工业建筑中钢筋混凝土框架结构设计

工业建筑中钢筋混凝土框架结构设计

摘要:框架结构是指由框架柱梁以刚接连接形成纵向或横向承重体系,以抵抗水平力荷载和竖向荷载,框架柱之间采用填充墙用来分隔和维护内部房间,因其房间平面布置灵活,受力分析明确而得到广泛应用。本文结合工程实例,分析了在工业建筑中受设备布置导致结构侧向刚度发生变化的内力,同时提出相应的结构措施。

关键词:工业建筑;框架结构;设计

一、工程概况

该工程为配电装置楼,建筑面积:2067m2,平面尺寸:13x78.6m,中间设置温度伸缩缝,平面上分为两个结构单元,地上两层:一层为电容器室,层高5.900m,二层为GIS设备室,层高8.600m;因二层电气设备较多,首层中部框架柱在二层取消,上部形成空旷结构,建筑剖面见图1,因二层地面处设置400mm深电缆沟,故采用350mm厚加气混凝土+50mm厚地面做法,二层活荷载取值:10kN/m2。

二、地震作用

根据《建筑抗震设计规范》(2016年版)该工程抗震设防烈度:7度;设计基本地震加速度值:0.1g;设计地震分组:第三组;场地类别:三类。

三、结构布置

本工程采用三种结构模型,模型一中在二层10.200m处加一道框架梁,模型二中取消二层10.200m处框架梁,模型三中取消10.200m处框架梁后,每个单元四角设置剪力墙,但在伸缩缝两侧受设备限制,Y向不能设置剪力墙,形成框剪结构。

四、结构小震弹性计算分析

采用SATWE软件进行小震计算,地震作用下结构设计指标汇总如表1。通过对比模型一、模型二、模型三最大层间位移角可以发现,模型一中在半层高处加梁后,结构X向侧向刚度有所提高,达到规范要求,模型三为框剪结构,四周布置剪力墙后X方向位移角满足规范要求,Y方向不满足,且在温度缝两侧受电气设备限制而不能设置剪力墙,导致结构单元两个方向的动力特性相差较大,在强烈地震中由于横向的破坏而导致整体倒塌,不可采用。综上所述,本工程采用模型一建模计算,既满足结构规范又满足了电气设备布置的要求,同时本工程加大了每个结构单元靠近伸缩缝附近两跨的横向楼面、屋面框架梁和柱的截面,在满足规范要求的前提下减小了每个单元楼梯间附近梁柱截面,使每个单元薄弱的部位得到加强,刚度较大的部位部分削弱,结构整体的抗侧刚度趋于均匀。

五、结语

对于体型不规则的工业建筑,应通过多种计算模型来分析对比,选出既满足结构又满足其他专业要求的结构形式,同时对本工程的框架结构,应合理调整梁柱的截面分布,对于建筑专业所提柱截面不统一影响美观等问题,可以采取柱外包混凝土加防裂钢筋、外包墙板等措施,力争做到结构受力的均匀,使每一个抗力单元参与地震时能同时发挥,不至于各个被击破而导致倒塌。

参考文献:

[1]建筑抗震设计规范:GB50011-2010[S].北京:中国建筑工业出版社,2010.

[2]建筑工程抗震设防分类标准:GB50223-2008[S].北京:中国建筑工业出版社,2007.

[3]建筑结构荷载规范:GB50009-2012[S].北京:中国建筑工业出版社,2012.

[4]高层建筑混凝土结构技术规程:JGJ3-2010[S].北京:中国建筑工业出版社,2011.

作者:杨俊雷 单位:北京龙源科建建筑设计有限公司