1、1多层建筑结构设计中框架结构的问题分析与处理【摘要】在我国建筑工程项目中，多层建筑结构设计工作是一项十分重要的工作内容，在建筑工程项目中占有十分重要的地位和作用。多层建筑框架结构设计是建筑结构设计中较为基础并且重要的形式，在设计过程中，应根据相关规范作科学合理的设计。本文就建筑框架结构设计中经常遇到的问题进行分析，并提出具体处理措施，希望对以后的相关研究提供参考和借鉴。 【关键词】框架结构；结构设计；处理措施 中图分类号： TU318 文献标识码： A 文章编号： 0 引言 近年来，随着建筑功能和建筑造型要求日趋多样化，建筑结构设计已经越来越引起人们的重视。建筑框架结构设计作为现行比较常用的模
2、式，已经广泛应用在各类建筑中，目前，我国多层建筑的框架结构设计工作中，逐步实现了与国外先进理念的融合与接轨，建筑框架结构的体系与模式也呈现出了多渠道发展的新态势。建筑竖向体形和平面布置也越来越复杂，给建筑结构设计人员带来了许多新的问题，给多层建筑结构设计提出了更高的要求。下面对多层建筑框架结构设计和可能出现的问题进行阐述。 一、框架结构设计原则 1.1 刚柔相济 2建筑物框架结构不宜太柔，太柔的结构由于变形能力强，可以很好的抵御和削减外力，但是如果外力持续袭来，则会导致变形过大而使全体倾覆；也不宜太刚，太刚会导致结构变形能力差，如果承受瞬间巨大破坏力，容易使局部受损进而导致全部毁坏。 1.2
3、层层设防 结构安全体系需要层层设防，当强大的外力袭来，所有抵抗外力的结构通力合作抵御外力。如果把抵御外力的任务寄托在一个结构上，是非常危险的。如土建结构中多肢墙比单片墙好，框架剪力墙比纯框架好等等，就是体现了多道防线的设计思路。 1.3 抓大放小 绝对安全的结构是没有的。各个构件担任的角色不尽相同，按照其重要性也就有轻重之分，他们共同构成协调统一的整体。一旦巨大的破坏力量突然袭来，各个构件协作抵抗的目的，就是为了保住最重要的构件免遭摧毁。例如，在钢框架结构中，柱承担的责任比梁大，柱不能先倒。为了保证柱是在最后失效，我们故意把梁设计成相对薄弱的环节，使其破坏在先，以最大限度减少可能出现的损失。
4、二、框架结构在设计中的问题 （1）楼板开大洞计算问题 楼板开洞是建筑结构设计中比较常见的问题，如果开洞面积大于该层楼面面积的 30，就属于平面不规则了，计算时必须进行处理。 （2）短柱问题 在框架结构中，如果剪跨比小于等于 2，或者柱净高与柱截面高度小3于等于 4，那么该柱为短柱。因为短柱的受剪承载力及变形能力不足，在地震作用下，容易发生脆性破坏，从而引起建筑物的严重破坏，设计上应尽量避免短柱形成。 （3）薄弱层判定问题 一般情况下，这些部位的承载力是满足设计地震作用下抗震承载力要求的，只有在地震强度大于等于 7 度的地区才可能出现问题。 如果结构存在转换层，即竖向抗侧力构件不连续，必须强制认
5、为该层为薄弱层。 如果结构的抗侧移刚度不规则，可以将该层指定为薄弱层。 （4）梁、板和柱的强度设置问题 在施工过程中，梁、板和柱常常采用不同等级的混凝土，从受力特征来看，这样处理比较经济合理，然而，从实际效果来看，往往不尽如人意。除此之外，还可能出现高强度的梁或节点浇筑低强度混凝土或者低强度等级的梁或节点浇筑高强度混凝土等不合理现象。给施工造成严重质量和安全隐患。 三、结构计算中几个重要参数的选取问题 3.1 结构的抗震等级 在工程设计中，多数房屋建筑按照抗震设防分类属于丙类的建筑，一般情况下，当抗震设防烈度为 68 度时，抗震措施应符合本地区抗震设防列度提高一度的要求。如北京某大型零售商场和
6、某三级医院的门诊楼本属乙类建筑，但设计人员错当成丙类建筑来设计，使建筑物的抗震能力为降低，不得不对设计计算做重大修改。 43.2 地震力的振型组合数 对高层建筑，当不考扭转耦联计算时，至少应取 3t 当振型数多于 3时，宜取 3 的倍数，但不应多于层数时房屋层数2 时，振型数可取层数。顶部有小塔楼、多塔结构等，振型数应取12 或更多，但不能多于房屋层数的 3 倍，只有当定义弹性楼板，且采用总体分析，必要时，振型数才可以取的更多。 抗震规范指出，合适的振型个数一般可以取振型参与质量达到总质量的 90所需的振型数。有些设计人员不大重视电算程序使用手册的应用，选取振型数时比较随意，这是应当改进。 3
7、.3 结构周期折减系数 框架结构及框架抗震墙等结构，由于填充墙的存在，使结构的实际刚度大于计算刚度，计算周期大于实际周期，因此，算出的地震剪力偏小，使结构偏于不安全，因而对结构的计算周期进行折减是必要的，但对框架结构的计算周期不折减或折减系数取得过大都是不妥当的。 四、框架结构的处理措施 4.1 楼板开大洞计算处理措施。SATWE 软件是将所有楼板定义为弹性膜，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；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。 4.2 短柱的处理措施。短柱的处理可以采用配 X 形钢筋和外包钢板的方式；也
8、可以采用复合箍筋，并使箍筋沿全高加密的方式增加柱的抗剪承载力来改善其变形能力，保证短柱的纵向钢筋对称布置，且每侧的纵向钢筋配筋率不宜大于 1.2的方式处理。 54.3 薄弱层处理措施 薄弱层是对抗震极为不利的结构层原则上应避免出现薄弱层。避免出现薄弱层的最基本方法是加大该层的抗侧移刚度,即加大该层的柱截面或梁截面；如果条件允许,可以改变该层层高或减少基础埋置深度。 4.4 梁、板和柱的强度设置处理措施。结构设计时最好采用统一的强度等级；或柱采用一种混凝土强度等级，梁和板采用另一种混凝土强度等级，并且只在节点处采取特殊措施，以简化施工工艺，提高施工效率，保证施工质量。 4.5 框架梁、柱箍筋间距
9、处理措施 建议程序内定梁箍筋改为取梁的非加密区间距 200mm。这样，既可保证梁非加密区的抗剪承载力，又可适当增加梁端箍筋加密区(箍筋间距为100mm)的抗剪能力，梁的强剪性能更能充分体现。当框架梁由于种种原因纵向钢筋超筋时，梁端适当加大抗剪承载力对结构抗震非常有利。因此，我们也建议程序内定柱的箍筋间距改为取柱的非加密区的箍筋间距200mm。这里需要指出的是，梁、柱箍筋非加密区配箍验算时可不考虑强剪弱弯的要求，即剪力设计值取加密区终点处外侧的组合剪力设计值，并且不乘以剪力增大系数。 4.6 框架结构设计管理的强化措施。多层建筑的框架结构技术管理，并不是单纯照搬国外的技术管理经验，而是要在原有技
10、术管理经验的基础上，进行重新改进，以逐步形成适合我国现代多层建筑框架结构设计的技术管理的理论和观念。框架结构设计的技术管理涉及到很多方面，而且相对复杂、多样，以及难以具体操作和进行。只有加强了多层建筑6框架结构设计的技术管理，才能有效提高现代建筑工程的技术要求。 五 结语 随着建筑造型和建筑功能要求日趋多样化，无论是工业建筑还是民用建筑，在结构设计中所遇到的各种难题也是日益增多，而作为一个结构设计者需要在遵循各种规范的前提下大胆灵活的解决一些结构方案上的难点重点并在工作中不断的总结和完善。 参考文献： 1李永胜.高层建筑桩基础静压桩施工技术探讨J.山西建筑,2011(16). 2匡成荣水泥搅拌桩湿喷法加固小桥涵软土地施工技术J.中国水利，2000，(6) 3欧阳立清桩基础施工影响质量的因素及对策J.中华建设,2008，(2). 4林敏.建筑物桩基础施工方法浅探J.黑龙江科技信息，2009， （11）. 5吴威.关于施工项目的成本控制J.铁道运营技术.2006.(02)
