多层框架结构建筑设计的问题分析

多层框架结构建筑设计的问题分析
摘要：随着我国建筑行业的发展，钢筋混凝土多层框架结构在建筑工程建设中已经被广泛应用。

本文笔者就多层框架建筑结构设计中需要注意的几个问题予以分析总结，可供同行人士参考。

关键词：多层框架；结构设计；钢筋混凝土；荷载计算
中图分类号：u463.32+1 文献标识号：a 文章编号：2306-1499（2013）05-（页码）-页数
钢筋混凝土多层框架结构由于具有结构传力明确、结构灵活、整体性强、抗震能力强等诸多优点，因此被广泛应用于现代建筑中。

虽然该种结构形式看上去比较简单，但是在设计时，若把握不好，将会出现很多问题，以下是笔者根据多年的设计经验总结出来的几个多层框架结构设计中值得我们思考的问题，以供大家参考。

1.基础设计荷载取值
通常情况下，多层框架建筑的荷载不是很大，当天然地基承载力较高，且持力层较浅时，首选柱下独立基础。

《建筑抗震设计规范》gb5011-2010中的4.2.1明确指出，在地基主要受力层范围内不存在软弱黏性土层的下列建筑可不进行地基和基础的抗震承载力验算。

1）一般的单层厂房和单层空旷厂房，2）砌体房屋；3）不超过8层且高度在24米以下的一般民用框架和框架-抗震墙房屋，4）荷载基础与3）相当的多层框架厂房和多层混凝土抗震墙房屋。

《建筑抗震设计规范》5.4.1规定，当结构构件的地震作用效应和其他荷
载效应的基本组合时，一般结构可以不考虑风荷载效应，当风荷载起控制作用时，风荷载组合系数取0.2。

因为一般多层建筑水平风荷载较小，所以经常忽略风荷载作用。

还有些设计师在进行独立基础设计时，柱脚内力设计值取值不合理，只对轴力与弯矩采取了设计值，而未能考虑剪力，还有些甚至只取了轴力设计值。

《建筑地基基础设计规范》gb50007-2011的第5.2.2中明确规定当偏心荷载时，必须考虑作用于基础底面的力矩。

而基础底面的力矩就是来自于柱底的弯矩和剪力。

若独立基础的设计荷载取值不合理，将会导致建筑结构的不安全或者材料浪费。

2.基础拉梁设计问题
当多层框架建筑基础埋深较大时，可以在±0.000以下的合适的位置设置基础拉梁，以减小底层柱的计算长度以及底层位移。

拉梁的作用和计算方法主要有2种。

1）取拉梁所拉结的柱子中轴力较大的1/10，作为拉梁轴心受拉的拉力，按此方法计算时，柱基础按偏心受压考虑。

基础地质较好时，此方法较为节约。

2）以拉梁平衡柱底弯矩，柱基础按中心受压考虑。

当相邻两跨跨度相等时，拉梁弯矩在中支座可取柱底弯矩的一半，在边支座则取柱底弯矩。

拉梁正弯矩钢筋应全部拉通，负弯矩钢筋1/2拉通。

此时，拉梁的构造应满足抗震要求。

基础拉梁层进行框架整体计算一般都是采用tat或者satwe等程序，由于基础拉梁层无楼板，因此计算时楼板厚度应取零，分析计算式应该采用总刚分析方法。

3.框架结构带楼电梯小井筒
井筒将会吸收地震剪力，以至于框架结构承受的地震剪减小。

因此框架结构应该尽可能的不要设置钢筋混凝土楼电梯小井筒。

若实在不可避免时，应该适当的减薄井筒的壁厚，并且可以通过竖缝，结构洞等方法将其刚度减弱。

计算时，除按框架计算外，还应该按照带井筒的框架进行复核，并且将与井墙连接的柱子的配筋进行加强。

另外，尤其要注意，出屋顶的楼电梯间与水箱间等结构物的承重结构必须采用框架梁结构，而不能采用砌体墙；雨篷等构件不能够从承重墙挑出，而是应该从承重梁上挑出；楼梯梁与夹层梁等不可以支承于填充墙上，而应该由承重柱来支承。

4.结构计算中几个重要参数选取问题
《建筑结构抗震设计规范》3.6.6的第3条规定，规定，利用计算机进行结构抗震分析，所有计算机计算结果应经分析判断确认其合理、有效后方可用于工程设计。

一般，电算的结果主要包括下面几个指标：
1）周期比，周期比是控制结构扭转效应的重要指标。

2）位移比（层间位移比），位移比是控制结构平面不规则性的重要指标。

3）刚度比，刚度比是控制结构竖向不规则的重要指标。

4）层间受剪承载力之比层间受剪承载力之比也是控制结构竖向不规则的重要指标。

5）刚重比，刚重比是结构刚度与重力荷载之比。

它是控制结构整体稳定性的重要因素，也是影响重力二阶效的主要参数。

该值如果不满足要求，则可能引起结构失稳倒塌，应当引起设计人员
的足够重视。

6）剪重比，剪重比是抗震设计中非常重要的参数。

规范之所以规定剪重比，主要是因为长期作用下，地震影响系数下降较快，由此计算出来的水平地震作用下的结构效应可能太小。

而对于长周期结构，地震动态作用下的地面加速度和位移可能对结构具有更大的破坏作用，但采用振型分解法时无法对此作出准确的计算。

因此，出于安全考虑，规范规定了各楼层水平地震力的最小值，该值如果不满足要求，则说明结构有可能出现比较明显的薄弱部位，必须进行调整。

5.结语
随着我国建筑行业的发展，钢筋混凝土多层框架结构由于具有结构传力明确、结构灵活、整体性强、抗震能力强等诸多优点，因此被广泛的应用于现代建筑中。

虽然，其结构形式看上去比较简单，但是设计时若考虑不周全、不仔细就会出现这样或者那样的错误，给建筑工程的建设造成不良的影响，有些错误甚至会给建筑结构的安全造成影响，因此我们在进行设计时，必须针对以上问题逐一进行落实，确保建筑结构设计质量。

参考文献
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