框架结构建筑变体系抗震加固设计

框架结构建筑变体系抗震加固设计

刘改改

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摘要：我国城市化建筑的加快，工程规模扩大、项目增多，对建筑结构施工提出了高要求。框架结构作为常见的建筑结构类型，采用的原材料量较少，同时能够实现建筑平面的灵活布置，提高梁、柱结构的标准化程度，促使结构整体性能得到提升。但伴随着建筑业的不断发展，建筑结构形式日渐复杂，使得框架结构设计容易出现各种问题，从而导致结构稳固性、安全性受到影响。

关键词：框架结构；抗震加固设计

引言

建筑框架结构通常是由梁和柱连接而形成的具有承重作用的结构，梁是使用混凝土和钢筋组成的，借助钢接以及铰接的方式连接起来。框架结构能够起到抵抗水平荷载以及竖向荷载的作用，使得建筑结构更加稳定。此外，框架结构构件的面积较小，其承载力和刚度无法满足实际需求，随着楼层的增加，水平位移越小。结构中建筑墙体的作用是分隔和围墙，并不能承担负荷。

1建筑框架结构设计原则

①刚柔适度。在建筑框架结构设计中，需要做到刚柔适度。如果柔度过大，结构容易发生较大变形，出现整体倾覆危险。如果刚度过大，将造成结构整体柔韧度不足，在遭受外力破坏时容易发生严重损坏。在结构体系建设中，应做到弹性适中，在所有构件达到一定强度的同时，能够保持结构相互协调，促使建筑延性得到增强。所谓的延性，就是结构在承载较大环境中发生的最大限度变形。在对建筑刚柔进行判别时，可以根据结构刚重比、剪重比等指标进行判断。如利用剪重比进行判断，在地震剪力偏小且层间位移角偏大的情况下，说明结构偏柔，应对墙柱截面进行适当增加，促使结构刚度得到增强。保持刚柔相济，才能最大限度避免结构在地震作用下发生损坏。②多道防线。在结构设计中，需要根据设防层数确定结构体系的安全水平。发生灾难后，应保证各种构件能够合作提供抵抗力，确保建筑物维持稳定。如果仅依靠单个构件，容易导致结构发生损坏。如在土建结构设计中，相较于单墙，多肢墙可以发挥更大作用。完成多道设防，在结构因承载力发生事故的情况下，在一个构件发生损坏后，还有其他构件能够对压力进行承载，因此保证结构安全。结合框架结构的特点可知，框架结构建设需要采用大量的钢筋、水泥等，形成大量的构件，拥有较多接头，发生地震容易导致结构发生水平位移等破坏影响。因此在框架结构设计中，需要完成多道防线设置。

2框架结构建筑变体系抗震加固设计要点

2.1框架柱加固计要点

框架柱的加固方式主要为扩大柱截面和增加剪力墙，此举能够增强柱的承载能力和水平抗剪能力;扩大截面时，首先在新旧混凝土的交界面，凿除混凝土保护层直至露出钢筋，将其表面灰尘清理干净后，涂上一层素水泥浆作为洁面处理剂，然后将新旧钢筋焊接在一起，形成钢筋骨架;最后安装模板浇筑混凝土，并养护至少一周时间，最终使剪力墙与最外侧的结构柱连接形成一个整体。结构柱外包钢板能够提升其耐久性，并保护混凝土表面，减少碳化层深度;首先凿除构件表面的粉刷层或涂料直至混凝土基层，对不平整区域进行打磨或填补处理，使其表面与钢板紧密贴合，然后将制作好的钢板表面的锈迹和氧化膜去除，打磨粗糙后安装;最后用黏钢胶进行压力灌注，使钢板和混凝土紧密贴合，形成一个整体，在加压过程中保持压力稳定，直至注胶完毕，此过程中可适量超灌注适量胶体，以便气体排出，使固化后的胶体黏接牢固。

2.2弹塑性动力分析法

弹塑性动力分析法同时也称为时程分析的方法，弹塑性振动系统为建筑物，直接输入地面发生地震时的加速度，同时要把结构弹塑性的性能结合起来，并依据其恢复性特性而设立动力学方程，同时进行积分的相关计算，从而计算出建筑物的振动系统内不同质点速度和位移以及加速度的对应值，并绘制地震剪力变化的曲线，并用来对结构在发生强烈地震时的内力变化情况进行描述，以及结构发生破坏时的完整过程。因为弹塑性的动力分析方法必须充分掌握地震波的峰值和持续时间以及频谱特性等各项参数，并结合结构动力学特性进行综合分析，所以此种方法能够非常准确的反应出在发生强震时结构的变化全过程。但是，地震的发生随机性较强，并且结构性能比较复杂，前后的数据处理费时费力，而且计算出的结果不唯一，很难进行判断，所以导致这种方法的工程实践不能紧随理论研究的步伐，存在很大的落后性。

2.3合理设计中板计要点

在框架结构中，中板设计将给结构设计质量、安全带来较大影响。因为在各种构件中，中板承载能力较低，还要加强结构尺寸、跨度等参数控制，促使结构设计得到优化。一旦中板结构出现隔离不合理问题，就容易因结构间冲突发生裂缝、变形等事故，给结构安全带来较大威胁。结合结构设计问题，还要加强结构抗弯强度、抗剪强度等各方面的分析。在对结构抗弯强度展开分析时，需要对结构截面两轴弯矩进行确认。在此基础上，可以合理进行截面模量、属性系数等参数设置，完成结构抗弯强度分析。对抗剪强度进行分析，需要沿着腹板位置对梁板厚度、中和轴距等参数进行确认，完成结构抗剪强度分析。根据局部集中荷载，对钢筋分布长度等参数进行计算，能够对结构局部称压力进行确认。在结构件存在翼缘板的情况下，需要根据外伸宽度、厚度等参数进行宽厚比计算，加强结构屈服强度分析。如果需要加筋配置，需要对局部结构稳定性展开分析，实现结构优化设计。根据结构动力系数、荷载分项等参数，能够完成结构刚度分析。在综合分析的基础上，可以提出科学的中板结构设计方案，促使结构稳固性得到提高。

2.4柱详图设计优化要点

①柱内埋管时，最好将直径相当大的管埋在柱子的四角，如果管的截面面积小于4%时，可以简化相关的验算。②如果地上建筑为圆柱形时，底下可以选择方柱形，这样能够实现对各施工环节的有效控制。圆柱上纵筋要超过8根，且选择螺旋箍进行布箍。而对于方柱形，最好选择井字箍，并结合实际要求来给予加密处理。然而，对于幼儿园不建议选择方柱形。对柱上的纵筋，尽量选择大间距、大直径的，然而不宜过大。③柱子最好选择高强度混凝土进行构建，降低截面的面积，尽可能避免出现短柱。然而，对大跨度框架结构而言，因为楼梯与楼梯平台间的框架柱相连，难免会出现短柱，此时要对短柱箍筋进行加密处理，或者对框架结构外立面，最好设置连续的窗过梁，这样可能会导致外框架柱成为短柱，此时要做好加强处理工作，以此来提高其整体强度和稳定性。

2.5提高框架结构体系的整体性

框架结构承重体系是每一层楼盖和屋盖连接组成的整体结构。在设计过程中，不仅要保证水平、竖向承重体系满足施工组织设计相关规定，还要对建筑楼盖和屋盖各方向的荷载情况进行考虑，进一步分析荷载对地基产生的影响，保证设计的合理性。除此之外，在框架结构技术交底时，要对各个施工环节的工艺、材料等给予全面分析，同时要依据相关工艺技术标准来检验技术质量和方法的合理性，促进施工的顺利开展，保证建筑工程质量。

结语

综上所述，虽然建筑的框架结构不是很利于抗震，但在现在城市的建筑中有着广泛地应用。为了增强建筑框架的抗震性，尽量减少地震给人类带来的人身伤亡和财产损失，我们一定要在框架的设计过程中融入抗震的理念，利用科学的方法和手段优化建筑的框架结构，保证建筑在地震中的稳定性。

参考文献

［1］张若玉．超高层建筑结构设计分析及结构方案对比研究［D］．合肥:安徽建筑大学，2015．

［2］程斌，薛伟辰．基于性能的框架结构抗震设计研究［J］．地震工程与工程振动，2013(4):50－55．

［3］梁兴文，黄雅捷，杨其伟．钢筋混凝土框架结构基于位移的抗震设计方法研究［J］．土木工程学报，2015(9):53－60．