多層框架住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)探討

廖俊濤++陳偉

摘 要：隨著現(xiàn)代人們生活品質(zhì)的提高，對(duì)住房要求條件也越來越高，而且現(xiàn)代建筑的功能和造型要求也日益多樣化，因此，如何達(dá)到建筑商和業(yè)主的使用要求就成為工程中探討的關(guān)鍵性問題，但是無論是民用建筑還是商業(yè)建筑，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作為其中的一個(gè)關(guān)鍵性環(huán)節(jié)，其在實(shí)踐中的處理難題也越來越多，必須要遵守相關(guān)的規(guī)范，并且從中探討一些解決措施，解決結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)、難點(diǎn)問題，確保結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性，為此，在這里從以下方面對(duì)多層框架住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)進(jìn)行了具體分析與探討。

關(guān)鍵詞：多層框架；住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；注意事項(xiàng)

中圖分類號(hào)：TU37 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

鋼筋混凝土多層框架住宅結(jié)構(gòu)作為建筑設(shè)計(jì)中一種常用的結(jié)構(gòu)形式，結(jié)構(gòu)具有布置靈活、傳力明確、整體性好、抗震性好等各方面優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各類建筑中，但是，隨著近年來計(jì)算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已經(jīng)由手算轉(zhuǎn)向電算，對(duì)計(jì)算精度的要求也越來越高，設(shè)計(jì)水平有了很大程度的提升，而從其長期的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)發(fā)現(xiàn)，在實(shí)際的設(shè)計(jì)中仍舊存在著諸多問題，從而影響到建筑的整體效果。因此，對(duì)多層框架住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)探討有其必要性。

1 研究背景

隨著建筑市場(chǎng)的改革以及人們對(duì)住房要求的提升，這對(duì)民用建筑設(shè)計(jì)的合理性提出了較高的要求，而多層框架住宅結(jié)構(gòu)作為建筑設(shè)計(jì)中一種常用的結(jié)構(gòu)形式，有著結(jié)構(gòu)布置靈活、傳力明確、整體性好、抗震性好等優(yōu)點(diǎn)，尤其是隨著近年來計(jì)算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)電算化發(fā)展，計(jì)算精度要求也越來越高，設(shè)計(jì)水平也得到提升，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各類建筑中，加上近來隨著城市化水平的加速，一些造型獨(dú)特和形態(tài)各異的現(xiàn)代建筑應(yīng)運(yùn)而生，其建筑功能和造型要求也隨之提升，為此，必須要通過合理的設(shè)計(jì)，確保建筑商和業(yè)主的使用要求，將其作為建筑工程的主要內(nèi)容問題。但是，無論是民用建筑還是商業(yè)建筑，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作為其中的一個(gè)關(guān)鍵性環(huán)節(jié)，在實(shí)踐中的處理難題也越來越多，必須要遵守相關(guān)的規(guī)范，并且從中探討一些解決措施，解決結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)、難點(diǎn)問題，確保結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性，要保證建筑質(zhì)量的同時(shí)，還要提升建筑的整體效果，從而更好地滿足于建筑的發(fā)展需要。

2 多層框架住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

2.1 荷載取值

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，荷載取值的一個(gè)主要問題就是獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)荷載取值不當(dāng)?shù)膯栴}。一般而言，鋼筋混凝土多層框架房屋多采用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)，為此，需要對(duì)地基和基礎(chǔ)進(jìn)行承載力的計(jì)算和驗(yàn)算，尤其是在進(jìn)行整體計(jì)算時(shí)，必須要對(duì)風(fēng)荷載進(jìn)行分析，包括其相關(guān)影響，不論房屋處于地震區(qū)還是非地震區(qū)，也不能因?yàn)槠錄]有控制作用而不進(jìn)行分析，當(dāng)處于地震區(qū)時(shí)，可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行承載力的驗(yàn)算。此外，在進(jìn)行獨(dú)立基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)時(shí)，除了要對(duì)基礎(chǔ)頂面的剪力設(shè)計(jì)值進(jìn)行分析外，還要對(duì)彎矩設(shè)計(jì)值和軸力設(shè)計(jì)值進(jìn)行分析，從而確保獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的合理性與穩(wěn)定性。

2.2 截面尺寸的選擇

在框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，梁柱的截面尺寸選擇是其設(shè)計(jì)的關(guān)鍵和前提，要求在設(shè)計(jì)工作中，不僅要嚴(yán)格按照規(guī)范中的取值范圍去設(shè)計(jì)，而且還要注意到柱的線剛度，梁柱的線剛度比，使實(shí)際尺寸符合模型計(jì)算假定，這樣能夠避免在地震作用下，對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。

2.3 框架柱配筋的調(diào)整

在地震作用下的框架柱，尤其是角柱，所受的扭轉(zhuǎn)剪力最大，同時(shí)又受雙向彎矩作用，而橫梁的約束又較小，工作狀態(tài)下又處于雙向偏心受壓狀態(tài)，所以其震害重于內(nèi)柱，對(duì)于質(zhì)量分布不均勻的框架尤為明顯，因此應(yīng)選擇最不利的方向進(jìn)行框架計(jì)算，另外，也可分別從縱、橫兩個(gè)方向計(jì)算后比較同一側(cè)面的配筋，取其較大值，并采用對(duì)稱配筋的原則。

2.4 基礎(chǔ)拉梁設(shè)計(jì)

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，還要避免基礎(chǔ)拉梁設(shè)計(jì)不合理的問題，通常情況下，±0.000以下適當(dāng)位置設(shè)置基礎(chǔ)拉梁，同時(shí)，不應(yīng)該為了減少底層的位移和底層柱的計(jì)算而按構(gòu)造要求設(shè)置。若是基礎(chǔ)埋深較淺，可以根據(jù)抗震要求，柱子荷載和地基情況，沿著主軸的方向設(shè)置基礎(chǔ)拉梁，其中，高度以柱中心距的1/18為宜，寬度以柱中心距的1/30為宜，同時(shí)，為了更好地滿足配筋，拉梁截面應(yīng)適當(dāng)加大，此時(shí)拉梁宜設(shè)置在基礎(chǔ)頂部，不宜設(shè)置在基礎(chǔ)頂面之上，基礎(chǔ)則可按中心受壓設(shè)計(jì)。

3 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意的基他問題

在結(jié)構(gòu)的整體計(jì)算中，在柱的內(nèi)力和配筋計(jì)算中，設(shè)計(jì)人員要明確受力情況，對(duì)結(jié)構(gòu)的整體分析，以下為相關(guān)注意事項(xiàng)：（1）在進(jìn)行地基礎(chǔ)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，重點(diǎn)查明土料天然含水率分布規(guī)律，土料含水率的大小及與最優(yōu)含水率的差值；查明土料的比重、顆粒級(jí)配、天然干密度、自由膨脹率、液塑限、塑性指數(shù)、土的分類定名等物理性質(zhì)；綜合考慮場(chǎng)地土層的分布情況及穩(wěn)定性，土層的物理力學(xué)性質(zhì)，建筑物的體型、結(jié)構(gòu)類型和荷載性質(zhì)與大小，還要考慮地下水的影響，山區(qū)建筑還要考慮土坡度情況，在滿足承載力和變形的基本要求下，盡量采用比較經(jīng)濟(jì)的天然地基礎(chǔ)的淺基礎(chǔ)。地基持力層的選擇應(yīng)從地基基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)的整體性出發(fā)，（2）明確影響框架裂縫寬度的因素，并注意合理的調(diào)整方法，一般而言，主要是鋼筋的直徑、級(jí)別以及混凝土強(qiáng)度等級(jí)，而鋼筋級(jí)別與混凝土等級(jí)存在著依賴關(guān)系，為此，可以采用加大梁的配筋率，或者是采用合理的截面尺寸方法，使得梁的裂縫寬度減小；（3）要注意結(jié)構(gòu)建模過程中荷載的輸入，要求要將活載數(shù)與恒載數(shù)分開輸入，以確保裂縫寬度與內(nèi)力組合計(jì)算的準(zhǔn)確性，以確保繪制的施工圖的規(guī)范性；（4）要準(zhǔn)確、合理地運(yùn)用變矩的調(diào)幅，確保在豎向作用下，對(duì)梁端彎矩進(jìn)行調(diào)整處理，但是水平作用下的梁端彎矩不可以調(diào)幅，（5）加強(qiáng)短柱的構(gòu)造，在工程施工過程中，一些單位往往為了節(jié)省開支，要求柱間填充墻不到頂或者是在墻上任意開門窗洞，這樣往往會(huì)造成短柱，由于短柱剛度大，吸收地震作用使其受剪，當(dāng)混凝土抗剪強(qiáng)度不足時(shí)，則產(chǎn)生交叉裂縫及脆性錯(cuò)斷。為此，在設(shè)計(jì)時(shí)，需要盡可能地減少短柱之間的樓層約束，降低梁的高度，也可以適當(dāng)增加配筋，短柱范圍內(nèi)箍筋間距要小于100mm，同時(shí)，還可以采用良好的箍筋類型，比如雙螺旋箍筋、復(fù)合螺旋箍筋、螺旋箍筋等；（6）在框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，還要注意到梁端斜截面配筋的調(diào)整，要求要滿足地震作用下框架梁的梁端斜截面受剪承載力的規(guī)范要求，即“強(qiáng)剪弱彎”，而在工作具體實(shí)踐中，可以通過以下方法來實(shí)現(xiàn)：一是可以合理控制梁端箍筋的直徑，可以適當(dāng)?shù)卦黾?mm，不放大梁端負(fù)彎矩鋼筋而加大梁的跨中受力鋼筋，支座處盡量不設(shè)置彎起鋼筋，宜利用箍筋承受支座剪力。（7）在進(jìn)行填充墻構(gòu)造的時(shí)候，若是填充墻本身的長度已經(jīng)超過了5米，那么墻頂和梁應(yīng)該采取拉接的辦法，若是墻的高度超過了4米，那么應(yīng)該在墻的中部偏高的地方進(jìn)行和柱連接的通長鋼筋混凝土水平強(qiáng)梁的設(shè)置。（8）預(yù)埋件以及填充墻的拉筋不應(yīng)該和框架梁、柱上的縱向鋼筋進(jìn)行焊接，應(yīng)該在柱的內(nèi)部預(yù)留一定的預(yù)埋件，等到填充墻砌筑的時(shí)候，再用拉結(jié)筋和其焊接在一起。

結(jié)語

總而言之，多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是建筑設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，需要設(shè)計(jì)人員根據(jù)相關(guān)的規(guī)范，結(jié)合自己的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，合理設(shè)計(jì)，并且根據(jù)正確的計(jì)算結(jié)果，確定各項(xiàng)設(shè)計(jì)的主要參數(shù)，把握設(shè)計(jì)中的重要問題和難點(diǎn)問題，以提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。

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