浅谈多层框架房屋结构设计中的几点思考

浅谈多层框架房屋结构设计中的几点思考

胡宇航

武汉和创建筑工程设计有限公司

摘要：随着社会经济的发展，城市化的进程不断地加快，房屋建筑是提高人民生活水平的必需品，多层框架房屋结构在日常生活中越来越常见。结构设计是房屋设计中的“骨架”设计，涉及到房屋结构的安全，一旦结构安全出现问题关乎到人民生命财产安全。本文结合工作经验，从框架结构房屋的基础、模型建立、配筋设计等方面展开深入阐述。

关键词：多层房屋；结构设计；结构体系

随着建筑制造业的高速发展，框架结构体系越来越被人们广泛接受，框架结构体系房屋优势明显，对比其他结构承重体系房屋而言，框架结构建筑平面布置灵活，建筑空间限制较小，也可根据业主要求设置不同功能的小面积房间，框架结构自重较小，结构计算理论体系较简单、成熟。但是，相对剪力墙结构体系而言，框架结构侧向刚度小，位移较大，因此根据规范要求，框架结构房屋高度所受限，房屋高宽比严格控制，对于一般多层建筑来说，框架结构在一定程度上能够节约成本、造价较低。下文对多层房屋结构设计中的几点思考展开阐述和分析。

1.多层框架房屋的基础设计

九层之台，始于累土。任何房屋建筑的基础设计尤为重要，多层框架房屋的基础常常利用柱下独立基础作为结构设计中的基础形式，在实际中结合实际地质勘察报告深入分析房屋范围内的土层属性，精确掌握持力层土壤性质及其承载力是首当其中的。在实际设计中，对基础荷载往往不够全面，根据《抗规》条文，对持力层是否具有软弱粘性土土层为依据，可以不对基础承载力进行抗震承载力验算，因此一般结构设计师往往忽视了基础抗震承载力的验算，针对多层房屋高度较小，在基础设计时也较容易忽视风荷载作用，对基础设计时基础荷载考虑不足。

基础拉梁的设计也是多层框架结构房屋基础设计时关键的一部分，设置拉梁不仅可以减小底层柱的计算长度，还可以有效约束底层柱的侧向位移，减小基础沉降，拉梁主要是考虑房屋基础埋深较大的情况下设置的。基础拉梁设置应该根据基础埋深情况，结合工程具体情况，在两主轴方向分别设置拉梁，当基础埋深较浅时，可以利用拉梁来平衡柱根弯矩，拉梁的截面尺寸可以根据工程需要和计算需要来设置，当拉梁承担底层填充墙荷载时，应该在模型中准确输入底层墙线荷载。另外，拉梁的设置可能将底层柱变成短柱，根据抗震要求，复核是否为短柱，短柱根据构造要求箍筋应该全长加密，提高抗剪强度。

2.多层框架结构的模型建立

2.1周期折减

周期折减系数是考虑结构实际受力的情况下提出的，框架结构由于填充墙的存在使得结构整体刚度提升，由于刚度与周期成负相关，计算周期大于实际周期，考虑地震影响的作用下，地震剪力偏小，结构不安全，因此必须对结构计算周期进行折减。根据规范要求，框架结构采用砌体填充墙时，周期折减系数可取0.6～0.7；砌体填充墙较少时，折减系数可取0.7～0.8。

2.2混凝土容重的选取

根据PKPM计算软件SATWE前处理中钢筋混凝土的容重缺省值为25KN/m3，根据SATWE说明解释，SATWE程序根据模型截面尺寸自动计算自重，但是实际工程中梁底、板面、板底具有粉刷重，因此在输入混凝土容重时25KN/m3偏小，根据相关研究表明，输入26KN/m3～28KN/m3较符合工程实际。

2.3抗震等级及振形数的确定

根据建筑物的使用功能及地区地震动参数，可以将建筑物划分为不同的抗震类别和等级，按照建筑物的抗震类别等级对其进行结构设计，抗震等级高的建筑物构造要求也高。根据实际项目工程来看，一般的民用住宅建筑大都属于丙类建筑，根据《抗规》中相关规定，具体划分标准可以根据其规定来去确定。结构设计计算前，必须确定拟建建筑物的建筑类别，只有确定建筑物的类别才能确定结构整体及结构构件的抗震等级，才可进行抗震设计。一般情况下应该当地实际情况确定建筑物的抗震设防烈度，有必须时应采取提高一度加强抗震设防措施。

3.配筋设计中的相关要点

建筑物的阳台设计往往涉及到挑梁的设计，今年来，有关报道住宅阳台垮塌的新闻，因此，要重视挑梁的设计、施工，往往在实际施工工程中，挑梁的设计受到外界因素的影响。挑梁往往设置在框架的两端，在挑梁负筋的设计中，一般利用贯通支座的负筋来平衡负弯矩，并且适宜加强挑梁配筋构造，提高承载力，重视挑梁在施工过程中承受的其他的除设计荷载的其他荷载。在一般框架房屋结构设计中，框架柱的配筋储备相对较低，根据《抗规》的要求，框架结构应该重视“强剪弱弯，强柱弱梁”的思想，在框架柱的配筋设计中应该重试地震的影响因素。在实际地震工况作用下，框架柱受力较复杂，受剪较大，遭受双向偏心压力的作用，因此框架柱的配筋设计应该考虑多方面因素，不仅要满足计算结构而且还是从构造措施上加强构造、加强配筋。在实际工程设计中，第一要注意建筑物持力层土层实际情况，对于偏软土层应该加强框架柱的纵向配筋，第二要重试箍筋的实际作用，不仅要提升箍筋的约束混凝土的能力，还因该注重箍筋提升结构的抗剪承载能力，第三根据《抗规》中相关条文说明，重视结构的边柱、角柱的设计，在地震作用下，由于角柱、边柱往往没有双向的楼层梁对其进行约束，常常易受破坏，因此应加大角柱、边柱的纵向配筋和箍筋。

4.结语

多层框架房屋结构设计在具体项目设计中，必须注意许多细节，确保在结构设计阶段承载力达到规范、规程相应要求，还因该在局部薄弱点和重要构件加强构造措施、加强配筋。框架结构常用柱下独立基础作为基础形式，独立基础中拉梁的设置对结构影响较大，对底层柱计算长度、稳定性等均有影响，在框架结构建立结构模型阶段，由于填充墙的原因影响结构的整体刚度，应该考虑周期的折减从而真实模拟实际情况的地震力。考虑合适恰当的结构荷载也是PKPM建模中关键的一个步骤，荷载的大小影响后续配筋设计，选取合适的混凝土容重是必须注意的，抗震等级和振型数的确定将直接导致结构在地震工况下的变形受力的不同，与此同时，不同的抗震等级对应的结构构造措施也不一样。重视结构配筋设计中关键构件的设计，不仅要满足计算结果，还因该加强构造措施确保结构不因为局部结构构件的破坏而影响结构整体的安全。

参考文献

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[2]郭芳.浅谈民用建筑多层框架结构设计的注意事项[J].中外企业家,2013(36).

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作者简介：胡宇航籍贯：湖北武穴单位：武汉和创建筑工程设计有限公司职称：初级学历：全日制本科研究方向：工程造价、结构设计与施工、BIM、装配式、钢结构设计等