混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工探析

1、<p>　　混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工探析</p><p>　　摘要：框架結(jié)構(gòu)是指由梁和柱以剛接或者鉸接相連接而成，構(gòu)成承重體系的結(jié)構(gòu)，即由梁和柱組成框架共同抵抗使用過程中出現(xiàn)的水平荷載和豎向荷載。這種結(jié)構(gòu)大都使用于多層建筑。這種結(jié)構(gòu)的最大特點在于其空間布局非常靈活、自重輕、結(jié)構(gòu)杭震能力強。本文重點介紹混凝土框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計與施工過程。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：框架結(jié)構(gòu) 設(shè)計

2、施工 </p><p>　　中圖分類號：TU318 文獻標識碼：A </p><p>　　隨著現(xiàn)代建筑業(yè)的發(fā)展,多層框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計越來越多見,其靈活的空間布置能力是框架結(jié)構(gòu)被采用的重要原因。通常情況下,多層框架結(jié)構(gòu)由基礎(chǔ)、柱、梁、樓板四部分構(gòu)成。由樓板來承載樓面恒活荷載作用,將荷載傳遞給梁,由梁傳遞給柱,最后全部的荷載都傳給下部的基礎(chǔ)部分。當然在多層框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程中,仍有許多需要注意的

3、問題。 </p><p><b>　　1結(jié)構(gòu)計算 </b></p><p>　　建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中,首先要根據(jù)使用要求、抗震等級要求、場地類別等等因素進行綜合考慮,然后對結(jié)構(gòu)設(shè)計簡圖進行精確計算,驗算是否所有的結(jié)構(gòu)都處于穩(wěn)定狀態(tài)。 </p><p>　　1.1正確選擇結(jié)構(gòu)設(shè)計抗震等級要求 </p><p>　　建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中

4、,各類建筑抗震等級的要求是必須要考慮的因素之一。具體的選擇過程如下:根據(jù)《建筑抗震等級設(shè)計規(guī)范》中給定的各類建筑抗震等級要求來選擇。一般民用建筑為丙類建筑,這類建筑的抗震等級需按當?shù)氐卣鹪O(shè)防烈度來計算。一般情況下,為了結(jié)構(gòu)設(shè)計的保險起見,抗震等級的選定比當?shù)氐卣鹪O(shè)防烈度要高一級。例如,某地丙類建筑設(shè)計的地震設(shè)防烈度為6度,那么結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中,仍按照6度地震來考慮。 </p><p>　　1.2基本地震加速度的規(guī)范

5、化設(shè)計 </p><p>　　《建筑抗震等級設(shè)計規(guī)范》中明確規(guī)定,地震設(shè)防烈度為6度時,其地震加速度設(shè)計為0.05 。計算過程中,應(yīng)嚴格依據(jù)規(guī)范來選取相關(guān)系數(shù)。 </p><p>　　1.3各類荷載值參數(shù) </p><p>　　《建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》明確規(guī)定出框架結(jié)構(gòu)外墻、內(nèi)墻、板、柱等等自重與活荷載值的計算,以及樓梯上活荷載的計算方法。因此結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中,應(yīng)嚴格按照

6、其規(guī)范要求來進行設(shè)計。還有很多參數(shù)需要通過相關(guān)的規(guī)范進行確定,如當?shù)仫L荷載值、雪荷載值等等,選好這些系數(shù)只是設(shè)計的第一步。 </p><p>　　2框架結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)注意的問題 </p><p>　　2.1框架柱的配筋 </p><p>　　框架結(jié)構(gòu)中,柱是最重要的構(gòu)件。因此,對于框架結(jié)構(gòu)設(shè)計時,應(yīng)對每根柱進行反復驗算,保證其受力穩(wěn)定。一般多層框架結(jié)構(gòu),其柱的配筋率不

7、高,由于其角柱受到水平地震荷載影響,使得柱受到雙向彎矩的作用:而梁體對于柱的約束力不強,使得柱受到雙偏壓作用。所以柱是多層建筑中受到最大扭矩的構(gòu)件。所以采用PKPM設(shè)計時,根據(jù)軟件所得出的配筋圖需經(jīng)過反復驗算,而不應(yīng)當直接采用。 </p><p>　　框架結(jié)構(gòu)施工過程中,為了減小建筑物的位移,加固建筑物的整體穩(wěn)定性,通常情況下在框架結(jié)構(gòu)的地基水平方向設(shè)置基礎(chǔ)連續(xù)梁來保證建筑物的整體有效性。此時,基礎(chǔ)底層柱的基礎(chǔ)連

8、續(xù)梁被分作了兩個部分。一部分是基礎(chǔ)下混凝土柱,一部分是基礎(chǔ)上的連續(xù)梁,這樣設(shè)置連續(xù)梁是為了承擔部分上層結(jié)構(gòu)傳下的荷載,減少地基的沉降量。然而,連續(xù)梁不可以鑲嵌在地基柱上,否則會加大底部柱腳所承受的彎矩。因此,最切合實際需要的做法是:將連續(xù)梁以下的地基基礎(chǔ)部分都視作是框架建筑的建筑物地層結(jié)構(gòu),地基混凝土柱到連續(xù)梁的高度看作是建筑物的第一層高度,這樣實際框架建筑的第一層就被看作是第二層。這種情況下,基礎(chǔ)上的連續(xù)梁部分的配筋計算就與實際建筑第

9、一層連續(xù)梁的配筋計算方式完全相同。與此同時,實際建筑的第一層梁體配筋就按第二層建筑來計算。 </p><p>　　3多層框架結(jié)構(gòu)的具體設(shè)計要求 </p><p>　　3.1強柱弱梁節(jié)點設(shè)計要求 </p><p>　　強柱弱梁是指,框架結(jié)構(gòu)中柱的作用是用作承受建筑物墻體的自重以及板和梁傳遞給柱的荷載,柱的抗壓能力要求很高,這就是強柱;弱梁只是相對于強柱而言,是說梁體主

10、要承受的是板以及活荷載的彎矩作用,因此對于梁的抗壓能力要求不像柱那么高,即強柱弱梁。但是柱和梁的節(jié)點處的設(shè)計需要嚴格驗算強柱弱梁指的是使框架結(jié)構(gòu)塑性鉸出現(xiàn)在梁端的設(shè)計要求。用以提高結(jié)構(gòu)的變形能力，防止在強烈地震作用下倒塌。“強柱弱梁”不僅是手段，也是目的，其手段表現(xiàn)在人們對柱的設(shè)計彎矩人為放大，對梁不放大。其目的表現(xiàn)在調(diào)整后，柱的抗彎能力比之前強了，而梁不變。即柱的能力提高程度比梁大。這樣梁柱一起受力時，梁端可以先于柱屈服。強柱弱梁是一

11、個從結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計角度提出的一個結(jié)構(gòu)概念。就是柱子不先于梁破壞，因為梁破壞屬于構(gòu)件破壞，是局部性的，柱子破壞將危及整個結(jié)構(gòu)的安全---可能會整體倒塌，后果嚴重。要保證柱子更“相對”安全，故要“強柱弱梁”。 </p><p>　　3.2強剪弱彎設(shè)計要求 </p><p>　　對于梁、柱結(jié)構(gòu)而言，要保證構(gòu)件出現(xiàn)塑性鉸，而不過早地發(fā)生剪切破壞。這就要求構(gòu)件的抗剪承載力大于塑性鉸的抗彎承載力。為此，

12、要提要構(gòu)件的抗剪強度，形成“強剪弱彎”。為了提高框架結(jié)構(gòu)的抗震能力,一般情況下會采用框架剪力墻結(jié)構(gòu),這樣可以大程度的避免地震荷載作用下的剪切破壞。對于高層，特別是20層以上或者超高層，也有人認為應(yīng)該“強梁弱柱” ，就像魚骨頭一樣，脊椎骨很柔軟，但肋骨很硬，如果把肉吃完了，拿著魚尾可以搖晃， 這就是“強梁弱柱”。對于很多超高層，他們的頂層位移很大，那就要柱子有一定的柔性，而且在上面都有很重的重力擺，使頂部的擺動減少。特別是在地震中，重力擺

13、的作用更加明顯。使震動快速減弱，如果是強柱，那么地震反力是很可怕的，不知道大家想過沒有，玻璃是很堅硬的物質(zhì)，但在音頻的震動下會破碎。同樣，竹子有很強的受壓性能，但由于柔軟，可以經(jīng)受反復的搖動和受壓。綜上所述,當設(shè)計的框架結(jié)構(gòu)需要抵抗較高等級地震作用時,需要結(jié)合剪力墻結(jié)構(gòu)來保證梁體不會出現(xiàn)脆性剪切破壞。與此同時,對于多層建筑的框架剪力墻結(jié)構(gòu)需要特別驗算梁體的抗剪能力是否符合相關(guān)規(guī)范要求。強節(jié)點弱構(gòu)件是指節(jié)點的承載力應(yīng)高于連接構(gòu)件，因節(jié)點失

14、</p><p>　　3.3混凝土梁、樓板施工。多層建筑結(jié)構(gòu)施工過程中,上下樓面立柱必須建立在同一豎直線上,以保證建筑結(jié)構(gòu)的整體統(tǒng)一性。然而上層樓板所承受的荷載比下層樓板的荷載要小,因此樓板施工時,應(yīng)保證樓板的荷載承受能力到達規(guī)范標準之后才可以開始脫模施工。梁體結(jié)構(gòu)超過4m時,梁底模板應(yīng)該進行起拱,其起拱值根據(jù)相關(guān)規(guī)范設(shè)計來規(guī)定。通常情況下,起拱高度取混凝土梁跨度的0.1%一0.3%之間。 </p>

15、<p><b>　　4框架結(jié)構(gòu)施工 </b></p><p>　　4.1 基礎(chǔ)施工。 </p><p>　　基礎(chǔ)的施工過程大致包括:基礎(chǔ)墊層、支側(cè)模板、模板固定。通常情況下,建筑結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)是建筑結(jié)構(gòu)的底部結(jié)構(gòu),對于其結(jié)構(gòu)的設(shè)計,需要嚴格根據(jù)相關(guān)設(shè)計圖紙進行規(guī)范施工。其施工工藝大致過程為:根據(jù)設(shè)計圖放樣，而確定出基礎(chǔ)的墊層,對基礎(chǔ)的施工時,混凝土需要使用模板

16、進行支側(cè)支護,模板固定好之后待混凝土強度達到設(shè)計要求時方可拆模。 </p><p>　　4.2 混凝土柱施工。 </p><p>　　混凝土柱的施工程序如下: </p><p>　　第一、首先清理出柱的綁扎空間,根據(jù)設(shè)計所計算出的柱配筋來綁好鋼筋底部; </p><p>　　第二、選擇一個定位的基準線,一般選作柱的最底部,根據(jù)設(shè)計的標高來從基

17、準處開始使用混凝土澆筑混凝土柱。 </p><p>　　第三、根據(jù)模板澆筑好鋼筋混凝土柱之后,使用箍筋對混凝土柱進行外部約束,箍筋可使用鐵絲捆綁來加緊約束,使得混凝。 </p><p>　　第四、柱模板支護好之后,用掛線來檢查垂直度,確?；炷林繙蚀_布置。 </p><p><b>　　5結(jié)語 </b></p><p&g

18、t;　　框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計與施工過程復雜,需要涉及到的東西很多,要做好建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計工作,就必須熟悉相關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范,而對于建筑施工方面,則更多需要了解土木施工方面的一些知識,對于一些傳統(tǒng)施工工藝的熟悉是所有建筑施工的基礎(chǔ)。 </p><p><b>　　參考文獻： </b></p><p>　　[1]劉炳寅.高層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工的現(xiàn)實問題田.山西土構(gòu)件更加穩(wěn)定。建筑,

19、2009,(1):25一32. </p><p>　　[2]王曉峰.框架結(jié)構(gòu)動力穩(wěn)定性分析的新方法研究岡.廣西大學,2012,(0):59一60. </p><p>　　[3]《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50010—2002） </p><p>　　[4]《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB50011—2001） </p><p>　　[5]《建筑結(jié)構(gòu)