多层建筑结构设计中框架结构的问题分析与处理探讨

王国平

摘要：随着建筑行业的快速发展，在进行建筑设计的过程中也面临着更多的建筑结构设计要求，而多层建筑结构设计在建筑结构设计当中属于非常重要的一种形式。在设计多层建筑结构设计的时候，关于框架结构还存在着一定的问题，必须要对这些问题进行重视。本文简单分析了多层建筑结构设计中的框架结构问题，并且提出了几点处理的措施。

关键词：多层建筑;结构设计;框架结构;问题;处理

引言：和单层建筑的结构设计相比，多层建筑的结构设计难度更高，并且在施工的时候存在一定的难点。现如今建筑的功能以及造型正在逐渐地更新以及完善，人们对建筑结构的设计也有着更高的要求。在建筑施工的过程当中，框架结构得到了非常广泛的应用。但是框架结构设计中存在一定的问题，对框架结构的应用效果会产生不良的影响。因此，必须要结合这些问题制定出有效的解决措施。

一、框架结构的概述

（一）框架结构的定义

框架结构是指由柱和以及梁刚接或者是铰接，从而组成建筑物的基本骨架结构，框架结构的作用主要是通过柱承担竖向荷载，由梁承担水平荷载，这样柱和梁就组成了共同抵抗压力的一个承重系统。在建筑物当中，墙的作用主要就是分割空间，为了有效地减轻建筑物的整体重量，通常会使用一些轻质的保温材料作为墙体材料。由于框架结构的成本较低，而且施工效率也比较高，所以适用的范围也非常广泛。此外，框架结构使用的材料较少，重量也比较轻，还能够有效地减少地基的承重压力，具有非常大的应用优势。

（二）框架结构的设计原则

在设计框架结构的时候需要遵循一定的原则。第一，刚柔并济的原则。虽然确保多层建筑框架结构的柔性可以将变形能力提高上来，并且有效地抵御以及削减施加的外力，不过持续地施加外力也会导致变形过大，从而全面倾覆。不过框架结构在设计的时候也不可以太刚，否则变形能力就会较差，这样在承受较大的破坏力时就会出现局部受损，从而导致整体的毁坏。第二，层层设防的原则。为了提高框架结构的安全性，必须要进行层层设防，这样才可以在结构通力的合作下抵御更加强大的外力施加。例如，在土建结构中使用多肢墙就会比单片墙的效果好，框架剪力墙也会比纯框架的效果好，这也将层层设防的作用有效地提高了上来。如果把抵御外力的任务只寄托在单个结构上面，就会容易造成相应的危险。

二、多层建筑结构设计中框架结构存在的问题

（一）忽略纵向框架的设计

为了满足建筑物的抗震要求，必须要在建筑物的框架中设计两根主轴，借助主轴方向的测拉力有效地承担地震时产生的水平压力。但是一些设计人员在设计建筑物框架结构的时候，只在框架结构的纵向设计中添加连续梁结构，这种设计会导致框架中的纵筋数量不够，而且梁柱的节点也不能有效地满足框架抗震的具体要求。此外，由于缺少主轴设计还会导致梁的支座负筋以及跨中纵筋的数量不足，这样在发生地震的时候建筑物就会难以保持稳定。

（二）忽視框架结构薄弱层的设计

在设计框架结构的时候，一些设计人员对板受力状态的认识不是非常全面，在计算双向板的时候采用的是计算单向板的方式，对框架中的薄弱层设计存在忽视。在实际的施工过程当中，如果忽略了薄弱层的设计，将会影响到建筑的抗侧移刚度，这样也会导致建筑物的抗震能力减弱很多。而导致薄弱层出现的原因，主要还是由于竖向存在着不连续的抗侧力。

（三）忽视横梁的设计问题

在设计框架结构的时候，经常会出现忽略横梁的埋深问题，这样横梁的埋入深度就不能满足设计的标准，从而导致无法有效地跟进基础梁的调整设置。此外，当横梁设计不满足设计要求的时候，还容易让基础梁、填充墙以及锥形斜坡中间产生空隙，这样就会对建筑物的稳定性以及抗震性能造成不良的影响。

（四）短柱设计问题

在设计多层建筑中框架结构的时候，假如柱的净高和截面高度之比小于4，或者是剪跨比小于2，就可以将该柱视作短柱。正常情况下，当地震来临的时候，短柱非常容易出现脆性破坏，由于短柱的受剪承载力以及变形能力都比较弱，这样建筑物就会出现损坏，在设计框架结构的时候必须要最大限度避免出现这个问题。导致短柱出现的原因主要有两种，第一种是楼梯间半休息平台错层，从而导致框架之间的框架柱净高过小，第二种是填充墙的设置存在问题。

三、多层建筑结构设计中框架结构问题的处理策略

（一）重视解决纵向框架设计问题

在设计建筑物框架结构的时候，框架结构必须得满足建筑物的抗震要求。因此，在实际设计的过程中，需要确保横向框架以及纵向框架之间的协调配合，也就是设计多层的建筑框架结构[3]。此外，在进行设计的时候，不能过度依赖连续梁，并且需要加强对主轴设计的重视力度，这样才能把梁的稳定性提高上来。只有加强对纵向框架的设计，才可以让横向框架还有纵向框架间形成一种良好的合力，从而有效地提高建筑物的稳定性以及抗震性能。

（二）重视薄弱层问题

在框架结构中薄弱层对建筑物的抗震能力有着很大的影响，必须要在设计框架结构的时候重视薄弱层问题。在判断薄弱层的时候，可以采取以下几种方法。第一，依靠设计人员的指定，设计人员结合相关的规定还有自身的经验，直接在框架结构设计将薄弱层指出来。第二，借助计算进行制定，通过软件分析框架结构设计的相关数据，然后和相关数据的规定进行对比，假如结构的抗侧移刚度和标准的规定不符，亦或者是楼层承载的突变数据和薄弱层的特点吻合，软件就会将其视作薄弱层。第三，强制认定。假如楼层的竖向抗侧力构件不连续，或者是荷载力无法满足设计的要求，都会被强制认定成薄弱层[4]。一旦出现薄弱层需要立马采取措施进行补救，诸如验算薄弱层的屈服强度系数，根据验算的结果判断是否需要验算弹性强度系数，假如弹性强度系数不满足设计的要求，还得针对性地调整框架结构设计。

（三）重视解决横梁的设置问题

在设计框架结构中的横梁时，必须要严格地按照标准进行。必须要对基础梁的承载能力进行重视，还得估算之后所需荷载的压力，根据估算的结果将梁的横截面积适当进行增加。在必要的情况下，还得避免基础梁、填充墙还有锥形斜坡间出现缝隙，假如出现了缝隙必须要及时地使用混凝土填充，然后浇筑基础梁[5]。

（四）解决短柱问题

为了有效地解决短柱问题，最关键的是需要将柱的抗剪承载力增加，还得提高柱的变形能力。可以对柱使用复合箍筋，箍筋沿柱进行高加密，在加固短柱的时候需要确保短柱纵向钢筋具备对称性，而且每侧的纵向钢筋配筋率不能超出1.2%，也可以借助外包钢板或者是配置X型钢筋这两种方式处理。

结语：

现如今建筑设计行业的发展速度正在逐渐加快，在设计多层建筑结构中框架结构的时候，遇到的问题也变得更加复杂。因此，在设计框架结构的时候，必须要需要充分地了解这些问题，并且制定出有效的解决措施，这样才能够将框架结构的质量有效地提升上来。在设计框架结构的过程当中，需要重视解决纵向框架设计问题、重视薄弱层问题以及重视横梁的设置问题等，这样才可以更好地确保多层建筑结构中框架结构设计的科学性以及合理性，从而进一步地提高多层建筑的建设质量。

参考文献

[1]张全民，高晓娟.多层建筑结构设计中框架结构的问题分析与处理[J].住宅与房地产，2019（24）：74.

[2]张志民，赵庆.多层建筑结构设计中框架结构的问题分析与处理[J].居舍，2019（17）：95.

[3]肖健.多层建筑结构设计中框架结构的问题和处理[J].门窗，2016（09）：131.

[4]尹晓娇，张璐.多层建筑结构设计中框架结构的问题分析与处理[J].信息化建设，2015（12）：148.

[5]马榕.多层建筑结构设计中框架结构的问题与处理[J].城市建筑，2013（10）：55+58.