多层混凝土框架结构设计优化研究.pdf

技术协作信息2023（7）总第 1488 期多层混凝土框架结构设计优化研究张珍胜1张珍强21.重庆市合川区建设管理事务中心；2.重庆市合川区投资项目评审中心摘要：在建筑行业生产领域中，框架结构概念相当重要，例如多层混凝土框架结构就被充分应用于建筑工程项目设计规划与施工中。为此，本文中希望首先结合多层混凝土框架结构的基本概念与特征表现，思考多层混凝土框架结构设计中的某些问题，并根据结构设计中的梁、柱截面、配筋情况、性能抗震情况展开全面分析，特别是深入了解多层混凝土框架结构设计中的抗震基本原理，基于位移反应谱、目标侧移曲线、设计步骤等等展开分析，并分析提出多层混凝土框架结构设计中的抗震设计案例内容。关键词：多层混凝土框架；结构设计；关键问题；抗震设计应用技术交流前言多层混凝土框架结构复杂，它包含了梁、柱结构构件，多方面组合连接构成的承重结构体系技术内容完善，整体稳定性表现理想。在建筑工程设计施工中，多层混凝土框架结构的平面布局的受限程度也较小，其较优秀的分隔和围护功能可以一定程度上提高工程的整体质量，同时可以为项目获取更多的使用空间。一、多层混凝土框架结构设计思路在多层混凝土框架结构设计中问题多多，下文也需要思考提出诸多有价值应对策略。主要结合多层混凝土框架结构设计中的梁柱截面、梁柱配筋以及性能化抗震三大方面展开分析。（一）梁柱截面设计优化要确定多层混凝土框架结构中的梁柱截面设计内容，并确定这些设计技术内容。具体来讲，需要参考相关施工经验对梁、柱截面尺寸进行分析，初步拟定相关操作技术内容。一般需要结合初步拟定过程分析梁柱线刚度比重问题，思考其中比重 1.0，满足强柱弱梁节点问题，满足设计要求。结合初步拟定梁、柱截面尺寸分析应用 PKPM 软件，结合结构计算过程来分析处理计算结果。在本文看来，多层混凝土框架结构设计中确定梁柱截面设计内容展开分析，思考提出三点问题：第一，需要保证梁的裂缝宽度0.3，配合梁的超配筋情况进行调整，了解其中的挠度值变化问题，确保这一挠度值能够直接大于允许值。在本文看来，需要了解到梁柱超配筋以及轴压比超限情况得以有效调整，分析其中的关键技术应用问题。必须提高混凝土的标号钢筋强度等级变化，思考梁柱截面尺寸变化情况，再进行进一步计算优化。第二，需要保证多层混凝土框架问题展开分析，确保梁、柱构造配筋优化到位，结合梁柱界面尺寸计算分析满足设计要求，最大限度缩小裂缝宽度，同时减小梁、柱界面尺寸，做好试算工作即可。第三，需要保证梁柱界面尺寸计算到位，满足设计要求，确保梁柱配筋率仔细审查工作到位，确保提高多层混凝土框架结构设计的经济性与安全水平。（二）梁柱配筋设计优化在分析多层混凝土框架结构中，结合框架结构量纵向钢筋分析配筋率控制水平，确保其控制在0.5%1.5%范围内。在确保一定配筋率水平提高基础上，则需要选择采用直径较小钢筋，有效增加混凝土的握裹面积，最大限度减小梁的裂缝宽度。如果是在地震作用影响下，则需要追求达到一种结构强剪力，同时调整弱弯要求，配合梁端斜截面受剪力承载力大于正截面情况分析受弯承载力。在分析配筋设计过程中，则需要保证梁端设计调整到位，满足斜截面受到剪切承载力大于正截面受弯承载力变化情况。在设计过程中，需要保证梁端的负弯矩达到0.851.20 范围内，同时结合梁中正弯矩展开分析，将其系数控制在 1.11.3 范围内。结合梁端箍筋情况增加至少 2mm 左右，确保多层混凝土框架结构设计配筋设计来调整抗震强度，满足强柱弱梁设计要求。当然，也要在设计过程中适当增加构造配筋情况，适当窑窑技术协作信息2023（7）总第 1488 期减小梁的构造配筋情况。由此可见，框架结构的柱承担了更大的荷载，以达到梁的设计强度小于柱的强度的效果。当地震发生时，使梁的破坏发生在柱破坏之前，以减少损失。所以在进行点算时，参数的调整十分重要，对框架结构的纵向构造钢筋的配筋结果乘以 1.2 1.6 的系数，满足设计施工要求。（三）抗震设计优化多层混凝土框架结构设计，需要了解抗震设计内容，结合位移合作内容分析设计变量，对结构抗震设计内容展开分析，确保变形强度有所变化，控制多层混凝土框架结构内容，基于地震中的破坏状态展开分析，结合设计结构内容真实体现结构地震中的实际性能变化。在本文看来，下文需要对多层混凝土框架结构设计中的抗震设计原理、抗震设计位移反应谱、抗震设计步骤展开分析，最终提出抗震设计案例。1.抗震设计原理的提出首先，需要提出抗震设计原理，充分考虑到多层混凝土结构设计中的 n 个自由度 MDOF 体系，结合等效 SDOF 体系来分析二者等效过程内容，并提出多个基本假定内容。在分析 MDOF 体系过程中，需要结合侧移曲线所产生的地震反应展开分析，深入了解 MDOF 体系变化，思考 SDOF 体系内容，确保基底剪力被有效调整到位。其次，要结合水平地震力情况展开分析，结合多点技术体系来建立功相等分析机制，结合结果初始侧移函数来展开假定分析。要将原结构建筑楼层的侧移分析内容来展开结果基底剪力情况，思考结构质量点变化情况。在结合分配机制展开技术分析过程中，也需要充分考虑到高振型影响变化，必要时也要引入高阶振型影响因子内容。2.抗震设计位移反应谱提出在分析抗震设计位移过程，也需要由此建立位移反应谱，了解反应谱设计内容变化，有效确定等效体系周期变化，建立 Teff 周期。实际上，目前国内还未能规范建立基于场地类型的多层混凝土结构设计位移谱，所以说基于弹性加速度设计图谱来展开分析，有效简化设计工作内容，有效提高设计效率，直接结合规范操作来展开分析，建立不同图谱之间的相互关联关系，思考其中的误差变化问题。就目前来看，需要分析统计数据内容，结合诸多技术方式优化结构位移设计内容，避免图谱问题处理不当。所以说，抗震设计位移过程是强调简单高效率的，其技术解决方法实用性相对较高。3.抗震设计步骤分析要采用直接位移法展开分析，了解原型 MDOF结构来设计等效 SDOF 体系，确保假定二者之间相同延性需求有效调整到位，同时分析屈服后刚度系数变化。在假定二者之间的延性需求变化过程中，也需要分析刚度系数问题，结合相关技术说明分析低侧向刚度变化，同时考量刚度退化问题、材料劣化问题以及结构损伤问题。与此同时，要配合高阻尼比例来对多层次混凝土结构设计过程进行非线性对比，分析模拟结构内容，减轻地震反应影响问题。在分析诸多结构抗震设计问题过程中，也需要基于位移设计方法来分析强度设计方法变化，确保设计过程中刚度最大位移变化有所调整，结合割线刚度分析目标位移情况，结合预期延性需求展开分析，评估设计结构非线性反映问题，了解阻尼结构设计情况，合理把握材料种类与类型，确保构造形式相关问题有效调整到位。在本文看来，必须基于相关方法设计目的分析结果给定地震设防水平过程，结合预期性能极限状态分析设计中的现实需求内容。要结合设计步骤内容来分析直接位移法，结合概念清晰情况分析明确步骤，结合复杂性等效体系特征、目标位移计算过程来分析位移设计谱，建立相关操作技术机制。结合诸多设计步骤展开分析，了解位移法概念清晰、步骤明确过程分析复杂性问题，确保目标位移计算到位，了解设计谱建立过程。4.抗震设计案例简析需要结合抗震设计案例展开分析，某建筑有 6层，采用多层混凝土框架结构，其设计建筑平面图与结果布置图展开分析，确保结构中一榀横向框架的计算简图。结构总高 H 为 22.5m，首层层高为 4.5m，其他层均为 3.6m，该结构的建筑抗震设防类别是丙类，环境类别为二 a 类，设防 烈度是 8 度（0.20g），地震分组为第一组，场地类别为第类，场地的特征周期 Tg=0.35s。某建筑工程项目主要采用直接位移方法，结合结构不同地震设防水准性能来展开分析，思考目标抗震设计内容，根据相关强度、刚度、延性要求展开分析，了解经验确定结构构件的具体截面尺寸，选择截面内力分析情况，做好配筋设计。另外，也需要设计结果抗震性能评估，保证设计结构满足分析相关性能目标要求，结合抗震性能设计内容来做好相关财务管理窑窑技术协作信息2023（7）总第 1488 期财务管理调整工作，保证重新设计到位。从这一点来讲，也需要结合 RC 框架结构设计中梁的截面高度展开分析，确保梁的计算跨度优化到位，满足建筑设计构造要求，确定梁的截面跨度问题展开分析，思考柱的截面尺寸分析，凭借经验确定内容，思考受载面积展开估算，确定梁柱的具体截面尺寸。二、多层混凝土框架结构设计的注意事项（一）确定多层混凝土框架结构设计的抗震等级在结合上述多层混凝土框架结构设计相关方法基础上，也需要思考诸多注意事项，首先就是深入了解多层混凝土框架结构设计的抗震等级。就具体的工程项目设计过程中，也需要结合多数房屋建筑抗震设计分类来分析抗震等级。其中也要判断烈度、结构类型、房屋高度问题，这些都要迎合 建筑抗震设计规范，确保诸多技术内容有效优化，根据 建筑抗震设防分类标准 来建立分析机制，确保地震作用过程分析抗震设计烈度计算内容。具体来讲，其抗震设防烈度应该控制在 6 度 8 度，确保抗震措施负荷地区抗震设防烈度要求，提高相关技术操作内容。要根据 建筑抗震设防分类标准 来展开分析，确保诸多技术内容都能有效优化，满足抗震烈度设计要求。在这一过程中，需要结合抗震设防烈度展开分析，确保设防烈度不断提高。（二）确定多层混凝土框架结构设计的地震力振型组合数要确定多层混凝土框架结构设计的地震力振型组合数调整到位，保证多层建筑充分考量扭转耦合计算内容，其中取值应该为 3。如果振型数大于 3，或者为 3N 时，还需要结合多个层数展开分析。如果房屋层数小于等于 2，则需要结合可取层数分析其中的不规则结构内容。在这一过程中，考虑扭转耦联时需要分析多层建筑振型，保证结构层数的结构刚度突变较大情况展开分析，保证结构设计内容有效优化。在这里，需要分析电算程序变化，了解其中功能内容，结合参与质量比值展开进一步分析，确保程序手册内容优化到位，结合选取振型数随意性问题展开分析，及时改进相关操作。当然，也要对建筑多层混凝土结构所存在的影响问题展开分析，了解耦联计算内容，分析非耦联计算是不可或缺的。（三）确定结构周期折减系数需要结合多层混凝土框架结构的周期折减系数展开确定分析，了解框架结构抗震墙结构展开分析，了解填充墙存在情况。基于结构实际刚度分析计算刚度问题，保证计算周期实际上大于实际周期。在这一过程中，也需要结合地震剪力偏小问题展开分析，确保结构实际刚度设计大于计算刚度。在计算出地震剪力偏小情况下，也需要了解其结构不安全问题。在分析结构计算周期过程中，也要思考其中折减问题，确保框架结构计算到位，避免折减系数产生较大的偏差。在对框架结构采用砌体进行填充过程中，也需要分析周期折减系数并不妥当问题，采用砌体填充墙变化情况，了解周期折减系数控制在 0.60.8 范围内。在分析采用轻质砌块过程中，其取值也达到0.70.8，确保采用轻质墙体板材，取值 0.9 为最佳。在无墙纯框架设计过程中，也需要保证计算周期不折减情况稳妥。（四）确定框架梁、柱箍筋间距需要确定框架梁、柱箍筋间距有效控制，保证建筑抗震设计规范化。在这一过程中，需要基于不同抗震等级分析框架梁柱、箍筋加密区，明确规定其中的工程设计内容，确保其加密区域间距控制在 100mm范围内，非加密区域控制在 200mm 范围内。整体来讲，需要结合电算程序总信息分析内定梁、柱箍筋加密区间，控制间距调整在 100mm 范围内。结合计算加密区域箍筋面积来规范、确定箍筋直径与肢数，必须参考框架柱来分析框架内定柱箍筋间距控制在100mm。总结本文中详细讨论了多层混凝土框架结构设计，结合设计者较好设计与施工内容来分析混凝土框架结构设计优化。在本文看来，需要结合相关要求与规定，设计内容优化到位，基于设计人员学习先进设计技术内容，形成理论实践框架，确保框架结构设计安全性与经济水平均能有所提高。所以在未来，还需要对多层混凝土框架结构设计技术展开进一步研究。参考文献：1 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