多层框架结构设计若干问题的思考

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摘要：笔者结合多年的结构设计经验，从多方面对多层框架结构设计的若干问题提出了自己的一些看法和建议，可供相关专业技术人员参考。

关键词：结构设计、多层框架结构、电算

中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：

当前，建筑结构设计都是采用电脑辅助进行电算，这样大大提高了工作效率。但在设计过程中还是存在不少问题值得我们思考。本文主要论述多层框架结构设计过程中需要注意的若干问题，避免过分依赖计算机，从而避免出现设计失误。

1多层框架类型的确定

对于多层框架房屋结构设计而言，多层框架基础类型的确定与选取应当首要遵循房屋建设施工区域的地质结构条件及房屋结构上部位置荷载作用力的大小。由房屋结构上部位置所导致的地基基础不均匀沉降问题及地基基础倾斜状态下的敏感程度在一定程度上对多层框架类型的确定造成严重影响。在设计过程中，需要着重关注各类型多层框架基础的经济性比较，优选经济效益显著的作为实际应用方案。在这一过程中，最值得引起关注的问题在于框架结构受力及辅助设计问题分析，以上问题均能够在计算机 PKPM 软件的作用下完成，具体操作步骤：①对厚度参数进行分析。一般来说，单向板应当取值 1/35 板跨，双向板应当取值 1/4 板跨。在此基础上进行相应的挠度与裂缝处理，并对板厚参数及配筋方案进行合理控制；②对柱截面参数进行确定分析；③对初选梁截面参数进行确定分析。一般来说，梁截面高度参数应当考虑设定为跨度的 1/10~1/15 比例范围之内，梁截面宽度参数应当考虑设定为跨度的 1/2~1/3 比例范围之内；④对荷载载力进行输入处理。现阶段 PKPM 计算机应用软件当中的 SATWE 内力分析程序能够针对包括楼面荷载、柱节点荷载、梁上荷载以及风载在内的相关荷载载力参数进行计算。特别值得注意的是，框架柱的荷载设定应当满足轴压比的限制条件，依照此种限制因素对超筋及构造配筋的梁柱参数加以合理优化与调整，与此同时，对结构的自振周期进行合理检查，确保共振的稳定性；⑤针对多层框架结构基础选型进行合理选择。一般来说，应当从柱下独立基础、柱下筏板、柱下条基以及柱基这几种基础类型中依照施工实际进行选取。

2框架结构梁的设计

在对框架结构建筑进行设计时，位于梁下部或梁截面高度范围内的集中荷载，应由附加横向钢筋承担，则需要考虑设置附加箍筋和吊筋，为方便施工可优先考虑采用附加箍筋，如主次梁搭接时，可以在结构设计总说明处，画上一节点，在有次梁部位的两侧各加上3根主梁箍筋来作为补充。框架梁与次梁的端部出现相交的现象，或者弹性支承在墙体上，对于梁端支座可以按照简支梁的方式来处理，但是必须对梁的端箍筋进行加密。在设计抗扭梁时，纵筋的间距应该小于 300 mm，并保证小于梁的宽度。通常在设计的时候可采用加大腰筋直径加密腰筋间距的方法来增加梁的抗扭力，同时对于纵筋和腰筋锚入支座内的长度应该符合要求。对于箍筋也应该符合抗震设防要求。在反梁板吊在梁底时，板的荷载主要由箍筋来承担，可适当加密箍筋的间距，加大箍筋直径。对于框架梁截面的高度设计，应该在梁跨度的1/10 至1/15 之间选择，对于宽扁梁的宽度，则最大可以设计到柱宽的两倍。

3框架结构柱的设计

如果框架结构柱在地上的部分为圆柱时，在地下的部分就尽量做成矩形柱，这样可以尽量减少施工的工序。圆柱的纵筋根数应该保证在 8 根以上，而圆柱的箍筋宜优先采用螺旋式，这样可以有效增加结构的整体性和柱子的刚度及承载力，施工图纸中需要注明柱子端部有一圈半的水平段；矩形柱宜优先选用井字复合箍的箍筋形式，有抗震设防要求的需按照建筑抗震设计规范进行加密设计。角柱和楼梯间的框架柱、梯柱应在全柱高范围内进行加密。通常框架结构柱的截面，非抗震时不宜小于边长 250 mm，四级抗震边长不宜小于300 mm，一、二、三级抗震时边长不宜小于 400mm；框架柱混凝土的标号则应该在 C25 以上，且梁纵筋锚入柱内的水平段长度、弯折长度应该符合规范要求。

4多层框架房屋结构基础设计分析

4.1柱下独立基础设计

首先，现行抗震规范设计相关标准明确规定：当建筑工程地基的主要受力层范围并非集中在软弱粘性土层，并且建筑施工项目层高≤8 层，总层高≤25 m 的情况下，这部分民用建筑工程在实际施工过程中可不必进行地基基础抗震承载力的验算。从这一角度看，对于抗震等级为 7 级以上的地震施工建设区域而言，这部分多层框架房屋结构在进行基础设计的过程中虽不必进行抗震承载力的分析计算，但这部分房屋结构所受到的风力荷载作用力对于基础设计的影响却不得不加以关注。相关结构设计工作人员不得因一般风荷载不起控制作用就在软件分析计算过程中对相关参数不做输入处理；其次，在对多层框架房屋结构柱下独立基础的设计阶段，作用于基础顶面的外荷载载力只取弯矩以及轴力设计值进行判定，忽略剪力设计值的影响。更有甚者，部分房屋结构基础设计在外荷载确定中只考虑轴力设计参数，忽略弯矩以及剪力设计值参数。这两种外荷载确定方式均会在不同程度上导致基础设计尺寸参数较小的问题，并且导致配筋比例不合理，对基础本体以及整个多层框架房屋上部结构的稳定性与安全性操作造成严重影响。

4.2梁柱边弯矩计算

从理论上来说，整个多层框架房屋结构设计过程中梁端最大弯矩（包括正弯矩及负弯矩在内）在梁柱边计算过程中应当针对梁端弯矩参数及剪力设计值参数的实际状态进行合理计算，相应的计算公式：柱边位置梁柱弯矩设计参数=剪力设计值参数±剪力设计值参数×梁柱柱宽参数/2。

5多层框架房屋结构设计中参数的选取

针对计算机计算结果的真实性与合理性进行系统分析，在房屋结构的设计计算过程中，结构方案、结构计算示例图、抗震设防烈度以及建设场地类别的划分均应当纳入多层框架房屋结构设计参数选取的过程中。多层建筑结构房屋在实际设计过程中会考虑设计相应的地下室空间。由于这一空间的隔墙较少，应选取筏板式基础。在软件电算过程中，将房屋上部结构与地下室层数一并输入系统当中，并在信息填写一栏中填写地下室的实际层数，从而对多层框架房屋结构设计的稳定性加以合理分析与验算。

6结束语

在现阶段的建筑施工工程中，部分设计工作人员在选用PKPM 软件对工程进行建模处理后，针对所得出的各类设计参数并未依照工程实际作业情况进行系统调整，配筋方案在生成之后直接使用，没有经过系统的分析与研究。这一问题导致计算参数结果与实际工程作业情况差异极大，不仅无法确保建设项目施工质量的稳定性，同时也使得建设单位项目施工投资盲目扩大。对此，应当引起相关工作人员的重视。

参考文献：

[1]朱文兵.多层建筑框架结构设计的几点研究[J].建材世界,2011,32(5):118-119.

[2] GB50223－2008，建筑工程抗震设防分类标准［S］．

[3] GB50011－2010，建筑抗震设计规范［S］.