多层建筑框架结构安全隐患的预控(多层框架结构设计)

摘要：随着经济的发展、人们生活水平的提高、建筑要求的提升和建筑造型和建筑功能要求日趋多样化，不管是工业建筑还是民用建筑，在对其结构设计中都会遇到各种难题。在结构设计中，最基础的就是多层建筑框架结构的设计，在实际的设计过程中，应当根据相关的规范要求进行科学合理的设计，当然其中不可避免将遇到各式各样的问题。

关键词：多层建筑；框架结构；分析

中图分类号：TU323文献标识码： A

一、建筑框架结构设计的原则和重点

(1)建筑框架结构设计原则，对于房屋来讲，首先就需要对房屋的稳定性进行考虑，或者由于地震或者其他自然因素所造成的袭击，相对框架结构中的抗震计算，要根据建筑的不同以及楼盖的整体性来决定相应柔性以及刚性的理论进行计算。同时结构抗震验算还要考虑建筑场地类别的不同。在设计过程中将建筑设计成为双向梁柱刚接体系，可以更好地增加房屋建筑的稳定性。对于雨蓬和阳台的建设应该充分的考虑到抗扭这个因素，它一般应该是梁中心线处板的负弯矩乘以跨度的一半得出的结果。

(2)建筑框架结构设计的重点，应该重点考虑到建筑的布局不规则时，结构设计应该根据当地的实际布局做出合理调整。在对梁柱的计算中，一定要利用TAT或 SATWE三维软件。在对实际承受力的接受中，三维立体框架往往比平面框架更能够接受。在进行设计中一定要将建筑的稳定性放在首位，因此，就要对地震以及风力所利用的抗侧移刚度进行分配，使TAT或 SATWE的计算最终做到更准确，还有一个优点就是其快速方便，三维软件计算可以将单榀框架的过程在一定程度上省去，并可以将整栋楼进行归并。运用现代化的先进技术可以将建筑的质量以及安全得到最大的保证。

(3)对于建筑框架中板柱结构节点的构造，因为板柱节点处楼板的抗冲击能力往往比较弱，在柱子的周边的板子内对抗冲击的钢筋没有进行设定，或者本身的设置存在一定的问题，这就造成节点处不平衡的弯矩给楼板增加了剪应力。因此，对于板柱节点的构造最好选择托板的板柱节点。

二、多层建筑框架结构设计的几点突出问题分析

(一)基础部分的设计技术

柱下扩展基础宽度比较宽或者地基不均匀以及比较软的时候。通常利用柱下条基，并且对节点地方基础底面积双向重复进行运用的。对产生的不良因素进行考虑，对基础进行适当的增宽。当地基承载力符合设计要求时，地下室底板能够没有外伸，对防水非常方便。高规规定间隔为30~40m，针对具体实际工程。一定要根据气候和建筑物长度等特点进行全面考虑，然后在进行一个后浇带的增设，过一段时间之后，利用微膨胀混凝土进行浇筑。地下室的设置能够使地基的附加应力减少，进而提升地基的承载力。由于地震的作用对上部结构产生的影响通常也会减小。

(二)延伸性及轴向变形问题分析

相对于高层建筑来说，框架结构自身就有着延伸性。在一定程度上我们可以看出，如果楼层越高，其延伸性就越大。如果产生的外力突然变化，这种变形也会变得更大。为了能够使框架结构在塑性变形之后，仍然有变形能力，防止由于过载发生倒塌，因此，在结构设计中，采取相应的措施，确保结构的延伸性的平衡。相对多层建筑来讲，从竖向的角度来看，荷载的数值是很大的，在其主梁之上发生比较大的轴向变形，对连续梁的弯矩有很大的影响，进而也就造成了连续梁的中间支点的负弯矩出现变小的情况，以及端支点的负弯矩及跨中的正弯矩也跟着增大。同时，对预制构件的下料长度也有所影响，这就会给建筑本身带来一定的质量问题。

(三)结构薄弱层的设计问题

结构薄弱层主要是指在强震下，首先，结构要有一个比较大的弹塑性，在这些薄弱的结构层部位在进行设计时一定要满足抗震承载力的要求。一般情况下，薄弱层对多层建筑的抗震影响很大，因此，在进行设计的过程中，一定要防止出现薄弱层。

(四)框架结构柱的设计问题

如果建筑框架地上结构为圆柱，低下结构应改为方柱，便于施工。圆柱的纵筋数量应多于8根，箍筋采用螺旋箍，并在柱详图中标明柱端部的水平段。方柱的箍筋应选择井字箍，并按照严格的规范要求加密。对于异型柱结构，一排梁纵筋的根数不应过多，柱端部的纵筋不能过密，避免节点处混凝土浇筑出现困难。柱构件应尽量选择强度较高的混凝土，减少断面处的尺寸。

三、多层框架结构设计问题的一些措施

在多层框架结构工程设计中，多数建筑按抗展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，其抗展等级可依据烈度及结构类型与建筑的高度按《抗震规范》表6.1.2确定。

(一)框架梁、柱抽筋间距

在程序内定的前提下，如框架梁的跨中部位有次梁或者有较大的其他的集中荷载作用而又配两肢箍筋的时候，通常情况下，非加密区箍筋间距使用200mm使梁的非加密区配箍不足，所以建议程序内定梁箍筋改成取梁的非加密区间距为200mm。如此，不但能保障梁非加密区的抗剪承载力，还能相应增加梁端箍筋加密区的抗剪能力，梁的强剪性就能充分体现。

若框架内定柱的加密区箍筋间距为100mm的时候，在有的情况下，可能会因非加密区的箍筋间距为200mm导致配箍不足。所以，建议程序内定柱的箍筋间距改为取柱的非加密区的箍筋间距为200mm。此外，在柱、梁箍筋非加密区进行配箍验算的时候，无需考虑强剪弱弯的要求，也就是剪力设计值取加密区终点处，其外侧的组合剪力设计值，并且不乘以剪力增大系数。

(二)关于地震力振型组合数问题

关于多层建筑，其振型数为≥9；结构层数多，结构刚度发生突变也较大，振型数应该多取，若结构设计有转换层，顶部设有小塔楼或者多塔结构等等，其振型≥12，但不应该大于房屋层数的三倍:唯有定义弹性楼。板需要通过总刚分析，在必要的时候，振型数才能够取更多。《抗震规范》指示，比较合适的振型个数通常取总质量达到90%的振型参与质量的振型数。采用SATWE等电算程序能够很方便地输出参与质量的比值。在设计中设计人员对电算程序的应用不太重视，对振型数的选取比较随意，这就需要改进的。此外，通过藕联计算出的剪力一般小于非藕联计算结果，只有结构存在明显扭转时方能采用藕联计算，若有必要应补充非藕联计算结果。

(三)地下室层数的输入处理

多层框架结构建筑也设置地下室。因为隔墙少，多采用筏板式的基础。当电算时，需要将地下室层数及上部结构同时输入，还要在总信息中按实际地下室层数进行填写。并采取对层侧移刚度比进行分析比较，还能够正确判断与对房屋的嵌固位置进行调整，同时对抗震构造采取相应措施，保证其楼板应需的厚度以及最小的配筋率等；若结构为竖向不规则时，不但对薄弱层进行验算，还要对薄弱层的地震剪力进行乘以1.15的增大系数。

(四)结构周期折减系数

因为填充墙的存在，使结构的实际刚度大于计算的刚度，其计算周期大于实际周期，因此，所算出的地震剪力就会偏小，使结构处于不安全，因而对结构进行计算周期实施折减很有必要，但是对框架结构进行计算周期不折减或者折减系数取得过大都不当。而框架结构，采取砌体填充墙的时候，周期折减系数取0.6-0.7；当砌体填充墙较少或采用轻质砌块的时候，取值0.7-0.8；若采用轻质的墙体板材，可以取0.9。仅有无墙的纯框架，在计算周期的时候才可以不折减。

结语

随着我国建筑业的现代化进步和发展多层框架结构设计的要求也越来越高，在设计过程中的问题得到解决与改进，但是新的问题也会不断出现，但是相信在实践中一定会得到解决。以上的几个问题在钢筋混凝土框架结构设计中经常遇到也经常被忽略，希望引起设计人员的注意，以避免错误确保设计质量和工程质量。

参考文献

[1]张科.多层建筑结构设计中框架结构的问题分析与处理[J]. 科技资讯,2009,18:83+85.

[2]郭文娟.多层房屋建筑框架结构施工技术探讨[J]. 科技创新导报,2013,20:35.

[3]曾庆军.多层建筑框架结构设计的要点分析[J]. 建筑设计管理,2012,08:52-53.