钢筋混凝土框架结构设计要点分析

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钢筋混凝土框架结构设计要点分析

篇1:钢筋混凝土框架结构设计要点分析

钢筋混凝土框架结构设计要点分析

随着我国钢材量的不断提高,钢筋混凝土组合结构在建筑行业得到了迅速发展,随着建筑造型和建筑功能要求日趋多样化,无论是工业建筑还是民用建筑,在结构设计中遏到的'各种难题也日益增多,因而作为一个结构设计者需要在遵循各种规范下大胆灵活的解决一些结构方案上的难点、重点.

作 者:钟和平 作者单位:江西省赣州市建筑设计研究院,江西,赣州,341000 刊 名:中国新技术新产品 英文刊名:CHINA NEW TECHNOLOGIES AND PRODUCTS 年,卷(期): “”(10) 分类号: 关键词:钢筋混凝土   结构设计  

篇2:小高层住宅钢筋混凝土框架结构设计策略论文

2.1水平荷载逐渐成为钢筋混凝土结构设计的控制因素在低层住宅中,往往是以重力为代表的竖向荷载控制着钢筋混凝土结构设计;而在小高层住宅中,尽管竖向荷载仍对钢筋混凝土结构设计产生着重要影响,但水平荷载将成为控制因素。对某一特定建筑来说,竖向荷载大体上是定值;而作为水平荷载的风荷载和地震作用,其数值是随动力特性的不同而有较大幅度的变化。

2.2轴向变形不容忽视对于采用框架体系或框架一剪力墙体系的小高层住宅,框架中柱的轴压应力往往大于边柱的轴压应力,这就使得中柱的轴向压缩变形大于边柱的轴向压缩变形。当房屋很高时,此种差异轴向变形将会达到很大的数值,其后果相当于连续梁中间支座产生沉陷,使连续梁中间支座处的负弯矩值减小,跨中正弯矩值和端支座负弯矩值增大。

2.3侧移成为钢筋混凝土结构设计的控制指标与低层住宅不同,结构侧移己成为小高层住宅钢筋混凝土结构设计的关键因素。随着房屋高度的增加,水平荷载下结构的侧移变形迅速增大,结构的顶点侧移一般与房屋高度H的四次方成正比。在设计小高层住宅时,不仅要求结构具有足够的强度,而且还要有足够的抗侧移刚度,使结构在水平荷载下产生的侧移控制在一定的范围内。这是因为:①过大的侧移会使人不舒服,影响房屋的正常使用。②过大的侧移会使隔墙、围护墙以及它们的高级饰面材料出现裂缝或损坏,也会使电梯轨道变形而导致不能正常运行。③过大的侧移会因P一△效应使结构产生附加内力,甚至因侧移与附加内力的恶性循环导致建筑物的倒塌。

2.4结构延性是钢筋混凝土结构设计的重要指标相对于低层住宅而言,小高层住宅更柔一些,地震作用下的变形就更大一些。为了使结构在进入塑性阶段后仍具有较强的变形能力,避免倒塌,特别需要在构造上采取恰当的措施,来保证结构具有足够的延性。

篇3:小高层住宅钢筋混凝土框架结构设计策略论文

摘要:随着社会经济的繁荣,我国小高层建筑发展迅速。设计思想也在不断更新。结构体系日趋多样化。小高层钢筋混凝土框架结构越来越广泛应用于建筑中,小高层钢筋混凝土框架结构设计有着光明的应用前景。我国尚未形成相应的规范,还需要进行大量的研究工作。

1小高层钢筋混凝土结构的住宅的基本结构形式

1.1框架结构框架结构的特点是开间大、灵活性好、抗震性能较好,造价较低,但由于柱截面大于隔墙厚度而造成柱角外凸,影响家具的布置和美观,有时由于住宅中房间分隔的不规则性又造成柱网的难以布置。

1.2框架一剪力墙结构在框架结构中布置一定数量的剪力墙就组成了框架一剪力墙结构。它是小高层住宅中应用比较广泛的一种主体结构型式。其特点是平面灵活,适用性强,结构合理,能使框架、剪力墙两种有不同变形性能的抗侧力结构很好地协同发挥作用。

1.3大开间剪力墙结构随着时代的发展和人们生活水平的提高,原来建造的小开间剪力墙体系住宅在建筑功能上的局限性变得日益明显。从强度方面看,小开间结构中墙体的作用不能得到充分的发挥,并且过多的剪力墙布置还会导致较大的地震力,增加工程费用,另外,由于结构自重较大,也增加了基础的投资,因此,大开间剪力墙应运而生。承重墙的开间达到4.5m~7.5m,进深达到7.5m~1lm,室内一般无承重的横墙和纵墙,可以按照住户的不同要求灵活分隔,随着家庭的变化还可重新布置。

1.4短肢剪力墙结构短肢剪力墙(墙肢截面高度与厚度之比为5~8的剪力墙)介乎于异形框架柱和一般剪力墙之间,由于这种结构体系在建筑功能、结构形式、投资效益、节能指标等多方面效果良好,己成小高层住宅的主要结构形式。

篇4:小高层住宅钢筋混凝土框架结构设计策略论文

3.1优化设计的方法当前,在无成熟的优化设计分析软件的情况下,主要是应用小高层住宅结构分析软件,采用人工分析进行调整,运用概念设计的方法对不同的结构选型和布置不断的进行方案分析比较,以获得比较理想的结构方案,这是在结构设计中最常用的也是最简单的优选或者说是优化方法。用概念设计的方法所得的方案是较合理、经济的,虽其费工费时、对设计人员的素质要求较高,但这种依靠设计人员经验进行人工优化的方法仍是当前所普遍采用的.主要方法。对于同一小高层住宅方案,可以有许多不同的结构(包括基础)布置方案;确定了结构布置的小高层住宅物,即使在同种荷载情况下也存在不同的分析方法;分析过程中设计参数、材料、荷载的取值也不是唯一的;小高层住宅物细部的处理更是不尽相同等等,这些问题目前计算机是无法完全解决的,都需要设计人员自己做出判断。而判断只能在结构设计的一般规律指导下,根据工程实践经验进行,这便是前面所说的概念设计。因此,概念设计存在于设计师对多种备选方案进行选择的过程中。   3.2性能分析

3.2.1抗震性能分析对结构体系来说足够的承载能力和变形能力是两个同时需要满足的条件。结合概念设计的理念,对上述两种结构体系进行对比分析,电算程序可以采用中国建筑科学研究院编制的结构空间有限元分析软件SATWE。在结构设计中,不仅要求结构具有足够的承载能力,还要求其有适当的刚度。高层结构的使用功能和安全与其侧移的大小密切相关,过大的侧向变形会使隔墙、维护墙及其饰面材料出现裂缝或损坏。结构分别按考虑5%的偶然偏心和双向地震力作用的不利情况计算出各结构体系层间位移角,剪力墙结构小于框剪结构,但均小于规范要求,且富裕量较大,说明两种结构体系满足刚度要求。

但就使用性能方面,剪力墙结构由于墙体太多,结构自重大,导致了较大的地震作用,混凝土和钢材用量也较高;同时也增加了基础工程的投资,而且限制了建筑上的灵活使用。而框架一剪力墙结构的特点是平面使用灵活,适用性强,结构合理,能使框架、剪力墙两种有着不同变形性能的抗侧力结构很好地协同发挥作用。在水平荷载作用下,具有较纯框架和纯剪力墙结构更为有利的水平变形曲线。由框架构成自由灵活的使用空间,容易满足不同建筑功能的要求;同时剪力墙具有相当大的抗侧移刚度,从而使框一剪结构具有较好的抗震能力,也大大减少了结构的侧移。

3.2.2经济性比较我们通过对三种钢筋混凝土住宅结构直接费的计算,发现三种钢筋混凝土住宅结构单位面积直接费相差不是很多,其中短肢剪力墙结构的单位面积直接费最大,框架一剪力墙结构的单位面积直接费最小,其中短肢剪力墙结构的单位面积直接费比框架一剪力墙结构的单位面积直接费高出12.5%,比大开间剪力墙结构的单位面积直接费高出7.3%,大开间剪力墙结构的单位面积直接费比框架一剪力墙结构的单位面积直接费高出4.9%。三种钢筋混凝土住宅结构的次要项目造价基本相同。单位面积造价框架一剪力墙结构的最小,框架一剪力墙结构的次之,短肢剪力墙结构的稍微较大,三种结构体系直接费最大相差不到45元/m2元。

4结语

随着我国经济的发展,人民生活水平进一步提高,用户对住宅的功能提出更高的要求,人们希望建筑物在使用过程中具有更大的灵活性,能够适应多功能变换的需求。因此,设计单位在拿到开发单位的设计意图后,应本着经济美观,安全适用的原则多为社会设计出更好的产品。

参考文献:

[1]蒋鲁蓉.钢筋混凝土框架结构设计有关问题的初步探讨[J].山西建筑,.(01).

[2]程全丰.钢筋混凝土框架结构设计的几个问题分析[J].今日科苑.2008.(08).176.

篇5:建筑设计指导:框架结构设计的过程和要点

8.重点注意或设计原则:

(1)抗震验算时不同的楼盖及布置(整体性)决定了采用刚性、刚柔、柔性理论计算。抗震验算时应特别注意场地土类别。8度超过5层有条件时,尽量加剪力墙,可大大改善结构的抗震性能。框架结构应设计成双向梁柱刚接体系,但也允许部分的框架梁搭在另一框架梁上。应加强垂直地震作用的设计,从震害分析,规范给出的垂直地震作用明显不足。

(2)雨蓬不得从填充墙内出挑。大跨度雨蓬、阳台等处梁应考虑抗扭。考虑抗扭时,扭矩为梁中心线处板的负弯距乘以跨度的一半。

(3)框架梁、柱的混凝土等级宜相差一级。

(4)由于某些原因造成梁或过梁等截面较大时,应验算构件的最小配筋率。

(5)出屋面的楼电梯间不得采用砖混结构。

(6)框架结构中的电梯井壁宜采用粘土砖砌筑,但不能采用砖墙承重。应采用每层的梁承托每层的墙体重量。梯井四角加构造柱,层高较高时宜在门洞上方位置加圈梁。因楼电梯间位置较偏,梯井采用混凝土墙时刚度很大,其它地方不加剪力墙,对梯井和整体结构都十分不利。

(7)建筑长度宜满足伸缩缝要求,否则应采取措施。如:增大配筋率,通长配筋,改善保温,铺设架空层,加后浇带等。

(8)柱子轴压比宜满足规范要求。

(9)当采用井字梁时,梁的自重大于板自重,梁自重不可忽略不计。周边一般加大截面的边梁。

(10)过街楼处的梁上筋应通长,按偏拉构件设计。

(11)电线管集中穿板处,板应验算抗剪强度或开洞形成管井。电线管竖向穿梁处应验算梁的抗剪强度。

(12)构件不得向电梯井内伸出,否则应验算是否能装下。电梯井处柱可外移或做成l型柱。

(13)验算水箱下、电梯机房及设备下结构强度。水箱不得与主体结构做在一起。

(14)当地下水位很高时,暖沟应做防水。一般可做u型混凝土暖沟,暖气管通过防水套管进入室内暖沟。有地下室时,混凝土应抗渗,等级s6或s8,混凝土等级应大于等于c25,混凝土内应掺入膨胀剂。混凝土外墙应注明水平施工缝做法,一般加金属止水片,较薄的混凝土墙做企口较难。

(15)采用扁梁时,应注意验算变形。

(16)突出屋面的楼电梯间的柱为梁托柱时应向下延伸一层,不宜直接锚入顶层梁内,并且托梁上铁应适当拉通。错层部位应采取加强措施。女儿墙内加构造柱,顶部加压顶。出入口处的女儿墙不管多高,均加构造柱,并应加密。错层处可加一大截面梁,上下层板均锚入此梁。

(17)等基底附加压力时基础沉降并不同。

(18)应避免将大梁穿过较大房间,在住宅中严禁梁穿房间。

(19)当建筑布局很不规则时,结构设计应根据建筑布局做出合理的结构布置,并采取相应的构造措施。如建筑方案为两端较大体量的建筑中间用很小的结构相连时(哑铃状),此时中间很小的结构的板应按偏拉和偏压考虑。板厚应加厚,并双层配筋。

(20)较大跨度的挑梁下柱子内跨梁传来的荷载将大于梁荷载的一半。挑板道理相同。

(21)挑梁、板的上部筋,伸入顶层支座后水平段即可满足锚固要求时,因钢筋上部均为保护层,应适当增大锚固长度或增加一10d的垂直段。

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