基于工業(yè)與民用建筑多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計的探討

賴小超

摘 要：我國整體建筑工程在新中國建立改革開放以來得到了迅猛的發(fā)展，隨著我國人口不斷增長，工業(yè)與民用建筑的需求也持續(xù)增多，在工業(yè)與民用建筑設(shè)計當(dāng)中，多層框架結(jié)構(gòu)是一種十分常見的結(jié)構(gòu)設(shè)計，也是一種重要的結(jié)構(gòu)設(shè)計。本文旨在探討工業(yè)與民用建筑多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)缺點(diǎn)以及原理問題，以促進(jìn)我國建筑工業(yè)技術(shù)水平的提升。

關(guān)鍵詞：工業(yè)與民用建筑、多層框架結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)設(shè)計

我國建筑工程中使用的結(jié)構(gòu)是一種架構(gòu)式結(jié)構(gòu)，通過剛接或者鉸接將柱和梁連接起來，在豎向荷載和水平荷載方面形成承重體系并在空間上保持較高的靈活性，在起到及良好的抗震能力的同時盡可能滿足建筑工程的設(shè)計布置要求。對框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類時，以層數(shù)、使用材料、對稱性等為分類基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)可將框架結(jié)構(gòu)分為多種類型，如根據(jù)使用材料劃分的：鋼筋結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土混合結(jié)構(gòu)、膠合木結(jié)構(gòu)等。

一、多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計堅持的原則分析

（一）、對于結(jié)構(gòu)抗震概念必須要給予充分的重視

對于工業(yè)與民用建筑而言，最重要的一點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)的抗震性能一定要好，設(shè)計人員在對多層框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計時要對建筑的抗震結(jié)構(gòu)進(jìn)行不斷地完善提高，以期有效提高整體建筑的良好強(qiáng)度。

因此設(shè)計人員在對建筑進(jìn)行設(shè)計時，要采用利于整體建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計，以減少薄弱部位，保護(hù)薄弱部位，注重設(shè)計建筑的延性結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)延性構(gòu)件的使用為原則，減少建筑結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)、加強(qiáng)其抗扭剛度。多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計中的一個重點(diǎn)是如何利用延性結(jié)構(gòu)高效提高框架結(jié)構(gòu)的延展性。延展性能對于一個建筑來說是十分重要的物理性質(zhì)，延展性能越強(qiáng)，地震來臨時房屋倒塌的抗性越高，因而框架設(shè)計結(jié)構(gòu)要“剛?cè)岵?jì)”。強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎的建筑設(shè)計原則是保證所設(shè)計的建筑的整體結(jié)構(gòu)受力方式、受力傳遞明確有據(jù)可循的保障，設(shè)計人員在設(shè)計框架結(jié)構(gòu)時需要堅持這一原則，在建筑結(jié)構(gòu)各個部位以及整體建筑進(jìn)行力的分析計算，發(fā)現(xiàn)問題并解決問題，將建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的更為安全合理。

（二）、對于外力的抵抗能力必須要給予滿足

在設(shè)計人員對工業(yè)與民用建筑多層框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計的過程中要根據(jù)各項(xiàng)因素進(jìn)行考慮規(guī)劃，諸如：建筑的用途、結(jié)構(gòu)構(gòu)件布置、關(guān)鍵部位之間的鏈接、抵抗能力的加強(qiáng)等。多層框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計應(yīng)當(dāng)結(jié)合橫向荷載與豎向荷載對設(shè)計進(jìn)行完善，在滿足建筑物的使用功能的同時提高建筑物對外界各個方面的抵抗，采取一定的措施解決或未雨綢繆。

（三）、對有關(guān)的規(guī)范和程序必須要嚴(yán)格的執(zhí)行

為加大我國工業(yè)與民用建筑的穩(wěn)定和安全，我國制定了關(guān)于建筑設(shè)計建筑工程的一系列的法律法規(guī)。并且在國家對建筑工程提出的一些條款中，所寫的標(biāo)準(zhǔn)不是對高端工程的高標(biāo)準(zhǔn)，而是普通工程結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)該要滿足的最低標(biāo)準(zhǔn)。

因此，在我國建筑工業(yè)技術(shù)得到提升的當(dāng)代，建筑業(yè)不能僅僅只是在國家規(guī)定的規(guī)范和規(guī)章標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)完成建筑工程，而是將工程完成的盡善盡美，設(shè)計人員要結(jié)合技術(shù)、規(guī)范以及高標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)識并深刻理解工程的復(fù)雜性、特殊性以及規(guī)范性，進(jìn)而提高工業(yè)與民用建筑多層框架結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定，將符合現(xiàn)代社會文化發(fā)展的多元藝術(shù)性建筑結(jié)構(gòu)造型建造出來，在保證建筑適用性的前提下使建筑造型更加美觀。

建筑業(yè)管理人員一定要在我國建筑工程中督促我國法律法規(guī)的落實(shí)，監(jiān)督各個工作人員嚴(yán)格執(zhí)行，將建筑工程方方面面規(guī)范在國家法律法規(guī)以內(nèi)。

（四）、將多道安全防線提升上來

工業(yè)與民用建筑多層框架結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)安全體系是環(huán)環(huán)相扣、層層相接的，當(dāng)外界產(chǎn)生極強(qiáng)的破壞力時，建筑物內(nèi)所有建筑結(jié)構(gòu)都會共同抵抗外力作用。若是僅僅憑借建單一的部件抵抗，那即使是不算強(qiáng)的外力也能將建筑物摧毀。這一道理體現(xiàn)在眾多例子當(dāng)中，例如土建結(jié)構(gòu)的多肢墻的抗性強(qiáng)度遠(yuǎn)比單片墻高上許多，? 純框架的效果劣于框架剪力墻對外界的破壞力抵抗等。

對框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計要將多道安全防線提升上來，不斷的設(shè)置好各個安全防線，根據(jù)層層設(shè)防的設(shè)計原則對建筑工程進(jìn)行建造多層框架、建立多層抵御外力的防線的設(shè)計，因?yàn)閮H有一層框架結(jié)構(gòu)的建筑物無法抵御外界力量對其的侵害，只有充分提高安全防線層層設(shè)防，才能不斷提高建筑物當(dāng)中的抗震性能。

二、多層框架結(jié)構(gòu)的組織和布置

（一）、多層框架結(jié)構(gòu)的組成

我國建筑工程中使用的結(jié)構(gòu)是一種架構(gòu)式結(jié)構(gòu)，通過剛接或者鉸接將垂直的柱和水平的梁連接起來。根據(jù)特定建筑物的特點(diǎn)和要求，如同排水需要、排氣需要等對建筑結(jié)構(gòu)做出調(diào)整改進(jìn)，方便建筑物的后續(xù)使用。當(dāng)建筑工程中出現(xiàn)另外的對于建筑結(jié)構(gòu)的要求時，會以經(jīng)濟(jì)節(jié)約、穩(wěn)固安全的原則采用調(diào)整連接方法結(jié)合將部分節(jié)點(diǎn)做成鉸接或者是半鉸接、剛性連接等的方式增加橫向剛度和建筑物內(nèi)的凈空。

異形柱的截面、框架的形式、各層的層高均是各式各樣，如框架形式有等跨、不等跨;各層層高可以不全等;柱體水平截面有方形、十字形等等。多種類型的設(shè)計形式均是為結(jié)構(gòu)受力增強(qiáng)抗性服務(wù)，其次是增大美觀程度。

（二）、框架結(jié)構(gòu)的分類

整體框架結(jié)構(gòu)可分為多種不同的類型，因?yàn)槠渲傻脑牧戏N類繁雜多樣，性質(zhì)有差異。鋼架結(jié)構(gòu)在用量和耐火性方面有不足，鋼量用量比一般的結(jié)構(gòu)大，耐火性較差以致于鋼架結(jié)構(gòu)基本高于混凝土框架，后期維修費(fèi)也不低。但鋼架結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)諸多：自重輕、抗震強(qiáng)、速度快以及在總體上來看機(jī)械化程度較高。鋼架結(jié)構(gòu)在我國建筑業(yè)現(xiàn)今狀況下運(yùn)用的并不廣泛，隨著我國整體鋼材的產(chǎn)量變化幅度一直呈上升趨勢，我國可以利用的鋼材品種也越來越豐富，與改革開放前期相比有了不小的進(jìn)步。鋼架結(jié)構(gòu)在未來我國的建筑業(yè)發(fā)展當(dāng)中定有不小的前景。

相比之下，混凝土框架結(jié)構(gòu)在我國建筑行業(yè)中運(yùn)用的就更為廣泛，因?yàn)榛炷量蚣苤圃炱饋沓杀据^低、耐久性也比鋼架結(jié)構(gòu)好，可以減少施工成本進(jìn)而增加預(yù)應(yīng)力，增大整個建筑框架結(jié)構(gòu)的施工效果。鋼骨混凝土具有良好的受力性，在發(fā)生高頻強(qiáng)烈的地震時可保持框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，因而常常以鋼筋混凝土來做梁柱組合工業(yè)與民用建筑的多層框架結(jié)構(gòu)。

三、多層結(jié)構(gòu)框架分析設(shè)計要點(diǎn)

在建筑物中，疏散和逃生的通道是十分重要的一種結(jié)構(gòu)，因此作為常用的逃生通道——樓梯一定要加強(qiáng)連接強(qiáng)度和穩(wěn)定性。樓梯的結(jié)構(gòu)設(shè)計要讓樓梯整體與建筑物緊密相連接并通過各種不同方式的計算確認(rèn)設(shè)計，反復(fù)確認(rèn)樓梯間已經(jīng)連接好，以箍筋全高加密在樓梯間形成的短柱、用拉結(jié)網(wǎng)片加強(qiáng)樓梯間隔墻、在高處設(shè)置鋼筋混凝土帶等各種技術(shù)措施加固樓梯。

地震時容易對建筑物造成脆性破壞，在建筑工程中要注重短柱的加固，因?yàn)槎讨诘卣饡r是最容易受到破壞的一部分。

在工業(yè)民用建筑當(dāng)中，由于種種原因總會出現(xiàn)有層數(shù)較多的高層建筑震害比較嚴(yán)重的單跨框架結(jié)構(gòu)，這種情況在震災(zāi)調(diào)查中并不少見，千里之堤潰于蟻穴，一個部位的結(jié)構(gòu)受損則會導(dǎo)致整固建筑物坍塌，因此冗余度低的單跨框架應(yīng)當(dāng)不予采用。建筑物的框架建設(shè)中的風(fēng)險性難以絕對消除，只能盡可能降低風(fēng)險保障安全，因此，在框架設(shè)計中框架結(jié)構(gòu)的每一部分都需要各單位人員認(rèn)真對待，盡力加固完善。

四、結(jié)語

綜上所述，在我國目前的建筑業(yè)技術(shù)、原料的前提下，設(shè)計人員對工業(yè)與民用建筑多層框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計是重中之重。應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況遵循安全性、適用性和經(jīng)濟(jì)性等原則，學(xué)習(xí)新技術(shù)、新措施，加強(qiáng)建筑的抗震性能強(qiáng)度，使工業(yè)與民用建筑質(zhì)量得到保證，以滿足人們更高更具文化藝術(shù)性的需求，謹(jǐn)防民眾被建筑物威脅生命安全。

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