尹朋賢　石日明

摘要：在進(jìn)行多層框架結(jié)構(gòu)建筑的設(shè)計(jì)中，隨著設(shè)計(jì)方法水平的不斷提升以及計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的不斷應(yīng)用，對于多層框架結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)也已經(jīng)由過去的手動(dòng)計(jì)算設(shè)計(jì)，逐漸轉(zhuǎn)換為電算化設(shè)計(jì)，在建筑設(shè)計(jì)中計(jì)算精度以及效率上都有很大的提高和改善。但是結(jié)合多層框架結(jié)構(gòu)建筑的實(shí)際設(shè)計(jì)情況，還存在有一定的突出問題，對于建筑設(shè)計(jì)質(zhì)量存在不利的影響，需要進(jìn)行改善。文章正是基于這個(gè)角度，就多層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的框架結(jié)構(gòu)的問題及對策展開論述。

關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；問題；對策

引言

現(xiàn)如今，隨著建筑功能和造型的不斷更新和發(fā)展，人們對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求越來越高，而建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作為現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的基礎(chǔ)和常用模式，已經(jīng)越來越引起人們的重視。實(shí)踐中，建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已經(jīng)被廣泛的運(yùn)用到各類建筑中，其體系和模式也呈現(xiàn)出多樣化發(fā)展的趨勢。如此一來，不僅給設(shè)計(jì)人員帶來很多新的設(shè)計(jì)問題，也在一定程度上提高了多層建筑機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求。下面就多層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中框架結(jié)構(gòu)的問題進(jìn)行分析與處理。

一、多層建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則

1.剛?cè)岫冗m合的原則。實(shí)踐中，框架結(jié)構(gòu)的的剛?cè)岫纫盐蘸线m，避免太柔引起建筑物變形過大而出現(xiàn)整體傾覆的危險(xiǎn)，或因太剛，使得建筑物整體變形能力達(dá)不到要求，在出現(xiàn)瞬間的巨大破壞力時(shí)，柔韌度不夠而全部毀壞的情形。

2.抓重點(diǎn)，分清主次原則?？蚣芙Y(jié)構(gòu)中各個(gè)構(gòu)建的作用不盡相同，設(shè)計(jì)人員要分清主次，善于抓住重點(diǎn)，構(gòu)成協(xié)調(diào)統(tǒng)一的整體。當(dāng)建筑受到外力侵襲時(shí)，各個(gè)構(gòu)建能夠有效發(fā)揮各自的作用并充分協(xié)作，合力抵抗侵襲，保障建筑的安全。比如，在實(shí)踐中，多層建筑的柱承受的責(zé)任大于梁，所以，在承受外力時(shí)，柱必須是最后一個(gè)倒下的，所以在設(shè)計(jì)梁柱的時(shí)候，應(yīng)考慮強(qiáng)柱弱梁的要求，以達(dá)到保全柱和整個(gè)建筑的目的。

二、實(shí)際設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的事項(xiàng)

1.柱子設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的事項(xiàng)。因?yàn)槎鄬涌蚣苊裼媒ㄖY(jié)構(gòu)的框架配筋率很低。一旦發(fā)生地震這樣的自然災(zāi)難，框架柱就會受到很大的影響，會有很大的扭轉(zhuǎn)剪力，并且還有雙向彎矩的作用，如果不考慮，會對框架柱以及整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生很大的安全隱患，尤其是如果框架的質(zhì)量不是很均勻，就是產(chǎn)生更大的傷害。除此以外，在對民用多層框架結(jié)構(gòu)建筑電算的時(shí)候，很容易將不均勻基礎(chǔ)的沉降和溫度的問題忽視掉。所以沒有合理調(diào)配多層框架的柱配筋會給整個(gè)框架結(jié)構(gòu)建筑的質(zhì)量產(chǎn)生很大的影響。

2.梁設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的事項(xiàng)。最基礎(chǔ)也是最重要的即基礎(chǔ)埋設(shè)的深度問題，要保證埋設(shè)的深度合適，不能過深也不宜太淺。實(shí)踐中，如果埋設(shè)的過深了，可以按照一層框架梁的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，埋設(shè)的部分按照短柱來處理。為了保證建筑的抗震能力，一般情況下可以沿建筑主體的框架柱的兩個(gè)軸方向設(shè)置基礎(chǔ)梁?？紤]到基礎(chǔ)梁要承擔(dān)樓梯柱、填充墻等的荷載，在實(shí)際設(shè)計(jì)中會適當(dāng)增加梁的截面。

3.板設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的事項(xiàng)。板是框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中最易出現(xiàn)問題的地方。因此，建筑工程框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員應(yīng)該給予板的優(yōu)化設(shè)計(jì)以充分的重視。一般情況下，現(xiàn)澆板板厚取如下幾個(gè)尺寸，即100mm、120mm、140mm、150mm、160mm、180mm。鋼筋的直徑和間距均應(yīng)該大，但是應(yīng)該在200mm以內(nèi)。板上鋼筋間距應(yīng)該等于板下鋼筋間距，可以有不同的直徑，但是不應(yīng)該有太大的鋼筋直徑類型?？梢圆婚g斷頂層的板上筋和考慮抗裂時(shí)的板上筋，或?qū)Π脒B通，如果板上筋較大，則可以依據(jù)受拉塔接鋼筋的規(guī)格將鋼筋、拉通筋附加其上，應(yīng)該盡可能地使用具有較大跨度的板，不將次梁加在住宅等的房間內(nèi)。如果具有不同的板頂標(biāo)高，則應(yīng)該分開或傾斜通過板的上筋。

三、多層建筑設(shè)計(jì)中相關(guān)框架結(jié)構(gòu)問題

1.柱的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。在框架結(jié)構(gòu)中，如果柱凈高與柱載面高度小于等4或剪跨比小于等于2，那么該柱為短柱。短柱在地震作用下，容易發(fā)生脆性破壞。因?yàn)槎讨氖芗舫休d力及變形能力不足，會引起建筑物的嚴(yán)重破壞，設(shè)計(jì)上應(yīng)盡可能避免。短柱的形成主要有兩種原因：一是由于樓梯間半休息平臺或結(jié)構(gòu)局部錯(cuò)層造成兩個(gè)框架梁之間的框架柱凈高較小引起的；二是填充墻設(shè)置不當(dāng)，造成某層的框架柱兩側(cè)一部分無填充墻，一部分有填充墻。無填充墻的柱凈高與柱截面之比往往小于等4，形成短柱。處理短柱主要是增加柱的抗剪承載力及改善其變形能力，一般采用復(fù)合箍筋，箍筋沿全高加密；保證短柱的縱向鋼筋對稱布置。且每側(cè)的縱向鋼筋配筋率不宜大于1.2%的方式處理。

2.梁板的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。梁、柱的截面尺寸的選擇是框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的前提，首先應(yīng)滿足規(guī)范所要求的取值范圍，還應(yīng)注意盡可能使柱的線剛度與梁的線剛度的比值大于1，以達(dá)到在罕遇地震作用下，梁端形成塑性鉸時(shí)，柱端處于非彈性工作狀態(tài)而沒有屈服，節(jié)點(diǎn)仍處于彈性工作階段的目的，即規(guī)范所要求的“強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件”。此外，多層建筑的樓板結(jié)構(gòu)體系有單向板和雙向板兩種，而雙向板可以使得建筑整體的受力更加均勻，厚度相比單向板較薄，其應(yīng)用范圍更加廣泛。在對現(xiàn)澆樓板進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，可以根據(jù)框架結(jié)構(gòu)域自身的荷載、跨數(shù)以及實(shí)際施工情況，對其進(jìn)行設(shè)計(jì)和調(diào)整一般來說，框架結(jié)構(gòu)的樓板厚度要在100mm以下，如果溫度和收縮應(yīng)力較大，則鋼筋的間距不宜大于200mm，而且應(yīng)在板的表面雙向配置防裂構(gòu)造鋼筋，防裂構(gòu)造鋼筋的配筋率均不宜小于0.10%。

四、多層建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相應(yīng)對策

1.較深獨(dú)立基礎(chǔ)提高穩(wěn)定性采取的對策。多層框架房屋基礎(chǔ)埋深值大時(shí)，為了減小底層柱的計(jì)算長度和底層的位移，可在±0.000以下適當(dāng)位置設(shè)置基礎(chǔ)拉梁，但不宜按構(gòu)造要求設(shè)置，宜按框架梁進(jìn)行設(shè)計(jì)，并按規(guī)范規(guī)定設(shè)置箍筋加密區(qū)。但就抗震而言，應(yīng)采用短柱基礎(chǔ)方案。

2.配筋調(diào)整的重要性。在地震的情況下邊柱和角柱會發(fā)生小偏心受拉，針對這樣的現(xiàn)象對于柱中的縱截面鋼筋的總面積一定要保證比之前計(jì)算的值要大25%，并且對于框架柱的箍筋要采用菱形或者是井字的形狀進(jìn)行配筋，這樣可以加強(qiáng)混凝土約束的能力。如果有一些柱的底層和底部需要加強(qiáng)，就要對配筋進(jìn)行焊接以此來保證整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。同時(shí)對于不同的基礎(chǔ)土層和溫度，要嚴(yán)格根據(jù)因地制宜的原則，一旦基礎(chǔ)的土層沒有分布均勻，就要根據(jù)情況調(diào)整框架的配筋，并且根據(jù)實(shí)際的情況對配筋的箍筋進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

3.框架結(jié)構(gòu)的側(cè)移。多層框架房屋多采用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)，《抗震規(guī)范》 [GB0011-2010]第4.2.1條指出，當(dāng)?shù)鼗饕芰臃秶鷥?nèi)不存在軟弱粘性土層時(shí)，不超過8層且高度在24m以下的一般民用框架房屋或荷載相當(dāng)?shù)亩鄬涌蚣軓S房，可不必進(jìn)行地基和基礎(chǔ)的抗震承載力驗(yàn)算。也就是說，大多數(shù)鋼筋混凝土多層框架房屋可不必進(jìn)行地基和基礎(chǔ)的抗震承載力驗(yàn)算。但這些房屋在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮風(fēng)荷載的影響。因此，在鋼筋混凝土多層框架房屋的整體計(jì)算分析中，須輸入風(fēng)荷載，不能因?yàn)樵诘卣饏^(qū)高層建筑以外的一般建筑風(fēng)荷載不起控制作用就不輸入。

五、結(jié)束語

總的來說，在框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程中，最核心的設(shè)計(jì)元素就是柱、梁、板的結(jié)合設(shè)計(jì)，同時(shí)設(shè)計(jì)者的自身素質(zhì)和職業(yè)素養(yǎng)也是較大的影響因素，設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的過程中應(yīng)當(dāng)充分考慮這些設(shè)計(jì)要素，合理布置、安全設(shè)計(jì)，力爭做到設(shè)計(jì)合理化、科學(xué)化和高效化，在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)當(dāng)盡可能發(fā)生的問題及隱患，力求做到“防患于未然”。

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