多層框架房屋建筑結構設計問題探討

(六安市建筑勘察設計院 安徽 六安 237000)

前言

近年來，我國城市化進程不斷加快，人們在生活和工作中對房屋建筑工程提出了更多要求。在此過程中，由于多層框架結構設計本身具有獨特優勢，可提升房屋建筑整體的穩定性，促使其在建筑工程中得到了廣泛應用。但在具體建筑物結構設計過程中，由于多層建筑的土地資源利用率較低，建筑風格也缺乏一定的靈活性。因此，在具體的多層框架設計時，需要對設計要點進行合理把握。

一、多層框架房屋建筑結構設計問題

(一)框架計算簡圖設計不合理

如圖1所示，整體來看，在無地下室的鋼筋混凝土多層框架房屋設計過程中，獨立基礎的埋置位置一般較深，為了確保結構穩定性，人們會在0.05m左右的位置設計基礎拉梁，還要確保該結構的按層輸入。例如，在學生宿舍建設時，主要采用的是三層鋼筋混凝土框架結構設計，主體層高保持在3.3m，基礎埋深4.0m。根據相關條例內容，如果該工程處于7度地震區域，則需要確保整個工程的框架結構抗震等級滿足二級標準。為了方便研究，設計人員按照3層框架房屋進行計算，這樣一來，首層建筑高度將變成3.35m。另外，還要假定框架房屋被固定在基礎拉梁頂面之上，嵌固高度為0.05m。顯然，按照此種方式對計算簡圖進行設計并不妥當。首先，在該種構造設計過程中無法對柱腳彎矩進行平衡。其次，根據《混凝土結構設計規范》中的內容規定，在框架結構底層柱的高度選取過程中，應該以首層樓蓋頂面高度為主，避免為其他工作帶來影響。如果基礎拉梁層面存在荷載，具體的荷載數額也應該計入計算之中。

圖1 框架計算簡圖

(二)基礎拉梁設計問題

部分多層框架房屋基礎埋深值存在較大現象，這主要是為了降低底層柱的計算長度。另外，為了防止底層位移的進一步擴大，人們還可以將底層位置的基礎拉梁設計在±0.000位置處，但不能按照具體的構造信息對其進行設計，主要以框架梁為主，并添加箍筋加密區。在一般情況下，如果基礎埋置位置很淺，或者采用了短柱預埋，由于地基與柱子之間的荷載差距較大，為了方便計算，人們可以根據具體的抗震需求，對基礎構造拉梁進行設計。從以往的設計經驗來看，人們在基礎拉梁截面寬度的選擇上很容易出現問題，對后續工作造成影響。因此，設計人員可以將柱中心距的1/20作為截面寬度的選定標準，以柱中心距的1/12作為高度的確定標準。當拉梁上出現荷載時，主要來源便是填充墻和樓梯柱，此時工作人員應確保拉梁截面的適當增大，最終計算出配筋和構造配筋應該疊加的數量[1]。

二、多層框架房屋建筑結構設計問題的解決措施

(一)加強建筑結構的選型

為了將建筑結構中的功能全部發揮出來，需要形成一定的空間結構，還要承受住人力和自然界為建筑物施加的巨大荷載力，只有這樣，才能確保建筑物滿足人們的使用要求。因此，在建筑結構選型過程中，需要將設計方案和設計資料作為參考標準，對合適的結構體系進行選擇。在結構選型過程中，還要對選型原則進行突出和遵循。首先，應該與建筑物的功能要求相適應，進一步滿足建筑物的造型需求。其次，建筑物應該憑借著自身的結構優勢，將更多建筑功能發揮出來，從而為后續的施工材料和施工條件進行考慮。最后，還要對造價原則進行遵守，滿足建筑企業的正本節約理念。

(二)對建筑結構進行合理布置

在建筑結構布置過程中，應該對柱在平面之中的排列方式進行確定。一般來說，柱網的分配形式主要有兩種，一種是內廊式，而另一種為等跨式。而在承重方案選擇上，應該將框架結構布置的靈活性有效突顯出來，并按照承重方式的不同對其進行分類，最終對縱向承重方案及橫縱向承重方案進行選擇。另外，設計人員還要加強對結構構件的有效布置，對構建截面尺寸及強度等因素進行確定。例如，在設計工作開展中，設計人員還應該對抗震設計方法進行深入考慮，明確抗震參數，在提升建筑結構性能的同時，還能進一步加強建筑結構的穩定性和安全性，避免在后續受用中受到影響，為居民生活提供便利。

(三)對建筑結構內力分析進行加強

隨著建筑物的不斷使用，其內部荷載會出現不同程度的變化，根據我國現行的設計規范和標準，設計人員需要在不同荷載作用下對建筑結構內力進行有效分析，為構建的截面設計提供基礎條件。在具體的豎向荷載內力分析中，可選擇的方式為分層法和彎矩法等。例如，在具體計算時，為了方便計算，人們可以將上下兩層之中的彈性支撐用固定端進行代替，在原有剛度系數基礎上乘以0.9，以此來維持剛度不變。在此過程中，如果各層梁柱的彎矩傳遞系數依然保持不變，說明最終計算數值的準確性較高。而在彎矩法應用過程中，主要是對各個節點中的不平衡彎矩進行重新分配，確保各個框架滿足整個工程設計要求。在該種計算方式中，D值法計算十分常見，且具備較高的計算精度，但如果相關結構的剛度較大時，人們可以采取反彎點計算方式?？偟膩碚f，D值法與實際情況接近，人們可以利用此種方法對各項數據進行確定[2]。

(四)基礎聯系梁的設計優化

在具體的房屋建筑結構設計過程中，很多建筑基礎部分會被埋置到較深位置處，此時為了方便研究，人們可以通過基礎設計梁將底層柱的計算長度縮短。另外，在聯系梁設計過程中，應該以框架設計為主，利用短柱對其進行加強處理。當建筑物具備抗震要求時，設計人員可以沿著兩個主柱方向基礎聯系梁進行設計。站在實際應用角度來說，基礎聯系梁在使用過程中會出現填充墻等荷載作用，為了避免其使用受到影響，工作人員可以在原有基礎上進行最大軸力疊加設計，這樣一來，便可以達到基礎聯系梁的承重要求，與此同時，在基礎聯系梁標高設計過程中，應該與頂端高度保持一致性。而在整個基礎獨立擴展過程中，澆注位置也應該與基礎面保持平行。

總結

綜上所述，在多層框架結構應用過程中具有很多優勢，受到了很多建筑結構設計人員的青睞。相比之下，多層框架結構組成比較簡單，但如果能夠確保設計工作的全面完善，便能夠避免很多設計失誤的出現。因此，在具體多層結構設計應用過程中，除了對建筑結構進行綜合考慮之外，還需要對建筑設計質量進行提升。