高层钢筋混凝土框架结构设计分析

正文:

1 导言

框架结构施工方便, 结构布置灵活, 是当今社会主要的结构形式之一。对框架结构的设计一般是按传统的方法由经验确定结构布置方案以及梁柱等构件尺寸, 然后做内力分析, 检验各项指标是否符合规范要求, 当布置不合理时再反复进行修改, 这样一方面增加了设计者的工作量, 另一方面设计出的结构只能保证安全性, 却不能保证成本, 因此在高层建筑结构的设计过程中融入结构优化的内容是很有必要的。

2 钢筋混凝土框架结构的组成

框架结构就是对需要建设的项目进行一个初步的建设。框架结构是整座建筑的主体。框架结构的主体包括以下部分:基础部分。基础部分作为整座建筑的基础, 是重中之重。它需要承载上部的压力, 它的作用十分重要;竖向承重部分。在建筑的整体上竖向承重大多数是柱子, 主要是承载竖向的力。它能够起到支撑的作用托起整座建筑;横向部分。这一部分大多数都是框架梁, 梁主要承重的部位是屋顶或上一层的压力, 它起到的作用就是把板上或屋顶的力传送到柱上;屋面部分。它起到的作用主要是保护内部结构, 为室内的设备遮风挡雨;吊车梁或制动梁。这些结构是高层建筑最常见的结构, 主要是为了承载水平荷载与竖向荷载, 能够保证荷载的有效传递;填充墙。这部分属于在框架建成之后填充进去的, 主要起到对建筑内部的保护作用。

3 高层钢筋混凝土框架结构设计要点

3.1 结构变形设计

一般情况下, 框架而机构容易引发轴向变形的问题, 在整个设计的过程中务必的全方位进行考虑的一个关键, 得充分的将各项细节工作重视起来, 一般框架边柱的轴压应力要比中柱轴压应力要小的多, 最终使得边柱轴向发生变形最终变得更小。特别是在高层建筑之中, 这会更加明显, 假使未及时的进行处理, 那么后果不堪设想。为了保障不会发生这些情况, 那么在设计的时候, 就得摆正态度, 强化相应的处理工作, 采取相应对策, 加大设计精度。

3.2 结构延性处理

在设计的过程之中, 平面与立面进行有效的规划布置, 在最大限度之上减小发生地震而带来的一系列的影响, 保障高层建筑结构的可靠性及稳固性。让高层建筑的刚度变化均匀, 就得选用科学、合理的结构类型, 预防发生楼层错层的情况。且在整个设计的过程之中, 充分的利用精准的高度比, 保障结构具备优良的延性, 可以有效的抵抗水平荷载, 真正的实现对结构的有效防护, 预防发生结构变形及损坏情况的出现。

3.3 侧移成为钢筋混凝土结构设计的控制指标

在房屋高度不断加大的背景下, 水平荷载下结构的侧移发生变形并以很快的速度进行扩张, 结构的顶点侧移通常和房屋高度H的四次方之间成正比。在进行小高层住宅设计的时候, 不仅仅要要求结构具备充分的强度, 还得要有足够的抗侧移刚度, 保障结构在水平荷载的作用下而产生的侧移控制在一个科学、合理的范围之内。其原因主要表现在:发生太大的侧移, 人就会感觉到不舒适, 导致房屋无法正常使用;还会导致隔、围护墙及其饰面材料发生损坏, 甚至是裂缝, 同样也会导致电梯轨道发生变形, 进而无法正常运行;还有就是由于P-△效应, 导致结构有附加内力的产生, 在严重的情况下还会导致附加应力陷入一个恶性循环的境地, 最终建筑发生坍塌的现象。

4 高层钢筋混凝土框架结构设计策略

4.1 采用合理的优化方法

将结构设计进行有效的优化, 依据实际需求采取相应的设计方法。在进行结构软件分析时, 得要和之前人工的方式进行有效的对比分析, 优化选择方案、结构类型以及布局, 将各个方案的经济性及技术性进行一一比对, 最终做到设计方案的深化与优化。

4.2 合理设计框架结构

4.2.1 框架直接设计

为了建筑更好的运行和发挥效益, 我们需要充分的考虑结构稳定性与可靠性, 对高层建筑存在的缺点进行改善和弥补。假如, 我们在进行现场浇筑时需要根据图纸进行更换混凝土型号的时候, 如果换了之后的混凝土不能满足强度要求, 就需要我们改变构件的尺寸, 采取何种办法进行弥补, 能够保证构件的稳定性, 有效地提高管理能力。还有就是针对施工的过程, 需要我们进行专门的防火处理, 使结构构件保持良好的整体性与安全性。这种设计方法在一般混凝土结构构件加工中应用具有良好效果。

4.2.2 框架结构间接设计

所谓的间接设计就是采用预制构件模拟受力的作用, 根据承受压力效果, 再进行图纸的设计。这种方法能够有效地防御问题, 会减少设计完之后的设计变更。我们主要是通过预应力水平拉杆, 将混凝土受压力的构件进行设计。我们可以通过间接设计来进行整个建筑的承压实验, 以便在进行施工的时候, 能够使设计中的要求得到满足。这种设计方法能够更好的提升设计水平, 保证设计的规则性、刚度以及延性的要求。

4.3 提高钢筋混凝土高层框架结构抗震性能

首先, 调整框架结构的抗震等级是实现“强柱弱梁”的重要途径, 然后再进行配筋。结构抗倒塌, 应大力落实消能减震技术, 该技术是通过在框架中安置消能器, 进而通过消能器来消耗地震作用结构中产生的震动能量。只是单单具有较高的强度却没有塑性的较脆性的建筑构造, 其吸收的能量就会相对较少, 在遭受超过设计水平地震的作用时, 就容易因为脆性的破坏导致倒塌。当建筑物遭遇相当于本地区设防烈度或低于本地区设防烈度时, 应避免填充墙发生破坏, 尤其是对于公共建筑。

其次, 我们可以通过确保重点区砼强度和配置充足数目的箍筋来避免节点重点区的太早剪切破坏, 而强锚固要求则是通过在静力设计锚固长度的基础上叠加必定的抗震附加锚固长度, 运用钢筋锚固端的机械锚固订的方法。根据对非线性结构方法的分析, 我们可以通过弹塑性位移角来对腋撑转换结构进行精确地震害预测。通过施加钢筋混凝土框架节点的预应力, 增强框架节点核芯区混凝土的约束, 让他处于一种双向受力的状态, 对提高框架节点的抗剪承载力有明显的效果。

5 结论

综上所述, 在进行高层建筑结构设计的过程中, 应该的全方位的考虑钢筋混凝土的框架结构, 依据结构形式的不同, 来将每一个设计点来进行把握, 并采取相应的优化及改善措施来将自身的设计水平加大, 保障设计方案的经济性与技术性, 从而就可以更好的指导高层建筑工程的质量, 从而减少养护维修的成本, 真正的保障工程建设的质量及整体效益。

摘要：钢筋混凝土框架结构具备优良的延性、强度大、施工效率快、抗震性能好以及整体性好的优点, 是完全可以满足高层建筑工程建设的各项需求, 在进行施工的过程之中, 其应用的力度也在逐渐的加大。因为其不仅仅要承担水平荷载, 还得要承担竖向荷载, 对于保证整个结构的可靠性及安全稳定性十分的关键。为了使其自身的作用真正的发挥出来, 还得要结合工程实际来进行设计, 将每一个点把握住, 优化其设计内容, 最终就可以为后续的施工建设提供极大的便利, 为高层建筑的质量奠定下坚实的基础。

关键词：高层钢筋混凝土,框架结构,设计要点