多層框架民用建筑結構設計常見的問題

摘 要：隨社會的不斷發展與進步，我國的建筑行業也日益壯大起來，其對建筑造型和功能的要求也越來越高，框架結構是當下建筑較為流行的一種結構模式，被人們在民用建筑中廣泛使用，這里我們把民用建筑的多層框架作為描述的對象，談論該結構的諸多影響因素。并且會在文章中說明柱子和梁的面積，鋼筋以及裂縫寬度的改造方式，將建筑結構的設計與建筑的穩定性相結合，以上是文章要進行探討和分析的問題。

關鍵詞：框架；民用結構；設計

1 對梁、柱的截面尺寸的選擇

在框架結構設計中，梁、柱的截面尺寸選擇是重點。我們不但要滿足國家的基本規定，還應使柱的線剛度與梁的線剛度的比值大于1，以達到在罕遇地震作用下，梁端形成塑性鉸時，柱端處于非彈性工作狀態而沒有屈服，節點仍處于彈性工作階段的目的，這就是規范中要求的“強柱弱梁強節點”。

2 框架計算簡圖的不合理性

在我國的房屋建筑中，很多鋼筋混凝土多層框架房屋沒有建筑地下室，所以該房屋的獨立基礎埋置比較深，當發現0.05m處設有基礎拉梁時，我們應將該基礎拉梁按照層1輸入。下面我們以某學校的學生宿舍為例，該學校的要求是建設三層的鋼筋混凝土框架結構住房，其屬于乙類建筑，建筑場地為11類，樓層高度為3.6m，基礎埋深4.0m基礎高度0.8m，室內外高差0.45m。根據我國《抗震規范》中的有關規定，在8度地震區域內，該建筑框架結構的抗震等級屬于一級。建筑者在進行房屋建設時，應對其進行規劃與設計，按照該工程的3層框架房屋結構設計計算，第一層高度我們定為3.65m，這個高度的確立是我們假設框架房屋的嵌固在-0.05m處的基礎拉梁頂面，基礎拉梁的斷面和配筋按構造設計。

基礎按中心受壓計算。顯然，選取這樣的計算簡圖是不妥當的。因為，第一，按構造設計的拉梁無法平衡柱腳彎矩；第二，《混凝土結構設計規范》（GB50010一2010）第6.2.20-2條規定，框架結構底柱的高度應取基礎頂面至首層樓蓋頂面的高度。工程設計經驗表明，這樣的框架結構宜按4層進行整體分析計算，即將基礎拉梁層按層1輸入，拉梁上如作用有荷載，應將荷載一并輸入。

這樣，計算剪力的首層層高為H1=4-0.8+0.45-0.05=3.6m，層2層高為3.6m，層3、4層高為3.6m。根據《抗震規范》第6.2.3條，框架柱底層柱腳彎矩設計值應乘以增大系數1.7。當設拉梁層時，一般情況下，要比較底層柱的配筋是由基礎頂面處的截面控制還是由基礎拉梁頂面處的截面控制。考慮到地基土的約束作用，對這樣的計算簡圖，在電算程序總信息輸入中，可填寫地下室層數為1，并復算一次，按兩計算結果的包絡圖進行框架結構底層柱的配筋。

3 對框架柱的配筋方式進行適當調整

在框架柱的配筋方式中，其配筋率是非常低的，雖然在某種情況下電算的結果被稱為構造配筋，但在實際的工程中一般不會按這樣進行配筋，原因是框架柱的角柱，一般情況下，一旦發生地震，就會使其受到較大的扭轉剪力，此外，由于受到雙向變矩的作用影響，還會使得衡量的計算變小，當框架的角柱處于正常的工作狀態時，配筋就會處于雙向偏心的受壓狀態，由此可以看出，在地震過程中受到傷害最大的就是內柱，在框架結構中，由于質量分布的不均勻和不合理，就會使得這種現象尤為明顯。為了避免在地震過程中內柱受到嚴重的傷害，應該在對框架進行計算時，選擇最不利的方向。除此之外，還可以采用另一種有效方法對框架結構進行計算，即采用從縱、橫兩方面進行計算的方式，在計算過后還應對同一側面的配筋進行比較，在遵循對稱配筋的原則下，選擇計算值較大的配筋。在對配筋進行計算的過程中，要想做到框架適應多種內力組合作用下的強度，必須注意幾個問題：

角柱、邊柱和抗震墻端柱在地震作用組合下產生偏心受拉時，而柱內縱筋總截面的面積應比計算值增大25%；而框架柱的配筋可增大1.2～1.6倍，其中角柱為1.4倍，邊柱為1.3倍，中柱為1.2倍；柱的縱向鋼筋宜對稱，總的配筋率不應大于5%，當剪跨比不大于2的一級框架柱，每側縱向鋼筋配筋率不宜大于1.2%。框架柱的箍筋在進行形式選擇時，應首先考慮菱形或者井字形的形式，這兩種形式的采用可以促進和加強箍筋對混凝土的強大約束力；為了保證一、二、三級框架的連接質量，應該在各框架的低層柱底和底部的縱筋采用一般焊接的連接方法，但是，使用焊接的方法并不在所用條件下都可以使用的，其的使用也需要一定的約束條件，例如，當框架的縱向鋼筋的總配筋率沒有達到3%，而箍筋的直徑又大于10的情況下，就可以使用焊接的方法。

另外，在對多層框架進行電算時，往往會忽略很多細節問題的存在或者考慮的方面不全面，如，在電算的過程中，對于溫度應力和基礎沉降的均勻程度考慮的不全面；在多層框架中，會存在多層框架的水平尺寸和垂直尺寸相差較大；地基中的軟弱土層較厚或者土質不均勻等。在面對這些問題和情況時，可以首先考慮對框架柱的配筋進行適當的放大，其次應在縱橫兩個方向中設置基礎梁，但是在設置過程中，還應注意的細節問題是，配筋不能按照構造進行設置，而是應該按照框架梁的特點及要求進行設計，最后，則應按照規范的要求對設置的箍筋進行加密。

4 調整框架梁的裂縫寬度和斜截面的配筋

在框架的配筋方式進行調整之后，還應在配筋之后加強框架梁的列裂縫寬度的計算，同時也應該在滿足梁端斜截面的各種要求下進行配筋的調整。為能夠保證調整的合理性，在對框架梁的列紛紛寬度和斜截面進行調整之前，應首先明確印象裂縫寬度的兩種主要因素，一方面是構建的混凝土強度的等級，另一方面是在施工過程中使用的鋼筋級別和直徑。由于混凝土的強度等級與鋼筋的級別存在著一定的關系，這種關系的存在就使得二者之間能夠相輔相成，因此，高等級的混凝土對涼風寬度的影響是比較小的，在一般情況下，都是增加大梁的配筋率來增加大量的截面尺寸，從而減小框架梁的裂縫寬度。此外，為了方便內力組合和裂縫寬度的準確計算，在對數據進行輸入時，應該使用計算機將恒、活載數值進行分開。

為能夠最大程度的滿足框架結構設計中，地震時框架梁的斜截面受彎承載力的規定和要求，應在設計中使用以下方法：加大梁的跨中受力鋼筋，把它盡量放大為1.1-1.3倍，而不適用放大梁端負彎矩鋼筋。在支座地方我們一般使用箍筋來承受支座剪力，不會選用彎起鋼筋。

5 框架結構設計中存在的問題分析

為了保證框架結構的穩定性，一般使用的都是一種結構型式，框架結構屬于柔性結構體系，我們不應使用磚墻承重因為它屬于剛性結構。不同的建筑，其要求也會有所區別，有些建筑將框架梁進行外挑，同時能夠在框架梁下設置相應的鋼筋混凝土柱。有的計算人員由于對柱的受力概念不清楚，經常會把這樣的柱認為是構造柱，并把配筋視為構造配筋，這樣只會為建筑埋下安全隱患。為避免這些安全隱患的存在，在實際建筑中，由于鋼筋混凝柱是偏心受壓構件，在與梁端交接的地方與框架梁和柱節點非常相似，因此，在建筑過程中應該全面考慮懸臂梁梁端的調節變形方面的問題。

6 結束語

綜上所述，結構設計員在設計多層框架房屋結構時，不僅需要對設計的基本要求熟悉掌握和認識，還應遵循設計的規范，最后可根據時間應驗的積累，設計出最合理的框架結構體系，能夠準確的處理框架結構設計存在的問題，進而提高建筑框架結構的設計質量，滿足用戶需求。

參考文獻

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