浅析多层框架民用建筑结构设计

浅析多层框架民用建筑结构设计
摘要:建筑框架结构设计问题是业内关注的重点，是保障建筑结构安全、提高建
筑使用性能的灵魂。

本文围绕民用建筑的多层框架结构设计的相关问题进行分析，内容包括设计工作中的基本原则以及基本要点两大方面，希望能够对实际的设计
施工提供一些借鉴和参考。

关键词:建筑框架结构设计；设计原则；设计要点
1 引言
随着经济水平的发展，人们的生活水平不断提高，现代建筑的造型和功能要
求也会越来越高，形式也更加复杂化甚至多样化。

尤其是民用建筑业主，更在乎
个性化与实用化的一面。

因此，面对民用建筑高质量要求，我们一定要正确了解
民用建筑结构设计的基本内容，保证民用建筑多层框架结构设计的合理性，确保
民用建筑的稳定性和实用性,使之更加适合现代化居住的生活方式。

2 多层框架结构设计的基本原则
在建筑结构设计中应充分考虑设计的安全性，谨慎性以及合理性，因此，在
进行建筑框架设计工作时应根据以下相关的设计原则进行扩展。

2.1 框架结构类型须一致
确保框架结构类型的一致性是构建合理的民用建筑多层框架结构的关键所在，具体而言，在民用建筑中，进行多层框架结构工程的施工时，务必要把握好相关
的原则，保证框架结构中结构类型的一致性，避免出现两种不同的结构，尤其是
在楼梯跟电梯间，或者类似此类结构中局部有突出屋顶的特殊房建，切忌使用砖墙。

究其原因主要在于框架结构属于比较柔性的结构，但砖混结构则比较的刚性，两种结构难以相互的融合，所以，在保证了民用建筑多层框架结构形状的情况下，务必确保结构的变形能够达到相互协调的状态。

不能够使用混合的结构，避免对
整个民用建筑的质量产生影响，导致建筑存在大量的安全隐患，因而，务必要确
保结构类型的一致性。

2.2 加强短柱的构造
加强短柱的构造能够为合理构建民用建筑多层框架结构提供一定的帮助，具
体而言就是，通常情况下，在进行民用工程施工时，为了有效节省工程的投资资金，在进行柱间填充墙施工时，通常难以达到顶棚，经常出现在墙上任意开门凿
洞的问题，而正是这样不够规范的施工方式常常会导致出现短柱的问题，然而短
柱的刚度十分的强大，很容易产生交叉裂缝，或者引发脆性错段的问题，导致建
筑物或者构筑物被破坏，严重时会倒塌，所以，加强短柱构造的措施有着十分重
要的意义。

2.3 合理安排框架梁设计
为了构建更为合理的民用建筑多层框架结构，务必要对框架梁设计进行合理
的安排。

具体而言，民用建筑中，在框架梁外挑具有十分重要的意义，并且为了
跟工程的需要相符，务必要对钢筋混凝土柱进行设置，科学的对待工作中所涉及
到的每一个环节，合理的设计建设结构的多层框架结构。

在实际计算过程中，由
于柱为偏心受压构件，所以务必要对悬臂梁梁端的协调变形状况进行考虑。

对竖
向构件参与结构进行整体的分析，对梁跟柱之间的节点关系进行合理的处理，以
便从根本上将安全隐患消除，避免民用建筑发生意外。

所以，在设计民用建筑多
层框架结构时，务必要选用专业的设计人员，切忌出现滥竽充数的问题。

合理的
对框架梁进行设计时民用建筑多层框架结构的根本所在，更是建筑业安全的根本。

3 民用建筑多层框架结构设计的基本要点
3.1 做好基础设计的合理性
建筑工程基础设计是否合理。

基础选型是否正确，对降低工程造价，加快工
程建设起到重要作用。

今天，由于电子计算机在建筑设计工程中的广泛应用，一座建筑物在建筑平
面布置，结构方案确定，基础以上结构计算（板、梁、柱）均由电子计算机执行。

因规范以定，上
部结构的设计差别一般不会太大。

但由于设计少选取不同的基础形式或少基
础设计不合理，其对整个工程的造价及工程的施工进度有很大的影响。

因此基础
的设计是否合理，对一座建筑物显得特别重要。

由于基础设计中往往没有认真多作基础方案比较（经济方面，施工技术方面），从而使一些建筑工程的基础设计不合理，增加了工程建筑费用，拖延了建
筑物的投入使用。

大量的工程实践表明，地质勘探的原始资料是否正确，对工程基础的设计影
响极大，拿到正确的地质资料后，设计人员还要根据建筑物的型式，荷载的大小，建筑物的周边环境的具体情况，选择比较合理的基础型式，尽量减少基础的投资，保证建筑物的安全使用。

3.2 做好抗震性能设计
一般民用建筑的抗震等级需根据建筑类型、结构类型、场地类别以及结构高
度等确定。

根据《建筑工程抗震设防分类标准》，民宅以及办公楼等普通建筑归
属于丙类建筑，因此需根据丙类建筑的要求开展建筑结构设计；振型组合数。

振
型组合数和结构层数之间存在正比关系，其同样为民用建筑项目结构设计的重要
组成参数。

一般随着建筑层数的逐渐增多，振型组合数会随之增大，反之振型组
合数会逐渐减少；科学制定建筑结构设计周期折减系数。

由于框架结构的建筑需
设置填充墙，这导致计算出的刚度要略小于实际刚度。

另外由于计算周期一般会
超过实际周期，若基于计算周期计算民用建筑的地震剪力大小，往往会导致民用
建筑的抗震性能远小于预期。

因此可通过降低民用建筑计算周期，来达到提升民
用建筑项目建构强度的目的，除此之外在计算过程中需科学计算，并注意比例；
基础拉梁。

为了保证多层框架结构建筑的设计质量，需考虑到结构的拉梁设计。

一般基础拉梁设计需结合建筑的实际情况确定。

其中若建筑的埋设深度较深，可
通过短柱的设置来提升建筑的抗震性，若埋设深度较浅，可根据建筑的主轴方向
设置拉梁，拉梁截面需基于建筑深度以及实际情况确定。

另外在地震出现之后，整个多层框架结构建筑的部分位置可能会出现损坏情况，所以为了保证多层框架结构建筑的稳定程度，一定要保证其抗震性能。

一般
来说，除了要选择有利于抗震的建筑场地，以及明确、简洁的框架传力体系，均
匀布置两个方向的框架抗侧力构建之外，还需要以“强柱弱梁、强剪弱弯”等概念
设计原则，预判塑性铰的大致位置。

在框架结构中，如果塑性铰出现在柱中，则
结构属于脆性破坏，结构倒塌前，变形较小，抗震性能较弱。

若出现在梁端，由
于结构在受到破坏之前本身存在一定的变形，可以吸收以及消耗大量地震能量，
从而通过增加结构的延性，减轻结构破坏程度，使得结构具有较好的抗震性能。

3.3 调整框架柱配筋
为了保证多层框架结构的抗震性能，需科学调整框架结构的框架柱配筋。

这
是由于框架柱结构在受到地震作用时，其不同部分会受到不同的扭转剪力，特别
是角柱，角柱遭遇双向地震作用，属双向偏心受力构件且扭转效应对内力影响较
大，受力复杂，再加上横梁的约束相对来说比较弱，导致框架柱的震害程度要高
于内柱。

所以为了保证框架的抗震性能达到预期，需根据最不利的方向计算确定
建筑的框架。

其次还可以在计算好框架横方向配筋值以及纵方向配筋值之后，选
择较大的配筋值，同时使用对称配筋这一基本原则，保证框架柱的配筋。

一般在
进行配筋计算工作时，需考虑以下情况:在地震的影响之下，抗震墙端柱、角柱以及边柱极易出现偏心受拉，就此柱内纵筋总截面需超过计算值的25%；另外框架
柱的配筋需根据实际情况增大至计算值的1.2～1.6倍，一般中柱需要增大至计算
值的1.2倍，边柱要增大至1.3倍，角柱要增大至1.4倍；为了使箍筋更好地捆绑约束所浇筑的混凝土，框架柱的箍筋手段需设置为井字形复合箍或者是菱形；需
使用焊接方式连接二级与三级框架结构的底部加强结构以及底层柱底的纵筋，如
果柱纵向钢筋结构的总配筋率大于3%，所使用的箍筋直径需超过8mm；由于多
层框架在进行电算过程中，往往会忽略基础存在的不均匀沉降问题以及温度应力，所以如果地基土质不均匀或者是软弱土层较厚，与多层框架的垂直以及水平尺寸
相对来说比较大时，需合理提升框架柱的配筋，同时于框架的纵向以及横向建立
基础梁，需注意的是该处的配筋需根据框架梁加以规划设计，同时根据规范要求
规定建立箍筋加密区，不可根据构造设置。

3.4 调整好框架梁裂缝宽度以及斜截面配筋
民用建筑结构设计人员需要着重处理框梁的裂缝宽度大小，一般裂缝的宽度
会受到两方面因素的影响，也就是受力筋的直径大小以及纵筋配筋率，与构建所
浇筑使用混凝土的强度等级影响，设计人员需要基于这两种因素，适当提升梁的
配筋，同时合理地提升梁的横截面尺寸大小。

另外，在使用计算机方法开展结构
模型设计时，为了更好地计算内力组合以及裂缝宽度，需分开输入各个恒活载数值。

为了更合理、科学地使用弯矩调幅，以保证电算结果的可靠性，可使用以下
两种措施，也就是在对梁端固定弯矩进行调幅处理后，再合理分配力矩，也可以
先以力矩分配方法为基础，将梁端弯矩准确计算出，再将结果和调幅的系数相乘，如此就能够更为合理、有效地应用弯矩调幅。

3.5 设计好基础联系梁
由于部分建筑项目的基础埋设相对较深，就此可通过基础联系梁的使用，达
到缩短底层柱结构计算长度的目的。

因为大部分建筑均存在有抗震设计要求，就
此需要基于两个主轴的方向开展基础联系梁的设计作业，与此同时还应当使基础
联系梁结构的配筋符合梁的受力要求。

通常基础联系梁结构所具有的标高需要与
基础顶端标高相同，若是建筑结构属于独立扩展基础形式，则需要通过混凝土材
料密封好独立基础以及基础联系梁结构之间所具有的缝隙，并做好基础联系梁结
构的浇筑施工。

在对基础联系梁结构展开设计时，可以通过基础联系梁结构的运用，使得柱底弯矩达到平衡，就此设计人员应基于框架梁设计来确定基础联系梁
结构的配筋与其截面尺寸，并确保于框架柱中，基础联系梁结构纵筋的加密程度
以及锚固程度。

4 结语
总的来说，民用建筑的框架结构设计是一个复杂的系统，涉及到方方面面的
问题。

因此，在结构设计时就对设计人员提出了一定的要求，需要严格执行设计
规范，具备较为扎实稳定的理论知识，秉持严谨的作态度以及灵活发散思维，熟
练掌握操作方法，根据工作中具体的经验，结合具体的结构设计，确定合理可行
的方案措施，提高建筑设计水平，保证建筑设计工作质量，以使民用建筑的结构
设计工作做到更安全、更合理。

参考文献
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