民用建筑多層框架結構設計基本原則與要點探析

岳曉愿　韓哲

摘要：多層框架結構，設計、施工相對靈活，在民用房屋建設中得到廣泛應用。本文將針對多層框架結構進行細致分析，通過其結構設計的基本原則，針對性的對民用建筑的多層框架結構設計要點進行分析，為相關同行提供參考。

關鍵詞：民用建筑；多層框架；結構設計

目前，大多數的民用建筑采用多層框架結構設計，為了確保多層框架結構設計的高質量和高安全性，研究其所存在的潛在問題，并針對問題提出相對應的解決方案勢在必行。

1 多層框架結構設計的基本原則

（1）類型必須保持一致。

構建一個合理的民用建筑多層框架結構，其核心關鍵在于保障框架結構類型為同一類型，如果使用不同的框架結構，由于其本身較為柔性的特性，很難和較剛硬的磚混結構融合，導致建筑物整體結構不協調，不統一，帶來不可預估的安全隱患。

（2）合理安排框架梁設計。

民用建筑中，框架梁十分重要，進行框架設計時，一定要考慮懸臂梁梁端的變形情況，合理處理梁、柱之間的節點關系，剔除潛在的安全風險。

綜上，民用建筑多層框架結構設計時，必須充分論證各種設計可能對建筑產生的影響，采用科學的計算方法，啟用專業的設計人員。

2 基于實例分析民用建筑多層框架結構設計

（1）做好地基基礎的設計。

設計人員需測量地基承載力及變形情況設，通過科學的計算方法，對基礎地面尺寸、基礎界面等信息計算，最終布置好承重的框架結構。

（2）梁的設計。

目前部分民用建筑多層框架結構設計中，梁板出現整體設計相對錯位的情況，例如，某小區的局部結構圖如下圖所示：

某小區的局部結構圖

L1是主梁結構，L2是次梁結構，柱A為主梁L1的支座，而B為主梁和次梁的相交點。通過本圖可看到，主梁、次梁交點B靠近主梁支座，次梁L2荷載作用并沒未全部作用在L1上，而是和L1共同承擔。次梁L2下部鋼筋必須全部錨入主梁中，會造成主梁L1受扭的不良局面，所以要配置抗扭鋼筋。但是，當A與B這段主梁結構的扭矩非常大時，會造成超筋的情況出現。對此，為保證建筑結構安全性，設計時需采取以下措施：只將次梁的一端做成鉸接，這樣會使得次梁支撐在主梁上面，主梁L1的配筋相對減少，次梁L2下部的鋼筋相對增大，AB之間的扭矩將降低為零。

因此，在多層民用建筑設計中，應當注重扭矩的作用，通過測算扭矩的大小，采用科學的方法設計相對應的解決措施。

（3）柱的設計。

①軸壓比：民用建筑多層框架結構中，柱設計時，可采取將底層框架柱混凝土強度增大一級的方式，控制軸壓比和層間位移角，通過不斷調整柱子的截面尺寸，最終獲得一個較為合理的數值。

②短柱：當柱子的長細比不大于4時，稱作為短柱。多層框架結構設計時，為提高建筑抗震性能，要特別注意短柱設計。常見的短柱是：樓梯間的梯柱、錯層處的框架柱。短柱設計時，要注意一個指標數據：剪跨比，即反應柱截面承受的彎矩與剪力之比。

a.剪跨比≥2，柱的破壞為壓彎型，這種情況下，基本上合理的構造就可滿足抗震要求，且柱具有一定的變性能力。

b.剪跨比≥1.5，且小于2時，柱的破壞為剪切型，應采取以下措施：提高混凝土強度等級，或者增加箍筋。

c.剪跨比<1.5，柱的破壞為脆性剪切型，這種情況，建筑物的抗震性能很差，結構相對不穩定，在設計時要充分考慮，杜絕出現此類柱的出現。

（4）調整框架柱配筋。

通過前文對柱的設計分析提到，通過框架柱配筋的科學調整，可增強多層框架結構的抗震性能。為確保框架柱的配筋安全，必須使用對稱配件，同時在計算框架水平和垂直方向的配筋值后，應再按雙向偏心計算復核配筋。一般情況下，在計算配筋時，還應考慮以下情況：

①柱內縱筋總截面在計算時，為了保障抗震墻的部分結構不受偏心的影響，應超過計算值的25%；

② 計算得出的相對數據需要一定比例的擴大，才能運營到實際情況當中，具體比例如下表所示：

③框架柱的箍筋的形狀應設置為：井字形復合箍或者是菱形；這樣可以確保箍筋對混凝土的捆綁約束達到最佳的效果；

④對于層柱底的縱筋，框架結構的底部結構（抗震等級為二級、三級時），需要采用機械連接或焊接方式進行連接。一般柱筋直徑大于等于22以上時應采用機械連接方式。

（5）調整好框架梁裂縫寬度以及斜截面配筋。

框梁的裂縫寬度大小會影響到民用建筑本身的穩定性和安全性，實際人員需要著重關注這一數值。一般情況下，受力筋的直徑大小以及縱筋配筋率是導致框梁的裂縫寬度大小的關鍵指標。可以通過提升梁的配筋或者橫截面大小等數據，來控制框梁的裂縫寬度大小。同時應滿足抗震時強柱弱梁的要求。

另外，如果使用電腦構建多層框架結構的模型，需要將恒活載數值分開輸入，這樣可以更加便于計算裂縫寬度。同時，為了保障電腦計算結果的準確性，可以采用以下兩種方法：

a.先對梁端固端負彎矩進行處理，主要采用調幅的方式，然后針對力矩，進行合理計算，合理分配。

b.首先進行力矩分配，確定了基礎數據后，然后計算梁端彎矩，最后對比結果和調幅的系數，將兩者相乘。

3 結語

綜上所述，在進行民用建筑多層框架結構設計時，必須遵守各種設計規范，正確的解決遇到的設計問題，并做好問題記錄和經驗分享工作，為我國的建筑設計工作提供參考借鑒，幫助相同的工作者共同進步，全面提升民用建筑結構的設計水平。

參考文獻：

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