工程力学毕业论文建筑工程框架结构设计面临的困境及解决措施

建筑工程框架结构设计面临的困境及

在工程项目的建设过程中，结构设计工作具有至关重要的作用，下面是

搜集整理的一篇探究建筑工程框架结构设计问题的论文范文，欢迎阅读参考。

当今社会，建筑技术不断进步，施工设备和施工材料的性能不断提升，

在此背景下，工程项目的结构也越来越复杂，框架结构设计工作面临的问题也越来越复杂，一旦框架结构设计工作中出现疏漏，将为工程项目的质量和性能埋下隐患，并且会影响施工进度，降低工程建设的社会效益和经济效益，近些年来，如何保证框架结构设计质量，成为了人们广泛探讨的问题，工程实

例，探讨建筑工程框架结构设计存在的问题及处理对策，

本文基于

对工程结构设计工作具有重要的借鉴意义。

1工程实例

某工业厂房工程，采取钢筋混凝土框架结构，工程平面为矩形，长度、宽度分别为96.6m和86.6m,厂房共计5层，建筑面积总计35125ma,总建筑高度为26.60m,1层高度为5.9m,2层-5层的高度均为5.lm,并且2层一5层的建筑中部设有天井，建筑平面为

“回”字形，天井规格40mX50m该厂房工程的柱网尺寸主要为lOmXIOm由于厂房中需要设置纵横向走廊，因此该厂房工程还设有3.3m 短跨。本次厂房工程的框架抗震等级为一级，抗震设防类别为丙类，抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度为0.2g, 建筑结构安全等级为二级，建筑场地类别为III

类，地基基础设计等级为二级。结构设计完成之后，经过专家以及工作人员反复分析，方知原设计方案存在问题，因此需要对结构设计方案进行调整，下面本文在此以本次工业厂房工程为例，分析建筑工程框架结构设计存在的问题及处理对策。

2框架结构设计存在的问题

本次工业厂房项目中，框架结构设计工作面临的问题比较复杂，首先该厂房属于高层建筑，因此结构设计工作需要面临周期比问题，结构扭转为主的第一自振周期T. 与平动为主的第一自振周期T: 必须要满足以下要求：

Tt/T, 簇0.9 经过专家和工作人员的分析，原结构设计方案难以满足上述要求，这样一来，厂房的性能将会受到很大影响，因此必须要合理调整结构设计方案，使之符合上述要求。

此外在本次厂房工程中，2 层一5 层的建筑中部均设有天井，这样一来，将会给建筑结构带来严重的负面影响，致使结构抗扭转能力下降，因此结构设计工作还必须要面临抗扭转问题。

专家和工作人员经过分析后发现，如果按照原结构设计方案来建设厂房，将会存在结构抗扭转能力不足的现象，致使建筑物

容易出现变形等问题，因此为了保证厂房工程的结构稳定性，一定要调整结构设计方案，以增强建筑结构的抗扭转能力。

3框架结构设计问题的处理对策

3.1, 调整构件截面

本次厂房工程中，为了合理调整构件截面，工作人员预先制

定6 种调整方案，对各项方案进行综合对比，具体调整方案分别如下。

方案1: 不增加柱，将3 层的边柱截面调整为

1000mmX900m原方案为100DmmX700mm）;

方案2:不增加柱，将3层的梁混凝土强度等级调整为C35（原方案为C30），并将3层的柱混凝土强度等级调整为C45（原方案为C40）;

方案3: 不增加柱，将1 层、2 层的内柱截面调整为

750mmX750m原方案为900mmX90皿1,将1层、2层的边柱截面调整为1100mmX900m原方案为900mmX900mm）将3层、4层、5 层的边柱截面调整为1000mmX700.原方案为700mmX700mm）

方案4: 不增加柱，将1 层、2 层的柱混凝土强度等级调整为

C45（原方案为C40）,并将1层、2层的梁混凝土强度调整为

C35（原方案为C30）;

方案 5: 不增加柱，将 1 层、 2 层、 3 层的边框梁截面调整为 500mmX1000nun 原方案为 500mmX850mm ）;

方案 6:增加 12根外边柱，将 1 层、 2 层的边柱截面调整为

1000mlnX800mm 原方案为 9001 ninX900mm ）将 3 层、4 层、5 层的边 柱截面调整为1000mmX700m 原方案为700imnX700mm ）将1层、 2层的内柱截面调整为 700mmX700m 原方案为900mmX900mm ）将 1 层、 2 层的柱混凝土强度等级调整为 层、 2层的梁混凝土强度等级调整为 置情况大致如图 1 所示。 之后工作人员通过计算分析，对 行对比，其中方案 1-5 的调整效果如表 1 所

示。

其中方案 1 和方案 2 无效，而方案 3、方案 4、方案 5 可以说 明，采取“将外边柱截面增大，将内柱截面减小，将边框梁截面 增大”的方法，可以明显改善周期比，不过上层抗扭刚度增大， 对整体扭转周期不会有明显影响。方案 6 说明，增加边柱数目能 够明显提高结构刚度，同时可以减小梁柱截面，此方案会影响厂 房的建筑布局，因此在具体实施过程中，需要其他专业的配合。 另一方面，在地震的作用下，结构会受到扭转震动的影响，远离 刚度中心的构件侧移量将会大幅提升，同时所产生的水平地震剪 力也会提升，因此在增加边柱时，应该将边柱设在角部，这样可 以在一定程度上降低对厂房建筑布局的影响，并且能够充分发挥

C45（原方案为C40）,将1 C35（原方案为C30），梁柱布

6 种调整方案的调整效果进

边柱的作用。专家和工作人员经过反复研讨，最终选取方案6 来实施调整。

3.2 调整结构刚度

在结构设计过程中，要在最大程度上降低地震作用效应，同时还要充分考虑p_△效应，避免结构位移过大或者整体失稳，建筑不仅要具备良好的扭转抗力和刚度，并且还要具备良好的侧向抗力和刚度，从而限制扭转振动的发展，因此在本次厂房工程中，结构设计人员将主要抗侧力构件布置于靠近结构周边的位置，并且尽可能使刚度中心与质量中心重合。

3.3 短跨梁设计

本次厂房工程中，设有3.3m 短跨，在长短跨相邻的结构中，短跨梁线刚度较大，将要承担很大的梁端弯矩，原结构设计方案虽然可以满足跨高比，但是混凝土相对受压高度和配筋率计算值不符合相关规范的要求，因此专家和工作人员认真探讨解决方案，最终采取以下方法：设计为宽扁梁，梁宽提高到

800mm梁高

575mm净跨2300mm同时适当减小短跨梁截面。

然而上述措施虽然能够明显改善短跨梁的受剪情况，不过此方法会导致层间位移增加，为了解决这一问题，本次工程中采取以下措施：短跨梁受力状况与剪力墙结构中的连梁的受力情况比较相近，因此把短跨梁按照连梁来进行计算，在地震作用下，允许短跨梁开裂，在设计方案中折减短跨梁刚度，降低短跨梁配筋率。另一方面，连梁跨高比如果在2,5 以下，那么剪切效应将十分明显，因此在连梁设计方案中，工作人员将跨高比控制在2.55.0 范围内，刚度折减系数采用0.75, 这样一来，就可以减小层间位移，改善短跨梁受剪