設計工作面臨的問(wèn)題也越來(lái)越復雜，一旦框架結構設計工作中出現疏漏，將為工程項目的質(zhì)量和性能埋下隱患，并且會(huì )影響施工進(jìn)度，降低工程建設的社會(huì )效益和經(jīng)濟效益，近些年來(lái)，如何保證框架結構設計質(zhì)量，成為了人們廣泛探討的問(wèn)題，本文基于工程實(shí)例，探討建筑工程框架結構設計存在的問(wèn)題及處理對策，對工程結構設計工作具有重要的借鑒意義。
1工程實(shí)例。
某工業(yè)廠(chǎng)房工程，采取鋼筋混凝土框架結構，工程平面為矩形，長(cháng)度、寬度分別為96. 6m和86. 6m,廠(chǎng)房共計5層，建筑面積總計35125ma,總建筑高度為26. 60m, 1層高度為5. 9m,2層-5層的高度均為5. lm,并且2層一5層的建筑中部設有天井，建筑平面為“回”字形，天井規格40m X 50m.該廠(chǎng)房工程的柱網(wǎng)尺寸主要為lOmX lOm,由于廠(chǎng)房中需要設置縱橫向走廊，因此該廠(chǎng)房工程還設有3. 3m短跨。本次廠(chǎng)房工程的框架抗震等級為一級，抗震設防類(lèi)別為丙類(lèi)，抗震設防烈度為8度，設計基本地震加速度為0. 2g,建筑結構安全等級為二級，建筑場(chǎng)地類(lèi)別為III類(lèi)，地基基礎設計等級為二級。結構設計完成之后，經(jīng)過(guò)專(zhuān)家以及工作人員反復分析，方知原設計方案存在問(wèn)題，因此需要對結構設計方案進(jìn)行調整，下面本文在此以本次工業(yè)廠(chǎng)房工程為例，分析建筑工程框架結構設計存在的問(wèn)題及處理對策。
2框架結構設計存在的問(wèn)題。
本次工業(yè)廠(chǎng)房項目中，框架結構設計工作面臨的問(wèn)題比較復雜，首先該廠(chǎng)房屬于高層建筑，因此結構設計工作需要面臨周期比問(wèn)題，結構扭轉為主的第一自振周期T.與平動(dòng)為主的第一自振周期T:必須要滿(mǎn)足以下要求：
Tt/T,簇0. 9經(jīng)過(guò)專(zhuān)家和工作人員的分析，原結構設計方案難以滿(mǎn)足上述要求，這樣一來(lái)，廠(chǎng)房的性能將會(huì )受到很大影響，因此必須要合理調整結構設計方案，使之符合上述要求。
此外在本次廠(chǎng)房工程中，2層一5層的建筑中部均設有天井，這樣一來(lái)，將會(huì )給建筑結構帶來(lái)嚴重的負面影響，致使結構抗扭轉能力下降，因此結構設計工作還必須要面臨抗扭轉問(wèn)題。
專(zhuān)家和工作人員經(jīng)過(guò)分析后發(fā)現，如果按照原結構設計方案來(lái)建設廠(chǎng)房，將會(huì )存在結構抗扭轉能力不足的現象，致使建筑物容易出現變形等問(wèn)題，因此為了保證廠(chǎng)房工程的結構穩定性，一定要調整結構設計方案，以增強建筑結構的抗扭轉能力。
3框架結構設計問(wèn)題的處理對策。
3. 1,調整構件截面。
本次廠(chǎng)房工程中，為了合理調整構件截面，工作人員預先制定6種調整方案，對各項方案進(jìn)行綜合對比，具體調整方案分別如下。
方案1:不增加柱，將3層的邊柱截面調整為1000mm X 900mm（原方案為100Dmm X 700mm）；
方案2:不增加柱，將3層的梁混凝土強度等級調整為C35（原方案為C30），并將3層的柱混凝土強度等級調整為C45（原方案為 C40）；
方案3:不增加柱，將1層、2層的內柱截面調整為750mm X 750mm（原方案為900mmX 900皿1,將1層、2層的邊柱截面調整為1100mm X 900mm（原方案為900mmX 900mm），將3層、4層、5層的邊柱截面調整為1000mm X 700.（原方案為700mm X 700mm ）：
方案4:不增加柱，將1層、2層的柱混凝土強度等級調整為C45（原方案為C40），并將1層、2層的梁混凝土強度調整為C35（原方案為C30）；
方案5:不增加柱，將1層、2層、3層的邊框梁截面調整為500mm X 1000nun（原方案為500mm X 850mm ）；
方案6:增加12根外邊柱，將1層、2層的邊柱截面調整為1000mln X 800mm（原方案為900Inln X 900mm）將3層、4層、5層的邊柱截面調整為1000mm X 700mm（原方案為700imn X 700mm），將1層、2層的內柱截面調整為700mm X 700mm（原方案為900mmX 900mm），將1層、2層的柱混凝土強度等級調整為C45（原方案為C40），將1層、2層的梁混凝土強度等級調整為C35（原方案為C30），梁柱布置情況大致如圖1所示。
之后工作人員通過(guò)計算分析，對6種調整方案的調整效果進(jìn)行對比，其中方案1-5的調整效果如表1所示。
其中方案1和方案2無(wú)效，而方案3、方案4、方案5可以說(shuō)明，采取“將外邊柱截面增大，將內柱截面減小，將邊框梁截面增大”的方法，可以明顯改善周期比，不過(guò)上層抗扭剛度增大，對整體扭轉周期不會(huì )有明顯影響。方案6說(shuō)明，增加邊柱數目能夠明顯提高結構剛度，同時(shí)可以減小梁柱截面，此方案會(huì )影響廠(chǎng)房的建筑布局，因此在具體實(shí)施過(guò)程中，需要其他專(zhuān)業(yè)的配合。另一方面，在地震的作用下，結構會(huì )受到扭轉震動(dòng)的影響，遠離剛度中心的構件側移量將會(huì )大幅提升，同時(shí)所產(chǎn)生的水平地震剪力也會(huì )提升，因此在增加邊柱時(shí)，應該將邊柱設在角部，這樣可以在一定程度上降低對廠(chǎng)房建筑布局的影響，并且能夠充分發(fā)揮邊柱的作用。專(zhuān)家和工作人員經(jīng)過(guò)反復研討，最終選取方案6來(lái)實(shí)施調整。
3. 2調整結構剛度。
在結構設計過(guò)程中，要在最大程度上降低地震作用效應，同時(shí)還要充分考慮P_△效應，避免結構位移過(guò)大或者整體失穩，建筑不僅要具備良好的扭轉抗力和剛度，并且還要具備良好的側向抗力和剛度，從而限制扭轉振動(dòng)的發(fā)展，因此在本次廠(chǎng)房工程中，結構設計人員將主要抗側力構件布置于靠近結構周邊的位置，并且盡可能使剛度中心與質(zhì)量中心重合。
3. 3短跨梁設計。
本次廠(chǎng)房工程中，設有3. 3m短跨，在長(cháng)短跨相鄰的結構中，短跨梁線(xiàn)剛度較大，將要承擔很大的梁端彎矩，原結構設計方案雖然可以滿(mǎn)足跨高比，但是混凝土相對受壓高度和配筋率計算值不符合相關(guān)規范的要求，因此專(zhuān)家和工作人員認真探討解決方案，最終采取以下方法：設計為寬扁梁，梁寬提高到800mm,梁高575mm,凈跨2300mm,同時(shí)適當減小短跨梁截面。
然而上述措施雖然能夠明顯改善短跨梁的受剪情況，不過(guò)此方法會(huì )導致層間位移增加，為了解決這一問(wèn)題，本次工程中采取以下措施：短跨梁受力狀況與剪力墻結構中的連梁的受力情況比較相近，因此把短跨梁按照連梁來(lái)進(jìn)行計算，在地震作用下，允許短跨梁開(kāi)裂，在設計方案中折減短跨梁剛度，降低短跨梁配筋率。另一方面，連梁跨高比如果在2, 5以下，那么剪切效應將十分明顯，因此在連梁設計方案中，工作人員將跨高比控制在2. 5-5. 0范圍內，剛度折減系數采用0. 75,這樣一來(lái)，就可以減小層間位移，改善短跨梁受剪情況。
4總結。
在工程項目的建設過(guò)程中，結構設計工作具有至關(guān)重要的作用，結構設計方案不合理，不僅會(huì )影響工期，降低項目實(shí)施的經(jīng)濟效益，甚至會(huì )嚴重影響建筑物的性能和安全，如今框架結構的應用己經(jīng)十分普遍，在框架結構設計工作中，一定要保證設計方案的合理性，以促進(jìn)工程項目的順利實(shí)施。本文在此結合某工業(yè)廠(chǎng)房工程，分析了建筑工程框架結構設計存在的問(wèn)題及處理對策，希望文中內容可以為相關(guān)工作提供借鑒。
參考文獻：
[1]劉學(xué)春，徐阿新，孫超，張愛(ài)林。高層裝配式抖支撐鋼框架結構設計研究田。建筑結構學(xué)報即15;05:54-62.
[2]姜艷霞，對現澆混凝土框架結構抗震設計中常見(jiàn)誤區的分析田‘江蘇建筑，2015,03:37-39+86.
[3]黎智鴻�？蚣芎诵耐步Y構在建筑結構設計中的應用田。江西建材加15,18:24+29.
[4]周豐，淺談少量剪力墻框架結構在設計中的具體應用田。福建建筑，2015,07:51-53.
[5]尹連偉，張含卓，李聰�？蚣芙Y構設計中的兒個(gè)關(guān)健問(wèn)題及應對措施田。黑龍江科技信息即巧刀：224.
[6]于佳歡。鋼筋泥凝土框架結構設計問(wèn)題分析田�？萍紕�(chuàng )新與應用，2015只5:264.
【建筑工程框架結構設計面臨的困境及解決措施論文】相關(guān)文章：
刑事和解制度面臨的困境與應對措施08-29
建筑工程經(jīng)濟成本管理的重點(diǎn)問(wèn)題及解決措施論文07-01
大學(xué)圖書(shū)館自習室管理的困境和解決措施論文09-13
土木工程建筑結構設計中面臨的困境及對策10-18