多层框架民用建筑结构设计常见的问题

多层框架民用建筑结构设计常见的问题

随社会的不断发展与进步，我国的建筑行业也日益壮大起来，其对建筑造型和功能的要求也越来越高，框架结构是当下建筑较为流行的一种结构模式，被人们在民用建筑中广泛使用，这里我们把民用建筑的多层框架作为描述的对象，谈论该结构的诸多影响因素。并且会在文章中说明柱子和梁的面积，钢筋以及裂缝宽度的改造方式，将建筑结构的设计与建筑的稳定性相结合，以上是文章要进行探讨和分析的问题。

标签：框架；民用结构；设计

1 对梁、柱的截面尺寸的选择

在框架结构设计中，梁、柱的截面尺寸选择是重点。我们不但要满足国家的基本规定，还应使柱的线刚度与梁的线刚度的比值大于1，以达到在罕遇地震作用下，梁端形成塑性铰时，柱端处于非弹性工作状态而没有屈服，节点仍处于弹性工作阶段的目的，这就是规范中要求的“强柱弱梁强节点”。

2 框架计算简图的不合理性

在我国的房屋建筑中，很多钢筋混凝土多层框架房屋没有建筑地下室，所以该房屋的独立基础埋置比较深，当发现0.05m处设有基础拉梁时，我们应将该基础拉梁按照层1输入。下面我们以某学校的学生宿舍为例，该学校的要求是建设三层的钢筋混凝土框架结构住房，其属于乙类建筑，建筑场地为11类，楼层高度为3.6m，基础埋深4.0m基础高度0.8m，室内外高差0.45m。根据我国《抗震规范》中的有关规定，在8度地震区域内，该建筑框架结构的抗震等级属于一级。建筑者在进行房屋建设时，应对其进行规划与设计，按照该工程的3层框架房屋结构设计计算，第一层高度我们定为3.65m，这个高度的确立是我们假设框架房屋的嵌固在-0.05m处的基础拉梁顶面，基础拉梁的断面和配筋按构造设计。

基础按中心受压计算。显然，选取这样的计算简图是不妥当的。因为，第一，按构造设计的拉梁无法平衡柱脚弯矩；第二，《混凝土结构设计规范》（GB50010一2010）第6.2.20-2条规定，框架结构底柱的高度应取基础顶面至首层楼盖顶面的高度。工程设计经验表明，这样的框架结构宜按4层进行整体分析计算，即将基础拉梁层按层1输入，拉梁上如作用有荷载，应将荷载一并输入。

这样，计算剪力的首层层高为H1=4-0.8+0.45-0.05=3.6m，层2层高为3.6m，层3、4层高为3.6m。根据《抗震规范》第6.2.3条，框架柱底层柱脚弯矩设计值应乘以增大系数1.7。当设拉梁层时，一般情况下，要比较底层柱的配筋是由基础顶面处的截面控制还是由基础拉梁顶面处的截面控制。考虑到地基土的约束作用，对这样的计算简图，在电算程序总信息输入中，可填写地下室层数为1，并复算一次，按两计算结果的包络图进行框架结构底层柱的配筋。

3 对框架柱的配筋方式进行适当调整

在框架柱的配筋方式中，其配筋率是非常低的，虽然在某种情况下电算的结果被称为构造配筋，但在实际的工程中一般不会按这样进行配筋，原因是框架柱的角柱，一般情况下，一旦发生地震，就会使其受到较大的扭转剪力，此外，由于受到双向变矩的作用影响，还会使得衡量的计算变小，当框架的角柱处于正常的工作状态时，配筋就会处于双向偏心的受压状态，由此可以看出，在地震过程中受到伤害最大的就是内柱，在框架结构中，由于质量分布的不均匀和不合理，就会使得这种现象尤为明显。为了避免在地震过程中内柱受到严重的伤害，应该在对框架进行计算时，选择最不利的方向。除此之外，还可以采用另一种有效方法对框架结构进行计算，即采用从纵、横两方面进行计算的方式，在计算过后还应对同一侧面的配筋进行比较，在遵循对称配筋的原则下，选择计算值较大的配筋。在对配筋进行计算的过程中，要想做到框架适应多种内力组合作用下的强度，必须注意几个问题：

角柱、边柱和抗震墙端柱在地震作用组合下产生偏心受拉时，而柱内纵筋总截面的面积应比计算值增大25%；而框架柱的配筋可增大1.2～1.6倍，其中角柱为1.4倍，边柱为1.3倍，中柱为1.2倍；柱的纵向钢筋宜对称，总的配筋率不应大于5%，当剪跨比不大于2的一级框架柱，每侧纵向钢筋配筋率不宜大于1.2%。框架柱的箍筋在进行形式选择时，应首先考虑菱形或者井字形的形式，这两种形式的采用可以促进和加强箍筋对混凝土的强大约束力；为了保证一、二、三级框架的连接质量，应该在各框架的低层柱底和底部的纵筋采用一般焊接的连接方法，但是，使用焊接的方法并不在所用条件下都可以使用的，其的使用也需要一定的约束条件，例如，当框架的纵向钢筋的总配筋率没有达到3%，而箍筋的直径又大于10的情况下，就可以使用焊接的方法。

另外，在对多层框架进行电算时，往往会忽略很多细节问题的存在或者考虑的方面不全面，如，在电算的过程中，对于温度应力和基础沉降的均匀程度考虑的不全面；在多层框架中，会存在多层框架的水平尺寸和垂直尺寸相差较大；地基中的软弱土层较厚或者土质不均匀等。在面对这些问题和情况时，可以首先考虑对框架柱的配筋进行适当的放大，其次应在纵横两个方向中设置基础梁，但是在设置过程中，还应注意的细节问题是，配筋不能按照构造进行设置，而是应该按照框架梁的特点及要求进行设计，最后，则应按照规范的要求对设置的箍筋进行加密。

4 调整框架梁的裂缝宽度和斜截面的配筋

在框架的配筋方式进行调整之后，还应在配筋之后加强框架梁的列裂缝宽度的计算，同时也应该在满足梁端斜截面的各种要求下进行配筋的调整。为能够保证调整的合理性，在对框架梁的列纷纷宽度和斜截面进行调整之前，应首先明确印象裂缝宽度的两种主要因素，一方面是构建的混凝土强度的等级，另一方面是在施工过程中使用的钢筋级别和直径。由于混凝土的强度等级与钢筋的级别存在着一定的关系，这种关系的存在就使得二者之间能够相辅相成，因此，高等级的混凝土对凉风宽度的影响是比较小的，在一般情况下，都是增加大梁的配筋率来

增加大量的截面尺寸，从而减小框架梁的裂缝宽度。此外，为了方便内力组合和裂缝宽度的准确计算，在对数据进行输入时，应该使用计算机将恒、活载数值进行分开。

为能够最大程度的满足框架结构设计中，地震时框架梁的斜截面受弯承载力的规定和要求，应在设计中使用以下方法：加大梁的跨中受力钢筋，把它尽量放大为1.1-1.3倍，而不适用放大梁端负弯矩钢筋。在支座地方我们一般使用箍筋来承受支座剪力，不会选用弯起钢筋。

5 框架结构设计中存在的问题分析

为了保证框架结构的稳定性，一般使用的都是一种结构型式，框架结构属于柔性结构体系，我们不应使用砖墙承重因为它属于刚性结构。不同的建筑，其要求也会有所区别，有些建筑将框架梁进行外挑，同时能够在框架梁下设置相应的钢筋混凝土柱。有的计算人员由于对柱的受力概念不清楚，经常会把这样的柱认为是构造柱，并把配筋视为构造配筋，这样只会为建筑埋下安全隐患。为避免这些安全隐患的存在，在实际建筑中，由于钢筋混凝柱是偏心受压构件，在与梁端交接的地方与框架梁和柱节点非常相似，因此，在建筑过程中应该全面考虑悬臂梁梁端的调节变形方面的问题。

6 结束语

综上所述，结构设计员在设计多层框架房屋结构时，不仅需要对设计的基本要求熟悉掌握和认识，还应遵循设计的规范，最后可根据时间应验的积累，设计出最合理的框架结构体系，能够准确的处理框架结构设计存在的问题，进而提高建筑框架结构的设计质量，满足用户需求。

参考文献

[1]陈飞.对工程结构安全耐久性的几点思考[A].第七届全国工程结构安全防护学术会议论文集[C].2009.

[2]陈明政，黄林青，陈小英，王正霖.后张预应力混凝土框架试验研究[A].重庆力学学会2009年学术年会论文集[C].2009.