我国民用建筑结构设计的现状与发展趋势

我国民用建筑结构设计的现状与发展趋势

近年来，随着社会的发展，将居住结构形式纳入住宅建筑项目的可选择结构形式越来越多。新结构形式的出现，不仅满足了高层建筑结构的稳定和安全性要求，而且有效地为结构的美学提供了一些好处。在当下很多的民用建筑中，大范围使用了异形柱框架结构，这一结构的受力特点和结构性质都相对特殊，完全克服了传统的结构设计思路限制。但异形柱框架结构应用效果常常会受到诸多因素的干扰，为提升这一结构体系的应用作用，相关设计人员应根据民用建筑的结构特点，做好各个细节的设计优化。1分析建筑物的形状结构的性能1.1异形柱框架结构的承载力在民用建筑结构设计中，如果选用的是异形柱框架结构，就可以发挥这一结构较大的承重能力优势。因此，与常规的矩形柱相比，异形柱框架结构的承重能力、抗震性都极为突出，主要是由于异形柱框架结构中柱的截面形状相对特殊，包含了T形、L形等多种形式，存在多种的形状，即使受到了来自不同方向的压弯力作用，特殊的柱形也可以对这些压力作用起到一定的抵御作用，整体的承载力和抗震性都相对理想1.2异形柱框架结构工艺对于异形柱框架结构而言，立面刚度是结构体系设计中需重视的一大要点，与传统的矩形柱等结构相比，异形柱框架结构的立面刚度控制更为简单，主要是由于其受力更为均匀，如果要有效避免在异形柱框架结构中所存在的短柱问题，工程企业应安排专业人员来做好充分的前期现场调查工作。1.3异形柱框架结构承载能力要求在民用建筑结构设计中，为了避免异形柱突出到室内的现象，在异形柱框架结构设计中，一般要将异形柱的厚度控制在300mm以内，如果要使得异形柱框架结构的承载能力达到结构标准，在异形柱的设计中，应使得其肢长控制在500mm左右。根据相应的设计经验，异形柱更多地以短柱状呈现，对薄壁异形柱而言，其剪切中心和截面中心可能会存在一定的偏差，增大了异形柱剪切位移的出现几率，当受到巨大剪切力作用和影响的条件下，异形柱的稳定性难以保持。2设计特色：形状柱结构在民用建筑结构设计中，异形柱框架结构的特点相对特殊，其中，最为突出的特点就是柱子的截面形状有多种3混凝土异柱结构的设计与压力分析3.1灵活进行结构布置在当下的建筑工程领域，混凝土异形柱框架结构的应用越来越多，为发挥这一结构体系在整个建筑结构中的突出作用，有关结构设计人员应根据异形柱框架结构的设计标准和要点，合理进行结构的布置，根据异形柱框架结构布置要求，在结构平面上重视平面和竖向布置，始终坚持简单化、规则化的布置要求3.2结构的弹性分析对于混凝土异形柱框架结构而言，其结构受力非常复杂，不仅会受到竖向荷载的影响，更存在风荷载和地震作用力等影响，为提升混凝土异形柱框架结构的设计效果，除了要遵循相应的结构设计标准以外，同样需重视对结构内力和变形等的分析，在结构计算的过程中，采用弹性方法。截面设计是异形柱框架结构中的设计重点，专业设计人员在结构计算时，材料弹塑性是一个重要的计算参数。在结构受到一定的竖向荷载影响时，框架梁、连梁等构件将会受到这些作用力的干扰，在这些作用力下，框架梁、连梁等构件都应该考虑其两端变形所引起的内力重分布，为提升结构性能，应使得异形柱柱肢截面和肢厚的比值保持在4以内。异形柱与矩形柱结构相比，前者的柱肢相对薄弱，为实现结构性能的优化，设计人员应在全面的受力特点分析下进行各个结构参数的精准计算。4非正统设计中柱架结构的具体应用4.1设计和控制非形状结构柱4.1.1异形柱框架结构专业研究随着异形柱框架结构在民用建筑结构中应用范围的逐步扩大，专业领域的相关人员对异形柱框架结构展开了详细的研究，尤其是对异形柱框架结构中柱子纵筋、箍筋之间的布置形式进行了详细的研究和讨论4.1.2截面厚度的影响柱截面宽度同样是异形柱框架结构设计中需关注的一个参数，根据异形柱框架结构的设计标准和要求，如果从柱子截面厚度的视角出发考虑问题，一旦柱子截面宽度在200mm以内，应使得每排纵向受力钢筋的数量超过2，一旦柱肢的厚度保持在200～250mm范围内，钢筋数量应控制在2以内，在有特殊结构要求的设计环节，柱子截面中钢筋布设应以其结构设计的特殊要求出发来进行。4.1.3钢筋配筋率无特定因素对于不同的建筑结构而言，其钢筋配筋率也存在着一定的差异，在结构优化的过程中，钢筋配筋率的计算与确定需考虑多方面的因素。首先，如果民用建筑项目中所规定的是6级地震设防烈度，最好保持中柱与边柱钢筋的配筋率超过0.7%，而角柱的配筋率应达到0.9%；当所面临的民用建筑抗震烈度为7级时，柱子和边柱钢筋配筋率、角柱钢筋配筋率分别应在0.6%、0.8%以上。总之，在钢筋配筋率的控制和优化过程中，应根据整体的结构特点来确定各个构件的最佳配筋率。4.1.4异形柱框架结构设计框架柱箍筋同样是异形柱框架结构设计中需关注的一大细节，因为异形柱框架结构的特殊性，在箍筋设计的过程中，为发挥其在整体结构中的作用，应选用复合钢筋来保障其结构性能4.2合理布置梁抗拉受力性能框架节点的设计工作中，为提升其设计效果，应从以下方面来注意设计的细节把控：(1)如果在结构设计的过程中，框架梁截面宽度与异性柱肢宽相同或者梁截面宽度远远低于柱子截面，在框架节点设计的过程中，尤其要保障梁四角纵向受力钢筋设置的合理性，具体来说，就是要使得梁四角上的纵向受力钢筋设置时，其余柱子边保持超过800mm的距离。(2)当结构设计时面对的是框架梁截面宽度任意侧凸部位，边柱长度在50mm的结构设计情况时，框架梁纵向受力钢筋应深入到自身所在梁柱节点的内部，保障设计效果。4.3格局结构设计人员对材料的要求柱与填充墙的连接效果同样会关系到异形柱框架结构的性能，在结构设计工作中，为了使得柱子与填充墙之间保持可靠连接，专业的结构设计人员应注重填充墙材料的选择，从结构性能优化的角度出发，最好选择轻材质的材料，通过高性能材料的使用，可以使得异形柱框架结构的性能最优。框架与填充墙交接位置的设计中，于高度一致的方向上应进行钢筋的科学布置，且钢筋与钢筋之间的距离保持在500mm左右，只有保障了这一间距的合理性，才能够使得钢筋与柱子之间的连接处理能够达到预期目标。4.4异形柱框架结构粘结破坏轴压比同样是异形柱框架结构中需关注的一大参数，当异形柱处于单调荷载，尤其是低周反复荷载的情况下，异形柱框架结构出现粘结破坏的问题。基于异形柱框架结构的特殊性，与常规的矩形柱框架结构相比，前者出现粘结破坏的问题更为严重，且延性相对较差5异构框架柱框架结构提升设计水