多层建筑结构设计中的有关问题分析acti.doc
多层建筑结构设计中的有关问题分析 摘要:多层建筑在使用功能上划分为民用建筑、商业建筑、和工业厂房,每种功能的建筑都有其不同的结构形式, 民用建筑多采用框架式结构,商业建筑多采用框剪式结构,工业厂房多采用混凝土与钢结构相互结合的结构方式,但是无论是什么样结构的多层建筑,其组成的构件都是墙柱、梁、板,所以其设计概念是相同的,只有在结构分布形式上有所不同,因此多层建筑的设计有很多相同相通之处。 关键词:建筑结构多层建筑框架结构 Abstract: The multi-story building in the use of function is divided into civil construction, commercial buildings, and industrial plants, the construction of each function has a different structure, civil construction multi-frame structure, commercial buildings, multi-frame-wall structureand industrial plants to use more the structure of concrete and steel structure combined with each other, but no matter what the structure of multi-story buildings, and its constituent components are wall studs, beams, plates, so the design concept is the same, only in the structuredistribution in form is different, so the design of multi-storey buildings with a lot of the same things in common. Keywords: building structure; multi-story building; framework structure 1、设计规范的理解与执行 为了确保建筑结构设计的质量,国家对此颁布了相应的规范和标准,在设计的过程当中应该遵守这些规范和标准,特别是其中的强制性条文,这在很大程度上保证了建筑结构设计的安全质量。规范和标准中的很多条文,包括一些强制性条文,其内容往往是一些很细节构造措施、注意事项等,比如锚固长度、配筋率、箍筋直径间距、加密区长度等。这些细节上的东西往往在设计工作中容易被忽略。但应当认识到,这些细节的东西被写成规范条文,有些甚至是强制性条文,是有理由有根据的,它们对整个结构的安全性有重大影响,很多是从以前的地震、灾害事故中总结出来的。因此,在设计工作中,不但要重视结构体系构件承载力等方面的规范条文,也要注意其他构造措施方面的条文,执行规范要求是保证结构安全的最低要求。 2、构件设计 在构件设计中钢筋设计最为复杂,梁板柱每个构件都有其不同的钢筋分布形式。如何能让这些构件有效的结合为一个整体,就需要我们在配筋时既要满足承载力计算要求也要符合构造要求。还有一点值得我们注意的就是钢筋配置要遵循梁柱设计的基本原则,要合理体现强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件的概念,保证各构件通过钢筋有效连接形成强度合理分布的有机整体。 2.1构件设计的基本原则 混凝土结构设计规范GB500102010中对各种情况下的梁柱构件的配筋率大小都有具体规定,一般其配筋率控制在0.514这个范围内比较经济合理。梁的纵向受拉钢筋一般控制在2以内,当梁端受拉钢筋配筋率大于2%时其箍筋直径相应增大一级,以提高梁端混凝土的受压受剪承载能力,防止出现超筋破坏。同时梁端纵向受拉钢筋的最小配筋率要大于0.2,是为了防止出现少筋破坏。由钢筋混凝土构件的破坏形式可知,超筋破坏和少筋破坏表现为脆性破坏,结构延性差,会降低结构安全性能,应避免。同理,柱也相应有最小配筋率和最大配筋率的要求,设计中应遵循这些规定,以提高结构延性,确保安全性能。 一般的同一结构中梁柱的抗震等级是相同的,不同的抗震等级相应采取不同的抗震措施。构件的抗震等级直接决定着建筑主体的抗震性能。抗震等级对应的抗震措施包括两个方面,其一是在构件地震内力计算时取用相应的调整系数,其二是在构件设计时采取相关的构造措施。内力调整一般在结构计算时通过软件的相关参数干预自动完成,构造措施则需要设计者在设计绘图时把握执行。具体到结构构件设计的一般原则,强柱弱梁、强剪弱弯除了选择合适的构件截面,最重要就是在内力计算时通过调整系数,增大柱、受剪构件的承载能力要求;而强节点弱构件、强锚固等则需采用规范要求的构造措施。 2.2多层建筑结构柱的设计 一般多层建筑结构由于质量和高度不大,其所受地震作用和风荷载等水平力不大,故柱构件的弯矩内力不大,计算配筋一般较小。但在地震作用或双向框架承载时,某些部位柱承受的弯矩以及扭转剪力是比较大的,比如角柱很容易出现双向弯矩叠加作用的情况,再加上角柱一般离刚度中心距离较大,容易出现过大位移或位移比超标的情况。在结构计算阶段,要根据结构布置特点确定柱是按单偏压还是双偏压计算,一般双向框架承重体系和角柱须按双偏压计算,其他情况可考虑按单偏压计算并按实际配筋进行双偏压复核。 柱配筋设计时纵向受力钢筋一般比较受重视,根据以往的经验和历次地震震害情况来看,也很少出现由于柱纵向受力钢筋配置不足而引起事故的情况,反而是未按规范要求配置、制作箍筋在地震中导致柱子破坏。箍筋在柱子中的作用有两方面,一是抵抗柱中的水平剪切力,二是通过围箍作用提高柱混凝土的受压承载能力,合理配置、制作箍筋非常重要。箍筋配置的不合理体现在设计时箍筋直径的选用、加密区长度的设定,以及施工时箍筋间距过大、箍筋制作弯钩角度和水平段长度不合格。箍筋弯钩角度和水平段长度不合格会导致箍筋的锚固破坏先于钢筋屈服,起不到应有的作用。 2.3多层建筑结构梁的设计: (1)在计算中要合理、准确运用弯矩的调幅 待添加的隐藏文字内容1规范规定只有在竖向力作用下梁端弯矩可调幅,水平力作用下梁端弯矩不允许调幅,因此在计算时必须先将竖向荷载作用下的梁端弯矩调幅后,再将水平荷载产生的梁端弯矩叠加,这一点现在基本由计算软件自动完成。需要注意的是,多层建筑活载同时出现的几率相对大于高层建筑,在选择了梁端弯矩调幅后不宜同时选择活载折减。 (2)注意控制变形和裂缝 多层建筑结构一般梁的跨度、受荷范围都比较大,在构件设计时除了要计算承载能力,还应进行挠度变形和裂缝宽度验算,以保证结构的正常使用和耐久性能。 (3)满足规范的构造要求 梁的设计应特别注意规范中对框架梁、框支梁的构造要求,例如通长面筋的设置、实配面筋和底筋的比值、梁侧面钢筋的设置和箍筋配置等,其中的强制性条文必须严格执行,以确保构件在整体结构中发挥合理的作用。 3、结构计算中重要参数的合理选取