多層框架房屋結構設計探討

張忠林

摘 要：在我國建筑行業不斷發展的今天，多層框架結構憑借其自身的很多優點已經被廣泛的應用于現代建筑中。人們對自己住房的要求也在不斷的提升，這就對我國建筑工程的設計施工的合理性提出了更高的要求。

關鍵詞：多層框架；房屋；設計

1 多層框架房屋地基基礎設計時的注意事項

（1）首先要準確的閱讀并使用地質報告。掌握勘察報告的主體內容，注意勘察結論和計算指標的可靠程度，通過本身的專業技能進而判斷，結合報告中的建議對該項工程的適用性進行取舍。

（2）在滿足承載力和變形的基本要求下，盡量采用比較經濟的天然地基上的淺基礎。地基持力層的選擇應從地基基礎和上部結構的整體性出發，綜合考慮場地土層的分布情況及穩定性，土層的物理力學性質，建筑物的體型、結構類型和荷載性質與大小，還要考慮地下水的影響，山區建筑還要考慮土坡度情況。

（3）多層房屋一般采用條形基礎或獨立基礎。一般先由地基承載力和變形確定基礎底面尺寸，然后再進行基礎截面設計驗算。

（4）在地基處理時，要針對地質報告條件和水文地質條件選用合適的地基處理方法。

（5）要有長期荷載重心和基礎形心盡量相重合的概念。要有基礎整體性的概念，通過增設基礎連系梁和基礎圈梁等措施來保證。

2 多層框架房屋結構類型的選擇

多層框架房屋結構設計過程中，基礎類型的選擇應充分結合房屋建設施工場地及周邊的地址情況、房屋上部結構荷載需求等因素。在以往設計案例中，常有因基礎類型或上部結構設計不合理而造成的地基基礎不均勻下沉或地基基礎傾斜的問題，為了避免這類問題的出現，設計過程中需強化對房屋上部結構與基礎類型匹配度的研究，確保框架結構的穩定性與合理性。此外，在保證多層房屋框架結構設計科學合理的基礎上，還應對候選方案的經濟性進行對比，綜合各方面因素選用最為經濟、可靠的設計方案。多層框架房屋結構類型的選擇過程中，最需要關注的問題是框架結構的受力及其輔助設計，實際工作中可運用PKPM軟件進行操作：（1）板參數。通常情況下，單向板應當取值1/35板跨，雙向板應當取值1/40板跨。在此基礎上進行相應的撓度與裂縫處理，并對板厚參數及配筋方案進行合理控制；（2）柱的截面參數。柱的截面主要取決于跨度和剛度，通過計算分析確定，在此需要特別注意的問題是，框架柱的荷載設定應當滿足軸壓比的限制條件，依照此種限制因素對超筋及構造配筋的梁柱參數加以合理優化與調整，此外，還應對結構的自振周期進行嚴格檢驗；（3）初選梁截面參數。梁截面的高度參數一般應在梁的跨度的1/15到1/10之間，梁截面的寬度參數一般應在跨度的1/3到1/2之間，計算過程中應結合這一標準進行確定和分析；（4）荷載。計算過程中應充分考慮荷載因素，將其做輸入處理，目前PKPM軟件中的SATWE程序能夠對框架結構設計中的荷載參數進行處理計算；（5）基礎選型。目前多層框架房屋結構設計中常用的基礎類型有柱下筏板、柱下獨立基礎、柱下條基、樁基這幾種，每種基礎類型有其相應的適用情況和結構性能特點，應結合每項工程的實際設計需要進行合理選擇。

3 多層框架房屋設計的重點參數

3.1 合理選取設計參數

隨著科技水平的不斷進步，以及科技技術在建筑工程中使用的逐漸增多，以往很多需要人工計算的工程數據都能夠通過計算機的輔助來很快的獲得計算結果。而在工程設計方面，也離不開計算機的幫助。但是，計算機畢竟只是一臺機器，在建筑工程的很多實際問題中，其不能夠對一些特殊的問題進行及時、全面的考慮，這就為預想結果與計算結果的不一致埋下了隱患。在我國建筑行業的相關規定中也指出，在實際的設計工作中只能以計算機作為輔助工作的工具，對于其計算結果要進行科學實際的分析而不能一味盲目根據計算機計算的結果作為最終計算結果，從而保證計算結果的準確性。在多層框架房屋設計中，主要需要計算的參數有以下幾個。

3.1.1 抗震等級

抗震等級對于建筑房屋而言是非常重要的一項因素。在設計過程中，要分別就建筑的功能和建筑對抗震等級的要求進行科學的區分，并按照建筑等級來決定其應具備的抗震等級。對于普通建筑如辦公樓、民宅等等，其劃分為丙類建筑，所以在其建筑的設計過程中，要按照相關規定以丙類建筑的要求進行設計。另外還需要注意的就是在對建筑的抗震等級進行設計時，要首先明確建筑物的等級，然后再根據相關標準劃分其抗震等級。

3.1.2地震力的振型組合數

振型組合數在建筑工程中也是一項不可缺少的參數，它與建筑物的結構層數有著正比關系。當建筑的層數增多的時候，振型組合數也就越大。而如果建筑的層減小的時候，振型組合數的值也就隨之減小。

3.1.3 確定結構周期折減系數

在建筑的框架中，由于有著填充墻的存在，使得計算出的剛度同實際剛度有著些許偏差。因為計算周期要大于實際周期，以此為根據計算出的地震剪力會相對小一些，致使建筑的抗震性達不到預期。所以，如果要對房屋的結構進行加強，就需要適當的減少房屋的計算周期，同時在計算中要注意比例，合理計算。

3.2 基礎拉梁

如果在多層建筑中，其框架結構的基礎埋置深度足夠大，那么就需要對房屋拉梁設置進行充分的考慮，從而對房屋的長度與位移進行合理的降低。一般情況下，基礎拉梁的設計要依照整體房屋的情況來進行，當建筑的基礎埋置深度不是特別深的話，就可以按照其主軸方向設置。另外，還要根據建筑的實際條件及深度對拉梁的截面進行確定。

3.3 獨立基礎設計荷載取值

在多層房屋的設計工作中，另一個需要考慮的問題就是基礎設計荷載。在大多數情況下，房屋結構主要是采用柱下獨立基礎樣式。我國對此也有著相應的標準，在對抗震性能的要求中，不超過8層且高度在24m以下的一般民用建筑框架房屋，如果地基主要受力層范圍內不存在軟弱黏性土層，可不進行天然地基及基礎的抗震承載力驗算。同時，對于地基抗震性能的設計過程中，也要在對各方面因素進行參考后再進行設計工作。而在這其中風荷載是很重要的一項因素，有的設計工作人員沒有對整個設計過程進行充分的考慮，在設計獨立基礎時，沒有深切注意到柱腳的取值，這樣就會導致后續的荷載取值工作達不到應有的準確性，從而為后續的施工質量與施工進度產生負面影響，更嚴重的甚至會影響到房屋建設完畢后的安全性，所以無論是哪種因素，作為工程的設計人員都要做到認真對待，防止意外情況的發生。

3.4 基礎拉梁層模型的計算

在對多層框架房屋進行設計的過程中，還要特別注意計算基礎拉梁的模型。在計算過程中，要遵循計算的嚴謹性、科學性。在現今的多層房屋拉梁的計算工作中，大多都采用TAT或者SATWE程序進行計算。由于拉梁層沒有樓板，所以在實際計算中，樓板的厚度值可以取零，另外還要注意房屋各部分的不規則情況，從各個角度保證計算結果的準確性。

4 結束語

多層房屋框架結構是建筑的最基本的形式，影響著城市的美觀，也影響著人們生活的舒適度、安全度，也很大程度的影響著人們工作、生活的質量。這是一個系統全面的工作，一旦處理不好，或計算過程中有所疏忽，都會導致結構不合理甚至不安全。這就要求設計者有足夠的理論知識和嚴謹的工作態度。在結構電算的同時也應注意本文中所提到的類似問題。設計出更安全、更舒適、更經濟的建筑。

參考文獻：

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[2] 董曉芳.淺談多層框架房屋建筑結構設計[J].建材與裝飾，2017（49）.