多层框架房屋结构设计中的常见问题

段娜娜 邢海涛

【摘要】加强对多层框架房屋结构设计中的常见问题的研究，有利于提高多层框架房屋结构设计水平，具有重要的现实意义。本文笔者对多层框架房屋结构设计进行了分析和探讨。

【关键词】多层框架房屋；结构设计；问题；

前言：随着建筑市场的改革以及人们对住房要求的提升，这对民用建筑设计的合理性提出了较高的要求，而多层框架住宅结构作为建筑设计中一种常用的结构形式，有着结构布置灵活、传力明确、整体性好、抗震性好等优点，尤其是随着近年来计算机技术和现代科学技术的发展，框架结构设计已经实现电算化发展，计算精度要求也越来越高，设计水平也得到提升，已经广泛应用于各类建筑中，加上近来随着城市化水平的加速，一些造型独特和形态各异的现代建筑应运而生，其建筑功能和造型要求也随之提升，为此，必须要通过合理的设计，确保建筑商和业主的使用要求，将其作为建筑工程的主要内容问题。但是，无论是民用建筑还是商业建筑，结构设计作为其中的一个关键性环节，在实践中的处理难题也越来越多，必须要遵守相关的规范，并且从中探讨一些解决措施，解决结构设计的重点、难点问题，确保结构设计的合理性，要保证建筑质量的同时，还要提升建筑的整体效果，从而更好地满足于建筑的发展需要。

1多层住宅结构设计要点

1.1截面尺寸的选择

梁、柱的截面尺寸的选择是框架结构设计的前提，其中框架梁的截面尺寸应该根据承受竖向荷载的大小、梁的跨度、框架的间距、是否考虑抗震设防要求以及选用的混凝土材料强度等诸多因素综合考虑确定。一般情况下，框架梁的截面尺寸可参考受弯构件进行估算。此外在抗震结构中，梁截面宽度不宜小于200mm ，梁截面的高宽比不宜大于4，梁净跨与截面高度之比不宜小于4，此外还应该保证柱截面与宽度之比在1-2之间，柱净高与截面高度之比不宜大于4，以确保在罕遇地震作用下，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。即规范所要求的"强柱弱梁强节点"。

1.2框架柱配筋的注意事项

在多层框架住宅结构的设计中，框架柱的配筋是保证后期框架结构的安全性的重要手段。在非地震频发带的平原地带，通常情况下框架结构的设计中梁柱的配筋率比较低，甚至有时仅进行构造配筋，就能保证结构的设计强度，其成本低，效率高是其施工的优势所在。但针对地震频发带地区，要考虑地震对框架结构带来的动态荷载，主要是水平荷载的影响。由于框架结构住宅在受地震作用时，框架梁柱承担最大的扭转剪力及双向弯拒变大，横梁的约束力减小，导致框架结构的受力出现应力集中现象，容易出现框架结构受损的危险，严重时更能促使结构梁断裂，直接导致多层住宅的坍塌，威胁居民的生命安全。值得注意的一点是，如果框架柱质量分布不均匀，会导致这种现象特别突出，因此在混凝土的振捣过程中要充分对混凝土进行搅拌震动。避免出现振捣不均匀的情况，从根本上保证结构的安全可靠性。此外在结构的设计阶段，应尽量选择最不利的方向进行框架计算，充分考虑各种突发因素的影响与制约，切实保证施工阶段的准备工作有序进行。为了使框架柱在多种内力的组合作用下满足强度要求，在进行配筋计算的时侯还需要注意一点：多层框架结构的计算时通常不考虑基础不均匀沉降及温度应力的影响，当多层框架结构的水平与垂直尺寸较大并且软弱土厚度或者较大地基的土质不均匀时，可以相应增大框架柱的配筋，并在纵、横两个方向上布置基础梁。

1.3框架梁的斜截面配筋和裂缝宽度的调整

在框架结构的具体施工中，一些客观的条件因素可能会对其结构造成一定的影响，其中具有代表性的影响因素在于混凝土裂缝。泥凝土的裂缝产生的原因比较多，构件混凝土强度等级和钢筋级别及其直径大小在一定程度上影响着混凝土结构的裂缝宽度，但对于普通混凝土构件来说，即使提高混凝土强度等级对减小梁裂缝的宽度意义不大。而裂缝对于混凝土结构来说是制约其最终质量的最主要的因素，因此即使梁柱截面的尺寸与配筋率都达到要求，也难以控制混凝土裂缝的宽度，因此在实际施工过程中，为了减小梁的裂缝宽度，通常情况下采用增大截面或加大配筋率的方法，同时为了保证框架结构的安全可靠性，依旧需要对梁裂缝的宽度进行验算并在"强剪弱弯"条件下调整梁端截面的配筋，以修补客观条件下对框架结构带来的损伤，保证工程项目有序高效的进行。

2框架结构设计中的其它问题

2.1现浇板的共同作用

在多层框架结构的设计过程中，框架结构均采用梁板整体现浇，由于梁板的共同作用，不仅提高了框架梁的截面刚度，还提高了梁端负弯矩承载能力。在框架结构的设计中采用现浇板的施工技术能提高框架结构的稳定性，增加结构的可靠性。

2.2扁梁的挠度要求

由于建筑功能性的要求和限制，比如地下室门窗位置高度受限，在这种情况下需考虑采用宽扁梁。在计算结果的检查中，需要特别注意宽扁梁的挠度是否满足规范要求。

2.3关于底层层高问题

底层计算层高应算至底层柱的嵌固点，即基础顶面，在软件计算中，如果将底层层高作为计算层高输入，会造成底层计算刚度大于实际值，地震效应偏小，梁、柱配筋也随着偏小，这样将会造成结构的不安全。

2.4角柱的设计

框架结构的稳定性在多层建筑结构中的稳定性比较突出，但也难免存在缺陷，比如框架结构在水平地震作用下会发生扭转，扭转发生时，各柱节点水平位移不等，在结构内部不同的地方形成受力不等的扭转力矩，并且随着与受力中心的距离的增加，扭转力矩越大，因此距扭转中心较远的角柱剪力很大，当剪力强度超过一定的限度时，会对整体结构造成重大的影响，甚至造成不可修复的损伤，导致建筑坍塌，威胁生命安全。因此在框架结构的设计中，特别是针对多层建筑的框架结构的设计情况，为防止在不可抗拒的自然因素条件下形成结构的过大扭转变形，在结构设计时应注意结构构件对称布置，主要的抗侧力构件设在结构两端，紧靠四面设置，通过平衡外界剪切力，来增大结构的抗扭转刚度，保证多层框架结构的稳定性。尽管在角柱的设计过程中，通过数据处理计算结果显示，角柱轴压比较小，但这是静载条件下得出的结论，而实际上采用框架结构的建筑面临的客观条件往往属于动载，理论与实际的数据值存在着一定的偏差。因此在进行角柱的设计时，要在承载力和变形能力上都应有较多考虑。由于角柱在抗扭过程中作用力非常大，同时在水平力的作用下，角柱轴力的变化幅度也会很大，这样势必要求角柱有较大的变形能力。在设计结构的同时，也要充分考虑这方面的内容，以确保多层框架住宅结构的安全可靠性。

3结束语

在多层框架住宅结构设计中，我们在设计过程中对梁、柱、板以及结构体系中的一些关键性的问题要引起足够的认识，设计师要严格把握框架结构的设计要素，运用科学的设计理念，熟练的设计技术来设计出安全、经济、优越的建筑作品。只有熟练地掌握规范，并具有良好结构概念，才能设计出既安全又经济適用的优秀作品，提高居民的生活质量，迎合现代发展的潮流。

参考文献：

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