建筑設計中多層框架的結構設計

王慧宇

摘 要：在樓層和高度恰當的環境下，框架結構具有的空間是很大的，其能夠得到靈活的平面分布，可以符合多種應用功能與工藝需要。但是，為保證結構設計效果，在規劃框架結構時，設計師仍然要高度重視一些實際性和概念性事件。基于此，文章對多層工程框架結構的設計缺陷進行了詳細介紹，且仔細分析了設計優化要點。

關鍵詞：建筑設計;多層框架;結構設計

引言

多層框架結構具有結構整體性、剛度較好，以及良好的抗震性能，并且可以靈活地配合建筑平面布置等優點，使得這種結構設計成為了較為常用的設計模式，由此引起了設計人員的高度關注和重視。

一、多層框架結構設計的基本內容

（一）框架結構類型須一致

確?？蚣芙Y構類型的一致性是構建合理的民用建筑多層框架結構的關鍵所在，具體而言，在民用建筑中，進行多層框架結構工程的施工時，務必要把握好相關的原則，保證框架結構中結構類型的一致性，避免出現兩種不同的結構，尤其是在樓梯跟電梯間，或者類似此類結構中局部有突出屋頂的特殊房間，切忌使用磚墻。究其原因主要在于框架結構屬于比較柔性的結構，但磚混結構則比較的剛性，兩種結構難以相互的融合，所以，在保證了民用建筑多層框架結構形狀的情況下，務必確保結構的變形能夠達到相互協調的狀態。不能夠使用混合的結構，避免對整個民用建筑的質量產生影響，導致建筑存在大量的安全隱患，因而，務必要確保結構類型的一致性。

（二）加強短柱的構造

加強短柱的構造能夠為合理構建民用建筑多層框架結構提供一定的幫助，具體而言就是，通常情況下，在進行民用工程施工時，為了有效節省工程的投資資金，在進行柱間填充墻施工時，通常難以達到頂棚，經常出現在墻上任意開門鑿洞的問題，而正是這樣不夠規范的施工方式常常會導致出現短柱的問題，然而短柱的剛度十分的強大，很容易產生交叉裂縫，或者引發脆性錯段的問題，導致建筑物或者構筑物被破壞，嚴重時會倒塌，所以，加強短柱構造的措施有著十分重要的意義。

（三）合理安排框架梁設計

民用建筑中，在框架梁外挑具有十分重要的意義，并且為了跟工程的需要相符，務必要對鋼筋混凝土柱進行設置，科學的對待工作中所涉及到的每一個環節，合理的設計建設結構的多層框架結構。在實際計算過程中，由于柱為偏心受壓構件，所以務必要對懸臂梁梁端的協調變形狀況進行考慮。對豎向構件參與結構進行整體的分析，對梁跟柱之間的節點關系進行合理的處理，以便從根本上將安全隱患消除，避免民用建筑發生意外。

二、多層框架結構設計的存在問題

（一）忽視了框架梁的裂縫寬度

設計多層框架民用建筑的結構時，鋼筋的類型、直徑以及混凝土的等級會對框架梁裂縫的寬度產生重要的影響，然而在實際設計過程中通常會將此類問題所忽視，未將框架梁的裂縫寬度充分考慮在內。這樣一來，不但對對整個民用建筑的建筑安全性能產生影響，還會對降低民用建筑結構抵抗自然災害的能力，從而對整個多層民用建筑結構的質量產生影響。因此，在設計民用建筑多層框架結構中最為嚴重的一個問題就是忽視框架梁的裂縫寬度。

（二）沒有合理調整多層框架的柱配筋

由于多層民用框架結構中框架的配筋率較低，并且在實際建設過程中未根據之前電算的結果，進行整個結構的配筋，這樣一來，一旦有地震等自然災害發生，框架柱會受到較大的影響，發生的扭轉剪力較大，同時還會產生雙向彎矩的作用，嚴重危害框架梁的內柱以及橫梁，特別是當框架的質量不夠均勻時，產生的危害程度更深。除此之外，由于在對民用多層框架結構進行配筋調配時不夠合理，所以在電算民用多層框架結構時，經常會導致建筑的基礎出現不均勻的沉降問題，或者忽視溫度問題。因此，如果未對多層框架的柱配筋進行合理調配，則會影響整體的框架結構建筑的質量。

（三）沒有給多層框架設計一個合理的計算簡圖

現階段，在設計民用多層框架結構中未合理的設計計算簡圖是比較常見的一個問題，按照我國規范所規定的內容，框架結構的地柱高度應該跟基礎頂面到首層樓蓋的頂面的高度相同，進而在計算多層框架結構時，要根據整體的結構進行計算，在計算里面加入基礎層面，并且將負荷載重包含其中。設計拉梁層時，要利用對比的形式得出底層配筋柱的結果。因而，如果設計多層框架結構時，缺乏相應合理的計算簡圖時，會影響多層框架結構的穩定性以及安全性。

三、針對出現的問題提出的相應解決措施

（一）選擇合適的梁、柱截面尺寸

設計框架結構的前提在于能夠選擇好合適的梁、柱的截面尺寸，確保其取值能夠跟相關的規范要求相符，并且為了在罕遇地震作用后，梁端會形成塑性鉸，柱端處于非彈性的工作狀態且不會屈服，務必要確保柱的線剛度以及梁的線剛度之間的比值要大于1，并且此時節點依舊處于彈性工作狀態。

（二）調整框架柱配筋

通?？蚣苤呐浣盥识急容^低，盡管有時電算得出的構造配筋結果，在實際施工過程中卻不會按照此配筋進行施工，所以在受到地震作用后，框架柱特別是角柱會受到較大的扭轉剪力，并且受到雙向的彎矩作用，并且橫梁受到的約束力也較小，在實際工程中還經常處于雙向偏心受壓狀態，因此其震害會重于內柱，對于質量分布不均的框架特別明顯，所以，計算框架時，要選擇最不利的方向進行計算，為了滿足框架柱在多種內力組合作用下其強度要求，在配筋計算時應注意以下問題：

（1）角柱、邊柱及抗震墻端柱在地震作用組合下會產生偏心受拉時，其柱內縱筋總截面面積應比計算值增大25%;框架柱的配筋可放大1.2～1.6倍，其中角柱1.4倍，邊柱1.3倍，中柱1.2倍;框架柱的箍筋形式應選用菱形或井字形，以增強箍筋對混凝土的約束;對于二、三級框架的底層柱底和底部加強部位縱筋宜采用焊接，且當柱縱向鋼筋的總配筋率超過3%時，箍筋的直徑不應小于8，并應焊接。

（2）多層框架電算時常不考慮溫度應力和基礎的不均勻沉降，當多層框架水平尺寸和垂直尺寸較大以及地基軟弱土層較厚或地基土質不均勻時，可以適當放大框架柱的配筋，且宜在縱、橫兩個方向設置基礎梁，其配筋不宜按構造設置，應按框架梁進行設計，并按規范要求設置箍筋加密區。

（三）調整框架梁裂縫寬度、斜截面配筋

在對框架梁的裂縫寬度進行驗算時，對于裂縫寬度所受的影響的因素以及調整的方式常被工程設計人員所忽視，因此，給予這方面足夠的重視。通常，對裂縫的寬度產生影響的因素主要有兩方面：①構件的混凝土的強度的等級;②鋼筋的級別以及直徑。由于混凝土等級跟鋼筋的級別之間存在著一定的“依賴關系”，所以，對于普通的混凝土構件而言，高等級的混凝土對于減小梁的裂縫寬度并不會產生較大的影響。通常情況下，為了有效減小梁的裂縫寬度，可以適當的增加梁的配筋率或者增大梁的截面尺寸。此外，值得注意的是，在利用計算機輔助軟件進行結構建模中的荷載輸入時，一定要將恒、活載數值分開輸入，以便進行內力組合和裂縫寬度的計算，不要貪圖省事而將恒、活載合并輸入，以防止梁、柱內力計算錯誤，致使所繪制的施工圖不能使用。

四、結束語

總而言之，結構設計是個系統、全面的工作，需要扎實的理論知識功底，靈活創新的思維和嚴肅認真負責的工作態度。結構設計員，在進行多層框架房屋結構設計時，不僅要求設計人員掌握設計規范，還應根據設計人員自身的實踐經驗，正確的處理結構設計中問題，提高民用建筑結構設計水平，確保建筑設計質量的不斷提升，以使民用建筑的結構設計工作做到更安全、更合理。

參考文獻：

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