对多层框架民用建筑结构设计的相关探讨

【摘要】建筑框架结构设计作为现行比较常用的实际模式，已经广泛应用在各类建筑中，在结构设计中遇到的各种难题也日益增多，因而作为一个结构设计者需要在遵循各种规范下大胆灵活的解决一些结构方案上的难点、重点。本文对民用建筑多层框架结构体系设计中出现的问题及措施分析，重点探讨了民用建筑多层框架结构技术要点和注意事项。

【关键词】民用建筑；框架结构；设计；问题

一、民用建筑多层框架结构的设计中的问题及措施

（一）多层民用建筑结构体系的选用

建筑结构设计者在进行设计时首先要明确建筑结构的体系，只有根据具体的建筑结构情况，选取合理的建筑加工体系才能够设计出经济适用的建筑结构。目前的多层民用建筑在建造时多采用混凝土结构，同时采用剪力墙结构或是框架剪力墙结构。

框架剪力墙结构是由框架和剪力墙共同组成，其中剪力墙是多层民用建筑的主要水平承重结构，而框架则是建筑的竖向承重结构，两种结构通过合力分工，共同承受多层民用建筑的载荷。在多层民用建筑结构设计中剪力墙的位置应设立在平面形状教导和竖向载荷较大的部位，并对其进行均匀设置。此建筑结构体系中框架作为主结构，剪力墙作为辅助结构。

剪力墙结构在建筑时是利用钢筋混凝土墙板来代替框架结构作为承受建筑载荷的梁柱，此时的剪力墙则作为建筑中竖向承重和抵抗测力的结构，其伞部承受建筑结构的竖向和水平方向的力。剪力墙结构一般情况下采用平面布置方式，采用此结构时要保证剪力墙具有助攻的载荷力，因为剪力墙同时承受建筑结构的竖向和水平方向的共同载荷，在设置剪力墙时要采用双向或是多向的设置方式。

（二）多层框架民用建筑结构设计的参数控制和调整

多层民用建筑在设计过程中对各项参摄的控制和调整决定整建筑结构的安全性。而合理的控制和调整建筑结构设计参数不但能够增加建筑结构的合理性，还能够提高建筑结构的整体控制效率。其控制和调整重要参数主要有以下几个：第一，轴压比：为了满足建筑结构的延性要求，需要限制建筑的轴压比。轴유压比的控制和调整主要是通过增加建筑墙、柱的截面，提高墙、柱混凝土的强度来实现。第二，建筑层间的位移角：为了保证多层民用建筑的结构稳定性，需要限制建筑各层间的位移角。位移角的控制和调整主要通过加强竖向构件刚度来实现。第三，周期比：周期比主要是用来克服多层建民用筑结构的扭转。周期比的控制和调整主要是通过改变建筑结构布置来实现。第四，剪重比：为确保多层民用建筑的安全性，通过限制剪重比来减小多层民用建筑各层间的最小水平地震剪力。剪重比的控制和调整主要是通过加强竖向构件的刚度来实现。

二、民用建筑多层框架结构技术要点

（一）调整框架柱的配筋

针对角柱和边柱等在地震作用下会出现偏心受拉的现象，要保证各种柱中内的纵筋总截面要比计算值增大25%；另外框架柱箍筋的配筋的形式要用井字或者菱形，来增加对混凝土的约束力；对于需要加强的底部和柱的底层，配筋需要进行焊接，来保证底部的稳定性；针对不同的温度和基础土层，要因地制宜，当基础土层分布不均匀时，要根据情况放大框架配筋，并根据情况进行加密箍筋配筋。

（二）框架柱配筋的调整

框架柱的配筋率一般都很低，有时电算结果为构造配筋，但是实际工程中均不会按此配筋。因为在地震作用下的框架柱，尤其是角柱，所受的扭转剪力最大，同时又受双向弯矩作用，而横梁的约束又较小，工作状态下又处于双向偏心受压状态，所以其震害重于内柱，对于质量分布不均匀的框架尤为明显。

（三）框架梁裂缝宽度、斜截面配筋调整

在满足梁柱的截面尺寸和配筋率的情况下，仍需在计算配筋后进行梁的裂缝宽度的验算和满足梁端斜截面“强剪弱弯”条件下的梁端配筋调整。

1、影响裂缝宽度的因素和调整的办法

框架梁的裂缝宽度验算往往被工程设计人员忽视，对此应引起我们的注意。影响裂缝宽度的主要因素有两方面，一是构件的混凝土强度等级，二是钢筋的级别和直径。由于混凝土等级与钢筋的级别有一定的“依赖关系”，因此对于普通的混凝土构件，混凝土的高等级对减小梁的裂缝宽度影响不大，一般情况下宜采用加大梁的配筋率或增大梁的截面尺寸的方法来减小梁的裂缝宽度。另外需注意在利用计算机辅助软件进行结构建模中的荷载输入时，一定要将⌘恒、活载数值分开输入，以便进行内力组合和裂缝宽度的计算，不要贪图省事而将恒、活载合并输入，以防止梁、柱内力计算错误，致使所绘制的施工图不能使用。

2、在电算中合理、准确运用弯矩的调幅

规范规定只有在竖向力作用下梁端弯矩可调幅，水平力作用下梁端弯矩不允许调幅，因此在计算时必须先将竖向荷载作用下的梁端弯矩调幅后，再将水平荷载产生的梁端弯矩叠加。

三、民用多层建筑框架结构设计构造注意的事项

（一）保证构件延性，防止脆性破坏

强剪弱弯是的重要原则，它要求人为加大各承重构件相对于其抗弯能力的抗剪承载力，使这些部位在结构经历罕遇地震的过程中以足够的保证率不出现脆性剪切失效。对于框架结构中的框架梁应注意抗剪验算和构造，使其满足相关规范要求。

（二）关注非弹性与非弹性工作状态

主要是指的“强柱弱梁”节点。这是为了实现在罕遇地震作用下，让梁端形成塑形铰，柱端处于非弹性工作状态，而没有屈服，但节点还处于弹性工作阶段。强柱弱梁措施的强弱，也就是相对于梁端截面实际抗弯能力而言柱端截面抗弯能力增强幅度的大小，是决定由强震引起柱端截面屈服后塑性转动能否不超过其塑性转动能力，而且不致形成“层侧移机构”，从而使柱不被压溃的关键控制措施。柱强于梁的幅度大小取决于梁端纵筋不可避免的构造超配程度的大小，以及结构在梁、♪柱端塑性铰逐步形成过程中的塑性内力重分布和动力特征的相应变化。验算截面承载力时，人为地将柱的设计弯距按“强柱弱梁”原则调整放大，加强柱的配筋构造。梁端纵向受拉钢筋的配筋不得过高，以免在罕遇地震中进入屈服阶段不能形成塑性铰或塑性铰转移到立柱上。注意节点构造，让塑性铰向梁跨内移。

（三）一些♀构造采取的措施

1、对于大跨度柱网的框架结构，在楼梯间处的框架柱由于楼梯平台梁与其相连，使得楼梯问处的柱可能成为短柱，应对柱箍筋全长加密。这一点，在设计中容易被忽视，应引起重视。

2、对框架结构外立面为带形窗时，因设置连续的窗过梁，使外框架柱可能成为短柱，应注意加强构造措施。

3、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（规范规定裂缝宽度小于0.3mm），建议采用补偿混凝土浇筑。采用细而密的双向配筋，构造间距宜小于♂150mm，对屋面宜设置后浇带，后浇带处按构造措施宜适当加强。

四、结束语

在民用建筑的多层框架结构设计中，设计师要在了解建筑结构设计的基本内容的基础上，认真面对多层框架结构设计中出现的问题：表现在计算简图不合理、多层框架柱配筋调配不合理以及对框架梁裂缝宽度的忽视等问题。需要结构设计师在进行民用建筑多层框架结构设计中注意进行问题的改进，另外还要从多层框架的基础设计上以及多层框架的上部设计来进行改进，保证多层框架的民用建筑更加安全、稳定和实用。