建筑结构中多层框架结构设计浅析

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　　摘    要：建筑结构设计是一项系统、全面的工作，其设计质量关乎到整个工程建设的质量，关乎人民的生命和财产安全，特别是对建筑结构中多层框架结构设计要更加重视。本文对多层建筑结构设计中的框架结构问题及处理进行了概述。
　　关键词：框架结构;多层建筑;结构设计
　　1  多层建筑结构设计的框架结构问题
　　1.1  在框架结构设计中，忽视纵向框架设计
　　根据建筑抗震设计要求，水平地震作用应该按照两个主轴方向的抗侧力构建来承担，但是在一些结构设计中设计人员只对纵向普通的连续梁进行设计，导致框架中的纵筋配置和梁柱的节点无法满足框架抗震的构架要求。因此常出现梁的支座负筋，跨中纵筋配筋配置不足的现象。也就是说，在进行框架结构设计时，设计者要将纵向框架与横向框架放于同等重要的位置。
　　1.2  设计不全面
　　设计时因为对板受力状态认识不全面，或者为了计算方便，简单的将双向板按照单向板来进行计算，使得计算假定与实际受力情况不符，从而导致了长方向上配筋过大，短方向上仅按构件配筋，造成了配筋严重不足，致使了板出现裂缝。
　　1.3  施工图达不到规定要求
　　一些设计人员制作施工图时，制作图纸“偷工减料”设计粗糙简单，漏缺施工图中应有的大图样、系统图等相关剖视图;施工图设计表述不全面，细节大洋不详细，不能完全反应工程的全貌;还有一些重要的设计依据、设计参数、安全等级、工程类别、耐火等级以及防火校方处理等在设计施工图总说明中没有交代清楚或没有标明。
　　1.4  结构设计重视程度问题
　　在现阶段由于各级单位设计工作量较大，任务比较繁重，加上甲方要求比较急等等方面的原因，使得建筑工程的结构设计往往变成了速成品。另外，设计人员的业务设计水平也是参差不齐，致使建筑工程的结构设计质量不可避免的出现了这样那样的问题，建筑物既要实现其本身的使用价值、商业价值，还有实现其重要的社会功能。建筑结构设计本身就是一项关乎人民财产安全的大事，关乎建筑单位投资大小以及经济效益息息相关。因此，进行建筑工程结构设计的设计人员必须要有强大的责任感，应该在设计工作中精心设计，认真负责，不光是为了工作，为了企业，更是为了大家，为了自己。另外，还要求建筑结构设计人员拥有扎实的理论知识功底和灵活创新的思维，加强对房屋建筑结构设计中常见问题的探索与研究，不断提高自己的结构设计水平，从而设计出更高水准、更经济、更合理的建筑结构形式。
　　2  框架结构设计的原则
　　2.1  框架梁柱的截面设计原则
　　由大量的震害分析和近年来国内外试验研究资料得出，框架设计应设计成延性结构。梁，柱塑性铰设计，应遵循下述原则。强柱弱梁和强剪弱弯，注意构造措施。在楼梯间处的框架柱由于楼梯平台粱与其相连，使得楼梯间的柱很可能成为短柱，应对柱箍筋全长加密或者采用复合矩形螺旋箍筋和高强复式螺旋箍筋，一定要加强短柱设计的意识;对于框架结构长度略超过规范限值，建筑功能需要不允许留缝时，为减少有害裂缝，建议浇筑补偿性混凝土，利用细而密的双向配筋，对屋面宜设置后浇带，后浇带处按构造措施宜适当加强;对于框架结构外立面有带形窗，因设置连续的窗过梁，使框架柱可能成为短柱，应注意加强构造措施。
　　2.2  结构计算参数的选取
　　设计抗震等级的确定和基本地震加速度值结构抗震等级的确定直接影响到地震作用计算的大小和抗震措施的采用。在工程设计中，多数房屋建筑按其抗震设防分类属于丙类建筑，如民用住宅、办公楼及一般工业建筑等等，其抗震等级可根据烈度、结构类型和房屋的高度按《建筑抗震设计规范》表6.1.2确定。而电讯、交通、能源、消防和医疗等类建筑以及大型体育场馆、大型零售商场等公共建筑，首先应当根据GB50223295建筑抗震设防分类标准确定其中哪些建筑属于乙类建筑（可能还有甲类建筑）。乙、丙类建筑，地震作用均按本地区抗震设防烈度计算。但对于乙类建筑，一般情况下，当抗震设防烈度为6度～8度时，抗震措施应符合本地区抗震设防烈度提高一度的要求。《建筑抗震设计规范》规定：对于丙类建筑的抗震等级按6.1.2确定，这规定对多数丙类的工业与民用建筑来说是可行的。而对于《建筑抗震设计规范》的另外规定“抗震设计设防类别为甲、乙、丁类的建筑，应按本规范第3.1.3条规定和表6.1.2确定抗震等级”的规定却经常被遗漏。这样就会把一些建筑错误归类，错误地选择抗震等级，导致设计的错误。
　　基本地震加速度值的选取对于地震作用的计算影响较大，所以一定要严格正确的确定其值。《建筑抗震设计规范》（GBS0011-2001）中规定：抗震设防烈度为7度时，设计基本地震加速度值分别为0.1g和0.15g两种，抗震设防烈度为8度时，设计基本地震加速度值分别为0.2g和0.3g两种，设计中要严格地震区的划分，选取正确的設计基本地震加速度值。
　　地震力的振型组合数，对高层建筑，当不考虑扭转耦联计算时，至少应取3;当振型系数多于3时，宜取3的倍数，但不应多于房屋的层数;当房屋层数不大于2时，振型数可取层数。对于不规则的结构，当考虑扭转耦联时，对高层建筑，振型数应取不小于9;结构层数较多或结构刚度突变较大，振型取值数应大，如结构有转换层、顶部有小塔楼、多塔结构等，振型数应取不小于12或更多，但不能多于房屋层数的3倍;当房屋层数不大于2时，振型数也不应多于层数的3倍。只有当定义弹性楼板，且采用总刚分析，必要时，振型数才可以取得更多。
　　在利用PKPM系列软件中，TAT或SATWE计算软件的梁输入模型都是矩形截面，没有考虑存在楼板形成T型截面而引起的梁刚度增加，造成结构的实际刚度大于计算刚度，算出的地震作用剪力偏小，使结构不安全。因此计算时应将梁刚度放大，放大系数边梁取1.5、中梁取2.0为宜。
　　框架结构由于填充墙（砌块、轻质砌块、轻质墙板）的存在，使结构的实际刚度远大于计算刚度，实际周期小于计算周期，使结构偏于不安全。因此，算出的地震作用效应偏小，使结构偏于不安全，因而对结构的计算必须对周期进行折减。当采用砖砌体填充时，周期折减系数可取0.16～0.17;当砖砌体填充墙较少或采用轻质空心砌块填充时，可取0.17～0.18;当完全采用轻质空心砌块填充时，可取0.19。只有无墙的纯框架，计算周期才可以不折减。
　　对于多层框架，尤其是活荷载较大时，是否进行活荷的最不利布置、组合对计算结果影响很大。使程序中给定的梁设计弯矩放大系数，也不一定能反映出工程实际应力分布情况，有可能造成设计的结构不安全或保守。考虑目前在计算机速度比较快，建议设计中都应进行活荷载的最不利布置计算。
　　3  结束语
　　无论是民用建筑还是工业建筑，框架设计都是建筑建设的重要组成部分，它不仅影响着整个建筑结构设计方案，还影响着建筑落成后的安全和维护问题。作为建筑结构的设计人员，创新的设计思维和一定的专业水平是必需的，认真负责的工作态度更是必不可少。在平时的工作实践中要严格要求自己按照建筑结构设计的标准规范进行设计，以保证建筑的质量与安全，进而保证人们的财产和人身安全，推动建筑业更好更快地发展。
　　参考文献：
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　　[2] 范俊梅.钢筋混凝土多层框架结构设计问题分析[J].科技资讯，2015（3）.
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