多层框架结构设计中的常见问题及结构措施
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【摘要】多层框架结构设计是一项较为基础的结构设计，但其重要性也是不言而喻的，本文主要是将多层框架结构在设计中遇到的问题进行分析，并提出其解决结构设计问题的相关措施。
中图分类号：TU318 文献标识码：A
一、前言
随着经济的不断发展，人们的生活水平也不断提高，在建筑方面。有了更高的建筑要求，且建筑的造型以及功能呈现更加多元化的发展趋势。但是无论是在工业建筑还是民用建筑中，总会在多层框架结构设计中出现一定的问题，其设计虽然是较为基础的，但是具有较大的作用，因此需要对结构设计过程中遇到的问题进行严格分析，能够保证根据相关的规范进行科学合理的设计，对设计方案的可行性进行重复认证，不断研究设计层面的安全性以及相应的质量，在最大程度上保证以后的设计中不再出现类似的问题。制定相应的解决措施也是相当必要的。
二、多层建筑框架结构设计中遇到的问题，以及相应的解决措施
1、基础系梁的设置问题
如果存在较深的基础埋置深度，可以采用基础系梁将底层柱的计算长度减少。设计系梁时，要根据一层框架梁的设计标准进行，并且在系梁以下的部分，要采用短柱的方式进行处理。如果实际的工程条件与相关的规定相符合的话，就要对基础系梁进行设置。可以沿着两个主轴方向进行基础系梁的构造，从而达到抗震的要求。可以根据连接柱中最大轴力设定值的10%，进行基础系梁纵向受力钢筋的设置。如果填充墙或者楼梯柱等负载有对基础系梁产生一定的压力，需要叠加计算来自所连接柱子的最大轴力设定值的10%。不断增加基础系梁的截面，能够保证够筋要求以及受力要求的满足。
如果不设置基础系梁，可以用素混凝土条形基础进行墙的填充。在进行基础拉梁的设置时，可以将其设置在框架柱间，在最大程度上保证素混凝土基础能够应用在框架柱间的墙体上。
2、判断并处理框架结构的薄弱层
所谓的薄弱层是指，在巨大的地震作用下，有些部位发生了较大的弹塑性位移，其承载力要能够满足一定的抗震承载力要求。这种情况一般是在地政强度为7度以下的地区才能发生。
在判断薄弱层的过程中，主要是应用三种方法。分别是个人指定、计算判定、强制认定。在一些软件里，比如PKPM、SATWE软件，需要结合技术人员的专业知识以及相关的规范规定，对薄弱层进行直接指定，这种方式称作个人制定。软件在计算过程中，当结构的抗侧移刚度出现不规则现象，某层的抗侧移刚度比相邻上一层的70%小，或比其上相邻三个楼层侧向刚度平均值的80%小，或是楼层承载力发生突变，软件将自动指定该层为薄弱层，此为计算判定。而所谓的强制判定是指，存在不连续的竖向抗侧力构件时，无论存在何种情况的刚度以及楼层承载力，需要将该层判定为薄弱层，该方式通过一定的标准，进行强制的判定。
如果出现薄弱层，将会对抗震效果有很大的影响。因此在建筑过程中，要尽一切可能避免薄弱层的出现。所采取的最基本也是最直接的方法是对该层的抗侧移刚度进行适当的加大，并在一定程度上加大该层的柱截面以及梁截面。如果存在合适的条件，需要将该层的高度进行改变，并将基础埋置的深度减少，这样可以在很大程度上防止薄弱层的出现。但是，也会出现完全避免不了的情况，这种情况下， 要对结构进行严格的计算，能够充分遵守相关的规范规定，针对实际的工程情况，对结构楼层的屈服强度深度进行盐酸，并且保证弹塑性变形得到一定的验算，对于那些不符合要求的，需要对结构布置进行及时的调整。
3、楼板开大洞结构计算时应该注意的问题
楼板开洞的结构比较普通，如果开洞面积大于该层楼面面积的30%，就属于
平面不规则，计算时必须进行处理。以PKPM 软件为例，TAT 和SATWE 分别采用了两种方式处理。TAT 软件中，无楼板的节点被定义为弹性节点，该节点。即梁柱交点，不受刚性楼板假定的限制，其平动自由度独立。SATWE 软件中，所有楼板被定义为弹性膜，软件真实计算楼板的平面内刚度，对楼板的片面外刚度则忽略处理。当某层洞口面积为楼层面积的30%以上时，应当把全楼所有楼板都定义为弹性膜，或者也可以不考虑楼板的刚度，把该层洞口边缘节点定义为弹性节点，当屋面是钢结构网架时，应当输入板厚，将其定义为弹性膜，真实计算楼板的平面内刚度，这样和实际比较相符。
4、框架梁柱偏心问题
在实际的建筑工程中，为了保证其施工要求达到建筑专业的要求，需要在最大程度上保证外墙与柱边有一定的平整性，不然框架将会出现梁柱偏心的问题。对于这个问题可以采取两个措施进行解决。一是设挑耳，二是与柱偏心。对于设挑耳的方法，其能够充分保证框架梁对齐框架柱的中心，并且对梁以及柱的受力有一定的促进作用，这种情况往往会导致填充墙的构造柱下部和上部纵筋难以锚固。但是如果选择与柱偏心的方法，地震作用下容易引起梁柱节点核芯区受剪面积严重不足，柱易产生扭转效应。所以，针对外框架梁，建议采用设挑耳解决外填充墙偏心。
5、短柱问题
框架结构中，所谓短柱，其柱净高与柱截面高度比不大于4，或者剪跨比不
大于2。地震作用容易导致短柱的脆性破坏。短柱的受剪承载力和变形能力，严重不足，容易引发建筑物严重破坏，设计时需要尽可能避免短柱。短柱的形成成因主要有两个：一是，楼梯间的半休息平台或者结构局部错层，导致两个框架梁间的框架柱净高比较小；二是，填充墙的设置不正确，造成某层的框架柱的两侧中一部分没有填充墙，另部分有填充墙，而没有填充墙的那侧，柱净高与柱截面之比通常不大于4，从而形成短柱。可以通过增加柱的抗剪承载力、改善变形能力，来处理短柱。通常情况下，使用复合箍筋，箍筋沿全高加密，可以保证短柱的纵向钢筋形成对称布置。
6、使用平法图集时应当注意的问题
应用图集时应当注意以下几个问题。一是框架柱，若用剖面列表法来表示配筋，应当注意每一层的楼面标高以下的箍筋加密区的长度，必须是框架梁高和规范要求的箍筋加密区长度之和，规范要求的加密区长度在1/6 柱净高、柱截面高度、500mm 三个数值中取较大值。由于PKPM 软件出图的时候，加密区长度并没有把梁高包含在内，容易造成施工错误，导致箍筋加密区的高度不够。二是一层建筑地面，在浇筑主体结构浇筑结束之后才开始施工，若一层地面是刚性地面，根据相关规定，柱箍筋应当在刚性地面上下各500mm 范围内进行加密，而这一点容易被忽视，设计图纸中最好对此有明确交待。
三、结语
在建筑结构设计中，多层建筑框架结构设计是较为重要的，实际的设计内容是针对梁柱板等基本单元进行应力组合。因此在设计过程中，需要应用各种力学的原理，因此会出现各种各样的问题，本文只是提出相比较为突出的问题。我们在设计过程中，要充分遵守我国相关的技术规范，能够对多层建筑框架结构设计的问题进行科学、有效的处理，建立良好的建筑结构体系，在最大程度上保证结构的设计质量。
参考文献
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[2]薛永军关于多层建筑框架结构设计的几个问题探析《城市建设理论研究》2012 年第21 期
[3]李世永多层框架房屋结构设计中应注意的几个问题探讨《科技传播》2012 年第24 期项目编号：城科字2011 第67 号
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