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我國(guó)市場(chǎng)開發(fā)程度的不斷加深,經(jīng)濟(jì)也迅速發(fā)展,建筑領(lǐng)域也迎來的前所未有的時(shí)期,建筑設(shè)計(jì)水平為了與新時(shí)期的各種要求相適應(yīng),也必要不斷提高,在建筑物形式多樣化,功能多元化的要求下,建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)越發(fā)收到人們的重視,為了更好的保障建筑物的整體性能,設(shè)計(jì)過程中必要依據(jù)各種原則進(jìn)行。原則能夠規(guī)范的設(shè)計(jì)者的行為,為其提供指導(dǎo)和根據(jù),因此非常重要。
建筑設(shè)框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則分為四個(gè)方面,分別從平衡結(jié)構(gòu)、降低風(fēng)險(xiǎn)、保全重要結(jié)構(gòu)以及結(jié)構(gòu)整體性方面進(jìn)行規(guī)范。下面將這四個(gè)部分詳細(xì)進(jìn)行闡述:
(1)堅(jiān)持剛?cè)岵?jì)原則,平衡結(jié)構(gòu)體系。所謂剛?cè)岵?jì)原則就是指在設(shè)計(jì)的時(shí)候既要做到剛度適中,又要做到柔性合適,也就是不能夠太鋼,也不能太柔,剛度太高,結(jié)構(gòu)變心能力差,容易斷裂,而柔性太高,又會(huì)導(dǎo)致建筑物結(jié)構(gòu)容易受壓變形,在外部突然施加壓力的瞬間,建筑框架結(jié)構(gòu)部件必然會(huì)收到損害,那么為了避免這個(gè)問題,部件切記不可剛度太高。而相對(duì)與剛度來說,柔度也需要合適,雖然柔度高能夠更好的降低外來沖擊力,但是大規(guī)模的結(jié)構(gòu)變形也是在所難免的,最終建筑物也會(huì)因?yàn)樽冃螄?yán)重而傾覆,所以說,剛?cè)岵?jì)非常重要。剛?cè)徇m中,才是設(shè)計(jì)人員應(yīng)該堅(jiān)持的原則。
(2)堅(jiān)持多道防線原則,降低結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)。多層防線,必然比單層防線更加可靠牢固。進(jìn)行框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候,也需要堅(jiān)持多道防線原則,在突發(fā)情況發(fā)生時(shí),多重結(jié)構(gòu)同時(shí)抵御外來的壓力,彼此相互補(bǔ)充,共同支撐,必然能夠起到很好的穩(wěn)定效果,簡(jiǎn)單的說,一個(gè)重物從高處墜樓,在經(jīng)過了多重阻礙之后,其沖力和作用力必然會(huì)消弱很多,但是一重阻礙都沒有,那么這個(gè)作用力非常大,必然會(huì)建筑物結(jié)構(gòu)造成大規(guī)模的損害,后果不堪設(shè)想。
(3)堅(jiān)持抓大放小原則,保全重要結(jié)構(gòu)。建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,保全重要結(jié)構(gòu)是一個(gè)普遍性的做法,也就是行業(yè)內(nèi)部所說的強(qiáng)柱弱梁,強(qiáng)剪弱彎等。那么為什么一定要這樣做,人們的固有思維會(huì)覺得,柱和梁都應(yīng)該強(qiáng)化才更加穩(wěn)定,這是因?yàn)樵趯?shí)際的情況中,所有的結(jié)構(gòu)都太強(qiáng)反而不好,甚至?xí)?dǎo)致更大的安全隱患發(fā)生。事情都具有兩面性以及辯證性,絕對(duì)安全的結(jié)構(gòu)是沒有的,也就是說不管是什么結(jié)構(gòu)都不可能萬無一失,都有可能在莫一種外力來襲的時(shí)候出現(xiàn)問題。建筑框架結(jié)構(gòu)具有復(fù)雜性,部件多,每個(gè)部件所發(fā)揮著不同的作用,共同為建筑物服務(wù),那么設(shè)計(jì)中要從整體考慮,以部件的主次之分為原則,也就是根據(jù)它們作用的重要性進(jìn)行設(shè)計(jì)。在強(qiáng)大外力來臨的時(shí)候,如何能夠保障建筑的主要部件不被摧毀,或者是最后才被摧毀,是設(shè)計(jì)人員應(yīng)該深入研究的問題,而抓大防小就是最好的選擇,設(shè)計(jì)者首先明確部件的主次,在設(shè)計(jì)的時(shí)候,針對(duì)重要的部件著重進(jìn)行設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)中切不可讓每一個(gè)部件受力相同,這樣必然會(huì)帶來慘重的后果。簡(jiǎn)單的說,在一座建筑物中,如果柱被摧毀了,梁也必然不復(fù)存在,但是,如果梁先倒塌了,但是柱卻依然能夠存在,這就是為什么柱的作用高于梁的原因。因此,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)人員就需要對(duì)柱著重設(shè)計(jì),保障柱能夠得以保全,或者是最后才被摧毀,薄弱緩解放在梁上,使其能夠承受大部分外來破壞力,盡可能阻擋對(duì)柱的破壞,使損失降至最低。而如果把梁和柱都設(shè)計(jì)在主要環(huán)節(jié)上,則有可能使梁和柱遭到同樣的破壞。
(4)堅(jiān)持結(jié)構(gòu)合為一體原則,保證結(jié)構(gòu)整體性。一座成功的建筑物,其框架結(jié)構(gòu)必然是一個(gè)整體,這種結(jié)構(gòu)中不存在關(guān)節(jié),也局勢(shì)能夠快而有效的將外力消除,最大限度的減少外力對(duì)建筑物的沖擊,這個(gè)原則的有效的實(shí)施,要求設(shè)計(jì)中要注意消除關(guān)節(jié),保障外力暢通無阻被轉(zhuǎn)移?;谝陨先齻€(gè)原則,設(shè)計(jì)者能夠更好的實(shí)現(xiàn)合為一體的原則,也可以說堅(jiān)持不懈的貫徹以上三個(gè)原則,就是為了能夠達(dá)到設(shè)計(jì)的整體性,設(shè)計(jì)人員應(yīng)該最大限度的保障部件的平衡性以及靜態(tài)性,那么在巨大的外力來臨時(shí),結(jié)構(gòu)就能夠恢復(fù)到原來的靜態(tài),這樣就能夠保障建筑物的相對(duì)穩(wěn)定性,也就達(dá)到了設(shè)計(jì)的目的。
(1)“強(qiáng)柱弱梁”節(jié)點(diǎn)的控制措施。文章所強(qiáng)調(diào)的強(qiáng)柱弱梁節(jié)點(diǎn),實(shí)際上就是為了能夠在遭遇重大地震災(zāi)害的時(shí)候,能夠保障梁端在外力的作用下建立塑性鉸,而柱端不屈服,這個(gè)時(shí)候還能夠在非彈性的狀態(tài)下,節(jié)點(diǎn)依舊具有彈性。從以往的經(jīng)驗(yàn)中,我們發(fā)現(xiàn),在條件允許的情況下,柱的截面越大,穩(wěn)定性也相對(duì)會(huì)增加,柱的線剛度與梁的線剛度之比會(huì)大于1,柱子的軸壓比一定要滿足規(guī)定的規(guī)范。在設(shè)計(jì)中要充分注意節(jié)點(diǎn)構(gòu)造,盡量讓塑性鉸要向著梁跨內(nèi)移。強(qiáng)柱弱梁節(jié)點(diǎn)問題的解決是至關(guān)重要的。
(2)“強(qiáng)剪弱彎”的實(shí)施。保證構(gòu)件延性,防止脆性破壞是建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié),而保障這個(gè)環(huán)節(jié)的主要措施就是“強(qiáng)剪弱彎”的實(shí)施。“強(qiáng)剪弱彎”主要是為了在結(jié)構(gòu)部件遭遇強(qiáng)大的罕見地震時(shí),可以保證脆性剪切不會(huì)失效。
在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中處理堅(jiān)持四個(gè)基本原則之外,還要將以上兩個(gè)措施落實(shí)下去,除此之外,針對(duì)設(shè)計(jì)中比較常見的問題,設(shè)計(jì)人員可以采取以下幾個(gè)措施:
(1)嚴(yán)格控制框架節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)箍筋配置。設(shè)計(jì)人員應(yīng)該嚴(yán)格按GB50011-2010《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》中的規(guī)定來控制框架節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)配箍特征值及體積配箍率,這方面很多設(shè)計(jì)者往往會(huì)忽略,特別是不能滿足對(duì)柱軸壓比不大時(shí)的要求。對(duì)于這一點(diǎn)問題設(shè)計(jì)者以后應(yīng)該充分考慮到,以防止出現(xiàn)不必要的損失。
(2)底層框架柱箍筋加密區(qū)的范圍不能滿足。在設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)人員要留意在GB50011-2010《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》中有規(guī)定:“底層柱,柱根處箍筋加密區(qū)的范圍應(yīng)不小于柱凈高的1/3”,這是一新增加的規(guī)范要求,大多設(shè)計(jì)者可能都不太了解,以后設(shè)計(jì)過程中應(yīng)該注意這個(gè)問題的解決。
(3)框架梁上部縱筋端部水平錨固長(zhǎng)度不能滿足。我國(guó)相關(guān)規(guī)定中這樣規(guī)定:“框架端節(jié)點(diǎn)的地方,一旦框架梁上部縱筋的水平直線段錨固長(zhǎng)度不足的時(shí)候,應(yīng)該向下彎曲并且伸到柱的外邊,控制好彎折前水平投影的長(zhǎng)度一定要等于或者大于0.4LaE”,由此可見,以上所闡述的問題,基本都是由于設(shè)計(jì)不到位造成的,這要求設(shè)計(jì)人員堅(jiān)持設(shè)計(jì)原則,做好分析與考察,將國(guó)家的相關(guān)規(guī)定作為依據(jù),從而更好的消除設(shè)計(jì)中的問題,保障設(shè)計(jì)可靠性。
在建筑行業(yè)不斷發(fā)展的今天,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也更加被人們所關(guān)注,文章首先從設(shè)計(jì)原則進(jìn)行了論述,然后又將設(shè)計(jì)中的注意事項(xiàng)以及措施進(jìn)行了分析研究,希望能夠?yàn)樵O(shè)計(jì)人員提供一些建議,幫助他們更加細(xì)致的工作,在設(shè)計(jì)中堅(jiān)持不懈的貫徹文章所闡述的四個(gè)原則,從而達(dá)到設(shè)計(jì)的科學(xué)性、合理性、可行性,確保建筑物結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定。建筑物與人們的生活有著密切聯(lián)系,建筑行業(yè)對(duì)于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展也有著巨大的推動(dòng)作用,我們必須采取各種措施,不斷提高建筑物的穩(wěn)定性,使其不斷適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的需求。
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