对钢筋混凝土房屋设计结构的分析研究

所属栏目:建筑设计论文 发布日期:2012-12-29 09:32 热度:

  摘要:建筑的结构设计对于建筑安全具有直接的影响,在建筑设计中,一定要建立规范、科学的结构计算模型,合理选取结构参数,为提高建筑设计科学性奠定基础。本文主要针对钢筋混凝土房屋设计中的常见问题开展分析研究。

  关键词:房屋设计,结构,参数,模型

  在建筑结构设计中,由于部分设计人员业务不熟练,对于相关规定中的条规理解与贯彻不到位,导致设计出现缺陷,影响建筑结构。针对这样的现象,建筑设计人员一定要引起重视。并采取针对性措施予以解决。

  1 计算模型合理程度不足

  在钢筋混凝土多层结构基础埋深较大的情况下,出于减少底层柱计算长度以及底层位移的考虑,可以在地坪下科学位置进行基础拉梁的设计,拉梁以下按照一层进行计算。部分设计人员在设计中,采取框架于基础拉梁顶,基础拉梁完全以构造进行设计,以中心受压来对基础进行计算,这种设计计算简图不科学。一方面对照构造设计而成的拉梁对于柱脚弯矩难以平衡,另一方面,底层柱高度应当为基础顶面到一楼盖顶面净距离,底层柱脚弯矩设计值还要提高25%增大系数比例。设置拉梁层要对配筋进行分析,看属于基础顶面截面控制或者基础拉梁顶面截面控制中的哪一种类型。兼顾到地基土影响,计算简图还应当结合是否有地下室开展二次计算的包络图对底层柱进行配筋。基础拉梁层框架整体计算要对楼板厚度进行取零处理,同时定义弹性节点,使用总刚分析法实施计算。

  2 结构设计参数科学提取

  2.1 建筑结构抗震等级设计。部分设计人员在建筑结构设计中,未能就建筑物的抗震准确设防分类进行判断,以及对于建筑是否需要提升一度不能确定。例如将乙类建筑抗震设计同样提升一度,和有关规定不相适应,只有当其所在地区设防烈度超过6度时候才要进行一度的提升。个别设计人员没有兼顾到主体和裙房之间的设缝,一味地以高层设计抗震标准,在高层和裙房没有设缝,要依据高层标准设置抗震等级,但是如果设缝,则要分别确定抗震等级。同时,如果地下室顶板是上部结构嵌固部位状况,地下一层参照上部结构抗震等级,往下部分可以采用三级及其以下。

  2.2 结构抗震计算振型数提取。对地震荷载进行计算的过程中,振型数值对结构计算精密度影响较大,尤其是在一些平面和刚度较为复杂的状况下,例如多塔和大地盘结构建筑,考虑扭转耦联计算时要科学选取振型数,一旦数值偏小会导致部分高振型地震力被漏算,取多了无端多出许多计算。高层建筑不考虑扭转耦联计算中,振型组合数最少为3,超出了尽量为3的倍数,但是不超过建筑层数。不规则高层建筑考虑扭转耦联计算振型数大于等于9,结构层数多以及较为复杂情况下,振型数要适当提高,如多塔结构振型数应当超过12,但是应当小于等于层数的3倍值。

  2.3结构周期折减系数确定。由于框架结构中填充墙的影响,实际刚度超出计算值,设计周期低于计算值,因此按照计算周期计算的地震力处于偏小状态,对建筑结构具有一定的影响,较为科学的方式就是对结构计算周期实施折减,折减的幅度要适中。框架结构运用砌体填充墙折减系数为0.7左右,运用轻质砌块时折减系数为0.8左右,全部运用轻质墙材折减系数为0.9左右,没有进行填充以及较少的情况可不予折减,剪力墙原则上不折减,在开洞超标情况下折减系数为0.95左右。周期折减系数对于结构的自振特性不发生影响,但与抗震系数相关。

  2.4连梁刚度折减系数确定。设计中常见剪力墙间连梁超筋,这与连梁较大有关,一般情况下对刚度折减系数为0.7左右,如果连梁出现钢筋太多的现象,依据实际可以按照0.5折减系数进行。

  2.5梁扭转刚度折减系数确定。在建筑中,楼板对梁具有一定的约束性,但是对于约束值难以准确计算,设计人员在梁扭转刚度折减系数范围的确定上,一般都是0.4。

  3 地下室的科学设计处理。由于地下室一般作为车库使用,空间较大,隔墙较少,与箱基条件不一致,一般顶部不作为嵌固端,要把地下室按照上部结构延伸进行计算。还要对层间侧移刚度比进行研究,对结构嵌固位置进行调整,落实抗震构造设计。地下室外围墙体配筋计算过程中,要综合考虑外侧土压力作用。钢筋混凝土墙体较多时,土体侧向约束有效,埋深以及上下层抗侧刚度比标准符合,可以把地下室顶板作为底层嵌固点。

  4 薄弱层结构弹塑性变形研究。现代的综合楼一般将下面几层作为商业用途,具有较充分的层高,标准层的层高较低,在建筑层高发生变化的部位会出现楼层刚度的改变。底层框架柱长度高于上一层,变化处容易引发侧向刚度改变,如侧向刚度如果少于相邻上层侧向刚度70%则为竖向不规则结构,依据相关规定需要开展弹塑性变形计算,薄弱层地震剪力提升15%的增加系数。

  5 抗震计算模型分析研究

  按照当前的结构抗震设计,允许从建筑两个主轴方向进行地震以及抗震数据计算,不同方向的水平地震作用主要为同方向抗侧力构件接受,因此,设计中经常假设水平力作用在结构的主轴方向,对相互正交两个主轴方向分别开展内力与变形分析,设计强度和刚度。实际情况下,风荷载及地震作用方向具有不确定性,双向弯矩作用下钢筋混凝土矩形截面构件的强度和弹塑性变形性能都受到影响,柱在双向弯矩作用下抗震性呈现出减弱趋势。研究显示,地震作用方向在a=450方向时候,结构设计中的大多数柱面临较为不利的受力情况,要对两主轴方向柱提升15%左右的抗震强度,方可满足实际需求。梁端最大弯矩为a=00和900时的0. 74-0. 93倍,数值确定和竖向荷载下梁端弯矩所占比例相关联。可见,构件的最不利受力状态和构件以及地震方向作用等因素有关,在地震作用处于和结构主轴方向相同状态时,处于最不利受力状态的是梁,当两者呈现出45°时候,处于最不利受力状态的为大部分的柱。由此可以看出,在模型计算中,立足于结构强度角度以及抗震原理、原则角度,都要对柱的设计强度有所提高。

  结构设计与建筑安全性紧密相关,事关重大,必须要进行科学、准确、合理的计算与设计,结构计算模型一定要精确,参数的提取一定要准确,每一位设计人员都要坚持设计原理,科学、精确计算与设计,提升建筑结构质量。

  参考文献:

  [1]陈昌瑞,高层建筑抗震设计综述[M] . 北京:中国建筑工业出版社, 2006.

  [2]沈柯德. 空间钢筋混凝土框架结构设计研究[J] .建筑结构学报, 2009, 11(3) : 122-124.

  [3]苏蓝蓝. 预应力混凝土框架抗震性概述[ M] .上海: 上海科学技术出版社, 2007.

文章标题:对钢筋混凝土房屋设计结构的分析研究

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