鋼筋混凝土框架結構房屋建筑與結構設計

陳杰

摘要：隨著我國城市化進程的市場需要，建筑項目工程的規(guī)模也隨之擴大，同時在進行建筑項目工程施工的過程中普遍需要采用鋼筋混凝土多層框架結構進行房屋的構建。而鋼筋混凝土框架結構在我國的建筑項目中也是被廣泛的運用，通過鋼筋與混凝土的雙重結合，能夠使整體的房屋構造更加的堅固，不容易被外界因素影響，從而確保房屋整體的形態(tài)不易被改變。所以鋼筋混凝土框架結構可以說是整體建筑項目工程中運用最為普遍的一種結構形式。

關鍵詞：施工;鋼筋混凝土;框架結構;房屋建筑

鋼筋混凝土多層框架結構是生活中一種常見的結構形式，其主要的優(yōu)點是結構布置靈活、整體性好以及抗震性強等，因此鋼筋混凝土多層框架結構被廣泛的應用于各類建筑中。隨著科技的發(fā)展，框架結構的計算度也越來越精準，由傳統(tǒng)的手算變?yōu)殡娝?，減少了設計人員的工作量。在框架的設計中會因為概念性和實際性存在差異而出現某些設計問題，為保證設計質量，本次研究尋找在設計結構中常見的問題并探索最佳的解決措施。

一、關于結構設計的關鍵點

1.1橫向作用力

對于低層的建筑來講，往往是以重力為代表的豎向荷載控制著鋼筋混土結構設計，所以作為低層建筑來講，豎向的作用力對其自身的結構形態(tài)影響還是比較大的。與此同時，對于中高層的建筑來說，整體的房屋結構雖然也受著豎向作用力的一定影響，但是，能夠破壞整體房屋結構形態(tài)的還是一個橫切面的橫向作用力，比如在地表形態(tài)發(fā)生改變的時候是通過地心引力的橫向作用力來對整體的房屋建筑形成一個沖擊力。

1.2要切實關注其軸向的形變現象

對于中高層的房屋建筑來說，所承受的力量不同于小型的低層建筑，因為整體的框架中柱的軸壓應力一般都高于邊柱的軸壓應力。建筑樓層越高就會使得中心的軸向壓力越來越大，而邊柱的軸向壓力并不能夠承受與中心柱相同的壓力，就會導致中心柱的整體形態(tài)發(fā)生了改變。壓力越大同時也就會導致整體中心柱變形程度越大，隨著樓層數目的增多，中心柱所承受的壓力也隨著增大，這就使得中柱的軸向壓縮變形大于邊柱的軸向壓縮變形。如果建筑高度很高的話，這種變形就會高到一定的程度，它等同于連續(xù)梁的中心支座出現了下沉現象。

1.3更多的關注側移

在房屋建造的過程中，還需要相關的施工人員注意房屋整體側移的情況。低層小型建筑對于側移方面的問題是不需要過多關注的，因為低層建筑的整體高度很少因為側移來改變整體的房屋結構形態(tài)。但是對于中高層建筑就需要格外的關注側移現象，首先就是因為中高層建筑整體的樓層過高，所受的橫向切力也比普通低層建筑要強。所以對于中高層建筑來說，整體的房屋結構一定要減少相應的側移現象，因為側移現象首先會使整體房屋的建造位置發(fā)生一系列的變化，其次就是因為樓層過高所受的橫向切力就越大，導致側移現象的話，就會對整體房屋的內部結構產生一定的影響，甚至會影響正常房屋建筑的使用。最后就是如果橫向的壓力過大的話，就會使整體房屋建筑出現大面積的側移現象，而房屋墻體就會出現裂縫，嚴重的話甚至會導致整個房屋的倒塌。

1.4構造的延性特征很受關注

對于目前的房屋構造來說，在保障整體房屋建筑的堅固性的基礎上，還要使整體的構造具有一定的延性。這樣在遇到強烈外界因素干擾的情況下，對于房屋本身的結構形態(tài)改變較少，或者說可以進一步的增加房屋整體構造的柔韌度，這樣就能夠在一定程度上保護了房屋整體的內部結構形態(tài)。

二、設計方法

2.1使用優(yōu)化設計的措施

在傳統(tǒng)房屋構造設計的過程中，并沒有像如今這樣先進的科學技術作為輔助，只能夠通過人工不斷的進行數據測算分析，才能夠確保整體的房屋結構達到相應的建筑標準。而現在技術人員可以通過利用先進的科學技術軟件進行數據測算分析，測算結果會更加的精準有效。通過運用現在最先進的科學技術，不僅可以有效的測算出最精準的數據，更能夠在一定程度上減少了人力資源的投入，進一步的節(jié)省了投資成本。對于房屋結構的整體設計需要專業(yè)的技術人員在對房屋整體結構進行實地考察之后制定最合適的設計方案，并且可以通過BIM技術設計3d房屋模擬視圖，能夠更加直觀的觀察到房屋整體的內部結構，而且可以通過3d模擬視圖與現實施工的環(huán)節(jié)有效地結合起來，能夠更好的對整體的房屋結構進行合理的設計。

2.2關于性能探索

房屋結構的整體性能要求主要分為兩個，第一個就是對房屋整體抗震性能要達到相應的標準;第二個就是具有足夠的承受力以及抗震性能。滿足以上兩種性能要求，就能夠使整體的房屋內部結構更加的堅固。相關的技術人員可以通過電算程序中的結構空間有限元分析軟件SATWE進行內部結構的測算，這個軟件可以對整體房屋結構承受能力，以及房屋延展性都能夠進行有效的測算。而專業(yè)技術人員就可以通過測算出的數據，對整體的房屋結構進行合理的規(guī)劃設計。同時，通過運用鋼筋混凝土框架結構作為房屋建筑的主要中心結構，還需要關注的就是墻體結構的穩(wěn)定性，如果受到外界強烈的沖擊力，鋼筋混凝土結構在有限的時間內保護房屋結構的整體形態(tài)。但是還需要相關的專業(yè)設計人員對整體的房屋結構進行合理的分布，同時運用框架和剪力墻兩種抗側力結構效果比較好的方式，進一步融入到整體的房屋結構設計中去。

三、計算要點

在房屋結構設計中使用鋼筋混凝土框架結構，需要相關的設計人員遵循“強柱弱梁”的設計原則，因為在受到外界因素的強烈沖擊下力下，整體的柱剛度增大，從而對整體的房屋結構起到了穩(wěn)固的作用。如果是框架梁剛度變大的話，那么就會使整體的房屋結構的形態(tài)失去平衡。影響“強柱弱梁”的原因有三個：第一，就是填充墻對框架結構的影響，填充墻對整體房屋結構設計以及抗震的效果都有著不可忽視的作用，但是如果在房屋設計中運用填充墻，就可能會影響鋼筋混凝土框架結構的“強柱弱梁”的構建原則;第二，就是樓板對框架梁剛度增大的影響，其中現澆梁板與框架梁共同工作下，來進一步提高整體框架梁的承受能力，但是樓板就會在一定程度上的降低框架梁的承受耐力，進而影響“強柱弱梁”的構造原則;第三，就是軸壓比對“強柱弱梁”的影響，主要在于框架柱截面的整體面積，框架柱的斷面太小就可能會影響整體“強柱弱梁”的構造原則，但是我國對于軸壓比有著相關的規(guī)定，不能夠使整體的軸壓比過低，這也在一定程度不利于整體抗震結構的形成，從而進一步影響了“強柱弱梁”的構造機制。

四、結構計算參數問題

4.1地震力振型組合數

根據近些年來科學調查顯示，房屋結構中的鋼筋混凝土框架與房屋高度和地震震型組合數有著非常大的關系，所以在進行房屋構造的過程中，技術人員一定要根據房屋結構的實際情況，測算出相應的數據并且進一步進行分析。

4.2結構抗震等級參數

鋼筋混凝土多層框架房屋結構環(huán)境及功用與結構抗震等級選取具有一致性。甲類設防等級和乙類設防等級建筑包括交通、醫(yī)療機構等，丙類抗震設防等級建筑包括民用的住宅或者辦公樓等。明確抗震等級后要根據本區(qū)的抗震強烈度構建相應的抗震等級措施。

五、結束語

綜上所述，在房屋的構造以及設計中有效地運用鋼筋混凝土框架結構，能夠使得整體的房屋內部結構達到相對穩(wěn)定的狀態(tài)。而且通過運用鋼筋混凝土結構能夠使總體的房屋抗震能力有著顯著的提高。除此之外，在房屋建造的工程中還會遇到更多的問題，設計者要根據遇到的具體實際情況問題進行分析，由此可見，找出其核心問題，積極的解決，采取適當、可行、有效的方案以及加強對鋼筋混凝土多層框架房屋結構設計的分析是今后研究的重點和方向。

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