民用建筑多层框架结构设计基本原则与要点探析

2018-05-14岳晓愿韩哲

科技风 2018年11期

关键词：民用建筑结构设计

岳晓愿　韩哲

摘要：多层框架结构，设计、施工相对灵活，在民用房屋建设中得到广泛应用。本文将针对多层框架结构进行细致分析，通过其结构设计的基本原则，针对性的对民用建筑的多层框架结构设计要点进行分析，为相关同行提供参考。

关键词：民用建筑；多层框架；结构设计

目前，大多数的民用建筑采用多层框架结构设计，为了确保多层框架结构设计的高质量和高安全性，研究其所存在的潜在问题，并针对问题提出相对应的解决方案势在必行。

1 多层框架结构设计的基本原则

（1）类型必须保持一致。

构建一个合理的民用建筑多层框架结构，其核心关键在于保障框架结构类型为同一类型，如果使用不同的框架结构，由于其本身较为柔性的特性，很难和较刚硬的砖混结构融合，导致建筑物整体结构不协调，不统一，带来不可预估的安全隐患。

（2）合理安排框架梁设计。

民用建筑中，框架梁十分重要，进行框架设计时，一定要考虑悬臂梁梁端的变形情况，合理处理梁、柱之间的节点关系，剔除潜在的安全风险。

综上，民用建筑多层框架结构设计时，必须充分论证各种设计可能对建筑产生的影响，采用科学的计算方法，启用专业的设计人员。

2 基于实例分析民用建筑多层框架结构设计

（1）做好地基基础的设计。

设计人员需测量地基承载力及变形情况设，通过科学的计算方法，对基础地面尺寸、基础界面等信息计算，最终布置好承重的框架结构。

（2）梁的设计。

目前部分民用建筑多层框架结构设计中，梁板出现整体设计相对错位的情况，例如，某小区的局部结构图如下图所示：

某小区的局部结构图

L1是主梁结构，L2是次梁结构，柱A为主梁L1的支座，而B为主梁和次梁的相交点。通过本图可看到，主梁、次梁交点B靠近主梁支座，次梁L2荷载作用并没未全部作用在L1上，而是和L1共同承担。次梁L2下部钢筋必须全部锚入主梁中，会造成主梁L1受扭的不良局面，所以要配置抗扭钢筋。但是，当A与B这段主梁结构的扭矩非常大时，会造成超筋的情况出现。对此，为保证建筑结构安全性，设计时需采取以下措施：只将次梁的一端做成铰接，这样会使得次梁支撑在主梁上面，主梁L1的配筋相对减少，次梁L2下部的钢筋相对增大，AB之间的扭矩将降低为零。

因此，在多层民用建筑设计中，应当注重扭矩的作用，通过测算扭矩的大小，采用科学的方法设计相对应的解决措施。

（3）柱的设计。

①轴压比：民用建筑多层框架结构中，柱设计时，可采取将底层框架柱混凝土强度增大一级的方式，控制轴压比和层间位移角，通过不断调整柱子的截面尺寸，最终获得一个较为合理的数值。

②短柱：当柱子的长细比不大于4时，称作为短柱。多层框架结构设计时，为提高建筑抗震性能，要特别注意短柱设计。常见的短柱是：楼梯间的梯柱、错层处的框架柱。短柱设计时，要注意一个指标数据：剪跨比，即反应柱截面承受的弯矩与剪力之比。

a.剪跨比≥2，柱的破坏为压弯型，这种情况下，基本上合理的构造就可满足抗震要求，且柱具有一定的变性能力。

b.剪跨比≥1.5，且小于2时，柱的破坏为剪切型，应采取以下措施：提高混凝土强度等级，或者增加箍筋。

c.剪跨比<1.5，柱的破坏为脆性剪切型，这种情况，建筑物的抗震性能很差，结构相对不稳定，在设计时要充分考虑，杜绝出现此类柱的出现。

（4）调整框架柱配筋。

通过前文对柱的设计分析提到，通过框架柱配筋的科学调整，可增强多层框架结构的抗震性能。为确保框架柱的配筋安全，必须使用对称配件，同時在计算框架水平和垂直方向的配筋值后，应再按双向偏心计算复核配筋。一般情况下，在计算配筋时，还应考虑以下情况：

①柱内纵筋总截面在计算时，为了保障抗震墙的部分结构不受偏心的影响，应超过计算值的25%；

② 计算得出的相对数据需要一定比例的扩大，才能运营到实际情况当中，具体比例如下表所示：

③框架柱的箍筋的形状应设置为：井字形复合箍或者是菱形；这样可以确保箍筋对混凝土的捆绑约束达到最佳的效果；