1.结构体系设计要点
框架布局合理规划
框架柱和框架梁的布置应根据建筑的功能需求和空间要求来确定。在住宅设计中,框架柱要尽量避免影响室内空间的使用,如在客厅、卧室等主要空间,柱网间距可以设计为6-9米,以提供开阔的空间感受。同时,要考虑不同房间的荷载分布,像厨房、卫生间等有设备和较多隔墙的区域,适当加密柱网或加强梁柱连接,以有效传递荷载。
对于商业建筑,如商场、展厅等,为了满足大空间的要求,柱网间距可能会更大,一般在9-12米左右。在框架布局时,还要考虑建筑的采光和通风,避免框架结构构件对窗户、通风口等的遮挡。
结构选型与受力分析
根据建筑的高度、抗震设防烈度等因素选择合适的框架结构类型。对于多层框架结构房屋(一般不超过7层),可以采用钢筋混凝土框架结构。在设计过程中,要进行详细的竖向和水平荷载计算。例如,在计算竖向荷载时,要考虑楼面恒载(包括楼板自重、建筑面层重量等)和活载(人员、家具等重量),按照荷载规范取值并进行组合。
对于高层框架结构房屋,需要考虑抗震设计。要根据地震烈度进行地震作用计算,采用合适的抗震等级(如抗震等级为一、二、三、四级)对框架结构构件进行设计。在地震区,框架结构应具有足够的延性,通过合理设计梁柱节点、采用合适的箍筋形式和加密区范围等措施,使结构在地震作用下能够消耗能量,避免脆性破坏。
2.建筑材料选择要点
混凝土材料选用
混凝土的强度等级应根据结构的受力情况和耐久性要求来选择。对于框架柱,一般选用强度等级不低于C30的混凝土,因为柱是主要的竖向承重构件,需要较高的强度来承受轴向压力。框架梁可以根据跨度和受力大小选择C25-C30的混凝土。
考虑混凝土的耐久性,在有侵蚀性介质(如海边建筑、化工车间附近建筑)的环境中,应采用抗硫酸盐、抗氯离子侵蚀的混凝土。可以通过添加矿物掺合料(如粉煤灰、矿渣粉)和外加剂(如引气剂、防水剂)来提高混凝土的耐久性。
钢材选用要点
框架结构中的钢筋主要用于增强混凝土构件的抗拉和抗压能力。对于梁、柱的主筋,一般选用HRB400或HRB500级钢筋,这些钢筋具有较高的屈服强度和抗拉强度。在钢筋的选用过程中,要注意钢筋的伸长率和冷弯性能,确保钢筋在受力过程中有良好的变形能力。
对于箍筋,可选用HPB300或HRB400级钢筋,其主要作用是约束混凝土,提高构件的抗剪能力和延性。在设计时,要根据计算确定箍筋的直径、间距和肢数,并且在梁柱节点等关键部位要进行箍筋加密。
3.基础设计要点
基础选型依据
根据建筑的上部结构荷载、地质条件和周边环境等因素选择合适的基础类型。对于框架结构房屋,如果地基土质较好,如为坚硬的岩石或密实的砂土,且上部荷载不是很大,可以采用独立基础。独立基础的形式可以是阶形或锥形,其尺寸要根据柱的轴力和地基承载力来计算确定。
在地基土质较差(如软土、淤泥质土)或上部荷载较大的情况下,筏板基础是比较合适的选择。筏板基础能够将上部荷载均匀地传递给地基,减少不均匀沉降。在设计筏板基础时,要考虑筏板的厚度、配筋以及与柱、墙的连接方式。
基础与上部结构的连接
基础与框架柱的连接要保证传力可靠。在基础顶面,要设置足够的钢筋锚固长度,使柱的钢筋能够牢固地锚入基础内。同时,要考虑基础与上部结构之间的变形协调,在基础设计中,要对地基的沉降进行预估,并采取相应的措施,如设置沉降缝或采用合适的地基处理方法,以避免因不均匀沉降导致的结构损坏。
4.建筑空间设计要点
室内空间灵活性设计
框架结构的一大优势是室内空间分隔的灵活性。在设计时,可以通过轻质隔墙(如加气混凝土砌块墙、轻钢龙骨石膏板墙)来划分空间,方便用户根据不同的使用需求进行改造。例如,在住宅设计中,客厅和餐厅之间可以采用可移动的玻璃隔断墙,既可以划分空间,又能保证空间的通透感。
要考虑设备管道(如给排水管道、电气线路)的敷设方式,尽量将管道集中布置在管道井或建筑的边角位置,避免影响室内空间的使用和美观。在一些需要灵活调整的空间,如商业办公空间,可以采用架空地板或吊顶内敷设管道的方式,方便后期的设备更新和空间改造。
建筑外观设计与结构协调
框架结构房屋的外观设计可以通过框架柱、梁的外露或装饰来体现建筑的结构美感。在建筑立面上,可以对框架柱进行造型设计,如采用不同的柱截面形状(圆形、方形、异形等)或表面装饰材料(如石材、金属板)来增加建筑的层次感和立体感。
同时,要注意建筑外观装饰构件与框架结构的连接方式,确保装饰构件的重量能够安全地传递给主体结构,并且不会对结构的抗震、抗风等性能产生不利影响。例如,在建筑外立面安装幕墙时,要通过合理的幕墙龙骨与框架梁、柱的连接设计,保证幕墙在风荷载等作用下的稳定性。