李豫

（山西筑城建筑設(shè)計有限公司，山西 太原030000）

0 引言

隨著現(xiàn)代建筑事業(yè)的發(fā)展，消費者偏向?qū)ㄖ脑O(shè)計要更具有實用性和個性化方面。因此，我國建筑行業(yè)要不斷提高整體建筑質(zhì)量和設(shè)計賣點，正視民用建筑功能和結(jié)構(gòu)設(shè)計。同時，建筑行業(yè)中多層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計中也遇到很多問題，需要相關(guān)建筑施工單位對其進行研究，并且在一定程度上提出及解決方案及措施，確保多層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)在我國建筑行業(yè)中的基礎(chǔ)應(yīng)用。

1 多層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計

多層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)計算問題：

在我國建筑行業(yè)施工過程中，多層鋼筋混凝土框架應(yīng)在前期準(zhǔn)備好相應(yīng)合理結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，還要對結(jié)構(gòu)設(shè)計中的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進行精準(zhǔn)計算。另外，在設(shè)計工作開展之前要選擇一定的抗震設(shè)防烈度和實施場地類別以及相應(yīng)合理的電算設(shè)計軟件也是非常有必要的。

1.1 抗震等級結(jié)構(gòu)設(shè)計

在建筑行業(yè)施工圖紙設(shè)計中，各種類別的建筑防震等級是必要研究選項。如果屬于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類的建筑物，那么其抗震等級的設(shè)計就應(yīng)該按照其所在地區(qū)的設(shè)防烈度來計算[1]。在進行建筑行業(yè)工程設(shè)計中，各類房屋應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)亟ㄖ蟠_定建筑的類別。對于丙級建筑物來說，其抗震要求可按照當(dāng)?shù)乜拐鹪O(shè)防烈度來進行計算。對于乙級類建筑來說，抗震效果應(yīng)符合本地區(qū)乙級抗震設(shè)防烈度要求即可。

在通常情況下，抗震等級烈度在Ⅵ~Ⅷ度之間時，較為符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度基礎(chǔ)上提高一度設(shè)防要求。而對于那些重點設(shè)防類建筑范疇內(nèi)來說，當(dāng)抗震設(shè)防烈度為Ⅸ度時，則需要在建筑實際施工中按Ⅸ度及以上的設(shè)防烈度要求。一旦在施工中出現(xiàn)抗震等級計算失誤時，就需要相關(guān)部門人員對建筑本身加以重視。

1.2 基本地震加速度的設(shè)計

在相關(guān)建筑規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)中，如果抗震設(shè)防烈度達到Ⅶ度時，對其基本地震加速度的設(shè)計值可以是0.1g和0.15g這兩種，當(dāng)抗震設(shè)防烈度為Ⅷ度時，建筑行業(yè)設(shè)計基本地震加速度值應(yīng)為0.2g和0.3g這兩種[2]。建筑行業(yè)中相關(guān)設(shè)計人員在進行基本級地震加速度計算時要充分考慮外界影響因素，正確選取地震加速度計算值，這也將在日后建筑使用中產(chǎn)生極大影響。

1.3 地震力振型組合數(shù)的設(shè)計

對較為高的建筑物，振型組合數(shù)的選取不應(yīng)該小于3；當(dāng)振型數(shù)大于3的時候，要取3的倍數(shù)作為振型組合數(shù)較為適宜；當(dāng)建筑層數(shù)小于2時，振型組合數(shù)可選取當(dāng)前樓層數(shù)。對于其他不規(guī)則建筑物，應(yīng)當(dāng)考慮建筑扭轉(zhuǎn)耦鏈時，振型組合數(shù)應(yīng)大于9；對于建筑物結(jié)構(gòu)層數(shù)比較多或者結(jié)構(gòu)剛度發(fā)生突變情況較大時，振型組合數(shù)盡量選取多一些[3]。在相關(guān)建筑文書中記載，振型組合數(shù)可以選取振型質(zhì)量占總質(zhì)量的90%作為振型數(shù)。例如，某一建筑物的振型數(shù)為15，其振型數(shù)選取為12或15方能進行下一步實施，如在振型數(shù)選取中小于90%，則可能造成建筑物某些組合件不連續(xù)可引起局部震動，因此需要建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員對其進行精確研究。

1.4 建筑結(jié)構(gòu)周期折減系數(shù)

在對建筑結(jié)構(gòu)周期進行預(yù)算時，由于混凝土框架結(jié)構(gòu)通過填充墻而存在，使其結(jié)構(gòu)的實際剛度大于預(yù)算剛度，計算周期明顯變大，導(dǎo)致計算出的地震作用效應(yīng)略小于實際值，使其建筑結(jié)構(gòu)不安全，因此要對建筑結(jié)構(gòu)的計算周期進行折減處理也是非常重要的。對于基礎(chǔ)建筑結(jié)構(gòu)框架來說，運用砌體對墻體進行填充時，周期折減系數(shù)可以根據(jù)具體的材料數(shù)量控制在0.6~0.7之間，對于采用少量砌體填充材料時，可以將周期折減系數(shù)選取在0.9，當(dāng)建筑物沒有墻而純是框架時，周期計算可以不進行折減處理。

1.5 梁剛度放大系數(shù)

在多層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計中計算軟件的梁輸入模型均是矩形的截面，如果因為考慮對樓板形成的T型截面引發(fā)剛度增加，則能造成混凝土框架結(jié)構(gòu)計算剛度小于實際剛度，從而導(dǎo)致計算的系數(shù)偏析，使得建筑結(jié)構(gòu)不安全[4]。因此，在計算梁剛度系數(shù)時對其進行相應(yīng)的放大，取放大系數(shù)中的2.0和1.5較為適宜。

2 多層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的具體設(shè)計要求

2.1 強柱弱梁的節(jié)點設(shè)計要求

在強柱弱梁中所謂的強弱，即是指框架結(jié)構(gòu)中梁端橫截面的實際抗壓能力的高低，也是決定當(dāng)柱截面承受到強力震動之后塑性與其轉(zhuǎn)動能力大小的基礎(chǔ)。由于強柱弱梁的設(shè)計特點，使其當(dāng)各個截面受到外力壓制時不至于形成“層側(cè)移結(jié)構(gòu)”，因此在接下來的建筑施工操作中，需要相關(guān)設(shè)計人員盡可能地放大柱截面的尺寸，在一定程度上進一步調(diào)控柱的軸壓，滿足其他具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計要求規(guī)范，最后達到增加其截面延展性的目的[5]。

在一般計算截面承受能力時，可通過人為手段將柱的設(shè)計彎矩按照強柱弱梁原則進行放大調(diào)整，在一定程度上加強配筋對柱的構(gòu)造。在梁端縱向受拉力的鋼筋的配筋不易過高，以免造成在罕見地震中進入屈服階段從而不能形成塑性鉸或者形成的塑性鉸轉(zhuǎn)移到另外的立柱上，同時要注意節(jié)點構(gòu)造設(shè)計，讓塑性鉸向著梁的一側(cè)內(nèi)移。

2.2 強剪弱彎剪力墻的設(shè)計要求

一方面為了提升抗震墻的形變能力，又為了避免剪切破壞的發(fā)生，針對于一個截面較為長的抗震強來說，應(yīng)可用洞口的設(shè)計來連接弱連梁，使墻體可以分為小開口墻、單肢墻以及多肢墻，并且使得每一個墻段的高寬比例大于等于2。弱連梁是指在地震的作用中各個層級的連梁總約束彎矩不能大于此墻段總地震彎矩的20%。在連梁的設(shè)計上不能太強，以免發(fā)生水平地震下某一個墻肢出現(xiàn)全截面受拉情況，這對于建筑工程來說是非常危險的[6]。但是，如果考慮到耗能，連梁又不能過于弱，當(dāng)連梁弱到一定程度時，墻肢就會變成單肢墻，由于單肢墻的延展性很弱，在地震作用下抗壓能力非常弱。

在對剪力墻實際設(shè)計中，對連梁的剛度在一定程度上都要進行折減處置，使用室內(nèi)剪力墻的剛度一般都比較大，在水平力的作用中，可靠的實施辦法就是讓連梁先屈服，然后使其連梁滿足強剪弱彎的需求，實際上就是將抗彎能力降低。強剪弱彎就是保證建筑構(gòu)件的延性，以防止脆性破壞原理，要求認(rèn)為的加強各個承重部件相對于抗彎能力的抗剪承載力，使其部件在結(jié)構(gòu)設(shè)計之中即使經(jīng)歷地震作用也能保證其不出現(xiàn)脆性剪切而失效。因此，對多層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)框架設(shè)計應(yīng)注意抗剪構(gòu)造和驗算，使其可以滿足相關(guān)建筑規(guī)則要求。

2.3 結(jié)構(gòu)布置

根據(jù)框架設(shè)計結(jié)構(gòu)布置，主要是確定柱在整個平面的排列方式和結(jié)構(gòu)承重選擇預(yù)案。通常情況下，主梁沿著房屋進行橫向布置，連系梁和板均按照縱向布置。因為豎向荷載能力主要由橫向框架進行承受，所以導(dǎo)致橫梁截面的高度比較大[7]。因此非常有利于加大房屋的橫向剛度需求，此種承重設(shè)計方案在多層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計中應(yīng)用較為廣泛。

2.4 框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖

在多層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)方案設(shè)計中，首先應(yīng)該確定其構(gòu)件的截面尺寸以及框架結(jié)構(gòu)計算簡圖，并且由相應(yīng)專業(yè)設(shè)計人員對結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和荷載進行側(cè)移分析?？蚣芙Y(jié)構(gòu)中的柱截面尺寸和梁應(yīng)通過相應(yīng)承載力和剛度及延性等相應(yīng)要求進行確定。在工作人員的初步設(shè)計中，從通常可以先選定截面尺寸，再通過經(jīng)驗和技術(shù)分析進行承載力和變形力的驗算，最后需要檢查所選的尺寸是否符合標(biāo)準(zhǔn)[8]。

房屋的框架結(jié)構(gòu)是由柱、梁、樓板以及一些基礎(chǔ)的構(gòu)建組合而成的空間體系，一般可以通過三維空間結(jié)構(gòu)進行初步分析，但針對平面布設(shè)較為規(guī)則的框架結(jié)構(gòu)建筑，為了方便計算，通常可以將實際的空間設(shè)計簡化為多個縱向或者橫向平面框架結(jié)構(gòu)中進行分析，將每一個平面框架作為一個計算單元。

3 結(jié)語

由上文可以看出，多層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)具有傳力明確、結(jié)構(gòu)設(shè)計靈活以及防震能力突出等諸多優(yōu)勢，因此，在建筑行業(yè)中受到廣泛使用。盡管多層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)在運用層面看似簡單，但在實際的設(shè)計操作中并不是很容易，需要相關(guān)設(shè)計人員對建筑整體鋼筋混凝土框架進行仔細(xì)地研究設(shè)計，否則將會引起建筑工程出現(xiàn)質(zhì)量狀況，對其造成嚴(yán)重后果。最后，需要建筑行業(yè)相關(guān)人員在對多層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中，針對以上出現(xiàn)的情況逐一進行落實，確保建筑行業(yè)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量符合當(dāng)下建筑使用標(biāo)準(zhǔn)。