对多层框架结构优化设计的几点探讨.pdf

《对多层框架结构优化设计的几点探讨.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、对多层框架结构优化设计的林润平广东广龙建筑设计有限公司几点探讨回回面团摘要：我国自改革开放以来建筑行业取得高速发展，社会大众对多层建筑结构设计提出更加严格的标准，而框架结构是当前多层建筑常见结构体系，框架结构具有传力明确、结构布置简单、抗震·t±-qg良等特点，该体系被广泛应用于工民建中。本文结合笔者的结构设计经验，剖析框架结构设计存在的问题和缺陷，并提出了结构优化措施。关键词：框架结构；优化设计；主要途径前言框架结构体系具有使用空间大、布局灵活多变的特征，极大满足社会大众对个性化建筑功能的要求，这也为推动框架结构在多层房屋建筑的应用创造良好条件。然而

2、，结构设计中存在的一些问题，需要引起设计人员足够的重视。1基础地粱的布置问题某工程的基础埋深较大，通常需要布置基础地梁来控制底层框架柱尺寸，在正负零位置设置地梁，而地梁层可根据框架梁进行结构设计。除此以外，地梁以下的框架柱，设计人员应根据短柱来进行计算。某工程条件如满足《建筑抗震设计规范》的相关规定需要布置基础地梁，可根据X、Y主轴方向布置基础地梁，而地梁截面尺寸可取柱间距的1／lO、1／15，而地梁纵向钢筋可根据上述所连接框架柱最大轴力数值的1／10作为压力来进行结构计算，且地梁的配筋符合最小配筋率的要求。如要在地梁上布置填充墙或梯柱，设计人员需要将

3、其荷载叠加至对应的地梁上进行计算，配筋应同时满足受力要求及构造要求。控制基础地梁的计算跨度，设计人员可将独立基础斜坡与地梁间的空隙部分先用素混凝土浇筑与基础上顶面平齐，随后浇筑基础地梁。设计人员需要通过基础地梁来平衡框架柱底的弯矩数值，基础地梁截面尺寸与配筋应根据框架梁标准来进行设计，纵筋需在框架柱内可靠锚固。2结构薄弱层判定问题笔者认为结构薄弱层主要是指在地震作用下，某些结构部位达到屈服强度并出现弹塑性位移，而这些结构部位承载力是为了满足在地震条件下承载力要求，通常情况下，7度以上地区才可能存在结构薄弱层，鉴于6度设防的房屋建筑，其地震作用往往不属于

4、结构设计的控制作用。2．1薄弱层判定要点笔者认为薄弱层判定方式主要包括判定指定、个人计算以及强制认定等，设计人员结合《建筑抗震设计规范》要求，在PKPM软件中可指定某层为薄弱层，在软件计算过程中如抗侧移刚度小于上一层抗侧移刚度的70％、低于三个楼层侧向平均刚度的80％以及楼层承载力发生突变，便可认定该层为薄弱层，如结构布置转换层，其抗侧力竖向构件不能连续传力，对此设计人员可直接认定转换层为结构薄弱层。2．2薄弱层结构优化设计上文笔者已阐述薄弱层对建筑抗震较为不利，设计过程中应尽可能避免结构出现薄弱层。消除薄弱层有效方法为提高楼层抗侧移刚度，主要是扩大柱

5、、梁截面尺寸。在条件允许的情况下，可通过调整结构层高、减少主体结构埋深。如无法消除薄弱层情况，在结构模型计算时务必根据规范要求采取有效措施。笔者认为除了按照《建筑抗震设计规范》的要求，需要放大薄弱层的地震剪力，还要验算主体结构的塑性变形，一旦不满足规范要求，应当调整结构布置情况。3楼板开洞计算要点在框架结构中，设计人员对楼板开洞情况较为常见。如建筑开洞面积过大，超过楼层建筑面积30％，其建筑平面属于不规则，设计人员在计算过程中需要优化处理。对PKPM结构软件来讲，SATWE、TAT模块主要通过以下方式进行处理：SATWE模块主要把所有楼板设置为弹性板，

6、计算楼板平面内刚度接近真实值，但是楼板平面外刚度与真实值存在差距；而TAT模块则是把无楼板节点设置弹性，这就反应该节点刚性楼板假定受到限制，其平动自由度对应节点梁则是柱交点。笔者认为假设某楼层开洞面积超过楼层面积的309'0时，可把主体结构所有楼板设置为弹性，这与实际值较为接近。4框架梁柱偏心要点根据建筑专业需求，某些建筑外墙与柱边保持平齐，这就需要在框架粱布置挑耳或框粱面与框架柱偏心。有的设计人员对于上述两种方法产生疑惑，不知选哪种更好。如框架粱布置挑耳，不仅确保框架柱与框架梁保持中心对齐，而且对梁、柱整体受力发挥起有利作用。然而，框架梁布置挑耳会造

7、成构造柱上、下部纵筋不容易锚固，笔者的处理方式如下图所示：5选用正确的计算参数5．1折减梁扭矩在框架结构设计过程中，如框架梁没有布置约束性构件，扭矩无须折减。一旦梁两端均布置楼板，则需要折减梁的扭矩，其折减系数通常控制在0．3’0．5。对于普通工程，其梁配筋应当重复计算，需要折减框架梁的扭矩，并计算梁两端配筋。其次，设计人员需要不折减框架梁的扭矩，可计算出一端有楼板或两端无楼板的框梁配筋，其计算结果较为接近真实值，设计人员需要重视折减梁扭矩的内容。5．2调整梁弯矩系数在主体结构计算过程中，笔者认为在竖向荷载条件下，框架梁配筋率过大，则会形成超静定结构，

8、不利于现场施工。除此以外，梁端负弯矩因框架粱还没达到承载要求情况下，必然造成对应框架梁塑性内力