多层住宅建筑结构设计中框架结构的问题研究

多层住宅建筑结构设计中框架结构的问题研究

高弘凯

青岛方圆建筑设计有限公司，山东 青岛 266000

摘要：在城市化大发展、居民生活水平不断提高的时代背景下，多层住宅建筑逐渐成为人们必要的住房要求之一，但是在设计中，如果未能对多层住宅建筑结构设计中框架结构的问题进行充分考虑，那么很可能会造成住宅安全隐患的发生，抗震性能也会因此受到大大影响。本文在对多层住宅建筑结构设计中框架结构的问题进行分析的基础上，对多层住宅建筑结构设计优化措施进行了探讨，以供有关从业人员积极参鉴。

关键词：多层住宅；建筑结构设计；框架结构

引言：虽然近些年来我国房屋建筑行业取得了很大的成就，但是在建筑结构设计阶段依然会存在部分问题，其中框架结构的设计对于住宅建筑的安全性十分关键，如果在这一环节出现疏漏，或未能遵守规范标准，那么就会严重影响到住宅建筑结构的科学性与合理性，难以达到国家关于建筑的防震要求。那么，多层住宅建筑结构设计中框架结构需注意哪些问题，如何才能对现有多层住宅建筑结构设计进行优化，这正是本文接下来所要阐述的内容。

一、多层住宅建筑结构设计中框架结构的问题

（一）设计参数选取的问题

 基于《抗震规范》所给出的规定，在多层框架结构房屋设计中，需对计算机计算出的每一个结果进行确认，只有在保证结果有效性的情况下才能应用到实际施工中。一般情形下，在钢筋砼框架结构设计中的计算重心，往往落在了屋顶结构自震周期、层间的弹性位移、房屋抗震剪力系数和检验弹塑性变形时的弹塑性位移、各楼层的侧向刚度比和柱、墙、梁和楼板之间的配筋间的比例、振型参与的质量系数、结构框架所能承受的地震倾覆力矩与承受的最大地震倾覆力矩间的比。其中，为了确保计算机所解析结果的正确性，在进行计算验证分析的过程中，在对已经合适的方案以及简图的计算进行准确把握以外，还需对抗震防烈度以及住宅场地类型进行准确填写，并随机挑选电算程序中的各项参数进行验证[1]。

（二）基础底面积的确定问题

由于在对多层住宅建筑中的框架结构进行设计时，普遍采用的是独立基础，所以基础底面的选择也是非常重要的一方面。在建筑设计过程中，部分设计师也通常都会选用satwe计算书的“底层墙柱最大组合内力”进行基础设计，不过从安全上来看这个设计方式留有隐患，因为对于柱下独立基础来说，哪怕是选择用最大组合内力计算，也存在着一定的安全隐患。从影响因素来说，独立基础底面积的确定主要与轴力和弯矩有关。在所有内力组合当中，当某一类型内力较大时，其它类型的内力会相对偏小，例如当最大轴力偏大时，则其所对应的弯矩和剪力较小。

（三）底层柱计算长度的确定

    在按照《混凝土结构设计规范》进行时，严格地按照多层楼房基础的设计要求，即对H取基础顶面到一层楼盖顶面的高度。当基础深度较大时，依照建筑底部结构稳定性的考虑，需在正负零标高附近设置基础连系梁，达到降低水平位移的效果。如果在设计时将底层定义为基础连系梁以下的部分，则H值需取基础顶面至连系梁顶面之间的高度，并将建筑底层定义为第二层，层高则需取连系梁顶层至一层楼面高度，但是在实际设计中，部分人员往往忽略了这一方面的考虑。

（四）框架填充墙设置的问题

在对多层住宅建筑中框架结构展开设计时，填充墙如何进行设置以及平面如何进行布置也是十分关键的问题，这方面一旦出现设计不当很可能导致震害事故的发生，并且在地震中已有诸多案例记录。部分多层住宅设计需满足底部大空间的要求，这时在对填充墙进行设计时，需采取上柔下刚的结构体系，否则当地震发生时，很可能出现下部损坏严重上部完好的情况。如果多层住宅建筑的填充墙偏向于住宅某一侧，出现一侧过多，另一侧过少的情况，那么就会造成结构重心的偏移，影响框架结构质量与稳定性，这时当地震发生时就会产生扭转，结构内力会得到明显增加[2]。上述这些情况在实际设计时，常常会被忽视，这样就会使住宅建筑框架结构难以应对地震的影响，填充墙的抗震作用也难以得到充分发挥。如果在设计时仅对框架梁柱的刚度进行考虑，那么就会使关键构件在地震情况下所承受的作用力大于标准值，从而会对多层住宅建筑的安全性造成负面影响。对此，应当严格按照规范，在对填充墙数量进行确定的基础上对结构的周期折减系数进行计算，从而放大地震情况下的作用力，消除上述隐患的影响。但是与此同时整个框架部分需承担地震所带来的所有作用力，如果在设计时不对填充墙的抗侧刚度进行综合考虑，那么也会存在一定的安全隐患。

二、多层住宅建筑结构设计优化措施

（一）强化多层住宅建筑防震安全结构设计

无论是对于房屋建筑结构设计还是具体的施工作业来说，安全都是必须要充分重视的一项内容，并且安全性也一直以来是房屋建筑结构设计的重要评价标准之一。对于部分处于地震带上的地区，由于常常会面临地震灾害的影响，所以在对其建筑结构框架进行设计时就需要针对性地开展防震安全结构设计，这样才能实现其房屋安全性能的不断优化，促进整个建筑抗震能力的不断提高。

（二）科学实施限额设计

在对多层住宅框架结构设计进行优化的过程中，为了确保其后期造价控制工作的顺利开展，往往会采取限额设计的办法，以此来对整个住宅建筑项目设计过程中的造价进行更为有效的控制。但是在运用限额设计这一方法的过程中，需要确保其定额设置的科学性，否则造价控制的实际效果很难得到充分的发挥，甚至还会使建筑工程存在质量上的风险与隐患。对此，在对定额进行确定的过程中，首先需要保证工程量概算的准确性，而后再将各个部分的实际工作量加以计算，并记录到评估报表当中，最后再采用基本的乘式与分划计价定额。在这一流程中，最关键的是保证人员都能了解具体的定额、分项、分部等的规定，并对各个定额间的转换方式进行熟悉与了解，这样才能使整个的定额概算的准确性得到保障。此外，在对预算定额进行确定的过程中，还需要考虑到实际施工中一些超预算的影响因素，比如人员操作失误、建筑市场价格的变动，以及其它不可抗拒因素等。即便部分因素所发生的可能性较小，但是依然需要纳入到预算定额的确定中，以此来最大程度地保证其定额设置的合理性。

（三）充分应用新的技术工具

随着科学技术的不断发展，很多新兴技术与设备工具逐渐应用到了多层住宅建筑结构设计中来，这不仅为设计人员的工作开展带来了很大的便利，而且还能有效解决设计过程中所存在的很多问题[3]。所以，对于当前的设计人员来说，需要意识到先进技术以及工具使用的优越性，尽可能地借助于计算机来不断增强设计过程中参数计算的精准度，这样不仅能够优化整栋房屋建筑的安全与质量，而且对于其后期的造价管理工作、进度控制工作也会产生十分积极的影响。同时，设计人员还应当养成终身学习的观念，在不断提升自身专业能力的同时，强化对各种设计工具、设计软件的学习，并在不断的实践过程中积累经验，这样才能有效保障多层住宅建筑框架结构设计的最终质量，促进其设计水平的不断提高。

结语

综上所述，随着社会的发展，多层住宅建筑对于稳定性、安全性以及环保性等方面都有着一定的要求，框架结构设计作为住宅建筑设计中重要的一环，需对其问题提高重视，并在此基础上强化多层住宅建筑防震安全结构设计、科学实施限额设计，以及充分应用新的技术工具，只有这样才能保证住宅的经济性、环保性、舒适性以及安全性，从而促进我国房屋建筑设计水平的不断提高。

参考文献：

[1]陈荣峰,徐斌. 关于多层框架结构房屋设计过程中需重视的问题分析[J]. 城市建设理论研究（电子版）,2018(5).

[2]廖俊涛,陈伟. 多层框架住宅结构设计的注意事项探讨[J]. 中国新技术新产品,2018(6):27-27,28.

[3]张树江. 浅谈框架结构多层建筑结构设计问题的处理措施[J]. 建筑工程技术与设计,2019(27):698-698.