浅谈多层框架房屋建筑结构设计要点

李可福

摘 要：在建筑工程的各个领域中，钢筋混凝土结构设计均得到应用与普及，在结构设计管理上，多层框架结构设计方案同样发挥着至关重要的作用，其是将来建筑设计管理发展的重要组成。所以必须高度重视多层框架结构设计研究工作，一切从工作的实际情况出发，不断提升建多层框架结构设计的应用水平，有效促进实现现代化、高效化的建筑结构设计研究。本文针对其中的多层框架结构进行了全面设计讨论。

关键词：房屋建筑 框架结构 设计要点

与传统建筑结构相比钢筋混凝土多层框架结构有着明显的优势，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。近年来随着城市居民对建筑使用性能以及质量需求的不断提升，以及城市发展规划对土地利用率要求的进一步提升，我国城市建筑事业发展越来越多的采用多层框架房屋结构设计，但在多层框架房屋结构设计与应用过程中还存在很多问题，需要在设计过程中加以注意。

一、多层框架结构设计的原则分析

首先，在抗震设防地区，应注意遵循强柱弱梁、强剪弱弯、强节点强锚固的设计原则，一般成延性框架。恰当的运用“强柱弱梁”的原则可以节约费用，做到经济实惠；还可以使楼层的净空高度得到加大，来提高建筑的整体刚度。其次，在框架梁的配筋设计上，主要在主梁和次梁之间相交的地方要增加箍筋和吊筋来保证稳定性。比如，当梁端的纵向受拉钢筋的配筋率大于2%时，要加大箍筋的最小直径到至少2mm，结构设计师不能忽视这个问题，要根据实际情况及时的调整，这也不代表在进行框架计算时荷载取值并不是越大越好，要结合各种具体的情况来进行设计计算等。最后，在现浇楼板设计中的注意事项是：《混凝土结构设计规范》规定：两对边支承的板应按单向板计算；四边支承的板，当长边与短边长度之比不大于2.0时，应按双向板计算；当长边与短边长度之比大于2.0但小于3.0时，宜按双向板计算；当按沿短边方向受力的单向板计算时，应沿长边方向布置足够数量的构造钢筋；当长边与短边长度之比不小于3.0时，可按沿短边方向受力的单向板计算。因此，设计人员在设计楼板时，应区分好单向板和双向板，这是正确进行楼板设计的前提。

二、多层框架结构设计要点分析

（一）基础连系梁的设计

如果建筑的基础埋置相对较深时，应当利用基础连系梁来降低底层柱的计算长度。同时，应当在±0.00之下设计连系梁，从而组成有效的框架，而位于连系梁之下的柱应当利用短柱来对其实施加强处理。倘若基础连系梁受到楼梯柱或填充墙等荷载作用时，在进行计算时，应当与所连柱的最大轴力设计值的10%进行叠加，基础连系梁的配筋应当与梁的受力需求相符合。倘若有抗震设防需求时，基础间应当顺着两个主轴的方向来对基础连系梁进行设计。另外，当独立基础埋置不深时，基础系梁宜设置在基础顶部。当基础系梁的受弯承载力大于柱的受弯承载力时，地基和基础可不考虑地震作用，应避免基础系梁和基础之间形成短柱。另外须注意的是：一、二级框架结构的基础系梁除承受柱弯矩外，边跨系梁尚应考虑不小于基础系梁以上柱下端组合的剪力设计值产生的拉力或压力。基础系梁截面高度一般可取柱中心距的 1/12～l/18，截面宽度可取 1/20～1/30。

构造基础系梁的截面可取上述限值范围内的下限值，纵向受力钢筋可取上述所连接柱子的最大轴力设计值的l0% 作为拉力或压力来计算，当为构造配筋时，除满足最小配筋率外，还不得小于上下各 2Φ14（二级钢），箍筋不得小于Φ8@ 200。当基础系梁上作用有填充墙或楼梯柱等传来荷载时，基础系梁截面应适当增加，计算出的配筋应和上述构造配筋叠加。构造基础系梁顶标高通常宜与基础顶标高相同。在这种情况下，基础宜按偏心受压构件计算。

（二）抗震性的设计分析

为满足建筑结构的抗震要求，在进行多层框架建筑结构设计时，设计人员要保证梁的刚度取值准确、客观，如果取值无法确定时，要尽量取比较大的值，避免梁的刚度过小，在垂直荷载下，梁端负弯矩计算结果比实际值大，从而增大了梁端负弯矩配筋量，使得抗弯安全储备偏高，在地震作用下，就会引起一些不安全因素。对于梁端负筋，在设计过程中，设计人员要尽量取小的负筋计算值，这样才能为梁端塑性铰的及时出现提供保障。在进行设计时，设计人员要保证梁端负筋配置量低于需求量，或者正好等于需求量，并适当的放宽跨中配筋，对于多层框架建筑结构，为方便施工，设计人员可以将配筋相差在5%以内的梁设置成一种配筋。同时在进行施工时，要特别注意，如果施工需要改变材料，要注重对梁铰负筋进行密切的关注，避免因材料的改变，从而引起配置量的改变。

（三）调整框架柱配筋的设计分析

为了提高框架结构稳固度，需要对框架柱配筋进行调整。框架柱地震作用下，角柱等位置受到的扭转作用力较强，双向偏心作用下增加了扭转效应，对内力负面影响大，横梁约束效果差、导致框架柱体的受危害程度过高。为此，需要加强不利方向的框架计算处理，提高其横向配筋、纵向配筋的合理控制效果。针对配筋计算，需要加强下述问题控制。在地震影响下，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。此外，为了保证浇筑混凝土具有良好的约束限制能力，需要对框架柱的箍筋机械井字形设计处理；焊接方式采取二级、三级底部结构。保证纵向钢筋设计的配筋率高于3%，箍筋直径需要大于8mm。

（四）框架结构柱的设计要点

倘若框架结构柱位于地上的部分是圆柱时，那么就应当将地下的部分尽可能地做成矩形柱，这样能够使施工的工序得以有效的减少。同时，应当确保圆柱的纵筋根数不少于8根，且应当将螺旋式作为圆柱箍筋的首选，这样能够使柱子的承载力、刚度以及结构的整体性得以极大的提升，施工图纸中应当将柱子端部一圈半的水平段明确标注出来；矩形柱应当将井字复合箍的箍筋方式当作首选，对于有抗震设防需求的，必须严格根据建筑抗震设计规范来对其实施加密设计。另外，应当在不超出全柱高范围的情况下对楼梯间与角柱间的梯柱及框架柱实施加密处理。此外，通常情形下，框架结构柱的截面必须与如下几个要求相符：针对一、二、三级抗震需求的建筑结构，框架结构柱的截面边长必须大于400mm；针对四级抗震需求的建筑结构，框架结构柱的截面边长必须大于300mm；而针对非抗震需求的建筑结構，其框架结构柱的截面边长必须大于 250mm。

总之，近年来随着我国建筑市场的蓬勃发展，钢筋混凝土多层框架房屋结构设计以其明显的优势，正在被我国建筑工程施工领域所广泛的采用。建筑房屋结构设计的科学性与合理性对房屋建筑质量与使用性能有着决定性的影响，为此若想促进多层框架房屋结构在我国建筑施工领域的健康发展，必须确保多层框架房屋结构设计的科学性，在实施设计时设计工作人员需要对工程设计各个环节存在的不利影响因素进行全面的分析，通过提高建筑结构设计的质量，以此来提高多层框架房屋建筑结构的质量，提高建筑结构的使性能。