多層框架結構加固設計
2015-06-11
一、多層建筑框架結構加固設計遵循的原則
1.一定要多道防線，降低結構風險
建筑結構設置多道防線，能夠在遇到風險時，通過所有抵抗外力結構聯(lián)合起來將風險障礙物一層層的阻礙，緩沖其速度，同時相互支撐，這就好比一個物體從高處掉下來，那么當這個物體掉下來時可能就比沒有障礙物阻礙的物體或者障礙物少的受損度小很多。這個時候，我們不能把結構重心全部寄托在單一的構件上，在土建結構中我們知道多肢墻要比單片的墻好，而框架剪力墻要比純框架好，我們知道鳥巢外形結構的設計，是多道防線設計思路的最好體現(xiàn)。
2，一定要抓大放小，保全重要結構
在建筑框架結構設計中有這么一種說法，那就是“強柱弱梁”“強剪弱彎”，這不禁勾起了人們對這種說法產(chǎn)生疑問，問什么結構要強柱弱梁，強剪弱彎，在我們的印象中強柱強梁肯定會比強剪強彎要更加結實，更加安全。但是如果所有的結構構件都強了就不好了，將會存在非常大的安全隱患。我們知道絕對安全的結構在這個世界上是不存在的，無論哪種結構體系都不能在任何情況都可抵御各種外界的破壞。每個構件的作用都不同，整個結構體系就是由這眾多的構件協(xié)調(diào)組合而成，并依據(jù)其重要性來區(qū)分輕重。每個結構構件共同抵抗外力的目的，就是為了在遭遇強大的外界破壞力時，能夠保住其中最重要的部件不受損壞或者至少是最后才遭遇摧毀，這就是要做出取舍的時候了。所以最明智的選擇就是在建筑框架結構設計之初就先衡量孰輕孰重，哪部分是主要構件，哪部分是次要構件，當強大的破壞力來臨時，首當其沖的應該是次要的構件，在設計中各個部件千萬不可平均受力，那樣將損失慘重。我們知道在鋼框架的結構設計中，如果柱不幸倒塌，梁也不可能存在，而如果梁倒了的話，柱依然可能存在，這也就說明了柱起到的作用要比梁大。所以在建筑框架結構設計過程中，為了保證柱免遭摧毀或者至少是最后才遭摧毀，這就要把梁放在相對比較薄弱的環(huán)節(jié)上，使其能夠承受大部分外來破壞力，盡可能阻擋對柱的破壞，使損失降至最低。而如果把梁和柱都設計在主要環(huán)節(jié)上，則有可能使梁和柱遭到同樣的破壞。
3.一定要使結構合為一體
好的建筑框架結構體系是一個整體的結構，這種結構體系中沒有關節(jié)，并且能夠快速有效的傳遞并消除外力，盡量減少破壞力度，有了這個原則，我們在設計時就要想辦法把各個關節(jié)給“打通”，使之暢通無阻。前面我們提到的三個原則(“剛柔相濟”“多道防線”“抓大放小”)實施的基礎就是一定使結構渾然一體，也就是說這個原則是前面三個原則的保障?？偟膩碚f，設計者要使原本保持平衡和靜態(tài)的構件組合之后，在受到強烈的外力沖擊時還能保持原來的靜態(tài)，或者相對的靜態(tài)，這樣目的就達到了。
二、設計構造中的常見問題及處理措施
1.嚴格控制框架節(jié)點核芯區(qū)箍筋配置
設計人員應該嚴格按GB50011-2001建筑抗震設計規(guī)范中的規(guī)定來控制框架節(jié)點核芯區(qū)配箍特征值及體積配箍率，這方面很多設計者往往會忽略，特別是不能滿足對柱軸壓比不大時(這個規(guī)定是為了保證節(jié)點核芯區(qū)延性的重要構造措施)的要求。對于這一點問題設計者以后應該充分考慮到，以防止出現(xiàn)不必要的損失。
2.底層框架柱箍筋加密區(qū)的范圍不能滿足
在設計中，設計人員要留意在GB50011-2001建筑抗震設計規(guī)范中有規(guī)定:“底層柱，柱根處箍筋加密區(qū)的范圍應不小于柱凈高的1/3”，這是一新增加的規(guī)范要求，大多設計者可能都不太了解，以后設計過程中應該注意這個問題的解決。
3.框架梁上部縱筋端部水平錨固長度不能滿足
GB50010-2002混凝土結構設計規(guī)范中有規(guī)定:“框架端節(jié)點的地方，一旦框架梁上部縱筋的水平直線段錨固長度不足的時候，應該向下彎曲并且伸到柱的外邊，控制好彎折前水平投影的長度一定要等于或者大于0．4LaE”，一旦框架柱的截面尺寸在400mm×400mm以下的時候，框架梁就易出現(xiàn)問題，這就會埋下一個很嚴重的安全隱患。對于以上建筑框架結構設計中出現(xiàn)的問題，往往是設計者忽視的問題，只要設計者在設計之初能夠做好前期準備，重視這些問題，并按照國家規(guī)定來設計建筑，那么上述問題也就會隨之消失，建筑框架的結構也就會符合標準。
4.框架結構梁的設計問題
在對框架結構建筑進行設計時，位于梁下部或梁截面高度范圍內(nèi)的集中荷載，應由附加橫向鋼筋承擔，則需要考慮設置附加箍筋和吊筋，為方便施工可優(yōu)先考慮采用附加箍筋，如主次梁搭接時，可以在結構設計總說明處，畫上一節(jié)點，在有次梁部位的兩側各加上3根主梁箍筋來作為補充?？蚣芰号c次梁的端部出現(xiàn)相交的現(xiàn)象，或者彈性支承在墻體上，對于梁端支座可以按照簡支梁的方式來處理，但是必須對梁的端箍筋進行加密。在設計抗扭梁時，縱筋的間距應該小于300mm，并保證小于梁的寬度。通常在設計的時候可采用加大腰筋直徑加密腰筋間距的方法來增加梁的抗扭力，同時對于縱筋和腰筋錨入支座內(nèi)的長度應該符合要求。對于箍筋也應該符合抗震設防要求。在反梁板吊在梁底時，板的荷載主要由箍筋來承擔，可適當加密箍筋的間距，加大箍筋直徑。對于框架梁截面的高度設計，應該在梁跨度的1/10至1/15之間選擇，對于寬扁梁的寬度，則最大可以設計到柱寬的兩倍。
5.框架結構柱的設計問題
如果框架結構柱在地上的部分為圓柱時，在地下的部分就盡量做成矩形柱，這樣可以盡量減少施工的工序。圓柱的縱筋根數(shù)應該保證在8根以上，而圓柱的箍筋宜優(yōu)先采用螺旋式，這樣可以有效增加結構的整體性和柱子的剛度及承載力，施工圖紙中需要注明柱子端部有一圈半的水平段；矩形柱宜優(yōu)先選用井字復合箍的箍筋形式，有抗震設防要求的需按照建筑抗震設計規(guī)范進行加密設計。角柱和樓梯間的框架柱、梯柱應在全柱高范圍內(nèi)進行加密。通?？蚣芙Y構柱的截面，非抗震時不宜小于邊長250mm，四級抗震邊長不宜小于300mm，一、二、三級抗震時邊長不宜小于400mm；框架柱混凝土的標號則應該在C25以上，且梁縱筋錨入柱內(nèi)的水平段長度、彎折長度應該符合規(guī)范要求。
三、結束語
現(xiàn)代建筑造型和建筑功能要求的多樣化發(fā)展，使得現(xiàn)代建筑設計中的難題也逐漸增多，對設計者的挑戰(zhàn)也隨之增加。而作為一名建筑設計者，應該在嚴格遵循各種相關規(guī)范的前提下，采用靈活、大膽的方式和方法來解決一些結構上的設計難點問題，并在實際工作中不斷地進行充實和完善。
