孫平
摘 要:多層框架結(jié)構(gòu)是常見的結(jié)構(gòu)形式,我們近幾年的教學(xué)中學(xué)生在設(shè)計框架結(jié)構(gòu)時會遇到一些常見的錯誤,對于學(xué)生常出現(xiàn)的問題我總結(jié)歸納了一下,基本上有以下幾種,供大家參考。
關(guān)鍵詞:框架結(jié)構(gòu);概念設(shè)計;構(gòu)造要求;常出現(xiàn)的問題
中圖分類號:TU375 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
一、概念設(shè)計
(一)填充墻的設(shè)置
1.填充墻能使結(jié)構(gòu)的整體剛度增大,結(jié)構(gòu)實際受到的地震作用會大于計算值,會使結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計偏于不安全,程序計算時,用折減系數(shù)來反應(yīng)填充墻對結(jié)構(gòu)的影響。但這只是大致估算。
2.填充墻的平面及豎向布置不當(dāng),可能會引起結(jié)構(gòu)實際受力時的扭轉(zhuǎn)過大或上下樓層側(cè)向剛度的突變。
因此,填充墻平面和豎向布置,宜均勻?qū)ΨQ,盡可能地減少因填充墻的偏心布置而加大結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng),避免形成上下層剛度差異過大。
(二)框架結(jié)構(gòu)電梯井墻的做法
對于框架結(jié)構(gòu)電梯井墻的設(shè)置,學(xué)生有兩種做法:第一種方法是電梯井四周的墻用混凝土空心砌塊填充墻。第二種方法是電梯井四周的墻用鋼筋混凝土剪力墻,且剪力墻用的是按構(gòu)造要求配置鋼筋。對于第兩種做法,如果按框架結(jié)構(gòu)上機計算是錯誤的,由于剪力墻的剛度大,地震時,剪力墻會吸收更多的地震能量,剪力墻承受更大的地震力,剪力墻按構(gòu)造配筋不一定能滿足承載力要求,同時框架與剪力墻協(xié)同工作,導(dǎo)致與其相連的構(gòu)件也同時受到較大的地震力,使樓層框架部分受力加大,但用PKPM軟件計算時,并沒考慮與之相連構(gòu)件也同時受有更大的力,造成結(jié)果不安全。所以,第一種做法應(yīng)按框架結(jié)構(gòu)。第二種按框架剪力墻結(jié)構(gòu)。
(三)對于框架結(jié)構(gòu),樓梯是否考慮參與整體計算
《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》6.1.15條規(guī)定:對于框架結(jié)構(gòu),樓梯間的布置不應(yīng)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)平面特別不規(guī)則,樓梯構(gòu)件與主體結(jié)構(gòu)整澆時,應(yīng)計入樓梯構(gòu)件對地震作用及效應(yīng)的影響,應(yīng)進(jìn)行樓梯構(gòu)件的抗震承載力驗算,宜采取構(gòu)造措施,減少樓梯構(gòu)件對主體結(jié)構(gòu)剛度的影響。
對于框架剪力墻結(jié)構(gòu)及剪力墻結(jié)構(gòu),由于這兩種結(jié)構(gòu)類型建筑物剛度較大,樓梯的存在對建筑物整體剛度影響很小,用PKPM計算時,框架剪力墻結(jié)構(gòu)及剪力墻結(jié)構(gòu),樓梯構(gòu)件與主體結(jié)構(gòu)整澆時,可以不考慮樓梯參與整體計算。但對于框架結(jié)構(gòu),樓梯構(gòu)件與主體結(jié)構(gòu)整澆時,應(yīng)考慮樓梯參與整體計算。但對于框架結(jié)構(gòu),現(xiàn)在常采納的方法是梯段一端整澆一端鉸支的做法,這種做法可以不考慮樓梯參與整體計算。
(四)同一結(jié)構(gòu)不能用不同的材料承重
《高規(guī)》6.1.6條規(guī)定,框架結(jié)構(gòu)按抗震設(shè)計時,不應(yīng)采用部分由砌體墻承重之混合形式,框架結(jié)構(gòu)中的樓電梯間及局部出屋頂?shù)碾娞輽C房、樓梯間、水箱間等,應(yīng)采用框架承重,不應(yīng)采用砌體墻承重。
《抗震規(guī)范》7.1.7條指出,不應(yīng)采用砌體墻和混凝土墻混合承重的結(jié)構(gòu)體系。
女兒墻在建筑設(shè)計中應(yīng)按受力構(gòu)件考慮,所以框架結(jié)構(gòu)的女兒墻應(yīng)是鋼筋混凝土女兒墻。
(五)對樓梯設(shè)計時采取的措施
1.樓梯間的布置應(yīng)盡量減小其造成的平面不規(guī)則。
2.樓梯間中間平臺通常設(shè)置小柱,用以支撐梯梁,
這種柱一般都為短柱,柱應(yīng)全高箍筋加密。
3.對由于設(shè)置平臺梁而使樓梯間四角框架柱形成短柱,對四角框架柱應(yīng)進(jìn)行受剪承載力驗算,同時箍筋全高加密。
4.加強樓梯間填充墻與主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件的拉接,四角及梯段上下端對應(yīng)墻體處設(shè)構(gòu)造柱,樓梯間的非承重墻,應(yīng)采取與主體結(jié)構(gòu)可靠地連接和錨固等措施。
5.樓梯間四角宜設(shè)框架柱。
二、構(gòu)造要求
(一)框架角柱如何設(shè)計
建筑物角柱是結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位,角柱是結(jié)構(gòu)的重要構(gòu)件,雙向受力作用十分明顯,水平地震作用下扭轉(zhuǎn)效應(yīng)對內(nèi)力影響較大且受力復(fù)雜,角柱震害較重。
1.按抗震規(guī)范,除進(jìn)行強柱弱梁、強剪弱彎、強低層柱等內(nèi)力調(diào)整外,彎矩及剪力設(shè)計值還應(yīng)乘以1.1的增大系數(shù)。
2.抗震等級為1、2級的框架角柱,箍筋全高范圍加密。
3.角柱是指位于建筑物角部,與柱正交的兩個方向各有一根框架梁與之相連的柱。所以,位于建筑平面凸角處的框架柱一般為角柱,而位于框架凹角處的框架柱,若柱的四邊各有一根框架梁與之相連接,不必按角柱設(shè)計。
4.角柱雖然受荷面積小,但角柱雙向受壓,受力復(fù)雜,故截面尺寸可以同邊柱。
(二)《高規(guī)》規(guī)定:梁柱中心線之間的偏心距,非抗震設(shè)計和6~8度抗震設(shè)計時不宜大于柱截面在該方向?qū)挾鹊?/4。邊框梁宜靠柱外皮平齊,所以如果邊柱截面尺寸在550mm及以上尺寸的,邊梁寬度不宜小于300mm。
例:柱550mm×550mm
梁300mm寬
則:275-150=125<550/4=137.5符合規(guī)范
例:柱550mm×550mm
梁250mm寬
則:275-125=150>550/4=137.5mm不符合規(guī)范
結(jié)語
鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)雖然是一種很簡單的結(jié)構(gòu)形式,但在工程設(shè)計中也會出現(xiàn)一些問題,只有平時以規(guī)范為依據(jù)多學(xué)習(xí)勤思考,不能重計算輕構(gòu)造,同時要結(jié)合概念設(shè)計,才能設(shè)計出經(jīng)濟(jì)安全的工程。
參考文獻(xiàn)
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