钢筋混凝土多层框架房屋结构设计分析

钢筋混凝土多层框架房屋结构设计分析

彭晋轩

深圳市博艺奇建筑设计有限公司东莞分公司广东东莞523000

摘要：本文主要结合某工程案例，对钢混多层框架的房构设计进行全面细致地剖析，以便于广大设计者能够更为深入地了解并掌握钢混多层框架的房构设计方法，在今后的设计实践工作中开展标准化、高效化地钢混多层框架的房构设计专项工作。

关键词：钢筋；混凝土；多层框架；房屋结构；设计

前言

多层建构当中，钢混框架结构属于常用的结构形式，该结构形式所提供建筑空间相对较大，平面布置极具灵活性，可充分满足于各种使用需求。鉴于此，本文主要针对钢混多层框架的房构设计进行综述分析，望能够为相关专家及学者对这一课题的深入研究提供有价值的参考或者依据。

1.工况

该工程项目为某厂区内一栋现浇钢混框架式结构，共为四层，建筑物使用功能即为办公楼，框架梁的截面尺寸即为250mm*400mm、250mm*600mm。柱截面尺寸即为500mm*500mm。砼强度等级即为C30，钢筋包含HPB300箍筋、HRB400受力钢筋。

2.设计实践

2.1分析框架结构设计方案

选择结构设计方案期间，设计者应当着重考虑到下列要点：结构传力的路径需简单化。结构处于荷载作用之下，内部传力的路径应当越为简单化，耗材减少；依据开间等跨或进深等距等手段布置柱网。通过柱网的合理布置，不单单能够保证总体结构刚度，还可以避免局部荷载过大的，受力合理。

2.2合理选取结构重要的计算参数

2.2.1结构抗震设防的烈度

设计多层钢混框架结构期间，需确定好建筑类型。丙类型建筑计算地震作用期间，需依据该地抗震设防的实际烈度情况予以合理确定；乙类型建筑计算地震作用期间，需充分满足于该地抗震设防的基本烈度需求。针对抗震措施需尤其注意应当依据场地基础条件、结构形式、房屋高度等做好调整设计工作。

2.2.2填充墙针对结构自身刚度影响

框架结构当中，因存在着填充墙，刚性连接框架梁柱期间，促使结构总刚度增强，结构实际的刚度会超出已计算所得刚度系数，实际周期小于计算所得周期，如此一来，结构实际所受地震作用会超出计算所得结果，致使结构总体抗震设计安全系降低。故而，针对于该工程项目具体设计多层钢混框架结构期间，设计者应当注重填充墙材质与使用量等相关因素对于周期折减的系数所能够产生的相关影响，以能够合理且科学地做出相应设计调整，保证总体设计效果。

2.2.3放大梁自身刚度

设计计算结构期间，模拟梁环节通常并未考虑可能会存在着现浇楼板促使刚度提高这一方面问题，故而计算结构期间，设计者需适当放大梁自身刚度，并考量带翼缘梁具体的刚度。结合楼板布置各方面因素，楼面梁自身刚度增大的系数可取1.3-2.0范围内，但通常建议边框架的梁取值为1.5，中部框架的梁实际放大系数取值为2.0。

2.3设计框架梁柱

2.3.1搭接梁柱钢筋

多层钢混框架结构当中，受水平荷载的作用之下，结构极易有倾覆力距增强及顶点较大位移等情况出现。建构当中，顶层受风荷载相对较大，促使顶层的框架柱有偏心受力这一状况出现。通常可运用以下设计手段：把横梁上部钢筋逐渐伸入至柱子内部，伸过横梁下部位置。柱子内部部分中部的钢筋逐渐伸入至顶端位置，剩余钢筋则伸入至横梁内部。通过该设计手段的有效应用，主要是用两种构造设计手段相结合加以优化设计。该种节点外侧部位钢筋打结的传力，不仅仅能够解决以上问题，还可防止梁端支座部位负弯矩的钢筋密集，对浇筑砼与砼自身粘结性等产生不利影响。

2.3.2悬挑梁的配筋

多层钢混框架结构具体设计期间，通常会为充分满足于各方面使用功能需求及建筑物外立面的造型标准等，框架梁端需设计相应挑梁。该挑梁截面的宽度常小于框架梁截面的宽度，主要是因二者受荷载作用存在着一定差异性。但具体设计期间，若未充分考虑到这一方面问题状况，仅把框架梁上部主筋主筋延伸到外部挑梁的外端，则具体施工建设期间便会导致截面存在较大差异性，会有部分钢筋很难伸入至挑梁当中，钢筋截断情况会出现，对工程建设进度、安全、质量等均会造成不良影响，故需广大设计者予以高度重视。

2.3.3框架柱的内力与配筋

计算框架期间，需依据两个方向来计算出结果，择选其中最不利方向实施配筋设计，以对称配筋这一设计手段进行合理化设计，同柱截面的钢筋实际直径差异需得以有效控制，切勿出现过大差异情况；框架柱若用的是构造配筋，则设计者需适当将配筋量放大。结合该工程项目具体情况，下框架的柱配筋实际放大量应把控于1.2-1.6倍范围。设计者在具体设计期间领导注意到针对可能会出现偏心的受力状况柱，将实配柱子所在纵向筋截面适当增加；计算分析多层框架期间，极易忽略基础沉降不均匀及温度应力等这方面状况。该工程项目便遇到了土质处于不均匀状况这一方面问题，故建议适当将柱配筋放大，并处于两个方向分别设置好基础梁，依据框架梁设计好基础梁，进行箍筋的加密区合理化设计。

2.4内力调整设计

2.4.1强柱弱梁

多层的框架结构当中，注重强柱弱梁设计标准，该种形式能够让框架结构梁端处于地震荷载的作用之下处于屈服状态，但并不会有构件出现局部的脆性破坏状况。该状况之下，柱段会处非弹性状态，仍未达到标准屈服强度要求。如此，便可借助梁变形耗散、吸收地震能，将结构地震反应降低，促使结构自身抗倒塌力提升。在框架梁端控制挠度与裂缝期间，实际配筋超出抗震设计期间承载力的配筋，框架梁该端会有钢筋超配情况出现。梁端纵筋超配度实际大小将决定着柱强梁具体幅度。因而，可在保证可充分满足于各项标准后，将框架柱的截面尺寸适当增加，以对柱与梁线刚度比例有效控制，严控梁端的实配钢筋，梁端的负弯矩所在配筋不该有超配情况出现，梁端的正弯矩所在钢筋必须严控超配的比例，不可超出10%范围。

2.4.2强剪弱弯

框架柱破坏形式包括剪切破坏与弯曲破坏。柱剪切破坏发生，破坏形态为脆性，有着较差延性；柱弯曲破坏发生，柱纵向受力的钢筋屈服之后会有塑性胶形成，延性及塑性的变形力相对较强。故而，结构设计实践中，应将框架柱剪力的设计值适当放大，以避免框架柱弯曲屈服之前有剪切破坏情况出现，达到强剪弱弯这一标准。强剪弱弯，该设计形式主要是将框架结构的抗震性与延性提升主要手段，可防止地震当中有脆性的剪切破坏情况出现。

2.4.3强柱根

框架结构的底层柱受地震作用，若屈服过于早，会对结构总体抗倒塌力及变形产生不利影响。故而，底层的框架柱，其对于结构总体延性有着一定把控作用。可通过增多系数，以防止底层的框架柱所在下端位置有屈服过早情况出现，便于结构总体抗震的安全系数提升，但应注意的是该系数仅适用在框架结构当中。

3.结语

综上所述，从总体上来说，复杂多样的多层建筑造型建筑物不断投放建设，促使结构设计难度系数逐渐提升。故而，针对此种类型结构设计，设计其整体结构期间，不单单要保证结构方案能够充分满足于各项使用需求，还应注意设计实践中比较容易被忽略的各方面问题，需广大设计者能够站在全局角度，在开展设计实践工作前期做好周密地思考与分析，科学合理地设定钢混多层框架的房构设计实施方案，并结合具体情况予以优化及完善，以达到钢混多层框架的房构设计最佳效果。

参考文献：

[1]赵庆文，张佩云.钢筋混凝土多层框架房屋结构设计探讨[C].建筑科技与管理学术交流会.2017，18（05）：152-153.

[2]李媚丽，陈昆，赵洪亮.多层框架房屋结构设计中的几点问题[J].中国科技投资，2017，10（21）：206-207.