多層建筑框架結構設計的要點分析

袁沛偉

摘 要：隨著我國經濟的發展，科學技術水平的提升，使得建筑行業發展勢頭迅猛，并逐步成為我國經濟支柱產業。其中，社會的發展促進了多層建筑的崛起，設計思想不斷創新，平面布置、豎向體型趨于復雜，這也給多層建筑結構設計提出了更高要求。通過框架結構設計，能夠為多層建筑提供更多的使用空間，還能使平面布置更加靈活，因此全面推廣框架結構在多層建筑中的應用具有積極的現實意義。

關鍵詞：多層建筑；框架結構設計；要點

隨著科技的發展，時代的進步，建筑特點日趨多元化，因此也對施工與設計提出了全新要求，特別是對于多層建筑的設計與施工來說，更是受到了社會的廣泛關注。框架結構因其能夠對使用空間進行靈活分割，并且具備較好的抗震性，因此成為了我國目前使用最為廣泛的結構形式。因框架結構應用具備一定的普遍性，使得多層建筑框架結構設計逐步成為了當今建筑行業最為重要的設計課題。目前，在設計多層建筑框架結構時一般使用電腦，所以有一部分問題被忽視了，存在較大的安全隱患。基于此，在進行設計時要特別關注結構薄弱層、基礎聯系梁以及短柱等問題，設計人員要正確看待計算工作，不可對計算機產生依賴性，以便設計出更優質的多層建筑。

一、優化結構設計

在進行結構設計時，要注重優化設計，多方面考慮問題，使用最為高效的設計方案。要對各受力構件可能存在的承受荷載進行考慮，還要考慮到溫度應力、地震水平荷載等問題，而且在進行布置的過程中，要將承重構件置于能夠承受溫度應力與水平荷載的位置。要控制好剪力墻間距，保證樓板剛度能夠滿足整體施工要求。布置水平承重構件時，也要多方面考慮，要使傳力路徑最短，在較短的時間內將樓面荷載傳遞至主梁，并由剪力墻和柱傳遞至地基。在對地基基礎進行設計時，要將理論與經驗相結合，對可能出現的問題進行預測，并制定出行之有效的解決方案。不可隨意提高配筋量，考慮到構件的延性，要特別關注薄弱部位。對于直線段錨固的長度要尤其注意，避免溫度應力對其產生太大影響。在布置立面與平面時，要堅持對稱性與均勻性，進行多道防線，防止存在薄弱層。在進行布置、結構選型與計算過程中，要進行全面考慮，并對極限狀態進行檢驗，確保結構設計方案的可操作性。

二、注重結構剛度的控制

（一）結構整體剛度和構件的相對剛度控制設計

在對結構進行布置與計算時，工程師一般將關注點更多的放在荷載數值與形成方面，對于構件抗外力的變形能力與內在聯系方面較為忽視。其實，結構平衡、變形協調力、線剛度可通過相對剛度數值進行體現。所以，工程師要注重結構剛度理論的理解與掌握。在對結構進行設計時科學運用剛度理論，不但能夠有效防止結構出現安全隱患，還能確保構件在荷載作用下，仍然能獲得最佳收益。

（二）結構設計的剛度控制應貫穿于結構設計的全過程

如果在設計時將樓面剛度設定為無限大，那么就能夠準確計算出抗側力構件內力，使結構更加安全；如果高層建筑設計為豎向剛度連續變化，就不會在樓層處產生位移，薄弱部位也就不會出現，一旦遇到地震等自然災害時，就能更加牢固，不會危及人的生命；均勻調整結構兩個主軸方向剛度，使其向多方向動力特性靠攏，可避免結構出現扭轉效應，為建筑結構提供更加安全的變形；均勻調整結構兩個主軸方向剛度，使其向多方向平面剛度突變的位置靠攏，通過準確計算與構造措施依然不能滿足抗震需求，這時就需要設置合理的防震縫以處理平面剛度變形等問題。

三、多層建筑框架結構配筋設計的要點

（一）框架柱配筋的調整

框架柱配筋率通常不高，實際工作中并不會按照計算結果進行配筋，這是因為發生地震時角柱需要承受較大的扭轉剪力，還會受到雙向彎矩力的影響，而且對橫梁的限制較小，所以受損程度要高于內柱。因此要在最不利情況下計算框架，并堅持對稱配筋原則，設計時應注意以下問題：

抗震墻端柱、邊柱與角柱會在地震中出現偏心受拉，柱內縱筋截面積要在原計算結果的基礎上增加25%；要對框架柱配筋擴大1.5倍，邊柱1.3倍、中柱1.2倍、角柱1.4倍；要選擇菱形的箍筋形式，這樣能使箍筋作用在混凝土上的約束力更強。

（二）框架外挑梁配筋

因結構影響、功能使用要求或者是受到占地面積的局限，一般在設計時普遍在框架梁端設計出挑梁。因外挑梁荷載值與框架梁荷載不一致，所以外挑梁斷面尺寸與框架梁也有較大區別。但有的設計人員卻只是把框架梁上的主筋延伸至外挑梁，不知道主筋至始至終都無法向挑梁延伸，而且只有在開始施工時才能見到其弊端，這時在進行設計修改為時已晚，因為鋼筋已經截斷成型，不但影響了施工整體進度，還造成了不小的經濟損失。

（三）框架邊柱柱頂配筋

對于多層建筑框架結構來說，建筑高度平方與水平荷載產生的結構傾產生的覆力矩、軸成正比，建筑高度四次方與頂點位移成正比。在框架頂層具有較大的風荷載，屋面結構荷重將軸向總力傳遞至邊柱時要小于樓層邊柱總力，這也證明了柱頂存在偏心問題，頂層邊柱節點產生的軸向力偏心距應大于柱體截面高度的0.5倍。根據實際施工要求，橫梁上部的鋼筋要全部沒入柱內，要置于橫梁下方；柱內中部分鋼筋要延伸至頂部，其余鋼筋要延伸至橫梁內，要在計算結果的基礎上適當增加鋼筋數量。設計人員在進行設計時，往往會出現將邊柱柱角鋼筋延伸至梁內的情況，對于這種問題，沒有豐富經驗的設計人員很難察覺，一般在施工過程中才能發現問題。問題的根本原因是柱寬超過了梁寬，無法將縱筋全部延伸進梁內，因此設計人員在設計圖紙時要格外注意這個問題。

四、結束語

綜上所述，隨著時代的發展，建筑造型與使用功能正向著多元化方向發展，因此設計中也會遇到越來越多的難題，對設計人員來說更是一次全新的挑戰。因設計人員要在遵循規章制度的前提下，通過大膽、靈活的方式處理好結構設計中遇到的難點，并通過提高自身水平，進一步完善多層建筑結構設計方案。

參考文獻

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（作者單位：廣州名陽建筑設計有限公司東莞分公司）