框架核心筒建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計研究

時間:2022-08-29 03:28:11

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框架核心筒建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計研究

[摘要]目前在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的工作中,雖然已經(jīng)開始使用核心筒與連梁的設(shè)計方式,但是,還存在強度不足、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性低的問題,導(dǎo)致整體建筑結(jié)構(gòu)的建設(shè)受到影響。因此,在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的工作中,應(yīng)合理將框架核心筒應(yīng)用其中,因地制宜的開展各方面設(shè)計工作,以此形成一系列的設(shè)計模式,優(yōu)化與改革相關(guān)建筑結(jié)構(gòu)形式,促使整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定建設(shè),為其后續(xù)使用提供支持。

[關(guān)鍵詞]框架核心筒結(jié)構(gòu);建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計;應(yīng)用

在經(jīng)濟發(fā)展的背景之下人們對建筑工程的要求逐漸提升,既有建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計形式滯后,開始向著多元化的方向發(fā)展,功能也開始增加,所以在設(shè)計工作中應(yīng)全面考慮到各種受力特點與結(jié)構(gòu)規(guī)律,將框架核心筒的技術(shù)應(yīng)用其中,以此提升建筑工程的剛度,增強其抗震性能,充分發(fā)揮相關(guān)框架核心筒的積極作用。因此,在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中,應(yīng)正確的分析與研究框架核心筒特點與規(guī)律,合理的進行處理,以此提升設(shè)計水平與質(zhì)量,達到預(yù)期的工作目的。

1項目概況

某工程位置在寧波市的江北區(qū)域洪塘街道中,總面積為38838.57m2,地上區(qū)域的研發(fā)樓面積為3606.17m2,層數(shù)20,高度為80.100m,屬于屋頂標高,地下區(qū)域的面積為2808.4m2,有一層。該工程的設(shè)計使用年限為50年,地基的設(shè)計等級為二級,抗震設(shè)防為丙類,未建設(shè)地下室的人防等級結(jié)構(gòu)。該工程的基礎(chǔ)風壓為0.5KN/m2,地面粗糙度屬于C類,基本雪壓0.3KN/m2,在工程建設(shè)的過程中,場地的地形處于平整狀態(tài),高程是3.3m,地貌是海積以及沖海積平原,場地之內(nèi)的第四系松散沉積物屬于沖海沉積物。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作中,模擬實驗傳統(tǒng)的核心筒設(shè)計形式,不能滿足強度要求與剛度要求,因此,選擇框架核心筒的形式進行設(shè)計,如圖1所示,屬于框架核心筒的設(shè)計基礎(chǔ),通過此列方式有助于提升整體工程結(jié)構(gòu)的建設(shè)施工水平。

2建筑結(jié)構(gòu)布置

2.1框架部分布置。在框架結(jié)構(gòu)實際布置的過程中,設(shè)置了混凝土與鋼材,其中,混凝土創(chuàng)建的構(gòu)件主要為柱體、墻體、梁體與板等,選擇規(guī)格為C45-30的材料,在圈梁以及過梁設(shè)計的過程中,選擇C20規(guī)格材料,基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)使用C35規(guī)格的材料,墊層使用C20規(guī)格的材料。對于鋼材而言,其強度設(shè)定為,框架區(qū)域中,主要含括框架梁體、柱體、支梁與支柱、斜撐類型的梯段構(gòu)件,還有縱向受力類型的型鋼筋,而對于預(yù)埋件以及螺栓而言,主要使用的材料。該工程設(shè)計的框架結(jié)構(gòu),屬于雙向類型的梁柱鋼架,其中的某一方向會與核心筒相互銜接,另外方向會與柱體、剪力墻相互連接,形成框架核心筒的整體結(jié)構(gòu)形式,在一定程度上可以保證框架區(qū)域與剪力墻區(qū)域共同承擔地震以及風荷載。在該工程的設(shè)計工作中,需保證框架梁體與柱體相互重合,梁體與柱體可以處于較為良好的工作狀態(tài),不可以發(fā)生梁柱偏心的現(xiàn)象,以此預(yù)防核心結(jié)構(gòu)的受力問題。受到各種施工技術(shù)的影響,在原材料選擇的過程中,應(yīng)正確的進行處理,詳細了解是否存在不足之處,例如:混凝土的等級強度低,很容易在設(shè)計期間發(fā)生短柱現(xiàn)象,所以,需要進行工藝技術(shù)的詳細分析與研究,明確工程的建設(shè)特點與規(guī)律,并沿著具體的高度方向,分析主體的截面變化情況,正確進行軸線的控制,以此保證高度方向方面的柱體變化處于均勻狀態(tài),預(yù)防發(fā)生偏心的情況。2.2剪力墻部分布置。在剪力墻設(shè)計工作中,需要結(jié)合工程的現(xiàn)場情況,搜集各種地質(zhì)材料,按照剪力墻的工程建設(shè)要求進行處理。在設(shè)計工作中,要想更好的將剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)勢與作用充分發(fā)揮出來,就要開展集中的設(shè)計活動,創(chuàng)建整體性的核心筒。通常情況下,此類結(jié)構(gòu)擁有很高的抗側(cè)力剛度,并非簡單利用各個部門的剛度疊加處理,而是在墻體因素、連梁因素、洞口大小因素的影響之下,合理的進行核心筒剛度計算處理,采用計算機技術(shù)完成計算任務(wù)。在設(shè)計核心筒的工作中,應(yīng)保證每個平面均可以均勻性的分布,在兩個方向方面的剪力墻,剛度設(shè)計的過程中應(yīng)保持一致性,將差異控制在合理的范圍之內(nèi),以此保證連梁的適應(yīng)性。在該工程設(shè)計中,需要根據(jù)整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計特點與需求等,進行及縱向與橫向比例的合理設(shè)計,以便于保證兩個方向的變形處于一致范圍之內(nèi)。一般情況下,剪力墻設(shè)計工作中,區(qū)域軸線與框架方面的軸線應(yīng)處于同一指標,沿著相關(guān)的高度方向,剛度的變化具有均勻性特點,上部分與下部分的剪力墻軸線可以合理的重疊,有助于增強荷載傳遞的準確性,預(yù)防不合理的問題;在剪力墻的設(shè)計工作中,每個結(jié)構(gòu)均需要保證軸壓比的均勻性,可以使用計算機技術(shù)進行軸力的計算處理,將其作為基礎(chǔ),正確的設(shè)計厚度以及長度。對于剪力墻而言,其受力機理十分復(fù)雜,所以,在設(shè)計過程中應(yīng)全面的考慮到連梁結(jié)構(gòu)與洞口結(jié)構(gòu)等可能對其產(chǎn)生的影響,利用反復(fù)計算的方式進行數(shù)據(jù)的調(diào)整,以此將剪力墻的優(yōu)勢發(fā)揮出來。在設(shè)計剪力墻的工作中,經(jīng)過重復(fù)性的計算,明確最終的技術(shù)標準與述職,在一定程度上可以保證剪力墻結(jié)構(gòu)與荷載、平面中心等處于相互重合的狀態(tài),每個構(gòu)件都可以相互對稱,形成較為良好的平面形狀。

3框架與剪力墻的關(guān)系

對于框架而言,其與剪力墻之間存在直接的聯(lián)系,通常情況下,在相關(guān)的框架核心筒的結(jié)構(gòu)當中,需要設(shè)計數(shù)量充足的剪力墻,保證其剛度符合要求,如若剛度的設(shè)計過高,將會使得剪力墻在面臨地震災(zāi)害的時候,出現(xiàn)反響問題,使得內(nèi)部的應(yīng)力提升,與此同時,還會使得框架體系的作用難以有效發(fā)揮出來,導(dǎo)致整體區(qū)域的處理與建設(shè)質(zhì)量降低。通常狀況之下,在剪力墻設(shè)計期間,需要將其剛度特征數(shù)值設(shè)定為2.6到1.2之間,結(jié)合具體的計算結(jié)果開展分析與研究工作。在該工程設(shè)計的工作中,剪力墻結(jié)構(gòu)區(qū)域承受的水平力占總體區(qū)域的81%,而框架區(qū)域承受19%的水平力,其剛度的特征數(shù)值是1.75,在設(shè)計工作中必須要結(jié)合具體的規(guī)定與標準等,相互之間進行嚴格的調(diào)整,以此創(chuàng)建出符合質(zhì)量要求的結(jié)構(gòu),形成規(guī)模化的設(shè)計體系,增強各方面工作效果[1]。

4結(jié)構(gòu)計算結(jié)果說明

在該工程的設(shè)計中,主要使用盈建科計算軟件的軟件技術(shù)開展各種的結(jié)構(gòu)計算活動,此階段應(yīng)建設(shè)模態(tài)振型,以此正確進行振動周期的計算處理,形成良好的周期管理形式,利用模型計算各個方向的平動類型周期數(shù)值,了解各種周期的實際情況與設(shè)計內(nèi)容,正確設(shè)置扭轉(zhuǎn)周期,以此形成良好的設(shè)計推動作用。在該工程的計算工作中,獲取到了最終的結(jié)果:方向平動周期設(shè)定為Q1,X方向的平動周期設(shè)定為Q2,扭矩第一周期設(shè)定為Q3,計算之后扭轉(zhuǎn)周期比是0.847,比規(guī)定中的0.9小,所以,可以認定這次工程設(shè)計的過程中,各種結(jié)構(gòu)的抗扭矩性能均可以符合具體的抗震規(guī)范標準[2]。

5結(jié)構(gòu)抗震性能綜合評價

在該工程的設(shè)計工作完成之后,為提升整體設(shè)計科學(xué)性,應(yīng)使用正確的方式降低扭轉(zhuǎn)問題所帶來的影響,并提升其抗震能力。在設(shè)計過程中,應(yīng)正確進行各種指標的分析與評價,①應(yīng)正確開展小型地震方面的評價工作,使用合理的方式分析是否可以符合彈性方面的設(shè)計標準,保證處于彈性的狀態(tài)。所有的結(jié)構(gòu)都需要保證抗震承載能力符合要求,并且增強結(jié)構(gòu)的層間位移設(shè)計效果[3]。②在中型類型的地震方面,應(yīng)針對薄弱區(qū)域與較為主要的構(gòu)件進行處理,使其可以在彈性的狀態(tài)中。在開展研究工作期間,如果使用非線性的分析方式,那么就要保證結(jié)構(gòu)在屈服的狀態(tài),不可以與相關(guān)脆性破壞區(qū)域相互聯(lián)系,與此同時應(yīng)確保整個部件的應(yīng)用處于中等延性狀態(tài)。③在大型地震的條件之下,應(yīng)保證部件不會處于屈服狀態(tài),在開展非線性類型分析工作中,如果有一些構(gòu)件處于屈服狀態(tài),那么不能與脆性破壞結(jié)構(gòu)相互接觸,在此期間,還需針對變形限制嚴格的處理,結(jié)合具體的設(shè)計規(guī)范與特點等,正確進行樓層方面的最大層位移角的管理,使其設(shè)定為0.5%,以此增強設(shè)計功效。

6結(jié)束語

上文主要結(jié)合某工程的實際設(shè)計特點與需求等,合理的分析了框架核心筒的設(shè)計情況與方式,根據(jù)目前面臨的實際狀況,正確對其進行了設(shè)計與調(diào)整,可在一系列的處理之下,創(chuàng)建出優(yōu)化性的工作模式與機制,如果發(fā)現(xiàn)其中存在框架核心筒的問題,還需按照具體的規(guī)定與標準等實施工作,為其后續(xù)工作合理落實提供支持。

參考文獻

[1]何明露.框架核心筒結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計,2018,23(30):80-188.

[2]劉杰,齊楊浩.基于框架核心筒結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用分析[J].建筑與裝飾,2018,25(8):15,17.

[3]楊金城,黃坤朋.框架核心筒結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用[J].大科技,2017,4(23):331-455.

作者:徐穎瑩 單位:寧波中鼎建筑設(shè)計有限公司