多層建筑結構設計中框架結構的問題分析與處理探討

王國平

摘要：隨著建筑行業的快速發展，在進行建筑設計的過程中也面臨著更多的建筑結構設計要求，而多層建筑結構設計在建筑結構設計當中屬于非常重要的一種形式。在設計多層建筑結構設計的時候，關于框架結構還存在著一定的問題，必須要對這些問題進行重視。本文簡單分析了多層建筑結構設計中的框架結構問題，并且提出了幾點處理的措施。

關鍵詞：多層建筑;結構設計;框架結構;問題;處理

引言：和單層建筑的結構設計相比，多層建筑的結構設計難度更高，并且在施工的時候存在一定的難點。現如今建筑的功能以及造型正在逐漸地更新以及完善，人們對建筑結構的設計也有著更高的要求。在建筑施工的過程當中，框架結構得到了非常廣泛的應用。但是框架結構設計中存在一定的問題，對框架結構的應用效果會產生不良的影響。因此，必須要結合這些問題制定出有效的解決措施。

一、框架結構的概述

（一）框架結構的定義

框架結構是指由柱和以及梁剛接或者是鉸接，從而組成建筑物的基本骨架結構，框架結構的作用主要是通過柱承擔豎向荷載，由梁承擔水平荷載，這樣柱和梁就組成了共同抵抗壓力的一個承重系統。在建筑物當中，墻的作用主要就是分割空間，為了有效地減輕建筑物的整體重量，通常會使用一些輕質的保溫材料作為墻體材料。由于框架結構的成本較低，而且施工效率也比較高，所以適用的范圍也非常廣泛。此外，框架結構使用的材料較少，重量也比較輕，還能夠有效地減少地基的承重壓力，具有非常大的應用優勢。

（二）框架結構的設計原則

在設計框架結構的時候需要遵循一定的原則。第一，剛柔并濟的原則。雖然確保多層建筑框架結構的柔性可以將變形能力提高上來，并且有效地抵御以及削減施加的外力，不過持續地施加外力也會導致變形過大，從而全面傾覆。不過框架結構在設計的時候也不可以太剛，否則變形能力就會較差，這樣在承受較大的破壞力時就會出現局部受損，從而導致整體的毀壞。第二，層層設防的原則。為了提高框架結構的安全性，必須要進行層層設防，這樣才可以在結構通力的合作下抵御更加強大的外力施加。例如，在土建結構中使用多肢墻就會比單片墻的效果好，框架剪力墻也會比純框架的效果好，這也將層層設防的作用有效地提高了上來。如果把抵御外力的任務只寄托在單個結構上面，就會容易造成相應的危險。

二、多層建筑結構設計中框架結構存在的問題

（一）忽略縱向框架的設計

為了滿足建筑物的抗震要求，必須要在建筑物的框架中設計兩根主軸，借助主軸方向的測拉力有效地承擔地震時產生的水平壓力。但是一些設計人員在設計建筑物框架結構的時候，只在框架結構的縱向設計中添加連續梁結構，這種設計會導致框架中的縱筋數量不夠，而且梁柱的節點也不能有效地滿足框架抗震的具體要求。此外，由于缺少主軸設計還會導致梁的支座負筋以及跨中縱筋的數量不足，這樣在發生地震的時候建筑物就會難以保持穩定。

（二）忽視框架結構薄弱層的設計

在設計框架結構的時候，一些設計人員對板受力狀態的認識不是非常全面，在計算雙向板的時候采用的是計算單向板的方式，對框架中的薄弱層設計存在忽視。在實際的施工過程當中，如果忽略了薄弱層的設計，將會影響到建筑的抗側移剛度，這樣也會導致建筑物的抗震能力減弱很多。而導致薄弱層出現的原因，主要還是由于豎向存在著不連續的抗側力。

（三）忽視橫梁的設計問題

在設計框架結構的時候，經常會出現忽略橫梁的埋深問題，這樣橫梁的埋入深度就不能滿足設計的標準，從而導致無法有效地跟進基礎梁的調整設置。此外，當橫梁設計不滿足設計要求的時候，還容易讓基礎梁、填充墻以及錐形斜坡中間產生空隙，這樣就會對建筑物的穩定性以及抗震性能造成不良的影響。

（四）短柱設計問題

在設計多層建筑中框架結構的時候，假如柱的凈高和截面高度之比小于4，或者是剪跨比小于2，就可以將該柱視作短柱。正常情況下，當地震來臨的時候，短柱非常容易出現脆性破壞，由于短柱的受剪承載力以及變形能力都比較弱，這樣建筑物就會出現損壞，在設計框架結構的時候必須要最大限度避免出現這個問題。導致短柱出現的原因主要有兩種，第一種是樓梯間半休息平臺錯層，從而導致框架之間的框架柱凈高過小，第二種是填充墻的設置存在問題。

三、多層建筑結構設計中框架結構問題的處理策略

（一）重視解決縱向框架設計問題

在設計建筑物框架結構的時候，框架結構必須得滿足建筑物的抗震要求。因此，在實際設計的過程中，需要確保橫向框架以及縱向框架之間的協調配合，也就是設計多層的建筑框架結構[3]。此外，在進行設計的時候，不能過度依賴連續梁，并且需要加強對主軸設計的重視力度，這樣才能把梁的穩定性提高上來。只有加強對縱向框架的設計，才可以讓橫向框架還有縱向框架間形成一種良好的合力，從而有效地提高建筑物的穩定性以及抗震性能。

（二）重視薄弱層問題

在框架結構中薄弱層對建筑物的抗震能力有著很大的影響，必須要在設計框架結構的時候重視薄弱層問題。在判斷薄弱層的時候，可以采取以下幾種方法。第一，依靠設計人員的指定，設計人員結合相關的規定還有自身的經驗，直接在框架結構設計將薄弱層指出來。第二，借助計算進行制定，通過軟件分析框架結構設計的相關數據，然后和相關數據的規定進行對比，假如結構的抗側移剛度和標準的規定不符，亦或者是樓層承載的突變數據和薄弱層的特點吻合，軟件就會將其視作薄弱層。第三，強制認定。假如樓層的豎向抗側力構件不連續，或者是荷載力無法滿足設計的要求，都會被強制認定成薄弱層[4]。一旦出現薄弱層需要立馬采取措施進行補救，諸如驗算薄弱層的屈服強度系數，根據驗算的結果判斷是否需要驗算彈性強度系數，假如彈性強度系數不滿足設計的要求，還得針對性地調整框架結構設計。

（三）重視解決橫梁的設置問題

在設計框架結構中的橫梁時，必須要嚴格地按照標準進行。必須要對基礎梁的承載能力進行重視，還得估算之后所需荷載的壓力，根據估算的結果將梁的橫截面積適當進行增加。在必要的情況下，還得避免基礎梁、填充墻還有錐形斜坡間出現縫隙，假如出現了縫隙必須要及時地使用混凝土填充，然后澆筑基礎梁[5]。

（四）解決短柱問題

為了有效地解決短柱問題，最關鍵的是需要將柱的抗剪承載力增加，還得提高柱的變形能力。可以對柱使用復合箍筋，箍筋沿柱進行高加密，在加固短柱的時候需要確保短柱縱向鋼筋具備對稱性，而且每側的縱向鋼筋配筋率不能超出1.2%，也可以借助外包鋼板或者是配置X型鋼筋這兩種方式處理。

結語：

現如今建筑設計行業的發展速度正在逐漸加快，在設計多層建筑結構中框架結構的時候，遇到的問題也變得更加復雜。因此，在設計框架結構的時候，必須要需要充分地了解這些問題，并且制定出有效的解決措施，這樣才能夠將框架結構的質量有效地提升上來。在設計框架結構的過程當中，需要重視解決縱向框架設計問題、重視薄弱層問題以及重視橫梁的設置問題等，這樣才可以更好地確保多層建筑結構中框架結構設計的科學性以及合理性，從而進一步地提高多層建筑的建設質量。

參考文獻

[1]張全民，高曉娟.多層建筑結構設計中框架結構的問題分析與處理[J].住宅與房地產，2019（24）：74.

[2]張志民，趙慶.多層建筑結構設計中框架結構的問題分析與處理[J].居舍，2019（17）：95.

[3]肖健.多層建筑結構設計中框架結構的問題和處理[J].門窗，2016（09）：131.

[4]尹曉嬌，張璐.多層建筑結構設計中框架結構的問題分析與處理[J].信息化建設，2015（12）：148.

[5]馬榕.多層建筑結構設計中框架結構的問題與處理[J].城市建筑，2013（10）：55+58.