淺談多層框架房屋建筑結構設計要點

李可福

摘 要：在建筑工程的各個領域中，鋼筋混凝土結構設計均得到應用與普及，在結構設計管理上，多層框架結構設計方案同樣發揮著至關重要的作用，其是將來建筑設計管理發展的重要組成。所以必須高度重視多層框架結構設計研究工作，一切從工作的實際情況出發，不斷提升建多層框架結構設計的應用水平，有效促進實現現代化、高效化的建筑結構設計研究。本文針對其中的多層框架結構進行了全面設計討論。

關鍵詞：房屋建筑 框架結構 設計要點

與傳統建筑結構相比鋼筋混凝土多層框架結構有著明顯的優勢，鋼筋混凝土多層框架結構由于具有結構傳力明確、結構靈活、整體性強、抗震能力強等諸多 優點，因此被廣泛應用于現代建筑中。近年來隨著城市居民對建筑使用性能以及質量需求的不斷提升，以及城市發展規劃對土地利用率要求的進一步提升，我國城市建筑事業發展越來越多的采用多層框架房屋結構設計，但在多層框架房屋結構設計與應用過程中還存在很多問題，需要在設計過程中加以注意。

一、多層框架結構設計的原則分析

首先，在抗震設防地區，應注意遵循強柱弱梁、強剪弱彎、強節點強錨固的設計原則，一般成延性框架。恰當的運用“強柱弱梁”的原則可以節約費用，做到經濟實惠；還可以使樓層的凈空高度得到加大，來提高建筑的整體剛度。其次，在框架梁的配筋設計上，主要在主梁和次梁之間相交的地方要增加箍筋和吊筋來保證穩定性。比如，當梁端的縱向受拉鋼筋的配筋率大于2%時，要加大箍筋的最小直徑到至少2mm，結構設計師不能忽視這個問題，要根據實際情況及時的調整，這也不代表在進行框架計算時荷載取值并不是越大越好，要結合各種具體的情況來進行設計計算等。最后，在現澆樓板設計中的注意事項是：《混凝土結構設計規范》規定：兩對邊支承的板應按單向板計算；四邊支承的板，當長邊與短邊長度之比不大于2.0時，應按雙向板計算；當長邊與短邊長度之比大于2.0但小于3.0時，宜按雙向板計算；當按沿短邊方向受力的單向板計算時，應沿長邊方向布置足夠數量的構造鋼筋；當長邊與短邊長度之比不小于3.0時，可按沿短邊方向受力的單向板計算。因此，設計人員在設計樓板時，應區分好單向板和雙向板，這是正確進行樓板設計的前提。

二、多層框架結構設計要點分析

（一）基礎連系梁的設計

如果建筑的基礎埋置相對較深時，應當利用基礎連系梁來降低底層柱的計算長度。同時，應當在±0.00之下設計連系梁，從而組成有效的框架，而位于連系梁之下的柱應當利用短柱來對其實施加強處理。倘若基礎連系梁受到樓梯柱或填充墻等荷載作用時，在進行計算時，應當與所連柱的最大軸力設計值的10%進行疊加，基礎連系梁的配筋應當與梁的受力需求相符合。倘若有抗震設防需求時，基礎間應當順著兩個主軸的方向來對基礎連系梁進行設計。另外，當獨立基礎埋置不深時，基礎系梁宜設置在基礎頂部。當基礎系梁的受彎承載力大于柱的受彎承載力時，地基和基礎可不考慮地震作用，應避免基礎系梁和基礎之間形成短柱。另外須注意的是：一、二級框架結構的基礎系梁除承受柱彎矩外，邊跨系梁尚應考慮不小于基礎系梁以上柱下端組合的剪力設計值產生的拉力或壓力。基礎系梁截面高度一般可取柱中心距的 1/12～l/18，截面寬度可取 1/20～1/30。

構造基礎系梁的截面可取上述限值范圍內的下限值，縱向受力鋼筋可取上述所連接柱子的最大軸力設計值的l0% 作為拉力或壓力來計算，當為構造配筋時，除滿足最小配筋率外，還不得小于上下各 2Φ14（二級鋼），箍筋不得小于Φ8@ 200。當基礎系梁上作用有填充墻或樓梯柱等傳來荷載時，基礎系梁截面應適當增加，計算出的配筋應和上述構造配筋疊加。構造基礎系梁頂標高通常宜與基礎頂標高相同。在這種情況下，基礎宜按偏心受壓構件計算。

（二）抗震性的設計分析

為滿足建筑結構的抗震要求，在進行多層框架建筑結構設計時，設計人員要保證梁的剛度取值準確、客觀，如果取值無法確定時，要盡量取比較大的值，避免梁的剛度過小，在垂直荷載下，梁端負彎矩計算結果比實際值大，從而增大了梁端負彎矩配筋量，使得抗彎安全儲備偏高，在地震作用下，就會引起一些不安全因素。對于梁端負筋，在設計過程中，設計人員要盡量取小的負筋計算值，這樣才能為梁端塑性鉸的及時出現提供保障。在進行設計時，設計人員要保證梁端負筋配置量低于需求量，或者正好等于需求量，并適當的放寬跨中配筋，對于多層框架建筑結構，為方便施工，設計人員可以將配筋相差在5%以內的梁設置成一種配筋。同時在進行施工時，要特別注意，如果施工需要改變材料，要注重對梁鉸負筋進行密切的關注，避免因材料的改變，從而引起配置量的改變。

（三）調整框架柱配筋的設計分析

為了提高框架結構穩固度，需要對框架柱配筋進行調整。框架柱地震作用下，角柱等位置受到的扭轉作用力較強，雙向偏心作用下增加了扭轉效應，對內力負面影響大，橫梁約束效果差、導致框架柱體的受危害程度過高。為此，需要加強不利方向的框架計算處理，提高其橫向配筋、縱向配筋的合理控制效果。針對配筋計算，需要加強下述問題控制。在地震影響下，抗震墻端柱、角柱以及邊柱極易出現偏心受拉，就此柱內縱筋總截面需超過計算值的25%；另外框架柱的配筋需根據實際情況增大至計算值的1.2～1.6倍，一般中柱需要增大至計算值的1.2倍，邊柱要增大至1.3倍，角柱要增大至1.4倍。此外，為了保證澆筑混凝土具有良好的約束限制能力，需要對框架柱的箍筋機械井字形設計處理；焊接方式采取二級、三級底部結構。保證縱向鋼筋設計的配筋率高于3%，箍筋直徑需要大于8mm。

（四）框架結構柱的設計要點

倘若框架結構柱位于地上的部分是圓柱時，那么就應當將地下的部分盡可能地做成矩形柱，這樣能夠使施工的工序得以有效的減少。同時，應當確保圓柱的縱筋根數不少于8根，且應當將螺旋式作為圓柱箍筋的首選，這樣能夠使柱子的承載力、剛度以及結構的整體性得以極大的提升，施工圖紙中應當將柱子端部一圈半的水平段明確標注出來；矩形柱應當將井字復合箍的箍筋方式當作首選，對于有抗震設防需求的，必須嚴格根據建筑抗震設計規范來對其實施加密設計。另外，應當在不超出全柱高范圍的情況下對樓梯間與角柱間的梯柱及框架柱實施加密處理。此外，通常情形下，框架結構柱的截面必須與如下幾個要求相符：針對一、二、三級抗震需求的建筑結構，框架結構柱的截面邊長必須大于400mm；針對四級抗震需求的建筑結構，框架結構柱的截面邊長必須大于300mm；而針對非抗震需求的建筑結構，其框架結構柱的截面邊長必須大于 250mm。

總之，近年來隨著我國建筑市場的蓬勃發展，鋼筋混凝土多層框架房屋結構設計以其明顯的優勢，正在被我國建筑工程施工領域所廣泛的采用。建筑房屋結構設計的科學性與合理性對房屋建筑質量與使用性能有著決定性的影響，為此若想促進多層框架房屋結構在我國建筑施工領域的健康發展，必須確保多層框架房屋結構設計的科學性，在實施設計時設計工作人員需要對工程設計各個環節存在的不利影響因素進行全面的分析，通過提高建筑結構設計的質量，以此來提高多層框架房屋建筑結構的質量，提高建筑結構的使性能。