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    钢筋混凝土多层框架,房屋结构设计研究

    时间：2023-01-13 08:35:23来源：百花范文网本文已影响人

    杨光华

    随着社会经济的飞速发展和我国建筑产业的不断进步与完善，人们对建筑工程质量、外观设计以及功能性的关注度和重视度不断提高，在当前我国建筑产业应用过程中，钢筋混凝土多层框架房屋结构作为房屋建筑工程的重要应用类型，其设计要求和结构质量逐步提高，在此背景下，本文对钢筋结构特征以及钢筋混凝土结构和钢框架结构进行分析，探究多层框架房屋结构的柱下独立基础设计和梁柱边弯矩计算，梳理了多层框架房屋建筑结构抗震设计要点和多层框架房屋建筑结构配筋及框架结构柱设计要点，旨在为我国建筑工程产业钢筋混凝土多层框架房屋结构设计水平的快速提升带来一定参考和启迪。

    1.框架结构特点分析

    钢筋混凝土框架结构作为建筑工程利用的重要结构类型，主要由柱钢和梁连接而成的骨架结构组成，其连接点作为几何不变体存在于空间环境中，该类框架结构具备抗震性能好、抗水平荷载能力强以及使用空间大等诸多优势，且钢筋混凝土框架结构能够很好地满足建筑物结构设计中大房间布置和机房设备布置等诸多要求，更能够通过其钢材材料的合理应用，达到有效减轻建筑物自重的优势，在我国民用建筑物以及现代工业厂房中应用广泛。

    2.钢筋混凝土结构和钢框架结构分析

    钢筋混凝土结构主要是由混凝土和钢筋共同建造而成的，是建筑工程中重要的结构类型，在该类建筑结构模式中，混凝土材料主要负责承受外界荷载传递的纵向压力，而钢筋原材料则主要负责承受建筑物结构所承受的横向拉应力。钢筋混凝土建筑结构具备良好的坚固性、耐久性和防火性能，与此同时，由于该结构内部建筑钢材使用量较大，而钢材具备较好的韧性和塑性，能够承担较大的变形，能承受较大的动荷载，且能够在反复动荷载条件下保持于较稳定状态。同时，钢材建筑原材料具备各项同异性和匀质性，符合建筑工程结构设计中的工程力学基本假定，能够给建筑结构物搭设提供诸多优势。此外，钢筋混凝土钢框架结构，以钢材原材料为基础，是现阶段社会应用较为广泛的重要建筑结构类型，具备自重较轻、专业化程度较高、工厂化程度较高等优势，能够在工厂进行部分构件的加工，数字化和智能化发展趋势逐步展现，抗冲击性能良好，抗震特质优良。

    1.柱下独立基础设计

    柱下独立基础设计是钢筋混凝土多层框架房屋建筑结构设计的重要内容。在对柱下独立基础进行荷载计算时，应对基础顶面的附加荷载、环境外加荷载等级合理估算柱下独立基础的轴向力，对弯矩力设计值进行周密计算。同时，由于柱下钢筋混凝土多层框架结构中，柱下独立基础设计时剪力设计参数值往往存在被忽视的情况，因此，为了最大限度保证多层框架房屋建筑结构设计质量，确保其不被外界剪切应力所破坏，保证柱下独立基础的设计质量，必须坚决杜绝剪力设计值不达标的情形，避免由于剪力设计值不够而导致的后期配筋比例不合理、钢筋下料不科学而引起最终钢筋混凝土多层框架房屋建筑结构稳定性和安全性不达标。

    2.计算梁柱边弯矩

    钢筋混凝土多层框架房屋建筑结构梁柱边弯矩计算分为理论计算和实际计算两部分内容。在理论计算时，梁柱边弯矩参数按照最大理论弯矩值考虑，但在实际弯矩设计和应用时，则应考虑钢筋混凝土多层框架结构使用功能和设计目的，根据实际应用条件下梁端结构承受荷载，结合梁端弯矩参数值和剪力设计值，计算过程应该严格遵循设计参数等于剪力设计值参数加减剪力设计值参数乘以梁柱柱宽参数除以二的基本公式，图1即为某工程梁柱节点在不同混凝土等级强度时的不同做法。

    图1 不同结构中混凝土等级强度的做法

    随着当代社会人们物质生活水平的不断进步和人们对生命安全重视度的不断增加，城市化进程所带来的土地建设和土地规划要求提高导致的高层建筑结构越来越多，钢筋混凝土多层框架结构设计于地震带上，该类建筑工程施工必须重点关注钢筋混凝土多层框架房屋建筑结构的抗震设计。在此过程中，不论是针对高层建筑结构的抗震性能要求满足，还是针对更修建于地震带上的建筑工程结构，都必须合理地选择钢筋混凝土多层框架房屋建筑结构中的梁高度，在成本允许和建筑结构自重允许的条件下，尽可能取得梁高度的最大值，避免因建筑工程结构刚度过小而导致的质量问题。同时，钢筋混凝土多层框架建筑结构设计还应避免梁端负弯矩的出现，避免负弯矩实际参数值和理论计算值之间存在较大偏差，选择不同楼层不同位置的承重梁进行计算，保证梁端负弯矩参数值和理论值之间不存在较大误差，保证两柱间节点配筋不出现超筋现象，严格遵循建筑工程结构设计中的强柱弱梁基本要求，降低地震带施工条件下房屋建筑结构存在的安全隐患。此外，为了最大限度确保钢筋混凝土多层框架结构梁端塑性铰出现，应重点关注梁端负筋设计参数值偏小的情形，杜绝后期由于参数设置不合理而造成的安全事故，表1即为框架结构柱满足的基本参数需求。

    表1 框架结构柱满足的基本参数需求

    钢筋混凝土多层框架房屋建筑结构设计中的配筋和框架结构柱设计是整个建筑工程设计的重中之重，在此过程中，钢筋混凝土多层框架房屋结构设计应重点关注其配筋设计，关注框架结构外挑梁配筋，关注工程建设框架梁以及外挑梁所承受荷载与理论值之间的差距，尽可能缩小多层框架房屋建筑结构外挑梁断面和框架结构承重梁断面之间的尺寸差距。在整个钢筋混凝土多层框架房屋建筑结构设计过程中，由于框架梁外伸部分外挑梁截面高度不能大于框架梁梁体高度，保证建筑工程结构框架梁顶部钢筋能够直接延伸出作为外挑梁顶部受力钢筋，严格控制结构设计中外挑梁的跨度，保证钢筋混凝土多层框架房屋建筑结构外挑梁外伸长度、抗震等级和框架结构承重量相匹配，结合钢筋混凝土多层框架房屋承重结构外挑梁配筋情况计算挠度、裂缝参数等，进行钢筋尺寸、型号和材质的搭配。在此过程中，钢筋混凝土多层框架房屋建筑结构的具体配筋设计应调整框架柱钢筋配比，避免承重柱钢筋承受力不足而导致的房屋建筑结构设计质量不达标。此外，在整个计算过程中，还应该考虑外在荷载和地震作用等因素的不利状态，加强对钢筋混凝土多层框架房屋结构软弱地基的处理。

    在钢筋混凝土多层框架房屋结构柱设计过程中，框架结构柱设计应尽可能地选择矩形框架柱截面。当受制于钢筋混凝土多层框架房屋建筑结构使用要求和功能目标不得不采用圆柱形截面时，圆柱截面配筋数量不得少于八根，且该八根钢筋应在圆形截面上均匀布置，采取螺旋式的箍筋方式提高圆形承重柱的承载能力和刚度。

    总而言之，在钢筋混凝土多层框架房屋建筑结构设计过程中，往往由于设计人员自身专业水平、房屋建筑结构修建所在地水文地理环境、房屋建筑结构施工技术等诸多不确定性因素，影响多层框架建筑结构房屋设计质量和设计精确度。钢筋混凝土多层框架房屋建筑结构作为我国建筑产业应用的重要结构类型，必须在其初始参数设计过程中积极分析建筑结构施工可能存在的诸多问题，积极缩小办法解决设计误差，最大限度提升钢筋混凝土多层框架结构房屋建设质量，促进我国建筑产业的逐步完善。

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