某多层框架建筑结构设计

浅谈某多层框架建筑的结构设计

摘要：结合工程实际情况，着重介绍该工程在结构设计中遇到的问题及解决方案。

关键词：结构设计混凝土柱钢梁越层

中图分类号：s611 文献标识码：a 文章编号：

工程概况：

本工程自然条件：基本风压0.35 kn/m2，基本雪压为0.35 kn/m2，抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g，第二组。该工程为总建筑面积2430㎡，一楼机房及调度、检测控制大厅，二楼400人会议室，其中二层为跃层设计，层高7200mm，而且窗高为5100mm，穿过三层楼面梁，且墙与柱外边齐。三楼只在南部有设备间和走廊，各层平面图如下：各层层顶标高为-0.450,5.100，8.700,12.000。其中二层主席台及其附属房间层高为6.000.

一、结构选型

根据建筑平面布局，综合分析了结构的适用、安全、抗震、经济、施工等方面的因素，此建筑采用框架结构，由钢筋混凝土框架承担竖向力和水平力，屋面采用钢梁的轻钢屋面。本工程钢筋混凝土框架布置相对比较均匀，在满足建筑功能情况下，尽量减少平面扭转对结构的影响。

一、基础设计

本工程地基基础设计等级为丙级，结合结构的荷载要求及当地

土质情况，该工程无法采用天然浅基础，宜采用桩基础，考虑到工期及施工质量等各方面的影响，采用先张法预应力管桩

phc-400ab-(95)-16，桩端持力层为 8 号粉质粘土，进入深度约为1300mm。根据试桩报告，单桩竖向承载力特征值取800kn;底层层高净高为5.550米，若从基础顶面算起为6.900米，采用500×500的柱子，在-0.500处增设一层框架梁，用以增强刚度，减小底层框架柱的计算长度，而且幕墙和凸窗也可以在此生根。

二、梁板设计

1. 主席台的荷载处理

由于二层平面上主席台处比其他楼面高900mm，且主席台边离框架柱有1300mm的距离，甲方要求主席台自理，且不能更改尺寸不采用混凝土结构，最初建模时将此处单独作为一层考虑，5.100高度处也有一层梁板，在900高的范围设置两层梁板很不经济，且施工困难，因此取消了主席台处5.100标高处的梁板，在此处柱输入上节点高将梁板做成错层，但是由于地层层高过高（从基础顶面算起为6900mm，从室内地坪算起为5.550），底层ratx1=

0.5873raty1=0.5404表示与二层侧刚的0.7比只有0.58、0.54，则与二层侧刚的100%比只有0.4<0.5，按gb50011-2010 3.4.1条文说明表1序3就是特别不规则。后来将主席台部位作为荷载输入到二层楼面梁板上，才顺利通过验算。

2. 通窗的设计

该工程二层平面上的会议室层高6900mm，但是在8.700标高处

有走廊和设备间，因此在8.700标高处走廊和设备间设置梁板，会议室四周的框架柱上设置了框架梁，用以减小柱的计算长度，增强柱的侧向刚度。而会议室的窗高为4900mm，窗台高1350mm，造成窗与8.700标高处梁冲突。

解决方法：将8.700标高处会议室边的梁向内偏，与柱内边齐，梁上挑板，板上砌墙，窗洞口处无挑板。将墙体及挑板的荷载分解为均布荷载和均布扭矩输入到该处梁上。

3. 主席台处墙体的设计

主席台后有墙体高度至吊顶底部，墙体后设舞台附属房间，由于该墙体墙长为21米，墙高为6.9米，因此根据《建筑抗震设计规范》gb50011-2010的规定，在砌体墙内设置间距不大于4米的立柱和间距不大于3米的圈梁，结合本工程在砌体墙内设计间距为3.5米的构造柱，圈梁间距为2.3米、2.4米、2.4米，均不大于3米，构造柱和圈梁的截面尺寸、配筋及与周围砌体的拉结均符合多层砌体房屋的要求。

4. 设备间基础的处理

根据通风专业要求，通风基础需至少高出楼面200mm，根据设备的布置，在设备周围布置混凝土梁，将混凝土基础重量作为恒荷载，设备运行时的荷载作为活荷载输入到相关梁板上。

四、屋顶处梁柱节点的设计

会议室屋面采用轻钢结构，这就形成了一个混凝土柱钢梁的结构形式，目前国家现有的规范、规程没有针对这种结构的受力分析、

变形限值等专门的规定。结构计算设计假定混凝土柱与钢梁有两种连接形式，刚接和铰接。若果混凝土柱顶与钢梁刚接，仍可定性为门式钢架体系，参照门式钢架的手里特点进行计算和设计但是由于柱顶与钢梁的节点上由两种完全不同的材料组成，钢梁为弹性材料，混凝土柱为弹塑性材料，如果混凝土柱顶混凝土借点去作为刚性节点，受力十分复杂，但是一般的混凝土柱和钢梁的螺栓连接只能认为是铰接，这类很难节点要做到完全刚性节点。混凝土柱与钢梁形成铰接，钢梁对混凝土柱顶有一水平推力，跨度越大，推力也就越大。本工程钢梁为变截面，且起拱高度不大，接近于水平，该结构体系可按照排架进行受力分析和计算。钢梁采用门式钢架柱顶铰接，柱按照排架柱设计。永久荷载和可变荷载产生的挠度控制在1/400，可变荷载产生的挠度控制在1/250，并起拱，使其可变荷载产生的挠度达到1/500。

三、结束语

通过合理的设计，能够充分有效的发挥材料的性能，达到有效降低构构件高度，减少造价，方便施工的效果。

参考文献：

1. 《钢结构设计规范》gb50017-2003

2. 《建筑抗震设计规范》gb50011-2010

3. 《混凝土结构设计规范》gb50010-2010

4. 《钢结构连接节点设计手册》李星荣、魏才昂，中国建筑工业出版社，2005