关于框架结构设计的若干注意事项
2016-11-29孙平
孙 平
(长春建筑学院,吉林 长春 130607)
关于框架结构设计的若干注意事项
孙平
(长春建筑学院,吉林 长春 130607)
多层框架结构是常见的结构形式,我们近几年的教学中学生在设计框架结构时会遇到一些常见的错误,对于学生常出现的问题我总结归纳了一下,基本上有以下几种,供大家参考。
框架结构;概念设计;构造要求;常出现的问题
一、概念设计
(一)填充墙的设置
1.填充墙能使结构的整体刚度增大,结构实际受到的地震作用会大于计算值,会使结构抗震设计偏于不安全,程序计算时,用折减系数来反应填充墙对结构的影响。但这只是大致估算。
2.填充墙的平面及竖向布置不当,可能会引起结构实际受力时的扭转过大或上下楼层侧向刚度的突变。
因此,填充墙平面和竖向布置,宜均匀对称,尽可能地减少因填充墙的偏心布置而加大结构的扭转效应,避免形成上下层刚度差异过大。
(二)框架结构电梯井墙的做法
对于框架结构电梯井墙的设置,学生有两种做法:第一种方法是电梯井四周的墙用混凝土空心砌块填充墙。第二种方法是电梯井四周的墙用钢筋混凝土剪力墙,且剪力墙用的是按构造要求配置钢筋。对于第两种做法,如果按框架结构上机计算是错误的,由于剪力墙的刚度大,地震时,剪力墙会吸收更多的地震能量,剪力墙承受更大的地震力,剪力墙按构造配筋不一定能满足承载力要求,同时框架与剪力墙协同工作,导致与其相连的构件也同时受到较大的地震力,使楼层框架部分受力加大,但用PKPM软件计算时,并没考虑与之相连构件也同时受有更大的力,造成结果不安全。所以,第一种做法应按框架结构。第二种按框架剪力墙结构。
(三)对于框架结构,楼梯是否考虑参与整体计算
《建筑抗震设计规范》6.1.15条规定:对于框架结构,楼梯间的布置不应导致结构平面特别不规则,楼梯构件与主体结构整浇时,应计入楼梯构件对地震作用及效应的影响,应进行楼梯构件的抗震承载力验算,宜采取构造措施,减少楼梯构件对主体结构刚度的影响。
对于框架剪力墙结构及剪力墙结构,由于这两种结构类型建筑物刚度较大,楼梯的存在对建筑物整体刚度影响很小,用PKPM计算时,框架剪力墙结构及剪力墙结构,楼梯构件与主体结构整浇时,可以不考虑楼梯参与整体计算。但对于框架结构,楼梯构件与主体结构整浇时,应考虑楼梯参与整体计算。但对于框架结构,现在常采纳的方法是梯段一端整浇一端铰支的做法,这种做法可以不考虑楼梯参与整体计算。
(四)同一结构不能用不同的材料承重
在地方,倡导儒学教育与传授、诵读儒家经传最有力者,当属范宣、范宁。在范宣隐居讲学中,居江州之半的豫章郡中“讽诵之声,有若齐、鲁”[2](P2360)。太元年间,范宁为豫章太守时,“在郡立乡校,教授恒数百人。由是江州人士并好经学,化二范之风也”[2](P2360)。由于他俩极力倡导儒学,试图振兴有别于魏晋玄学化经学的传统经学,使玄学风气没能在江州盛行,儒学及其儒家经传的传播,则在东晋时的江州地区进入了一个新的时期——上承汉末经学而下启南朝儒学。
《高规》6.1.6条规定,框架结构按抗震设计时,不应采用部分由砌体墙承重之混合形式,框架结构中的楼电梯间及局部出屋顶的电梯机房、楼梯间、水箱间等,应采用框架承重,不应采用砌体墙承重。
《抗震规范》7.1.7条指出,不应采用砌体墙和混凝土墙混合承重的结构体系。
女儿墙在建筑设计中应按受力构件考虑,所以框架结构的女儿墙应是钢筋混凝土女儿墙。
(五)对楼梯设计时采取的措施
1.楼梯间的布置应尽量减小其造成的平面不规则。
2.楼梯间中间平台通常设置小柱,用以支撑梯梁,
这种柱一般都为短柱,柱应全高箍筋加密。
3.对由于设置平台梁而使楼梯间四角框架柱形成短柱,对四角框架柱应进行受剪承载力验算,同时箍筋全高加密。
5.楼梯间四角宜设框架柱。
二、构造要求
(一)框架角柱如何设计
建筑物角柱是结构的关键部位,角柱是结构的重要构件,双向受力作用十分明显,水平地震作用下扭转效应对内力影响较大且受力复杂,角柱震害较重。
1.按抗震规范,除进行强柱弱梁、强剪弱弯、强低层柱等内力调整外,弯矩及剪力设计值还应乘以1.1的增大系数。
2.抗震等级为1、2级的框架角柱,箍筋全高范围加密。
3.角柱是指位于建筑物角部,与柱正交的两个方向各有一根框架梁与之相连的柱。所以,位于建筑平面凸角处的框架柱一般为角柱,而位于框架凹角处的框架柱,若柱的四边各有一根框架梁与之相连接,不必按角柱设计。
4.角柱虽然受荷面积小,但角柱双向受压,受力复杂,故截面尺寸可以同边柱。
(二)《高规》规定:梁柱中心线之间的偏心距,非抗震设计和6~8度抗震设计时不宜大于柱截面在该方向宽度的1/4。边框梁宜靠柱外皮平齐,所以如果边柱截面尺寸在550mm及以上尺寸的,边梁宽度不宜小于300mm。
例:柱550mm×550mm
梁300mm宽
则:275-150=125<550/4=137.5符合规范
例:柱550mm×550mm
梁250mm宽
则:275-125=150>550/4=137.5mm不符合规范
结语
钢筋混凝土框架结构虽然是一种很简单的结构形式,但在工程设计中也会出现一些问题,只有平时以规范为依据多学习勤思考,不能重计算轻构造,同时要结合概念设计,才能设计出经济安全的工程。
[1]GB 50011-2010,建筑抗震设计规范[S].
[2]JGJ 3-2010,高层建筑混凝土结构设计规程[S].
TU375
A