多层建筑结构设计中框架结构的问题分析

多层建筑结构设计中框架结构的问题分析

赵建凯 吕桂阳 屈鹏

中建八局第二建设有限公司 山东 济南 250014

摘要：当前，框架结构在建筑行业发展过程中是一种比较常见的建筑结构形式，凭借其本身所具有的一系列优点而被广泛地应用到建筑施工中，诸如灵活性强、整体性好、抗震性能高、满足人们的个性化需求等，在多层建筑框架结构设计中也逐渐成为一种重要的结构形式。同时，随着建筑规模的扩大，多层框架结构设计日益增多且渐趋复杂，在这种情况下所造成的结构设计问题逐渐增多。

关键词：多层建筑；结构设计；框架结构问题

1、框架结构概述

1.1框架结构的基本概念

框架结构是由梁和柱共同组成的框架来承受房屋全部荷载的结构。框架结构体系是利用梁柱组成的纵横两个方向的框架形成的结构体系。它同时承受竖向荷载和水平荷载。其主要优点是建筑平面布置灵活，可形成较大的建筑空间，建筑立面处理比较方便。主要缺点是横向刚度小，当层数较多时，会产生过大的侧移，易引起非结构性构件（如隔墙，装饰等）破坏进而影响使用。

前，在许多结构中的主要承重结构就在于框架结构，承重墙不再选择建筑墙体，以此可以确保建筑墙体具有更加灵活的功能，其主要包括围墙、隔墙与其他墙体等。同时，具体在设计框架结构时，因为墙体不再选作承重墙，因此可以更灵活地使用材料，装修方面也极具灵活性。诸如，通过新型墙体材料、保温材料的应用，能够帮助建筑最大限度地降低自身重力，从而可以最大限度地满足建筑本身的需求，能够进一步提高建筑整体的稳定性与美观性。

1.2框架结构特性分析

1.2.1框架结构在实际施工、运营过程中有助于减少墙体重量，致力于原有建筑材料的节省，这对于提高施工企业的运营效率和强化控制工程造价至关重要。

1.2.2基于框架结构本身的灵活性，能够在设计过程中为整个建筑框架质量提供充足的保障。

1.2.3基于框架结构承重墙本身所具有的功能，在实际设计过程中能够有效避免承重墙在中原地区的位置限制，便于实现生产规模化、施工标准化，从而能够推动建筑行业的发展。

1.2.4与其他建筑结构相比，框架结构的施工效率高，能够充分满足建筑结构在整体性与刚度方面的要求，为进一步提高建筑整体的安全性、稳定性，就需要将混凝土浇筑技术结合起来。

2、多层建筑结构设计中框架结构问题分析

2.1不重视纵向框架结构

由于建筑物的抗震性能的需要，框架的横向受力必须同时满足两个轴线的抗侧力，而传统的多层楼结构的设计偏重于纵梁的设计，造成框架纵梁、梁柱节点与框架的抗震需求相差较大。因此，对框架结构的纵向和横向框架的设计应引起设计者的高度重视。

2.2对框架结构软弱层的设计不够重视

在实际的结构设计中，有些设计者没有注意到结构的软弱性。因此，它会极大地降低结构的抗侧移刚度和抗震性。而造成结构薄弱点的主要因素之一是缺乏纵向连续的抗侧力。

2.3图纸与有关规范的不一致

而设计者所设计和制造的建筑图纸往往比较简单，比较粗糙，图纸种类比较简单，缺乏相应的大样本细节，不能全面地体现项目。但在实际的设计中，很多问题并不清晰地说明，缺少了一些基本的设计基础，也没有明确的规定参数和安全级别。

2.4短杆问题

由于纵向框架和横向框架设计需要受到设计工作者的关注，而在设计实践中，有些设计人员只注重纵向一般的纵向连杆设计，致使框架自身的地震特性难以完全满足，同时由于梁承承载力的缺乏，很容易出现短桩问题。产生这一现象的原因是：由于建筑物内部出现了部分错位，从而降低了框柱的净高度，同时由于设计者不能合理地布置填料，使得两边的墙体之间出现了空隙，从而使两者之间产生了净高差异，从而产生了短柱。

3、多层楼房的构架问题求解

3.1纵梁结构的最佳化

在进行多层框架结构的设计时，应根据其自身的地震特性，对框架横向框架和纵向框架进行协同工作。同时，在加强结构的设计过程中，必须加强与横梁的连接，保证两者的一致性，从而提高建筑物的整体稳定性和抗震性能。

3.2对软弱层的最佳处理

由于该体系的薄弱层会对其自身的地震作用产生一定的影响，因此，在进行结构的优化时，需要对其进行加固。在设计规范和工作经验的基础上，合理地选择软弱层位。对构架结构的设计资料进行分析，首先要借助工作程序，对有关资料（结构的侧移刚度、楼层承载力等）进行科学的对比分析，再利用软件进行计算。如果楼面垂直受力不具备连续性，建筑荷载不符合有关规定，则仍能判定为软弱层。当软弱层位产生后，应立即进行一套实际的处理，既要进行软弱体系的校核，又要根据校核的成果来确定其弹性强度，如果该指标与实际工作的要求不相符，就应作出相应的修正。

3.3对建筑物的结构进行改进的设计

在进行多层建筑物的构架时，应充分注意到这些细节资料，并在设计图中加以清晰的标注，以便于使用。其主要的问题是：建设项目的施工作业要按照规范的要求进行，如果有一些资料不清楚、不清楚，将会对项目产生直接的不利影响。在设计的时候，设计者必须要认真对待，哪怕是完成了的图纸，也要经过仔细的研究，这样就可以得到正确的图纸，并且在最短的时间内找到问题，并且对存在的问题进行改进，这样就可以保证工程的整体质量。

3.4管片结构的最佳化

如果在框架结构中出现了短柱问题，那么在地震的作用下，其脆性断裂的几率会更大，因为短柱的承载力和变形能力的丧失会给房屋整体带来严重的损害，因此，在多层建筑的设计中，短柱问题是不可避免的。在解决短桩问题时，要合理地增加立柱自身的抗剪切承载力，这是提高其形变性能的关键；而在进行加劲肋的加密时，可以利用复合材料箍筋，使其在短立柱上均匀分布，并在其纵向配筋比例不超过1.2%，并根据实际情况决定所采取的措施，例如外包钢板、X型配筋等。另外，加强结构的地震反应也是十分有意义的。

3.4.1确定梁的高度。为保证多层钢筋混凝土框架结构设计与相关抗震要求相符，设计人员需要对梁的高度进行充分考虑，如果一时不能将具体合理值确定下来，则最好选择较大地值，防止造成梁刚度过小的情况。

3.4.2确定梁端负弯矩取值。该负弯矩在竖向荷载的作用下一般比计算值要大，尽管可以增加钢筋数量，但是，极易造成抗弯储备过高的情况。为此，在具体计算过程中有必要选择小的负弯矩钢筋值，并松弛跨内钢筋。鉴于当前设计队伍的专业化水平较低，为进一步提高工程建设质量，就必须致力于其专业化水平的不断提高。为此，有必要定期组织团队内部人员开展岗位培训，在招聘团队成员时，需重视专业人才的引进，同时，在实践过程中加强训练。

4、结束语

综上所述，近年来，随着我国社会经济的发展，人们的生活条件获得显著改善，相应的也越来越重视房屋建筑需求，而传统建筑结构与人们在房屋建筑功能性上的追求存在很大差距，在这种情况下，框架结构应运而生。该结构能够为建筑设计尤其是多层建筑设计提供一个全新的途径，不仅自重轻且能够灵活地分隔室内空间，因此，一出现就引起了整个建筑行业的高度重视。

参考文献

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