1、多层框架房屋结构设计中的常见问题探析【摘要】随着社会的发展，建筑物的功能也是逐步实现了多样化，如此也必然会使得房屋结构设计更加复杂。如何才能将多层框架防污结构设计中各个环节需要注意的问题加以解决是每一位设计人员都要认真思考的问题。文中笔者结合自身多年的实际设计经验，对当前多层框架防污结构设计中常出现的独立基础设计荷载取值不当、框架计算简图不合理、基础拉梁层的计算模型不符合实际情况、拉梁设计不当等问题进行了分析，并提出相应处理对策。 【关键词】多层框架房屋；结构设计；简图； 中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号： 在当前的建筑设计中，广泛采用了钢筋混凝土的多层框架房屋结构，这是由于该结
2、构有着抗震能力强、结构灵活、传力明确等优势。从外形结构来看，多层框架房屋结构设计较为简单，但是如果不将每一个环节进行细致思考，则也会产生很多的问题。下文笔者将依据实践经验来分析多层框架房屋结构设计中的常见问题，并提出解决对策，以供广大同行参考。 1 独立基础设计荷载取值不合理 根据国家 2001 年颁布实施的抗震规范的设计要求，钢筋混凝土多层框架房屋结构应采取独立柱下基础。如果建筑地基主要受力层没有不合要求的粘性土质时，要建设楼层数为 8 层或者以下同时总体高度不超过 25m 的多层框架房屋、厂房，则可以不进行国家标准中的关于基础和地基的抗震能力计算。也可以理解为建设在 8 度地震区的房屋建筑
3、，如果不是特殊要求可以不进行基础和地基的抗震能力计算。不过建设的民用多层框架房屋一定要进行科学的风荷载计算，不可由于建设的多层建筑是处于地震区而忽略不起决定性作用的风荷载。 在进行独立基础设计的过程中，要计算柱脚内力设计值即基础顶面的外荷载时，将原先的弯矩设计值也进行综合分析，同时也要考虑剪力设计值。否则将会导致基础设计的数据产生误差，缩小设计尺寸，使得配筋使用偏少，不利于上层结构部分的建设安全。 2 框架设计简图不符要求 如果建设的钢筋混凝土多层框架房屋未有地下室设计，且独立基础的设计也较深，同时基础拉梁位于-6cm 时，需要将埋设的基础拉梁算作一层。例如对于某座写字楼来说，最初设计为 5
4、层钢筋混凝土框架，属丙类建筑，建筑层高 3.2m，基础高度 0.6m，埋深 5.0m，室内、室外高度差 0.2m，建筑场地类型为类。此时依据国家设计标准，处于 8 度地震区的多层框架房屋结构是二级。如果某些设计人员将房屋算作为 5 层，则 1 层楼高为 3.26m，也就是默认将-6cm 处的基础拉梁顶面算作为框架房屋部分；同时基础拉梁部分配筋和断面的设计按照构造来完成；基础部分承受的压力依据中心计算。这种计算方法断然是不合理的。首先，依据构造来进行拉梁的设计不能够使得柱脚弯矩得到平衡；其次，这也不符合国家 2002 年颁布的混凝土结构设计规范中的相关条文，即多层框架结构的基础底面同一层楼顶之间
5、的距离设计为底层柱的高度。根据以往的设计经验来看，本次设计可以依据 6 层结构来分析，也就是将基础拉梁部分算为第一层，同时对拉梁上进行荷载设计。如此一来，设计中得到的简图会有如下标注，第一层楼高 3.2-0.6-0.06=3.04m，而第二层楼层的高度为 3.26m，3、4、5、6 层的高度为 3.2m。同时根据抗震要求，基础拉梁柱脚的弯矩在设计中要乘以一个 1.25 的增大倍数。所以在施工中对拉梁层进行安置时，通常会区分出底层配筋是由基础拉梁顶面控制还是由基础顶面控制。由于受到建筑周围地基土的限制，在进行相关程序数据的计算时需要把地下层设为 1，并且需要进行一次重复计算。将这前后两次得到的数
6、值结果为依据进行配筋。 3 基础拉梁层的计算模型不合理 基础拉梁层不需要使用楼板，通常在使用 SATWE 等其他电算程序进行相关框架数据的计算时，要将基础拉梁层“楼板”厚度视为 0，且设置必要的弹性节点，分析方法则可以使用总纲分析方法。在某些个别的计算中，虽然将基础拉梁层的楼板厚度设置为 0，同时也将弹性节点进行了正确的定义，但是分析中未用总纲方法，则使用的程序在进行楼面刚性分析时候会有误差的出现。故而在进行拉梁层计算模型的分析时要格外注意。 4 基础拉梁设计不当 对于基础埋深较大的多层框架房屋来说，可以通过在适当位置进行基础拉梁的设置可以减小底层位移的速度，但是基础拉梁的设置不能依据构造来进
7、行，需要依据框架梁进行计算，同时要做好箍筋加密。若考虑建筑的防震能力，则可以采取短柱基础的设计方案。 对于基础埋深不大或者埋深较大但是已经利用短柱基础的多层建筑房屋来说，需要考虑较大的柱子荷载差距，可以依据防震要求来将基础拉梁设置成两个主轴方向。 若是房屋框架底层基础埋深较浅或者底层高度较小的情况，则可以将基础拉梁设计强度增大，使得利用拉梁来达到柱底弯矩的平衡。且拉梁的负弯矩钢筋要有 1/2 跨拉通，且正弯矩钢筋全部跨拉通。拉梁箍筋的密度要同上部保持一致。 5 结构计算中部分参数选择不合理 5.1 抗震等级 通常进行的房屋设计，其抗震要求为丙类，此类建筑主要有一般性工业建筑、办公楼、住宿楼、居
8、民住宅等。对于能源、消防、医疗、商场、体育馆等公共建筑的抗震等级需要依据国家标准来选择，通常为乙类。对于乙类要求的建筑，如果防裂度是 6 度8 度，则应将等级在当地的基础上进行 1 度的提高。 5.2 地震力的震型组合数 对于多层建筑的地震力振型组合数目，可以选为 3（即不考虑扭转偶联） ；如果组合数超过 3，则尽量选为 3 的倍数，且其数目应小于建筑总层数。如果房屋层数为 1 或 2，则组合数宜为楼层数。对于考虑扭转偶联的高层建筑，其振型组合数的选择应9，若有较明显的结构刚度变化，也要增大振型组合数，一般来说要小于 3 倍房屋总层数。 5.3 结构周期折减比例 抗震墙等框架结构会由于填充墙的
9、问题而增加实际刚度，同时计算周期也要明显延长。此时计算得出的地震剪力会较小，故而不利于建筑的整体安全。在对多层框架结构进行周期计算时必须考虑折减比例，通常砌体填充墙时比例可取 0.60.7，砌体填充墙有少量轻质料时可以为0.70.8，若砌体填充墙全部使用轻质料则可取该比例为 0.9。 6 总结 多层框架房屋结构设计人员应牢记各项设计标准，依据自身积累的实际工作经验来进行最合理结构体系的选择，将每个环节中的关键部分正确处理，以达到建设高质量房屋的目标。 【参考文献】 1 田伟.多层框架房屋结构设计中的若干要点分析J.城市建设理论研究（电子版）,2011, (21):58-59. 2 张伟.多层框架房屋结构设计关键问题研究J.山西科技,2012, (5):125-126. 3 郭洪.多层框架房屋结构设计要点探讨J.建材与装饰,2012, (22):12-13.
