浅析现代工业建筑混凝土框架的设计探讨

　　【摘要】随着我国工业的迅速发展，人们对工业建筑业提出了更高的要求，结构设计是个系统的、全面的工作，因此需要扎实的理论知识作为基础，同时需要灵活创新的思维和严肃认真负责的工作态度。钢筋混凝土框架结构虽然相对简单，但设计中仍有很多需要注意的问题。本文主要对现代工业建筑混凝土框架的设计需要注意的问题进行了探讨。
　　【关键词】现代工业建筑；混凝土框架；设计
　　目前，我国各项事业都得到了迅速发展，特别是在工业方面，因此为了满足工业的更好发展，对现代工业建筑就提出了更高的要求，比如建筑的高度，建筑类型与功能，结构体系等等。由于这些类型和功能的复杂化也使现代工业建筑结构设计变得更加复杂，进而在设计过程中也难免会出现一些遗漏和错误，但是作为设计人员一定要尽量避免这些问题的发生。
　　1.整体结构设计说明
　　对于工业建筑混凝土框架的整体结构设计来说，主要包括以下几点设计要求：
　　（1）第一，工程的基本概况以及标高；
　　（2）第二，建筑所用的材料，对于材料来说主要包括混凝土、钢材以及焊条等常用材料和有特殊要求时的附加材料；
　　（3）第三，设计依据，设计依据主要是指：相关的文件、图集、规范以及气象条件；而考虑到设计安全，则应该注意抗震设防烈度、结构抗震等级、结构安全等级、设计使用年限以及混凝土环境类别等；对于设计基础还应该交代地基基础设计等级、回填土要求以及地基情况及承载力等；
　　（4）第四，还要特别注意混凝土保护层厚度、选用详图、图纸中相关说明、通用详图或节点，以及在施工过程中图中并未画出而通过说明来表达的信息和施工时注意事项、相关卷册等等。
　　2.结构设计要考虑的内容
　　2.1对于荷载与构件的计算
　　荷载一般包括外部荷载和内部荷载，作为这两种荷载的计算则要根据载荷规范、规定采用不同的组合值系数、准永久值系数等要求来进行不同工况下的组合计算。要根据计算出的荷载值、构造措施的具体要求、使用要求及各种计算手册上推荐的试算方法进行初步确定构件的截面。
　　2.2对于内力的计算
　　要依据前面我们所确定的构件截面和荷载值来进行内力的计算，主要包括对剪力、弯矩、扭矩、轴心压力及拉力等的计算。
　　2.3对于构件的计算
　　要依据所计算出的结构内力和规范来对构件的构件整体要求和限制，来复核构件结构的计算是否符合规范规定和要求。如果所计算结果不满足要求，则要及时调整构件的截面或者布置直到满足要求为止。而在施工图设计阶段的主要内容为：依据上述计算所得结果，来最终确定构件配筋和构件布置以及根据规范的要求来最终确定结构构件的具体构造措施。
　　3.工业建筑混凝土框架具体的设计
　　本文主要通过梁柱受力的墙梁节点钢筋设计、主筋位置设计、主梁延伸出的悬挑梁和主梁上的次梁设计以及劲性柱的主筋和框架梁主筋的锚固长度的设计进行叙述。
　　3.1关于框架梁节点钢筋设计
　　我们首先将框架梁或次梁直接放置在框架柱上，如果发现框架梁的长度和框架柱的位置不能正确相接，这样就造成框架梁主筋和框架柱位置的相互矛盾。在这种情况下就应当尽可能地保证框架梁箍筋的完整性。设计的具体方法如下：
　　首先，我们要对整个框架深刻的了解，一定要严格按照工业建筑混凝土框架的设计规范进行设计。还要对各个框架部分的结构尺寸，受的应力多少进行计算，特别是对框架中各个配合部件尺寸研究、实时跟踪，一定要做到梁与柱之间的完美配合，对一些大型的混凝土结构梁还要进行失效处理，以免建后出现应力集中，从而影响建筑工程质量。
　　3.2关于梁柱受力的主筋位置设计
　　当出现框架柱的受力主筋和框架梁的受力主筋的位置发生矛盾时，即框架梁的一边和框架柱重合，框架梁的截面宽度等于框架柱的边长这两种情况。在考虑框架结构设计的原则是“强剪弱弯、强柱弱梁”原则。具体的设计对策如下：
　　（1）框架梁主筋在框架柱内侧通过。
　　（2）为保证框架梁的截面尺寸，在框架梁靠近柱侧的四角处增加4根钢筋作为架立钢筋。
　　3.3关于主梁延伸出的悬挑梁和主梁上的次梁设计
　　由于原先次梁的上层钢筋在主梁钢筋的上侧，而由主梁延伸出的悬挑梁上层钢筋理所应当就在次梁的下侧，从而造成悬挑梁构件钢筋保护层厚度过大。出现这一问题主要是因为钢筋设计和操作工人控制等因素造成现场悬挑梁的钢筋保护层过大，从而就造成对悬挑构件的受力是不合理的，而由此可见悬挑构件钢筋保护层厚度是是施工控制的关键。由于在现场施工对于悬挑梁钢筋的保护层厚度的控制方面存在一定的困难，因此设计人员在进行结构设计时，一定要考虑悬挑梁保护层厚度过大的不利因素，同时还要和施工单位密切注意悬挑梁的上铁保护层，共同努力来减小误差。
　　3.4关于劲性柱的主筋和框架梁主筋的锚固长度的设计
　　目前，随着我国钢结构的不断发展，劲性混凝土结构也越来越广泛地被重视起来，也得到了广泛的应用。而框架梁主筋和H型钢柱的节点设计已经成为结构工程施工节点设计的重中之重。但目前由于施工条件的限制，一些施工单位施工中某些部位的钢筋锚固长度并不能满足施工规范要求的锚固长度，因此作为设计人员就必须根据现场实际情况进行节点深化设计。现在都是采用机械锚固两种措施：第一种方法，是在图集中明确规定的焊接同直径钢筋的方法；第二种方法，是在钢筋端部增设直螺纹连接套筒，从而可以增加钢筋的握裹能力，通过现场制作试拉钢筋混凝土试块。
　　4.工业建筑混凝土框架的设计应该注意的一些事项
　　在抗震验算时要根据不同的楼盖及布置决定，采用哪种计算方式：如刚性、刚柔、柔性理论计算；雨蓬一定不能从填充墙内出挑；对于框架梁、柱的混凝土等级要采用相同级别，以便施工；对于某些原因造成梁或过梁等截面变大时，要根据具体情况来验算构件的最小配筋率；对于框架结构中的电梯井壁最好采用粘土砖砌筑，但它不能采用砖墙承重；关于建筑的长度还必须满足伸缩缝的要求，否则需要采取措施；当需要采用井字梁时，梁的自重还要大于板自重；电线管还应集中在穿板处，对板则必须先验算其抗剪强度或者开洞形成管井，还要根据洞口的具体尺寸来设置加强钢筋或者边梁；对于突出屋面的楼电梯间的柱为梁托柱时还应向下延伸一层，一定不要把它直接锚入顶层梁内，同时还要根据承载能力来设计托梁；如果建筑的布局很不规则时，作为建筑设计人员对于结构设计还应根据建筑布局做出合理的结构布置，并且要采取相应的构造措施；由于现在框架填充墙一般都是轻墙，过梁一般则不采用预制混凝土过梁，目前多采用现浇梁带；还应注明所采用的轻墙的做法以及图集，当过梁与柱或者构造柱相接时，柱还应用筋；最好不用采用加气混凝土做围护墙。
　　5.结语
　　随着我国建筑行业的不断发展，建筑行业的分工也变的细致化，但而目前存在并值得我们注意的问题就是，大部分建筑结构工程师依然依靠着规范，设计手册或者计算机程序做习惯性传统设计，就非常容易出现缺乏创新的思想。在设计过程中对梁、柱、板以及结构体系中的一些注意事项要有清晰的认识，设计人员要从最基本的构件算起，做到深刻理解规范和规程的含义，并要和其它专业密切配合来进行设计，同时还要在工作中应善于反思和总结经验与教训。
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