基于工業與民用建筑多層框架結構設計的探討

梁杰 翟璟雪

（中機十院國際工程有限公司 河南省鄭州市 450000）

1 多層框架結構設計必須要堅持的原則分析

由梁和柱剛接或者鉸接而構成的空間結構承重體系即為框架結構，在實際的建筑工程當中，通過一系列實驗調查可以發現，框架結構可以有效的承受整體建筑工程當中的豎向荷載以及水平荷載，并且在建筑空間的布置上，也可以很好的體現靈活性。但是對于框架整體結構的設計，必須要嚴格遵循以下幾點原則：

1.1 對于結構抗震概念必須要給予充分的重視

為了更好的提高整體工程的抗震性能，就必須要強烈的要求設計人員不斷加強對于整體抗震結構的設計，而且這種方法還非常有利于整體建筑結構的設置，因此就必須需要采取減少扭轉或者是加強抗扭剛度的有效措施。在設計建筑物的延性結構或者是延性結構構件的時候，應盡量避免產生薄弱部位，否則應采取相應的解決措施，加強對于薄弱環節的保護。延性構件提高了框架結構的延展性，這屬于框架設計結構當中的一個重點內容。在發生地震的情況下，如果建筑物的延性結構越好，那么就越不容易受到相應的破壞，這就要求我們在設計當中，始終貫穿強柱弱梁、強剪弱彎的建筑設計原則，更好的使得整體結構有著明確的受力傳遞方式。要做到這些，就必須要在整體建筑結構的整體計算和內力分析各個階段，有效的發現存在的各種問題，并且針對這些問題提出相應的解決措施，只有做到這樣，才可以更好的確保整體結構設計更加安全、合理和經濟。

1.2 對于外力的抵抗能力必須要給予滿足

框架結構在設計時，不僅要滿足使用過程當中產生的豎向荷載，對于地震作用和風荷載作用所產生的作用效果也必須要給予充分的考慮。不僅要根據建筑物的使用功能、豎向造型合理布置結構構件，還要根據建筑平面的規則性，合理確定各個關鍵部位之間的連接與構造，對于局部抵抗能力較弱的部位也必須要進行加強，或者采取其他相應的解決措施，使得整個建筑物的在滿足使用功能的前提下更好的滿足抵抗各種外力的要求。

1.3 對有關的規范和程序必須要嚴格的執行

對于我國制定的一系列法律法規，必須要嚴格的落實在我國建筑工程當中，而且各個工作人員那還要要嚴格的執行，除了必須要認真落實以外，還需要要認識到一個問題，那就是注意國家規范和規章當中規定的部分條款僅僅是普通工程結構設計應滿足的最低標準。在當前我國建筑工程不斷進步的情況下，建筑的使用功能得到了進一步的改變，特別是建筑藝術的多元化和建筑造型的更新，更是出現了很多不規則的結構形式。那么在這種情況下，就必須要求我們設計人員在設計的過程當中，對于這些比較特殊的多層框架結構，不僅要很好地滿足規范和規章的最低標準，而且還要針對于工程的復雜程度、特殊性和規范性進行更深一步的認識和理解，從而結合規范和措施的相關要求提高結構設計的安全可靠性。

1.4 將多道安全防線提升上來

在整體框架結構設計當中，必須要不斷的設置好各個安全防線，如果可以充分的做好了安全防線，就可以不斷的提高了建筑物當中的抗震性能。因為樓板作為了整體框架結構設計當中的一部分，那么就可以很大的提高了框架的強度和剛度，這樣在受到一些破壞的時候，就可以很好的減弱了一些不利的現象。在整體建筑工程設計的過程當中，必須要不斷的加強各個建筑結構的受力能力，加強整體框架的抗震性能，這樣可以很好的減少一些不必要的損失。

2 多層框架結構的組織和布置

2.1 多層框架結構的組成

通常框架結構都是由梁和柱所組成的，通常情況下，柱子都是垂直布置的方式，梁屬于水平布置，當然對于屋面來說，由于受到了排水或是其他方面的要求，也可以根據實際情況來進行改變或者改進。梁柱一般情況下為剛性連接，有時為方便整體工程的施工，或者是由于其他構造的要求，也可將部分節點做成鉸接或者是半鉸接。剛性連接的的橫向剛度也非常好，梁的高度也利于增加房屋的凈空，屬于一種非常經濟的結構組成方式。框架可以是等跨或者是不等跨等等各種形式，各層層高也可以相等或者是不完全相等。柱截面形式可以采用方柱或異形柱，異形柱即框架柱截面幾何形狀為L形、T形、十字形和Z形。為了有利于結構受力，采用異形柱框架時建筑的立面和豎向剖面宜規則、均勻，避免過大的外挑和內收，避免異形柱較易出現的抗剪超限。

2.2 框架結構的分類

整體框架結構使用的原材料還大不相同，非常多種多樣，可以分為不同的類型。鋼架結構通常一般情況下都在工廠預制好鋼柱鋼梁以后，在運送到施工現場當中，然后再拼裝連接成整體框架。具有整體自重非常輕、抗震性能非常好、而且速度非常快、總體機械化程度還非常高等等諸多優點。但是與此同時，由于用鋼量比較大，而且耐火性也比較差，后期維修費用比較高，所以很容易造成造價略高于混凝土框架，增加整體工程的施工成本。就目前來說，鋼框架在我國應用當中還比較少，但是由于我國整體鋼材的產量在逐年的提高和增加，因此鋼材品種也得到了不斷的豐富和進步，相信鋼框架的運用有著很好的市場。混凝土框架結構造價比較低、耐久性好等很多的優點，因此在我國得到了廣泛的應用和進步，為了最大程度上的節省工程施工材料，減小框架結構梁柱截面，可以增加一定的預應力，這樣也可以對于整個框架結構起到一定的作力。此外還可以采用鋼骨混凝土梁柱，構建組合框架結構，在結構受力比較大尤其是高烈度抗震區的多層框架結構當中，鋼骨混凝土良好的受力性能受到了大家的普遍關注。

3 多層結構框架分析設計要點

3.1 樓梯設計

樓梯屬于整體建筑工程當中疏散和逃生的一個重要場所，所以就必須需要不斷加強樓梯結構的設計，可以更好的使得樓梯在結構層面當中形成一個局部不連續空間，因為樓梯休息平臺梁的存在，可以很好的在產生地震的情況下，逐漸的就會削弱了樓梯之間產生的各種能力。在設計樓梯的時候，必須要不斷的確定樓梯間的連接方式。而且整體建筑結構在設計的當中，還必須要不斷的根據不同的計算來確定相關結構的設計，適當的采取一系列解決措施來對樓梯間進行加強和鞏固：例如樓梯間形成的短柱采取箍筋全高加密的方式，樓梯間隔墻采用拉結網片加強，在休息平臺或樓層半高處設置鋼筋混凝土帶。

3.2 其他方面應該注意到的一些問題

首先來說，由于變形及受力形式的不同，地震發生時很容易發生脆性破壞，嚴重時還會損害到整體框架結構，所以在結構設計當中，應該要堅決避免這種形式的存在。然后對于短柱來說，在構造措施上面，也必須要進行加強和鞏固，在實際工程中，有很多的造型原因都會在結構當中形成短柱。在地震的作用下，短柱極易受到破壞，所以在整體結構設計當中，必須要對短柱采取有效的加強措施，避免短柱受到破壞的現象發生。在工業民用建筑當中，因為某些建筑的使用要求，會不可避免的出現單跨結構，震害調查表明，單跨框架結構，尤其是層數較多的高層建筑震害比較嚴重。因為任意框架柱的破壞都會很容易造成整個結構的破壞甚至坍塌，因此抗震設計的框架結構不應采用冗余度低的單跨框架。

4 結束語

綜合來說，在目前多層框架民用結構設計當中，對于框架的整體設計非常重要，因此，設計人員必須要嚴格按照規定要求來進行相應的設計，充分考慮實際情況，使得多層框架結構的質量得到充分保證，防止民用建筑出現質量問題影響到人身和財產的安全。