多層框架的結構設計問題分析

曹子成

摘 要：近年來，隨著我國經濟的迅速發展，人民生活水平日益提高，建筑行業也迎來了迅猛發展的機會，建筑形式也是五花八門，而多層框架結構就是一種使用非常普遍的結構形式，它普遍地應用在工業及民用建筑中。由于建筑設計過程中需要涉及到的內容十分復雜，因此多層框架結構在設計中還存在一些問題，下面本文就針對多層框架結構在設計中遇到的問題進行簡要分析，并對其設計的要點進行闡述。

關鍵詞：民用建筑 多層框架 結構設計 設計問題

中圖分類號：TU375.4 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）03（b）-0052-02

多層框架結構在建筑設計中的應用十分廣泛，它具有良好的實用性和經濟性，隨著人們對建筑質量的要求越來越高，這就需要在傳統多層框架結構設計的基礎上，采用現代化、科學化的手段來進行優化設計。由于受到諸多因素的影響，多層框架結構在實際設計過程中還存在一些問題，影響著其結構的合理性。因此，這就需要設計人員正視設計中出現的問題，進而嚴格按照規范中的要點來進行設計，才能保證建筑質量和性能滿足要求。

1 多層框架民用建筑的結構設計中的問題

1.1 計算簡圖不合理

在多層框架民用建筑的結構設計中，是需要涉及到大量的計算簡圖，這些計算簡圖的準確性也是保證后期有效施工的必要條件和基礎。因此，這就需要相關設計人員能夠合理準確地判斷計算簡圖。但是在實際的結構設計中，還存在一定的計算簡圖不合理的情況。一些設計人員在結構計算中是按照中心受壓情況來進行計算的，但是對建筑地下室部分，計算軟件并不能進行準確的計算，這樣就造成了地下室部分框架柱配筋不準確。另外，在首層框架柱計算過程中，當基礎埋深較大時，即使沒有地下室，地下部分也需要單獨設置標準層，在基礎拉梁上準確輸入填充墻荷載。因此，在進行結構計算的時候就不能全部按照中心受壓來進行計算，另外能否合理準確地建模，并對結果進行正確判斷，這些都對建筑物穩定性以及安全性造成了很大的影響[1]。

1.2 框架柱的配筋調整存在不合理

框架柱的配筋在框架體系中是至關重要的，其對結構安全性有著直接的影響。因此，在進行多層框架結構設計的時候，就需要重視對框架柱的配筋調整，從而保證施工的便利性以及滿足后期安全使用的要求。但是在實際的結構設計中，因為不同設計人員對規范的理解掌握有偏差，從而導致其框架柱的配筋調整的不合理。他們不能嚴格按照規范的要求配筋，在進行框架柱的配筋過程中，過度依賴計算機輔助軟件的建模和配筋結果，這很容易就會造成配筋不合理。一旦發生地震或者自然災害情況的時候，就會在扭轉剪力以及雙向彎矩的作用下，框架柱并不能滿足抗震要求，進而產生損壞。另外，在框架柱的配筋設計中，還會出現一定的對施工便利性的忽視，比如鋼筋截面頻繁變化，這樣就會給施工帶來困難，從而導致施工質量下降，建筑物抗震性能也大打折扣。

1.3 框架的梁裂縫寬度沒有得到重視

對于多層框架結構來說，梁裂縫寬度與結構的安全性和穩定性有著密切的關系，同時它在框架結構中也是極為重要的部分。因此，在設計的時候就需要對施工工藝進行嚴格的要求，保證其施工的質量。但是在實際工程中，梁裂縫現象是各類建筑物普遍存在的一種質量缺陷。相關研究表明，混凝土裂縫是難于避免的，是一種材料特征，而如果對裂縫控制要求過高，將會極大提高工程造價，造成不必要浪費。這些裂縫情況的出現還和混凝土的強度以及鋼筋的性能有著很大的關系。在設計過程中設計人員需要對混凝土材料強度以及鋼筋的直徑和根數等進行合理布置，這樣就將梁裂縫控制在一個合理的范圍內，使其極限承載力不降低，從而建筑整體的安全穩定性才能得到保證[2]。

1.4 底層層高的問題

在多層框架的結構設計中，還需要對其底層的層高進行準確的選取，這與結構的安全性是有著密切的關系的，因此，在進行框架結構分析之前就需要正確選取底層的層高，從而使計算模型能夠真實反映結構實際情況。但是，在實際的結構設計的過程中，有些設計人員對于底層層高的選取還存在一定的誤解，對于底層層高的選取，要從其底層柱嵌固端的位置開始，也就是說將基礎頂面作為嵌固端。在軟件計算中，如果將底層層高來作為計算層高輸入的話，就會造成其底層計算的剛度要大于實際值，從而導致地震的效應偏小，并且梁柱的配筋也會偏小，這樣就會造成框架結構配筋不足，存在一定的安全隱患。

2 多層框架民用建筑的結構設計中的要點

2.1 對框架結構薄弱層的設計

對于多層框架民用建筑結構來說，其框架結構的薄弱層主要是指在發生強烈地震或者嚴重的自然災害情況下，其結構首先發生屈服并產生一定的塑性位移的情況，進而造成其安全性能的不足。因此在進行多層框架結構設計的時候，設計人員就需要針對框架結構的薄弱層來進行重點設計，從而保證其結構薄弱層也具有良好的承載能力，提高結構整體的抗震能力。在設計過程中，可以通過加大薄弱層的梁截面以及柱截面的方式，來增強結構薄弱層的剛度。如果受建筑方案限制無法增加梁、柱截面，避免不了薄弱層的出現，那么可以采用減少基礎埋深以及降低結構的薄弱層層高的方法，并且還需要制定相應的加強措施，從而提高結構的安全性。

2.2 對框架結構梁的設計

在多層框架結構設計中，框架梁設計的合理性直接就影響到了其承載能力的高低，因此，這就需要設計人員在進行框架梁的設計中要充分考慮其性能的要求。在設計中，首先要根據設防烈度、房屋高度等參數確定框架的抗震等級；其次盡量避免多級次梁，一般而言，傳力路徑越短，越具合理性和經濟性。布置梁的時候應考慮梁高對下層建筑使用功能的影響，尤其是在上下層建筑平面布置存在變化時，要特別注意避免梁露在下層的功能房間中或者影響下層凈高。內部各梁高要盡量控制，尤其當梁底下空時，在滿足結構要求（合理的配筋率、撓度等）的基礎上，梁高盡量做小，給建筑留出盡可能大的凈高[3]。并不是所有隔墻下都需要設置梁，在合理的板跨范圍內，可適當用板底加強筋取代次梁。

2.3 對框架結構柱的設計

在進行框架柱的結構設計中，當框架柱的地上部分采用圓柱的時候，設計人員可以將其地下的部分設計為矩形，這樣在后期施工中，就可以有效地減少施工的工序，對于地上的部分圓柱來說，設計人員需要保證其縱筋根數要在8根以上，同時還需要采用螺旋式的箍筋來增加結構的承載力。如果框架結構的地下部分是矩形的柱，就可以采用井字的復合箍的方式來設置箍筋，同時還可以對地下部分應考慮短柱效應，采用箍筋全高加密的方式，來增加其抗震的能力和性能。

3 結語

多框架結構設計是民用建筑設計的重要的類型，而如何有效地處理設計中的問題，就需要設計人員嚴格按照相應的設計要求和實踐經驗進行設計，這也是作為設計人員所必須要具有的工作態度和工作能力。

參考文獻

[1] 傅光宇.多層框架民用建筑結構設計問題研究[J].建筑工程技術與設計，2016（11）：62.

[2] 張路，江紹華.多層建筑結構設計中框架結構的問題分析與處理[J].城市建設理論研究：電子版，2012（3）：36.

[3] 任和雄.多層框架民用建筑結構設計常見的問題[J].科技創新與應用，2013（13）：243.