對鋼筋混凝土房屋設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的分析研究
關(guān)鍵詞：房屋設(shè)計(jì),結(jié)構(gòu),參數(shù),模型
在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，由于部分設(shè)計(jì)人員業(yè)務(wù)不熟練，對于相關(guān)規(guī)定中的條規(guī)理解與貫徹不到位，導(dǎo)致設(shè)計(jì)出現(xiàn)缺陷，影響建筑結(jié)構(gòu)。針對這樣的現(xiàn)象，建筑設(shè)計(jì)人員一定要引起重視。并采取針對性措施予以解決。
1 計(jì)算模型合理程度不足
在鋼筋混凝土多層結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)埋深較大的情況下，出于減少底層柱計(jì)算長度以及底層位移的考慮，可以在地坪下科學(xué)位置進(jìn)行基礎(chǔ)拉梁的設(shè)計(jì)，拉梁以下按照一層進(jìn)行計(jì)算。部分設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)中，采取框架于基礎(chǔ)拉梁頂，基礎(chǔ)拉梁完全以構(gòu)造進(jìn)行設(shè)計(jì)，以中心受壓來對基礎(chǔ)進(jìn)行計(jì)算，這種設(shè)計(jì)計(jì)算簡圖不科學(xué)。一方面對照構(gòu)造設(shè)計(jì)而成的拉梁對于柱腳彎矩難以平衡，另一方面，底層柱高度應(yīng)當(dāng)為基礎(chǔ)頂面到一樓蓋頂面凈距離，底層柱腳彎矩設(shè)計(jì)值還要提高25%增大系數(shù)比例。設(shè)置拉梁層要對配筋進(jìn)行分析，看屬于基礎(chǔ)頂面截面控制或者基礎(chǔ)拉梁頂面截面控制中的哪一種類型。兼顧到地基土影響，計(jì)算簡圖還應(yīng)當(dāng)結(jié)合是否有地下室開展二次計(jì)算的包絡(luò)圖對底層柱進(jìn)行配筋�；A(chǔ)拉梁層框架整體計(jì)算要對樓板厚度進(jìn)行取零處理，同時定義彈性節(jié)點(diǎn)，使用總剛分析法實(shí)施計(jì)算。
2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)科學(xué)提取
2.1 建筑結(jié)構(gòu)抗震等級設(shè)計(jì)。部分設(shè)計(jì)人員在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，未能就建筑物的抗震準(zhǔn)確設(shè)防分類進(jìn)行判斷，以及對于建筑是否需要提升一度不能確定。例如將乙類建筑抗震設(shè)計(jì)同樣提升一度，和有關(guān)規(guī)定不相適應(yīng)，只有當(dāng)其所在地區(qū)設(shè)防烈度超過6度時候才要進(jìn)行一度的提升。個別設(shè)計(jì)人員沒有兼顧到主體和裙房之間的設(shè)縫，一味地以高層設(shè)計(jì)抗震標(biāo)準(zhǔn)，在高層和裙房沒有設(shè)縫，要依據(jù)高層標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置抗震等級，但是如果設(shè)縫，則要分別確定抗震等級。同時，如果地下室頂板是上部結(jié)構(gòu)嵌固部位狀況，地下一層參照上部結(jié)構(gòu)抗震等級，往下部分可以采用三級及其以下。
2.2 結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算振型數(shù)提取。對地震荷載進(jìn)行計(jì)算的過程中，振型數(shù)值對結(jié)構(gòu)計(jì)算精密度影響較大，尤其是在一些平面和剛度較為復(fù)雜的狀況下，例如多塔和大地盤結(jié)構(gòu)建筑，考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)計(jì)算時要科學(xué)選取振型數(shù)，一旦數(shù)值偏小會導(dǎo)致部分高振型地震力被漏算，取多了無端多出許多計(jì)算。高層建筑不考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)計(jì)算中，振型組合數(shù)最少為3，超出了盡量為3的倍數(shù)，但是不超過建筑層數(shù)。不規(guī)則高層建筑考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)計(jì)算振型數(shù)大于等于9，結(jié)構(gòu)層數(shù)多以及較為復(fù)雜情況下，振型數(shù)要適當(dāng)提高，如多塔結(jié)構(gòu)振型數(shù)應(yīng)當(dāng)超過12，但是應(yīng)當(dāng)小于等于層數(shù)的3倍值。
2.3結(jié)構(gòu)周期折減系數(shù)確定。由于框架結(jié)構(gòu)中填充墻的影響，實(shí)際剛度超出計(jì)算值，設(shè)計(jì)周期低于計(jì)算值，因此按照計(jì)算周期計(jì)算的地震力處于偏小狀態(tài)，對建筑結(jié)構(gòu)具有一定的影響，較為科學(xué)的方式就是對結(jié)構(gòu)計(jì)算周期實(shí)施折減，折減的幅度要適中。框架結(jié)構(gòu)運(yùn)用砌體填充墻折減系數(shù)為0.7左右，運(yùn)用輕質(zhì)砌塊時折減系數(shù)為0.8左右，全部運(yùn)用輕質(zhì)墻材折減系數(shù)為0.9左右，沒有進(jìn)行填充以及較少的情況可不予折減，剪力墻原則上不折減，在開洞超標(biāo)情況下折減系數(shù)為0.95左右。周期折減系數(shù)對于結(jié)構(gòu)的自振特性不發(fā)生影響，但與抗震系數(shù)相關(guān)。
2.4連梁剛度折減系數(shù)確定。設(shè)計(jì)中常見剪力墻間連梁超筋，這與連梁較大有關(guān)，一般情況下對剛度折減系數(shù)為0.7左右，如果連梁出現(xiàn)鋼筋太多的現(xiàn)象，依據(jù)實(shí)際可以按照0.5折減系數(shù)進(jìn)行。
2.5梁扭轉(zhuǎn)剛度折減系數(shù)確定。在建筑中，樓板對梁具有一定的約束性，但是對于約束值難以準(zhǔn)確計(jì)算，設(shè)計(jì)人員在梁扭轉(zhuǎn)剛度折減系數(shù)范圍的確定上，一般都是0.4。
3 地下室的科學(xué)設(shè)計(jì)處理。由于地下室一般作為車庫使用，空間較大，隔墻較少，與箱基條件不一致，一般頂部不作為嵌固端，要把地下室按照上部結(jié)構(gòu)延伸進(jìn)行計(jì)算。還要對層間側(cè)移剛度比進(jìn)行研究，對結(jié)構(gòu)嵌固位置進(jìn)行調(diào)整，落實(shí)抗震構(gòu)造設(shè)計(jì)。地下室外圍墻體配筋計(jì)算過程中，要綜合考慮外側(cè)土壓力作用。鋼筋混凝土墻體較多時，土體側(cè)向約束有效，埋深以及上下層抗側(cè)剛度比標(biāo)準(zhǔn)符合，可以把地下室頂板作為底層嵌固點(diǎn)。
4 薄弱層結(jié)構(gòu)彈塑性變形研究。現(xiàn)代的綜合樓一般將下面幾層作為商業(yè)用途，具有較充分的層高，標(biāo)準(zhǔn)層的層高較低，在建筑層高發(fā)生變化的部位會出現(xiàn)樓層剛度的改變。底層框架柱長度高于上一層，變化處容易引發(fā)側(cè)向剛度改變，如側(cè)向剛度如果少于相鄰上層側(cè)向剛度70%則為豎向不規(guī)則結(jié)構(gòu)，依據(jù)相關(guān)規(guī)定需要開展彈塑性變形計(jì)算，薄弱層地震剪力提升15%的增加系數(shù)。
5 抗震計(jì)算模型分析研究
按照當(dāng)前的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)，允許從建筑兩個主軸方向進(jìn)行地震以及抗震數(shù)據(jù)計(jì)算，不同方向的水平地震作用主要為同方向抗側(cè)力構(gòu)件接受，因此，設(shè)計(jì)中經(jīng)常假設(shè)水平力作用在結(jié)構(gòu)的主軸方向，對相互正交兩個主軸方向分別開展內(nèi)力與變形分析，設(shè)計(jì)強(qiáng)度和剛度。實(shí)際情況下，風(fēng)荷載及地震作用方向具有不確定性，雙向彎矩作用下鋼筋混凝土矩形截面構(gòu)件的強(qiáng)度和彈塑性變形性能都受到影響，柱在雙向彎矩作用下抗震性呈現(xiàn)出減弱趨勢。研究顯示，地震作用方向在a=450方向時候，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的大多數(shù)柱面臨較為不利的受力情況，要對兩主軸方向柱提升15%左右的抗震強(qiáng)度，方可滿足實(shí)際需求。梁端最大彎矩為a=00和900時的0. 74-0. 93倍，數(shù)值確定和豎向荷載下梁端彎矩所占比例相關(guān)聯(lián)。可見，構(gòu)件的最不利受力狀態(tài)和構(gòu)件以及地震方向作用等因素有關(guān)，在地震作用處于和結(jié)構(gòu)主軸方向相同狀態(tài)時，處于最不利受力狀態(tài)的是梁，當(dāng)兩者呈現(xiàn)出45°時候，處于最不利受力狀態(tài)的為大部分的柱。由此可以看出，在模型計(jì)算中，立足于結(jié)構(gòu)強(qiáng)度角度以及抗震原理、原則角度，都要對柱的設(shè)計(jì)強(qiáng)度有所提高。
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與建筑安全性緊密相關(guān)，事關(guān)重大，必須要進(jìn)行科學(xué)、準(zhǔn)確、合理的計(jì)算與設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)計(jì)算模型一定要精確，參數(shù)的提取一定要準(zhǔn)確，每一位設(shè)計(jì)人員都要堅(jiān)持設(shè)計(jì)原理，科學(xué)、精確計(jì)算與設(shè)計(jì)，提升建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量。
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