多层框架建筑结构设计要点及应用.doc

1、多层框架建筑结构设计要点及应用【摘要】本文结合工程实际经验，对多层框架建筑的结构设计特点进行分析，并对结构设计应用要点进行扼要介绍。 【关键词】多层框架；结构设计；要点及应用 中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号： 一、多层框架结构设计应用要点 多层框架建筑作为框架结构建筑中的一个分支，也需要遵循框架结构建筑的计算型式，并采用相应的框架结构规范进行结构计算，必须遵循框架建筑结构中的结构设计要点。 1、多层建筑结构框架柱配筋的调整 目前大多数的建筑框架结构计算都由计算机进行建模完成，因此在结构框架中的配筋率都偏低。在进行小高层或者高层建筑结构框架计算的时候，通常都会采用计算机的建模计算

2、结果为构造配筋，但是在多层建筑框架结构中，计算机的建模计算结果往往不作为实际工程中的应用。在多层建筑框架结构中，有时候需要调整内部框架结构来协调特殊的建筑外立面及内部造型，因此完全依照计算机建模结果来配筋是不可能的。由于其质量的不均衡，因此应当选择最不利于框架稳定的方向进行框架计算，从水平和垂直两个不同方向比较同一个剪切面的配筋，取其最大值，并采用对称配筋的原则，满足框架结构在多种内力组合下的强度要求。 在进行多层建筑结构框架柱配筋调整的时候，需要注意以下问题。角柱、边柱及抗震墙端柱在地震作用组合下会产生偏心受拉时，其柱内纵筋总截面面积应比计算值增大 25%；框架柱的配筋可放大1.21.6 倍

3、，其中角柱 1.4 倍，边柱 1.3 倍，中柱 1.2 倍；框架柱的箍筋形式应选用菱形或井字形，以增强箍筋对混凝土的约束；对于二、三级框架的底层柱底和底部加强部位纵筋宜采用焊接，且当柱纵向钢筋的总配筋率超过 3%时，箍筋的直径不应小于 8，并应进行焊接处理。 当多层建筑的建筑框架尺寸较大的时候，或者建筑于地基软弱土层较厚或地基土质不均匀的时候，应当适当放大框架柱的配筋，在水平和垂直两个方向设置基础梁。在配筋的时候不应按照构造设置，而是按照框架梁进行配筋设置，并且按照建筑规范要求设置箍筋加密区，以保障整体框架结构的稳定性。 2、多层建筑结构框架梁裂缝宽度、斜截面配筋调整 （1）多层建筑结构中影响

4、裂缝宽度的因素和调整 在工程实际应用中，影响框架梁裂缝宽度的主要因素是构件的混凝土强度等级和是钢筋的级别及直径。在一般情况下，混凝土的高等级对减小梁的裂缝宽度影响不大，因此要减少混凝土强度对于建筑结构裂缝宽度的应先个，应采用加大梁的配筋率或增大梁的截面尺寸的方法。而在进行结构建模计算时候，需要将恒定荷载及活荷载的数值分别输入，以便在进行内力组合运算的时候更为明晰和适用，也防止由于恒定荷载和活荷载混淆造成的框架梁内力计算错误，导致结构计算结果错误。 （2）梁端斜截面的配筋调整 框架结构设计中，宜满足在地震作用下框架梁的梁端斜截面受弯承载力的规范要求。在具体设计和梁配筋调整时，可采用以下方法：不放

5、大梁端负弯矩钢筋而加大梁的跨中受力钢筋；梁端箍筋的直径可增加 2mm；支座处尽量不设置弯起钢筋，宜利用箍筋承受支座剪力。 （3）在电算中合理、准确运用弯矩的调幅 规范规定只有在竖向力作用下梁端弯矩可调幅，水平力作用下梁端弯矩不允许调幅，因此在计算时必须先将竖向荷载作用下的梁端弯矩调幅后，再将水平荷载产生的梁端弯矩叠加。在此可采用两种方法：将梁端的固定弯矩调幅后，再进行力矩分配；将由力矩分配法算得的梁端负弯矩直接乘以调幅系数。 二、多层框架结构设计存在问题 目前，对于框架建筑结构的内力计算一般采用计算机辅助软件来进行分析和计算，大幅度的节约人工投入成本，是较为高效的设计方式。但是也出现了建筑工程

6、结构设计人员过分依赖计算机的建模和计算结果，缺少独立分析问题的能力，更不能根据特殊的建筑型式的要求做出独立的解决方案。因此需要针对多层框架结构中较易出现的梁、柱的配筋调整和设计要点应用进行案例分析，避免出现由于结构设计计算冗余导致的造价增加，或者是结构受力计算不足导致的事故隐患。 三、多层框架结构设计突出问题解决方案 1、建筑结构梁柱截面尺寸的选择 在进行框架结构设计之前，前提是对于梁、柱的截面尺寸的选择。结构梁和结构柱的选择除了应满足规范所要求的取值范围，还应注意使柱的线刚度与梁的线刚度的比值大于 1。这样才能使建筑结构在地震条件下梁端形成塑性铰时，柱端处于非弹性工作状态而没有屈服，节点仍处

7、于弹性工作阶段。这样才能满足建筑框架结构要求的强柱弱梁强节点，符合建筑抗震概念设计的要求。 2、无地下室建筑结构框架计算简图设置应用时可按一层计算 无地下室的钢筋混凝土多层框架房屋，独立基础埋置较深，在 0.05m左右设有基础拉梁时，应将基础拉梁按层 1 输入。但是在实际应用中，框架计算简图较容易出现以下问题：基础按中心受压计算，按构造设计的拉梁无法平衡柱脚弯矩；GB50010-2002混凝土结构设计规范规定，框架结构底柱的高度应取基础顶面至首层楼盖顶面的高度。工程设计经验表明，这样的框架结构宜按 4 层进行整体分析计算，即将基础拉梁层按层 1 输入，并将拉梁上的荷载一并输入。根据抗震规范 ，

8、框架柱底层柱脚弯矩设计值应乘以增大系数 1.25。当设拉梁层时，需要比较底层柱的配筋是由基础顶面处的截面控制还是由基础拉梁顶面处的截面控制。考虑到地基土的约束作用，则可以将地下室层数设置为 1，并且演算一次，按照两次计算结果的包络图进行框架结构底层柱的配筋。 四、多层框架结构设计中应注意的其它问题 一般而言，在多层建筑框架结构设计中，不允许采用两种不同的结构型式。为了使结构的变形相互协调，不应采用不同建筑结构进行混合受力。但是在工程实际应用中，部分工程设计人员为减少工程造价，采用框架与砖混结构混合的方式进行设计，增加了建筑框架结构的不稳定性。因此建筑设计人员除从框架结构稳定性进行结构设计考虑外

9、，也需要从建筑结构的经济性考虑，在两者间形成平衡。在工程应用中有两种较为适用的框架结构调整方案，可以减少相应的建筑投资。 1、加强短柱构造措施，减少短柱的楼层约束，降低与短柱相连梁的高度、梁与柱采用铰接的方式。这样就可以避免在工程施工中吊顶和顶棚安装造成的开间大的问题。同时在进行短柱设计时，采用增加箍筋配置或者选用螺旋箍筋、复合螺旋箍筋、双螺旋箍筋等方式来优化结构设计，就能达到多层建筑结构中，柱间填充墙不到顶以及墙上任意开门窗的优化效果。 2、在建筑结果需要框架梁外挑等造型时，一般需要在梁下设置框架柱。在进行这类计算和配筋时，应将其认定为偏心受压构建，此类框架柱不是构造柱，不能按照构造柱进行配

10、筋。由于这类柱与梁端交接处类似于框架梁、柱节点，因此应考虑悬臂梁梁端的协调变形。所以对于此柱应作为竖向构件参与结构的整体分析，柱与梁端交接处应按框架梁、柱的节点处理。外挑梁需要增加配筋梁，按照框架梁的构造进行设置。 五、结束语 随着我国工业化进程的发展，多层框架建筑结构设计成为关注点较低的应用类建筑，因此需要依靠结构设计人员在掌握设计规范的基础上，根据自己的经验积累对计算机结构计算结果进行合理的调整，结合设计计算结果选择出合理的结构体系，正确的处理结构设计中问题，才能提高建筑结构设计质量，避免不必要的浪费和结构设计缺陷的产生。 参考文献： 1张丽红.多层建筑框架结构设计问题的几点研究J中国科技财富，2011（03）. 2朱文兵.多层就爱你住框架结构设计的几点研究J.建材世界，2011（05）. 3 郭慧清.综述多层框架房屋结构设计中的几个要点J建材与装饰，2008（04）. 个人简介：黄鹏（1984.4）, 男（壮） ，广西南宁人，助理工程师，学士学位，从事建筑结构设计工作。