【摘 要】近年來，多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計在建筑行業(yè)的應(yīng)用越來越廣泛，多層框架住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計愈加重要。本文對多層框架住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計中需注意的問題進(jìn)行了分析，并就此提出有效的解決措施。

【關(guān)鍵詞】多層框架；住宅結(jié)構(gòu)；設(shè)計；分析

當(dāng)結(jié)構(gòu)設(shè)計人員進(jìn)行多層框架房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計的時侯，不僅需熟悉設(shè)計規(guī)范，還要根據(jù)自己積累的實踐經(jīng)驗結(jié)合結(jié)構(gòu)設(shè)計計算的結(jié)果來選擇適合的結(jié)構(gòu)體系。在多層框架住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計當(dāng)中對于截面、柱梁、以及梁裂縫寬度和配筋率的調(diào)整這些問題應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?，從而提升結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量。

一、多層框架住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要內(nèi)容

1. 合理選擇截面尺寸

梁和柱截面尺寸的合理選擇是整個框架結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)，不僅應(yīng)當(dāng)在規(guī)范所要求的范圍內(nèi)取值，還應(yīng)當(dāng)注意盡量令柱的線剛度同梁的線剛度之間的比值高于 1，從而實現(xiàn)在罕遇地震情況下，梁端產(chǎn)生塑性鉸的時侯，柱端處于沒有屈服的非彈性狀態(tài)，而節(jié)點處于彈性階段的效果。也就是規(guī)范要求的弱梁強(qiáng)柱強(qiáng)節(jié)點[1]。

2. 梁、柱的適當(dāng)配筋率

在設(shè)計中框架梁配筋應(yīng)遵循適中的原則，通常情況下配筋率應(yīng)取0.4%-1.5%，而框架柱的縱向受力鋼筋配筋率應(yīng)取1%-3%。另外一旦當(dāng)梁端縱向受拉鋼筋的最小配筋率高于 2%時，它的箍筋最小直徑則應(yīng)增大兩毫米。但不管在什么情況下，都應(yīng)滿足規(guī)范所規(guī)定的最小以及最大配筋率的要求。

此外框架梁縱向受拉鋼筋的配筋率，應(yīng)注意規(guī)范《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 GBJ-89》和規(guī)范《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB50010-2002》當(dāng)中的差別。規(guī)范《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 GBJ-89》當(dāng)中梁縱向受拉鋼筋的最小配筋率僅與框架抗震等級相關(guān)，然而規(guī)范《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB50010-2002》當(dāng)中梁的最小配筋率不止與框架抗震等級相關(guān)，還與混凝土軸心抗拉強(qiáng)度的設(shè)計值及鋼筋抗拉強(qiáng)度的設(shè)計值之比有關(guān)，因此在設(shè)計當(dāng)中梁的最小配筋應(yīng)根據(jù)規(guī)范確定。

3. 合理調(diào)整框架柱配筋

一般框架柱配筋率都比較低，有時侯電算結(jié)果是構(gòu)造配筋，然而在實際工程中都不會按這來配筋。這是因為在地震的作用之下框架柱，特別是角柱，受到的扭轉(zhuǎn)剪力極大，同時還受雙向彎矩的作用，然而橫梁的約束就比較小，工作時又在雙向偏心受壓的狀態(tài)下，所以震害要比內(nèi)柱重，對于質(zhì)量分布不均的框架甚為明顯。

因此進(jìn)行框架計算時應(yīng)選擇最為不利的方向，也可先在縱、橫兩方向進(jìn)行計算之后，就同一側(cè)面配筋進(jìn)行比較，取其中較大的值，并且遵循對稱配筋準(zhǔn)則。為使框架柱在諸多內(nèi)力組合共同作用下滿足強(qiáng)度要求，在進(jìn)行配筋計算的時候應(yīng)注意下列問題：

(1)邊柱、角柱以及抗震墻端柱若在地震作用下產(chǎn)生偏心受拉的時侯，柱內(nèi)縱筋的總截面面積需比計算的值增加 25%。

(2)框架柱配筋能放大 1.2-1.6 倍，其中邊柱放大 1.3 倍，角柱放大 1.4 倍而中柱放大 1.2 倍。

(3)框架柱箍筋的形式應(yīng)當(dāng)選用菱形或者井字形，從而增強(qiáng)箍筋對于混凝土的約束能力。

(4)二級、三級框架底部加強(qiáng)部位和底層柱底縱筋應(yīng)采用焊接，并且當(dāng)柱的縱向總配筋率高于3%的時侯，箍筋直徑不能小于φ8，而且還應(yīng)當(dāng)焊接[2]。

此外多層框架進(jìn)行電算時一般不考慮基礎(chǔ)不均勻沉降和溫度應(yīng)力，若多層框架垂直尺寸和水平尺寸比較大以及地基土質(zhì)不均或地基軟土層較厚，可適當(dāng)增大框架柱配筋，并且應(yīng)在縱、橫兩方向均設(shè)置基礎(chǔ)梁，配筋不應(yīng)當(dāng)按構(gòu)造來設(shè)置，而應(yīng)按框架梁來進(jìn)行設(shè)計，此外還需按規(guī)范要求對箍筋加密區(qū)進(jìn)行設(shè)置。

4. 調(diào)整框架梁的裂縫寬度及斜截面配筋

在滿足梁配筋率及柱截面尺寸的情況下，仍然需在配筋計算后對梁的裂縫寬度進(jìn)行驗算，并在符合梁端斜截面強(qiáng)剪弱彎的條件下調(diào)整梁端配筋。

(1)裂縫寬度的影響因素及調(diào)整辦法

對于框架梁裂縫寬度的驗算常備設(shè)計人員所忽視，對此我們應(yīng)多加注意。構(gòu)件混凝土強(qiáng)度的等級以及鋼筋的直徑和級別是關(guān)系裂縫寬度的兩個主要因素。由于混凝土等級同鋼筋級別有一定關(guān)系，所以對普通混凝土構(gòu)件來說，混凝土高等級對于減小梁裂縫寬度關(guān)系不大，通常采用增大梁的截面尺寸或配筋率的方法減小梁裂縫的寬度。另外應(yīng)注意在使用計算機(jī)軟件進(jìn)行建模時，一定要分開恒、活載數(shù)值進(jìn)行輸入，這樣有助于裂縫寬度和內(nèi)力組合的計算。

(2)調(diào)整梁端斜截面配筋

框架結(jié)構(gòu)設(shè)計當(dāng)中，應(yīng)滿足地震作用之下框架梁梁端的斜截面所受彎承載力強(qiáng)剪弱彎的要求。具體設(shè)計及調(diào)整梁配筋時，應(yīng)采用下列方法：一、加大梁跨中受力鋼筋，而梁端負(fù)彎矩鋼筋則不必放大；二、可令梁端箍筋直徑增加 2 mm；三、支座處盡量使用箍筋來承受支座剪力，而不是設(shè)置彎起鋼筋。

(3)電算中合理運用彎矩調(diào)幅

規(guī)范規(guī)定僅在豎向力的作用之下梁端彎矩才可調(diào)幅，水平力作用之下則不可，所以必須先將豎向荷載下的梁端彎進(jìn)行矩調(diào)幅之后，才可疊加水平荷載所產(chǎn)生的梁端彎矩。

二、框架結(jié)構(gòu)設(shè)計當(dāng)中需注意的其它問題

(1)在框架結(jié)構(gòu)當(dāng)中不可采用兩種不一樣的結(jié)構(gòu)型式，局部超出屋頂?shù)姆块g以及電梯間，均不能使用磚墻承重。這是由于框架結(jié)構(gòu)為一種柔性結(jié)構(gòu)，而磚混結(jié)構(gòu)卻剛性結(jié)構(gòu)。采用不同的結(jié)構(gòu)形式，可使結(jié)構(gòu)變形相互協(xié)調(diào)。

(2)施工過程中有時頂棚需吊頂?shù)妊b修，甲方為節(jié)約開支，通常要求填充墻不到頂?shù)?，從而造成短柱。而短柱剛度較大，地震作用時容易受剪，易產(chǎn)生脆性錯斷及交叉裂縫，引起建筑物破壞或倒塌。因此設(shè)計時應(yīng)采取下列措施：一、盡可能減弱短柱樓層約束；二、增加箍筋配置，短柱內(nèi)箍筋間距不可超過 100 mm，縱向鋼筋間距小于150 mm；三、選取較好的箍筋類型，例如復(fù)合螺旋箍筋等。

(3)因建筑需要，有時需框架梁外挑，并且在梁下安置鋼筋混凝土柱。進(jìn)行柱的配筋和內(nèi)力計算時，某些設(shè)計人員對于其受力的概念并不清楚，誤以為是構(gòu)造柱，配筋是構(gòu)造配筋，而且懸臂梁也沒有按計算配筋，如此可能使水平荷載下的承載力不足，增大發(fā)生隱患的幾率。事實上，結(jié)構(gòu)整體計算當(dāng)中，此柱是偏心受壓部件，柱和梁端交接的地方與框架梁及柱節(jié)點相似，應(yīng)充分考慮懸臂梁端處的協(xié)調(diào)變形。因此對于此柱應(yīng)當(dāng)作為豎向構(gòu)件來參與整體結(jié)構(gòu)的分析，此外柱和梁端交接的地方應(yīng)作為框架梁、柱節(jié)點來處理[3]。

(4)設(shè)計裙房和框架結(jié)構(gòu)時，在高低跨之間不宜采用低層屋面、主樓設(shè)牛腿及樓梯梁在牛腿上，也不能用牛腿托梁方式作為防震縫。這事因為地震時各個單元間，特別是高低層間震動情況不一樣，連接處極易拉斷、壓碎。所以，凡是要設(shè)縫，就必須分得徹底，只要不設(shè)縫，就必須連接牢固，絕不可似連非連，似分非分，否則的話在地震中很容易破壞。

(5)在設(shè)計中不能隨意增大主筋面積，或者為簡化構(gòu)造而使截面設(shè)計統(tǒng)一，以免造成某些部位比較薄弱。

(6)就框架梁下部填充墻構(gòu)造的措施來說，當(dāng)填充墻的長度超過5 m，梁與墻頂應(yīng)采用拉接措施。而當(dāng)墻高度高于 4 m時，應(yīng)在墻的高中部添加和柱相連接的水平墻梁。

(7)填充墻拉筋及預(yù)埋件等不能和框架梁和柱的縱向鋼筋相焊接，應(yīng)先在柱內(nèi)預(yù)留下預(yù)埋件，等砌筑填充墻的時候，再將拉結(jié)筋和縱向鋼筋焊接在一起。

三、結(jié)束語

在多層框架住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計當(dāng)中，我們應(yīng)對梁、柱、板和結(jié)構(gòu)體系當(dāng)中的一些問題引起足夠重視，從而使設(shè)計工程在保證外觀和質(zhì)量的同時，還有助于提高經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1] 李建. 多層住宅框架結(jié)構(gòu)設(shè)計實例與分析[J]. 城市建設(shè)理論研究（電子版）， 2011，(35).

[2] 魏康軍. 多層輕鋼住宅結(jié)構(gòu)體系幾個關(guān)鍵技術(shù)的研究[J]. 東南大學(xué)學(xué)報， 2011，(10) .

[3] 洪葉，朱杰江. 多層混凝土住宅結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究[J]. 建筑結(jié)構(gòu)， 2010，(05).