1、多层建筑框架结构设计的要点分析摘要：框架结构由于具有受力清晰、空间使用率高、工程造价较低的特点，被广泛的应用在工民建中。随着城市土地资源的减少，多层建筑越来越多，框架结构是多层建筑中常见的一种结构形式。本文主要对多层建筑框架结构的设计要点进行深入的分析。 关键词：多层建筑；框架结构；结构设计 中图分类号：TU318 文献标识码： A 一、多层框架房屋地基基础设计要点 （一）要正确地阅读和使用地质报告。熟悉勘察报告的主要内容，了解勘察结论和计算指标的可靠程度，进而判断报告中的建议对该项工程的适用性。这里，要把场地的工程地质条件与拟建建筑物的具体情况和要求联系起来进行综合分析。 （二）在满足承载力
2、和变形的基本要求下，尽量采用比较经济的天然地基上的浅基础。地基持力层的选择应从地基基础和上部结构的整体性出发，综合考虑场地土层的分布情况及稳定性，土层的物理力学性质，建筑物的体型、结构类型和荷载性质与大小，还要考虑地下水的影响。（三）多层房屋一般采用条形基础或独立基础。一般先由地基承载力和变形确定基础底面尺寸，然后再进行基础截面设计验算。基础高度由混凝土抗冲切和剪切条件确定，基础配筋则由基础验算截面的抗弯能力确定。除满足计算要求以外，还要满足一些规范规定的构造要求。要注意的是，在确定基础底面尺寸或计算基础沉降时，应考虑设计地面以下基础及其上覆土重力的作用；而在进行基础截面设计中，应采用不计基础
3、与上覆土重力作用时的地基净反力进行计算。 （四）在地基处理时，要针对地质报告条件和水文地质条件选用合适的地基处理方法。要特别注意所选的方法必须符合土力学的基本原理和重视当地的实际工程经验。要有长期荷载重心和基础形心尽量相重合的概念。要有基础整体性的概念，通过增设基础连系梁和基础圈梁等措施来保证。 二、多层建筑框架结构配筋设计的要点 （一）框架柱配筋的调整 框架柱的配筋率一般都很低,有时电算结果为构造配筋,但是实际工程中均不会按此配筋,因为在地震作用下的框架柱,尤其是角柱,所受的扭转剪力最大,同时又受双向弯矩作用,而横梁的约束又较小,工作状态下又处于双向偏心受压状态,所以其震害重于内柱,对于质量
4、分布不均匀的框架尤为明显,因此应选择最不利的方向进行框架计算,另外也可分别从纵、横两个方向计算后比较同一侧面的配筋,取其较大值,并采用对称配筋的原则,为了满足框架柱在多种内力组合作用下其强度要求,在配筋计算时应注意以下问题: 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,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
5、,并应焊接。 另外多层框架电算时常不考虑温度应力和基础的不均匀沉降,当多层框架水平尺寸和垂直尺寸较大以及地基软弱土层较厚或地基土质不均匀时,可以适当放大框架柱的配筋,且宜在纵、横两个方向设置基础梁,其配筋不宜按构造设置,应按框架梁进行设计,并按规范要求设置箍筋加密区。（二）框架外挑梁配筋 由于占地面积的限制、使用功能的要求或结构上的原因，工程上常在框架的梁端设计挑梁。由于框架梁的荷载与外挑梁的实际荷载值不同，因而框架梁与外挑梁的断面尺寸会有所不同，而有的设计人员在绘图时只是将框架梁上的某些主筋向外挑梁延伸了事，殊不知有些主筋根本无法伸进挑梁，这些差错一般在施工时才会暴露出来，但为时已晚，许多钢
6、筋已截断成型，这不仅影响了施工进度，而且也造成了不必要的损失。框架梁外挑梁下常设置钢筋混凝土柱。在柱的内力和配筋计算中，有些设计人员对其受力概念不清，误认为此为构造柱，并且其配筋为构造配筋，悬臂梁也未按计算配筋，这样有可能导致水平荷载作用下承载力不足，为事故的发生埋下隐患。 （三）框架边柱柱顶配筋 对于框架结构的高层建筑，水平荷载对结构的倾覆力矩以及由此在竖向构件中所引起的轴力与建筑高度的平方成正比；顶点位移与建筑高度的 4 次方成正比。水平荷载是结构设计中的控制因素。框架顶 层的风荷载较大，而屋面结构荷重传给边柱的轴向总力比楼层边柱总力要小，显然柱顶有大偏心问题，顶层边柱节点出现轴向力对截面
7、重心的偏心距大于 0.5 倍的柱截面高度。根据框架结构的构造要求，横梁上部钢筋应全部伸人柱内，且伸过横梁下边；柱内一部分钢筋伸到顶端，另一部分钢筋伸到横梁内，其根数依据计算确定且不少于 2 根。设计人员在图中经常容易将边柱柱角的钢筋弯入梁内，对这类问题，缺乏实践经验的工程技术人员不易立即发现，而要等施工时才会察觉。问题的症结在于柱宽大于梁宽，柱角的纵筋要完全伸人梁内是办不到的，对这种差错应引起设计人员的重视。 三、楼板开大洞结构计算注意问题 楼板开洞的结构比较普通，如果开洞面积大于该层楼面面积 30，就属于平面不规则了，计算时必须进行处理以 PKPM 软件为例来说，TAT和 SAT、IVE 分
8、别采用了两种方式进行处理。TAT 软件是将无楼板的节点定义为弹性节点，也就是表明该节点不受剐性楼板假定的限制，其平动自由度独立（在这里所指的节点为梁柱交点） ；SATWE 软件是将所有楼板定义为弹 IS 膜，由软件真实地计算楼板的平面内刚度,忽略楼板的片面外刚度。 建议如果某层洞口面积大于楼层面积的 30以上时，应将全楼所有楼板定义为弹性膜比较符合实际，也可以将该层洞口边缘节点定义为弹性节点（即不考虑楼板的刚度） ；如果屋面为刚网架时，应输入板厚，定义为弹性膜。真实计算楼板的平面内刚度，比较符合实际。在正确定义了弹性节点或弹性膜后，在后续计算中必须采用总刚计算法，否则侧刚度计算法仍按刚性楼板计
9、算结构内力和配筋，计算时应特别注意这一点。 四、在多层框架抗震设计要点 为满足抗震规范要求的“梁铰型”侧移框架，在设计中应注意的问题。 1、在进行框架内分析时,梁的刚度取值应客观、准确。当不易取准时,宁可取值略大些,且勿偏小。由于非地震区的设计习惯影响，在进行框架的内力分析时，往往易使梁的刚度取值偏小,导致内力分析时，梁刚度取值偏低。对此，过去的习惯认识介偏于安全的，只是多用一点材料。在实际中，我们通过对框架计算结果的分析比较，认识到，内力分析时梁刚度取值低，在垂直荷载作用下，对框架边节点、将使梁端负弯矩的计算结果比实际偏大;对中间节点,也会使跨度大的一侧的梁端负弯矩配筋量偏大。这样一来导致了
10、梁端负率矩配筋量偏大,抗弯安全储备偏高,对于地震区的设计,将影响梁端铰的优先产生,影响框架的延性,是与设计的初衷相悖的。大震时,可能导致其余部位优先成铰,是抗震设计中不可忽视的不安全因素,再者,由于梁端抗弯能力的偏高,可能导致抗剪强度反而偏低。达不到强剪弱弯的要求,易产生剪切形脆性破坏.这也是抗震设计中应尽量避免的。鉴于上述讨论,可以看出,在计算时,梁刚度取值比实际偏低,对抗震设计可能存在潜在不安全因素。 2、在进行框架配筋时，梁端负筋宁低勿高。在我们已往的设计中，进行实际配筋时，习惯上略高于计算值，这在设计中是允许的。但在地震区，对梁端负筋，为保证梁端朔性铰的及时出现，必须改变以往的作法，在
11、我们设计的一些工程中，遵循的原则是梁端负筋配置量正好或略低于需要量，而跨中配筋略为放宽点，再则，对多层框架，为施工和用料方便，往往将几层配筋相差在5%以内的梁合为一种配筋，对此，如全按大者配置，会影响某些层的“梁铰型” 。对此，我们的作法是：梁端负筋随小者配置，跨中钢盘随大者再略放宽配置。如此，即保证了强度要求，又满足了“铰梁型”的要求。三则，在施工中进行材料代换时，对梁铰负筋应切实注意，决不可因代换而增加配置量。 参考文献 1孙琰.多层建筑框架结构设计的几点研究j. 商品与质量建筑与发展, 2013 年 11 期. 2王小军.多层框架结构建筑的设计问题及措施分析j. 中国房地产业,2013 年 4 期.
