簡述多層框架房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題

劉敏

（江蘇環(huán)保產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院股份有限公司 江蘇南京 210000）

人們?nèi)粘Ｉ钏诫S著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展而不斷提高，對建筑項(xiàng)目也有了更高的要求，高層建筑物不斷增多，因此需要人們提高對高層建筑項(xiàng)目結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的注重程度。而多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是建筑設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，本文就對多層框架設(shè)計(jì)中呈現(xiàn)的問題進(jìn)行了研究處理，期望建筑行業(yè)發(fā)展愈來愈好。

1 多層框架建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則

1.1 層層都需設(shè)防

提升多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性能需要每層都設(shè)防，這樣才可以充分抵抗強(qiáng)大的外力沖擊，例如，在建筑結(jié)構(gòu)中應(yīng)當(dāng)多運(yùn)用多肢墻替代單片墻，框架剪力墻代替純框架，這樣也可以完美體現(xiàn)出層層設(shè)防的優(yōu)點(diǎn)。倘若完全依靠單個(gè)結(jié)構(gòu)抵御強(qiáng)大外力，將會(huì)給整個(gè)建筑物帶來危害。

1.2 剛?cè)岵⑹?/h3>

雖然提升多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的柔度可以為建筑物提供良好的變形能力，對外力進(jìn)行有效削弱，但如若外力持續(xù)增加就會(huì)因變形程度過大導(dǎo)致建筑物倒塌。同時(shí)，多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也不能太剛，較差的變形能力會(huì)導(dǎo)致局部部位在承受較大外力時(shí)受到損傷，從而造成整體建筑損毀。

1.3 突出重點(diǎn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)過程中應(yīng)該建筑進(jìn)行實(shí)際分析，綜合考慮實(shí)際設(shè)計(jì)中可能發(fā)生的各種狀況以及在外力作用影響下的受力結(jié)構(gòu)重點(diǎn)。并針對重點(diǎn)框架設(shè)計(jì)部分進(jìn)行合理調(diào)整。

2 多層框架建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀

框架結(jié)構(gòu)主要包括為承重結(jié)構(gòu)以及主框結(jié)構(gòu)，主框結(jié)構(gòu)主要包括基礎(chǔ)部分、鋼筋混凝土制作的柱、梁以及節(jié)點(diǎn)部位，外加填充墻、屋蓋以及樓板等組成結(jié)構(gòu)，在柱子、橫梁以及樓板之間互相連接組成了承重結(jié)構(gòu)，從而形成明確力度傳遞的路線。每一層框架的高度可以是相同的、也可以是不同的，部分建筑物框架結(jié)構(gòu)可能會(huì)因?yàn)榭臻g分布或其他原因，在某一層的跨抽梁或抽柱之間出現(xiàn)十分明顯的缺柱、缺梁現(xiàn)象。框架結(jié)構(gòu)在圍護(hù)構(gòu)件以及承重構(gòu)件之間有十分明確的區(qū)域劃分，框架結(jié)構(gòu)的受力截面相對比較小，剛度與承載力十分低，受力點(diǎn)貼近豎向的懸臂剪切梁側(cè)，隨著建筑物層數(shù)的增加，其水平位移逐漸減小，減低建筑工程質(zhì)量。

3 多層框架建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)現(xiàn)存問題

3.1 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中存在的問題

對于用鋼筋混凝土制成的多層框架建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其基礎(chǔ)多半是由柱下獨(dú)立的方式進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。針對這種方式的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)的問題會(huì)隨著層數(shù)高度以及不同的地基條件的變化而產(chǎn)生變化。并有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范指出，如若建筑物的受力面積中不存在軟弱土層同時(shí)建筑物在25m高度以下時(shí)，在多層框架建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中則并不需要計(jì)算抗震承載力。

3.2 抗震設(shè)計(jì)中存在的問題

在多層框架建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范指出可以應(yīng)使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行方案設(shè)計(jì)。為了保證建筑的安全性以及工程質(zhì)量，應(yīng)在計(jì)算機(jī)抗震指數(shù)結(jié)果計(jì)算出后再對后續(xù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算通常包括建筑房屋的剪力系數(shù)設(shè)計(jì)以及抗震參數(shù)設(shè)計(jì)。因此，在確定多層框架建筑結(jié)構(gòu)抗震參數(shù)的過程中會(huì)出現(xiàn)像參數(shù)計(jì)算不合理等各種問題，嚴(yán)重影響建筑設(shè)計(jì)效率。

3.3 設(shè)計(jì)過程中忽略縱向框架設(shè)計(jì)

依據(jù)建筑物抗震設(shè)計(jì)的要求，應(yīng)該根據(jù)兩個(gè)主軸的反力來確定水平地震效果。但在目前絕大部分的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)工作人員僅僅設(shè)計(jì)了普通的縱向連續(xù)梁，所以設(shè)計(jì)的建筑框架的梁柱節(jié)點(diǎn)以及縱向加固往往不能滿足建筑物的抗震要求。因此，在多層框架建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中經(jīng)常發(fā)生縱向鋼筋配筋十分不匹配以及梁支撐負(fù)筋等現(xiàn)象。所以，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)將縱向與橫向框架放置在同一水平高度。

3.4 設(shè)計(jì)過程中沒有了解受力狀態(tài)

設(shè)計(jì)人員在對多層框架建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中沒有對板的受力狀態(tài)進(jìn)行充分分析，又或者是因?yàn)闉榱擞?jì)算簡便，只簡單的通過計(jì)算單向板來推算雙向板。最終致使實(shí)際應(yīng)力狀況與計(jì)算結(jié)果不符，導(dǎo)致設(shè)計(jì)構(gòu)件長向配筋過多、短向配筋嚴(yán)重不足等現(xiàn)象，使建筑物板產(chǎn)生裂紋。

3.5 設(shè)計(jì)圖紙嚴(yán)格不符合要求

部分設(shè)計(jì)師在對施工圖紙進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)偷工減料，設(shè)計(jì)內(nèi)容敷衍而又粗糙，會(huì)遺漏系統(tǒng)圖紙或大圖紙等相關(guān)部分，施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)說明描寫不全面，設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)不完善，無法充分滿足建筑項(xiàng)目的全貌。部分極其重要的參數(shù)、工程類型以及安全等級，在施工設(shè)計(jì)圖紙中未進(jìn)行詳細(xì)說明。

4 多層框架建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題解決方策

4.1 提高建筑結(jié)構(gòu)選擇

建筑是一種具備一定空間結(jié)構(gòu)，可以承受外界或者人力施加的外力，保證使用安全的結(jié)構(gòu)。因此，一定要結(jié)合相關(guān)設(shè)計(jì)資料以及設(shè)計(jì)方案對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行選型。結(jié)構(gòu)選型應(yīng)當(dāng)遵循相應(yīng)的選擇原則，首先應(yīng)該滿足建筑物功能以及外觀造型的要求，其次應(yīng)該保證建筑物結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，綜合考慮現(xiàn)場施工條件以及建筑材料，最后還要滿足合理的造價(jià)需求。

4.2 合理設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)

建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)需要確定平面上柱的排列方案，一般情況下有兩種情況：①內(nèi)廊式。②等跨式。承重方案在選擇過程中要充分考慮框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的靈活性，將框架結(jié)構(gòu)按照不同的承重方法劃分為不同的類型，如縱向框架的承重方案、橫向框架的承重方案以及混合型框架的承重方案等。在對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)考慮到構(gòu)件截面面積、施工材料的強(qiáng)度以及外界因素的影響，因此，在設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)使用合理抗震方法，確定準(zhǔn)確的抗震參數(shù)，提高建筑安全性能，保障建筑穩(wěn)定性。

4.3 加強(qiáng)建筑內(nèi)力分析

建筑物在內(nèi)在水平負(fù)載以及豎向負(fù)載的不同情況下會(huì)出現(xiàn)不同變化，根據(jù)目前現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，多層框架建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中要對建筑內(nèi)里進(jìn)行合理計(jì)算、分析，利用不同負(fù)載情況下建筑內(nèi)力的分析情況完成建筑構(gòu)件的截面設(shè)計(jì)。在豎向負(fù)載的內(nèi)力分析計(jì)算時(shí)，可以運(yùn)用彎矩二次分配或分層法進(jìn)行計(jì)算，彎矩二次分配是指將各個(gè)節(jié)點(diǎn)的彎矩重新分配，并傳遞相關(guān)數(shù)據(jù)。分層法在計(jì)算時(shí)，可以將上下層彈性支撐轉(zhuǎn)變?yōu)楣潭ǘ耍⒕€剛度乘以0.9，并將地柱彎矩傳遞的系數(shù)改為1/3，保證各個(gè)層梁剛度以及底層柱剛度保持不變，傳遞系數(shù)變?yōu)橐话搿＿@兩種方法都可以提高設(shè)計(jì)力度，更好的滿足設(shè)計(jì)要求。

4.4 提升板的設(shè)計(jì)重點(diǎn)

在利用間隔板連接幾個(gè)相同型號的房間時(shí)，應(yīng)該連接底板。在對鋼筋進(jìn)行計(jì)算時(shí)，應(yīng)該考慮到塑性內(nèi)力重分布。支撐外部框架梁板的負(fù)筋不能設(shè)計(jì)的太大，不然會(huì)導(dǎo)致梁扭矩過大。如果將薄板與厚板進(jìn)行連接，應(yīng)降低厚板支座上的配筋，對薄板按固定端以此進(jìn)行支座思考，合理增加跨中配筋。對于非矩形板，應(yīng)該適當(dāng)減少支撐鋼筋，提高跨中鋼筋。

5 結(jié)束語

目前，多層框架建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問題不僅僅只局限在梁體、柱體以及板面上的核心設(shè)計(jì)中，更應(yīng)該對框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)架以及布局進(jìn)行合理布置，進(jìn)行科學(xué)安全設(shè)計(jì)。同時(shí)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員會(huì)遇到各種問題，例如建筑選型問題或抗震設(shè)計(jì)問題等，解決這些問題需要技術(shù)人員的工作經(jīng)驗(yàn)確立方案與操作流程，建立正確設(shè)計(jì)觀點(diǎn)，克服設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)的問題。通過對多層框架建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中的合理調(diào)整，可以提升建筑結(jié)構(gòu)科學(xué)性，提高建筑工程質(zhì)量，全面提升房屋建設(shè)結(jié)構(gòu)技術(shù)水平，推動(dòng)建筑行業(yè)發(fā)展。