小議多層框架結構設計中應注意的幾個問題

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摘要：改革開放以來、我國經濟實力迅速發展，隨著基礎設施建設工作的加快，我國多層建筑快速發展。人們對建筑結構形式的要求也呈現多樣化，建筑平面布置與體形也越來越復雜，建筑結構設計工作難度也越來越大。作為結構設計中較為基礎的設計，也是建筑結構設計中較為重要的一種形式，建筑框架結構設計體系在結構設計中應用十分廣泛。本文作者結合自身豐富的多層建筑結構設計經驗對我們目前建筑結構設計工作中框架結構存在的問題進行了多方面的分析，并對如何處理這些問題提出了自己的看法。

關鍵詞：多層建筑；框架結構：設計要點

1.建筑框架結構設計要求

1.1建筑結構類型及概況，建筑結構安全等級和設計使用年限，建筑抗震設防分類、抗震設防烈度（設計基本地震加速度及設計地震分組），場地類別和鋼筋混凝土結構抗震等級、地基基礎設計等級、砌體結構施工質量控制等級，基本雪壓和基本風壓，地面粗糙度，人防工程抗力等級等。

1.2設計±0、000標高所對應的絕對標高，持力層土層類型及承載力特征值，地下水類型及標高、防水設計水位和抗浮設計水位，地基液化，濕陷及其他不良地質作用，地基土凍結深度。

1.3設計活荷載值。

1.4混凝土結構的環境類別、材料等級、強度等級、材料性能（包括鋼材強屈比等性能指標）和施工質量的特別要求等。

1.5受力鋼筋混凝土保護層厚度，結構的統一做法和構造要求，現行規范規程及標準圖選用，以及在施工圖中未畫出而通過說明來表達的信息。

1.6建筑物耐火等級、構件耐火等級。

2.多層框架結構建筑的設計問題及處理

2.1基礎聯系梁的設計問題

當建筑的基礎埋置比較深時，可以用基礎聯系梁來減少底層柱的計算長度。在±0.00以下設置聯系梁，形成有效的框架，聯系梁下的柱可按照短柱進行加強處理。有抗震設防要求時，基礎間宜沿著兩個主軸的方向設計基礎聯系梁；如果基礎聯系梁上作用有填充墻或者樓梯柱等荷載傳來時，應該與所連柱的最大軸力設計值的10%疊加計算，基礎聯系梁的配筋應該滿足梁的受力要求。基礎聯系梁的項標高宜與基礎的頂端標高一致。當基礎形式為獨立擴展基礎，施工時應先將基礎聯系梁下與獨立基礎之間的空隙部分進行混凝土澆筑，澆筑到與基礎頂面平齊，然后再澆筑基礎聯系梁。這樣可以有效減少基礎聯系梁的計算跨度。當基礎形式為樁基礎時，單樁承臺應在兩個互相垂直的方向上設置系梁；兩樁承臺應在其短向設置系梁。如果采用基礎系聯梁來平衡柱底的彎矩，那么基礎聯系梁的截面尺寸和配筋應該按照框架梁來設計。此時的梁正彎矩鋼筋應該全部的拉通，而負彎矩鋼筋也應該在1/2跨以上拉通，同時基礎聯系梁的縱筋在框架柱內的錨固、箍筋的加密以及其他抗震結構物都應該與上部的框架梁保持一致。

2.2結構薄弱層的設計問題

結構薄弱層是指在強震下，結構首先容易產生較大彈塑性位移的部分，這些結構薄弱部位的承載力在設計時是滿足抗震承載力要求的，但是當地震的震級在7級以及7級以上時，容易出現薄弱現象。通常情況下薄弱層對結構的抗震影響極大，設計應該盡量避免薄弱層的出現。而避免薄弱層通常采取的方法是加大該層的抗震側移剛度，也就是采取加大此類薄弱層的柱截面和梁截面的措施；如果可以，應該改變薄弱層的層高或者減少基礎的埋置深度。如果薄弱層無法避免，應該在結構計算和出圖時，保證按照規范要求采取相應構造加強措施，除了對薄弱層的地震剪力乘以1～1.5倍的放大系數以外，還需要對結構的樓層屈服強度系數進行驗算。

2.3框架結構梁的設計問題

在對框架結構建筑進行設計時，位于梁下部或梁截面高度范圍內的集中荷載，應由附加橫向鋼筋承擔，則需要考慮設置附加箍筋和吊筋，為方便施工可優先考慮采用附加箍筋，如主次梁搭接時，可以在結構設計總說明處，畫上一節點，在有次梁部位的兩側各加上3根主梁箍筋來作為補充。框架梁與次梁的端部出現相交的現象，或者彈性支承在墻體上，對于梁端支座可以按照簡支梁的方式來處理，但是必須對梁的端箍筋進行加密。在設計抗扭梁時，縱筋的間距應該小于300mm，并保證小于梁的寬度。通常在設計的時候可采用加大腰筋直徑加密腰筋問距的方法來增加梁的抗扭力，同時對于縱筋和腰筋錨入支座內的長度應該符合要求。對于箍筋也應該符合抗震設防要求。在反梁板吊在梁底時，板的荷載主要由箍筋來承擔，可適當加密箍筋的間距，加大箍筋直徑。

2.4框架結構柱的設計問題

如果框架結構柱在地上的部分為圓柱時，在地下的部分就盡量做成矩形柱，這樣可以盡量減少施工的工序。圓柱的縱筋根數應該保證在8根以上，而圓柱的箍筋宜優先采用螺旋式，這樣可以有效增加結構的整體性和柱子的剛度及承載力，施工圖紙中需要注明柱子端部有一圈半的水平段；矩形柱宜優先選用井字復合箍的箍筋形式，有抗震設防要求的需按照建筑抗震設計規范進行加密設計。角柱和樓梯間的框架柱、梯柱應在全柱高范圍內進行加密。通常框架結構柱的截面，非抗震時不宜小于邊長250mm，四級抗震邊長不宜小于300mm，一、二、三級抗震時邊長不宜小于400mm；框架柱混凝土的標號則應該在C25以上，且梁縱筋錨入柱內的水平段長度、彎折長度應該符合規范要求。

3.多層建筑框架結構的設計要點

3.1盡量避免短柱的出現

在對框架結構進行設計時，應該盡量避免出現短柱現象。因為短柱的抗震性能通常較差。但是在框架結構設計過程中，由于樓梯問休息平臺梁或者樓層的高矮等原因，有些短柱的出現很難避免。所以，如果存在短柱，就應該按照建筑抗震設計規范進行處理，盡量提高短柱的抗震性能。

3.2中心線應該符合規定

框架梁與柱的中心線應該符合相關規定，也就是框架梁、柱中心應該盡量重合，如果中心線存在偏移現象時，需要全面考慮偏心對梁柱節點核心區受力和構造可能產生的影響，同時也應該考慮到梁上荷載對柱子的偏心影響。如果偏心距大于該方向上柱寬度的1/4時，可以考慮采用增加梁水平方向加腋等措施。而當梁、柱偏心大于該方向柱寬的1/4時，可采用梁水平腋的措施。加腋后的梁在驗算梁的剪壓比和受彎承載力時，通常不會計算加腋部分截面的有利影響。

3.3避免砌體墻的出現

在多層框架結構建筑的設計當中，通常不可以采用部分砌體墻承重的混合形式。通過對大量的震害分析來看，框架結構在地震作用下的反應，要比僅按純框架抗側力剛度時要大很多，尤其是有砌體墻存在的時候，在地震的作用下，砌體結構會最先受到破壞。這種情況下框架結構對于內力和配筋并沒有按照實際剛度來確定，這就會使得結構的構件在地震作用下很容易受到地震波的破壞，因此，這種建筑設計會存在一定的危險因素。通過對大量震害建筑的分析來看，框架結構中的承重砌體均會出現較為嚴重的開裂和破壞問題，一些出層頂的樓、電梯間會因為砌體承重墻的原因出現破壞現象。所以，在多層框架結構建筑的設計中，應該避免砌體承重墻的出現。

4.結語

無論是民用建筑還是工業建筑，框架設計都是建筑建設的重要組成部分，它不僅影響著整個建筑結構設計方案，還影響著建筑落成后的安全和維護問題。作為建筑結構的設計人員，創新的設計思維和一定的專業水平是必需的，認真負責的工作態度更是必不可少。在平時的工作實踐中要嚴格要求自己按照建筑結構設計的標準規范進行設計，以保證建筑的質量與安全，進而保證人們的財產和人身安全，推動建筑業更好更快地發展。

參考文獻：

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