框架建筑作为一种常见的建筑结构形式,以其灵活的布局、良好的抗震性能和较高的使用空间而受到广泛的应用。在框架建筑的结构设计中,遵循一定的黄金法则对于确保建筑的安全、稳定和美观至关重要。以下将详细介绍框架建筑结构设计背后的五大黄金法则。
一、结构布置的黄金法则
金角法则:建筑物最外围的阳角角部位置应得到强化。这是因为角部是地震作用下的扭转及地震(或风力)作用下的位移最难满足的区域,加强角部可以迅速减少这两项指标,使建筑物材料获得最高效的发挥。
银边法则:建筑物最外围边界的竖向构件也应得到强化。周边的剪力墙(或柱)与角部剪力墙(或角柱)一道形成坚固的竖向构件防线,对于提高建筑物的整体抗震性能具有重要意义。
草肚法则:建筑物中部的竖向构件贡献较少,只需满足规范值即可。对于结构设计优化而言,中部的竖向构件应尽量简化,以降低工程造价。
均匀法则:结构的侧向刚度应均匀变化,避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变,以确保建筑物的整体稳定性。
对称法则:平面布置宜规则、对称,并应具有良好的整体性。对称的结构设计有助于提高建筑物的抗震性能和美观度。
二、框架结构体系选择的黄金法则
建筑功能要求:根据建筑功能的要求选择合适的框架结构体系。例如,多层建筑空间大、平面布置灵活时,可选择框架结构。
建筑高度和高宽比:考虑建筑高度和高宽比、抗震设防类别、抗震设防烈度、场地条件等因素,选择合适的框架结构体系。
技术先进、经济合理、方便施工:框架结构设计应符合安全适用、技术先进、经济合理、方便施工的原则。
三、结构平面、竖向布置的黄金法则
承载力、刚度、稳定性、延性及耗能等性能:为了保证框架结构的抗震安全,结构应具有必要的承载力、刚度、稳定性、延性及耗能等性能。
抗侧力构件布置:合理地布置抗侧力构件,减少地震作用下的扭转效应。
平面布置:平面布置宜规则、对称,并应具有良好的整体性。
竖向布置:竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小,避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。
四、框架结构设计要点
连梁必补腰筋:腰筋按照相邻剪力墙水平筋设置。
构柱箍必加密:凡属构造柱的箍筋都要有加密。
墙梁交点加柱:梁端在剪力墙处设置暗柱。
圈梁埋筋搭接:圈梁、窗台板带、腰梁、水平系梁均为二次构件,在框架柱和暗柱处一定要有预埋筋与之搭接。
挑梁全长加密:一般间距为10公分。
五、总结
框架建筑结构设计是一项复杂的系统工程,遵循以上五大黄金法则,有助于提高建筑物的安全、稳定和美观。在实际设计中,还需根据具体情况进行调整和优化,以确保建筑物的整体性能。