多层框架民用建筑结构设计要点分析

多层框架民用建筑结构设计要点分析

程新发

程新发

身份证号码：450322197404123032广西南宁530000

摘要：多层框架建筑结构的设计比较复杂，涉及到各种力学知识，同时对设计人员的设计经验有很高的要求，因此，在进行多层框架建筑结构设计时，设计人员要对各种影响因素进行全面分析，从而高质量的完成设计任务。本文首先分析了框架结构的分类，重点阐述了多层框架民用建筑设计要点和应注意的问题，以供参考。

关键词：多层框架；民用建筑；结构设计

前言

随社会的不断发展与进步，我国的建筑行业也日益壮大起来，其对建筑造型和功能的要求也越来越高，框架结构是当下建筑较为流行的一种结构模式，被人们在民用建筑中广泛使用。这种结构具有空间使用率高、受力清晰、工程造价低等特点，在建筑工程中，采用框架结构，能有效地提高建筑工程的综合性能。

1框架结构分类

在多层框架住宅结构的设计过程中，框架结构的分类分为很多种，根据使用材料的不同，可以将框架结构分为混凝土结构、钢结构和钢骨混凝土结构。

1.1钥筋混凝士框架结构

钢筋混凝土结构由于造价低，取材方便，耐久性能好等诸多优点，在框架结构中的应用特别广泛，整体来说目前钢筋混凝土结构是我国绝大部分的框架结构。

1.2钢框架结构

钢框架结构，其自重轻，抗震性好，机械化程度高，施工便捷等优点是钢筋混凝土结构不能比拟的，但是用钢量大，其设计成本颇高，造价与后维修的费用高于混凝土框架。对强度等级要求不是特别严格的建筑结构，采用普通的钢筋混凝土结构就能很好的满足其设计要求，而采用钢框架结构显得大材小用，增加施工成本，不利于提高经济效率。钢框架结构的应用主要是针对工期紧，效率高的抢险工程，其施工流程通常是在工厂进行预制钢梁、钢柱，然后运送到施工的现场再进行组装连接成框架整体。同时不能忽视的一点是钢框架的耐火性较差，其利用的场合比较有局限性，不能像钢筋混凝土结构应用广泛，这也是限制刚框架结构法发展的主要制约因素。虽然目前我国的钢框架应用还不怎么广泛，但是随着我国钢产量的快速增长，品种增多，钢结构的设计与施工技术地不断提高，钢框架的应用仍然具有良好的发展前景。

2多层框架住宅结构设计要点分析

2.1荷载取值

在结构设计中，荷载取值的一个主要问题就是独立基础设计荷载取值不当的问题。一般而言，钢筋混凝土多层框架房屋多采用柱下独立基础，为此，需要对地基和基础进行承载力的计算和验算，尤其是在进行整体计算时，必须要对风荷载进行分析，包括其相关影响，不论房屋处于地震区还是非地震区，也不能因为其没有控制作用而不进行分析，当处于地震区时，可以根据实际情况进行承载力的验算。此外，在进行独立基础的设计时，除了要对基础顶面的剪力设计值进行分析外，还要对弯矩设计值和轴力设计值进行分析，从而确保独立基础设计的合理性与稳定性。

2.2截面尺寸的选择

在框架结构设计中，梁柱的截面尺寸选择是其设计的关键和前提，要求在设计工作中，不仅要严格按照规范中的取值范围去设计，而且还要注意到柱的线刚度，梁柱的线刚度比，使实际尺寸符合模型计算假定，这样能够避免在地震作用下，对整个结构产生影响。

2.3框架柱配筋的调整

一般情况下，框架柱的配筋率比较低，在地震作用下，框架柱会受到大的扭转剪力，同时还会受到双向弯矩的作用，由于框架柱的横梁约束比较小，在双向偏心受压状态下工作时，地震作用力会对内柱产生大的损害，因此在进行框架建筑结构配筋计算时，要选择最不利的方向进行。在配筋计算过程中，为确保框架柱的强度符合相关要求，设计人员要注意：由于在地震作用下，边柱、角柱、抗震墙等会出现偏心受拉的现象，因此，对于这些部分，要保证纵筋总截面面积比计算值大25%；为提高箍筋对混凝土的约束，设计人员可以将框架柱箍筋形式设计成井字形或者菱形；当多层框架建筑结构的地基处于软弱土层时，设计人员可以适当的增大框架柱的配筋。

2.4基础拉梁设计

在结构设计中，要避免基础拉梁设计不合理的问题，通常情况下，±0.000以下适当位置设置基础拉梁，同时，不应该为了减少底层的位移和底层柱的计算而按构造要求设置。若是基础埋深较浅，可以根据抗震要求，柱子荷载和地基情况，沿着主轴的方向设置基础拉梁，其中，高度以柱中心距的1/18为宜，宽度以柱中心距的1/30为宜，同时，为了更好地满足配筋，拉梁截面应适当加大，此时拉梁宜设置在基础顶部，不宜设置在基础顶面之上，基础则可按中心受压设计。

3多层框架民用建筑结构设计要点

3.1结构薄弱层设计

结构薄弱层是指在强震下，建筑结构最容易发生塑性位移的部位，在进行多层框架建筑结构设计时，设计人员必须保证这些结构薄弱层的承载力，满足抗震需求。由于结构薄弱层对建筑结构的综合性能有很大的影响，因此，设计人员在设计多层框架建筑结构时，要尽量避免结构薄弱层的出现，例如采用加大薄弱层梁截面和柱截面，从而增强结构的抗震侧移刚度。如果无法避免结构薄弱层的出现，设计人员要尽量减少基础的埋深或者降低结构薄弱层的层高，同时要制定合理的加强措施，对结构薄弱层进行加强，从为多层框架建筑结构的稳定性提供保障。

3.2框架结构梁的设计

在进行多层框架建筑结构设计时，处于梁截面高度范围或者梁下部范围的集中荷载，全部是由横向钢筋承受的，因此，在设计过程中，需要对附加箍筋及吊筋进行认真的考虑，在主梁和次梁的搭接处，设计人员要在结构设计总说明处，画出一个节点，并在次梁两侧增加3个主梁箍筋，从而进行补充，当框架梁和次梁相交后，可以按照简支梁的方式对梁端支座进行处理，对于梁端箍筋，必须对其进行加密处理。

3.3框架结构柱的设计

在进行框架结构柱设计时，如果地上部分设计是圆柱，设计人员要尽量将地下部分设计成矩形，这样在施工过程中，能有效地减少施工工序，对于地上部分的圆柱配筋，设计人员要保证其最少在8根以上，同时为有效地增加结构的整体性和结构柱的承载力，要尽量采用螺旋式箍筋。对于地下部分的矩形柱，设计人员要尽量采用井字复合箍的方式进行箍筋，如果建筑结构对抗震有要求，设计人员要严格的按照抗震设计规范对其进行加密处理，从而确保框架结构柱的抗震性能满足相关规定。一般情况下，框架结构柱的截面需要满足以下要求：对于非抗震要求，框架结构柱的截面边长不能小于250mm；对于四级抗震要求的建筑结构，框架结构柱的截面边长不能小于300mm；对于一、二、三级抗震要求的建筑结构，框架结构柱的截面边长不能小于400mm。

4框架结构设计中应该注意的基他问题

4.1现浇板的共同作用

在多层框架结构的设计过程中，框架结构均采用梁板整体现浇，由于梁板的共同作用，不仅提高了框架梁的截面刚度，还提高了梁端负弯矩承载能力。在框架结构的设计中采用现浇板的施工技术能提高框架结构的稳定性，增加结构的可靠性。

4.2梁端斜截面配筋的调整

为满足地震作用下框架梁的梁端斜截面受剪承载力的规范要求，即“强剪弱弯”，而在工作具体实践中，可以通过以下方法来实现：可以合理控制梁端箍筋的直径，可以适当地增加2mm，不放大梁端负弯矩钢筋而加大梁的跨中受力钢筋，支座处尽量不设置弯起钢筋，宜利用箍筋承受支座剪力。

4.3关于底层层高问题

底层计算层高应算至底层柱的嵌固点，即基础顶面，在软件计算中，如果将底层层高作为计算层高输入，会造成底层计算刚度大于实际值，地震效应偏小，梁、柱配筋也随着偏小，这样将会造成结构的不安全。

5结语

总而言之，多层框架结构设计是建筑设计中的一项重要内容，需要设计人员根据相关的规范，结合自己的实践经验，合理设计，并且根据正确的计算结果，确定各项设计的主要参数，把握设计中的重要问题和难点问题，以提高设计质量。

参考文献：

[1]曾庆军.多层建筑框架结构设计的要点分析[J].建筑设计管理，2012（08）

[2]马榕.多层建筑结构设计中框架结构的问题与处理[J].城市建筑，2013（10）