可以采用 D 值法和反弯点法来对水平荷载作用下的框架结构内力进行计算。 这两种方法有效的确保了计算的精度。 D 值法中的D 值作为层间柱相对侧移时所需要施加的水平剪力,在框架结构的侧移计算中具有较好的应用,同时也可以将其应用在各柱间的剪力分配上,D 值与实际情况具有非常好的接近度。 在水平荷载作用下对内力进行计算时,柱上和下端的约束条件会对柱反弯点高度产生较大的影响,而且当柱两端的约束刚度不一样时,也会导致柱端转角处于不相等的情况,这时反弯点则会向转角相对较大的一侧进行移动,根据这种规律来确定 D 值法中柱的反弯点位置。
框架结构在水平荷载作用下,各层之间会有层间剪力和倾覆力矩的产生,而且在层间剪力作用下,梁和柱会出现不同程度的变形。而在倾覆力矩作用下,会导致框架柱轴向拉、压变形的产生。 因此当框架结构房屋高度较大或是具有较大的高度比时,这时则需要对柱轴向变形给框架结构侧移带来的影响进行综合考虑,确保结构的牢固性。
2.3 软件辅助计算
在手算之前, 需要利用电算来对初选方的各个方面进行计算,对重要环节进行有效掌握。 当电算没有通过时,则需要对截面的尺寸进行变换,当其通过后则可以继续进行手算。 另外还可以利用数值分析软件来作为计算的辅助工具,完成对设计方案相关数值的计算工作。
3 多层框架房屋建筑结构设计步骤
3.1 建筑设计部分
建筑设计主要以平面设计、剖面设计和立面设计为主,需要对平面柱面的尺寸进行合理确定, 有效地满足室内采光和通风的要求,合理对层高进行确定,同时还要确保建筑的造型上具有较强的时代感,富有创意,确保完成的建筑施工图内容的全面性和完整性。
3.2 结构设计部分
一是结构选型:根据建筑设计方案及设计原始资料,选择适当的结构体系。
二是结构布置:确定柱在平面上的排列方式,一般柱网有内廊式和等跨式两种,选择承重方案,框架结构的平面布置形式非常的灵活,框架结构按照承重方式的不同分为三类:横向框架承重方案;纵向框架承重方案;纵横向框架混合承重方案。 合理布置结构构件,初步确定材料强度等级及构件截面尺寸。
三是结构内力分析及构件设计:根据现行国家设计规范,计算结构荷载及地震作用; 手算完成结构一个主轴方向的内力分析,进行框架梁、柱的内力组合,完成构件截面设计;同时,可采用工程设计软件 PKPM 计算结构内力及配筋, 并与手算结果进行对比分析。完成楼梯的计算和配筋,完成板的配筋计算。
四是绘制结构施工图。
4 结束语
在多层框架房屋建筑结构设计过程中经常会遇到一些规程及规范中没有涉及到的问题,这就需要设计人员依靠自身的丰富经验和正确的设计理念来完成设计工作中遇到的难题,确保结构设计的科学性,为我国建筑行业的健康、持续发展奠定良好的基础。
参考文献
[1]熊 丹安。建 筑设计与结构设计概要 [M]. 武 汉 : 武汉理工大学出版社,2005( 2)。
[2] 徐 秀丽 . 混 凝土框架结构设计 [M]. 北 京 : 中国建筑工业出版社 ,2008( 9) .
[3]吕 晓寅 ,刘林 ,等。混 凝土房屋结构设计[M]. 北 京 : 清华大学出版社,2009( 5)。
建筑结构加固改造常用技术探析
1 加固改造现状
建筑行业的发展推进了房地产行业以及基础经济的发展,而建筑物的安全性能也受到了社会各界的关注,因此建筑结构加固技术以及建筑结构改造技术也随之迅速发展,虽然针对不同的建筑,我国都出台了相关的加固规范,但是其规范仍旧存在诸多不足,由于应用范围以及应用深度无法达到加固改造建筑的需求。在我国针对需要进行加固改造的建筑结构,首先需要进行现场的检定,从而确定建筑结构现状;继而确定加固方案,寻找最适宜的加固技术;在施工中严格依照加固方案以及相关操作规程进行施工;完成结构加固后,需要对加固工程进行验收。这里需要注意,现场检定的主要目的是对建筑性能进行严格评估,并将鉴定结果总结成书面鉴定报告。
而在施工前制定合理、科学的施工方案有利于保证施工的顺利进行,在选择施工单位上应当选择正规、专业的单位,以保证施工质量。但我国目前进行建筑结构加固改造工程的施工队伍以经验队伍为主,这些施工单位多以自身的施工经验作为基础进行施工,因此在施工中存在很大的风险隐患,无法保证建筑安全。
2 加固前提
首先,建筑在初始建设时,由于设计上的疏忽,或相应建筑规范出现变更等,都会致使建筑的抗震设计以及非抗震设计出现问题,致使建筑结构出现安全隐患。其次,针对使用一段时间的建筑,由于使用年限较长,因而建筑结构受到外界环境、自然灾害以及物理破坏等,而出现一定的损伤,使得建筑结构已经无法满足结构需求,从而埋下了安全隐患,因此需要加固建筑结构,并针对实际状况进行一定程度的结构改造。再者,随着建筑行业的发展,建筑的设计也随着人们的生活需求而改变,传统的设计已经无法同现代人们的生活需求相匹配,因此人们需要依照设计需求对建筑功能进行改造,这种改变势必会影响建筑原本的结构,致使建筑结构安全受到影响,所以针对此类问题就需要对建筑结构进行加固、改造。另外,环境的变化也会影响建筑结构,由于外部环境的转变,建筑结构会出现不同程度的老化、损伤,致使其结构力学性能降低,针对此类问题,采用加固改造的方式可以有效提高建筑结构力学性能。最后,在实际的使用中,为了满足某些需求而对建筑进行了随意的改造,这种改造会严重影响建筑功能结构的根本,因此必须予以加固、改造。
3 常用技术
3.1 注浆法
目前建筑结构加固技术中,注浆法是使用最为广泛的一项基本技术,在建筑原本的施工中,注浆技术便已经是最基础的施工技术,而结构加固中使用注浆技术进行加固,便是从根本上提高建筑原有的结构性能。随着技术的发展,建筑加固技术中的注浆技术也有了本质上的提高。在加固改造中,在建筑结构的修补中也多用注浆法进行加固,其原理为电化学法以及气压学,通过注浆管将固化浆液注入到需要进行加固的建筑结构,这样需要加固部分的空气以及成本便会被加固浆液替代,浆液固化后就会使得原本受到损毁的结构成为一个整体,达到加固的目的。注浆法应用于建筑结构加固的过程中,需要保证施工的气压状况,灌浆需要在低压环境,从而保证建筑结构中需要排除的空气被浆液替代。此外,浇筑过程中,需要针对建筑裂缝进行充分鉴定,了解建筑结构裂缝的状态以及附近结构性能,并依照实际情况进行技术分析,从而确定浇筑量,以及浇筑压力。同传统加固技术相比,目前所使用的浇筑技术有了很大的改善,不但在加固步骤上有所简化,还降低了加固成本。
3.2 植筋法
在原有的建筑改造或者续建中,经常使用植筋加固法,这种加固的方法比较便捷,主要是用于混凝土结构的锚固和连接。植筋加固法主要使用的材料是钢筋,在对这种方法进行使用时,首先要做的就是在原有的建筑上的合理位置进行钻孔,并严格的清理钻孔,然后将钢筋填入到钻孔中,在对钢筋的植入角度进行调节时,可以利用锚钉胶,经过一段时间的钢筋稳固后,在进行养护。植筋加固法在建筑中的使用是十分广泛的,主要应用在房屋的变更和增建上,对房屋的建筑结构进行加固。
3.3 结构粘钢法
近年来,加固房屋建筑的新技术就是结构粘钢加固法,这种技术主要使用的材料就是结构粘胶剂,在建筑的混凝土构件表面上用钢板进行粘结,使钢板和混凝土构件混为一体,从而达到建筑物的加固的作用。结构粘钢加固使用的技术比较先进,主要是表现在钢结构的优秀性能。结构粘钢加固法在施工方面也比较简单,且成本低,且属于无湿作业,这样可以很少影响建筑和建筑周围的环境,并且可以很好得对建筑物进行加固和改造。
3.4 坡屋顶加固技术
想保证建筑物能够更好的被使用,这就需要对建筑进行加固。在对建筑物进行施工时,对平屋顶进行施工时,比较容易出现问题,这样会对建筑物的牢固性有一定程度的影响,因此,在对建筑物进行施工时,要对屋顶进行特殊的结构技术处理,这样可以方便以后的加固施工。坡屋顶可以减少屋顶的积水存放量,可以促进雨水的排放,这样就防治由于积水的作用减少屋顶的稳固程度。在实际的对建筑物进行加固的过程中,要对实际的屋顶构造进行充分的了解,这样才能够制定出更合适的加固技术,从而保证建筑物的安全性。
3.5 外包钢加固技术
外包钢加固法从形式上进行区分就分为干式和湿式两种。干式外包钢法,就是不利用粘结的作用,将原有的构建和型钢之间用水泥砂浆进行填充,这种加固技术不能够实现建立和结合面拉力的传递,这就对建筑物的整体工作不能够保证。湿式外包刚发就是利用粘结的作用使原有构建和型钢进行连接,这样就可以保证建筑物的整体性。外包钢加固技术并不会对结构的构件尺寸进行本质上的改变,不仅可以对构建的承载力进行提高,并且可以使建筑物的延性进行增加。
在加固改造混凝土弱剪力墙时,不能够对抗剪强度进行本质上的削弱,并且在对剪力墙进行削减的同时,对同承受力的墙体进行补设,这样才能够从根本上进行加固改造。对砌体结构进行加固主要有两种方式,就是直接加固和间接加固。利用钢筋混凝土在砌体外表面进行直接的加固就是直接加固法,这样才能够从根本上直接提高建筑物的承载能力。间接加固法就主要就是利用无粘结外包型钢进行加固,这种方法可以是无湿作业,但是成本是非常高的。
4 结束语