浅谈在多层框架结构房屋设计中应注意的若干问题

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摘要：多层框架结构形式上比较简单，目前已经得到了广泛的采用，但是在设计时，若把握不好，将会出现很多问题，本文根据多年的设计经验总结出来的几个多层框架结构设计中值得我们思考的问题，以供大家参考。

关键词：多层框架房屋；结构；设计

引言

多层框架结构是目前应用非常广泛的一种结构形式，尤其是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，得到了人们的广泛认可和使用。在进行多层框架结构设计时，虽然已经拥有大量的经验，但是还是有很多细节需要注意，下面本文就在多层框架结构房屋设计中应注意的若干问题进行简单探讨。

1独立基础设计荷载取值

通常我们所见到的钢筋混凝土多层框架房屋基本上都会采用柱下独立基础，根据《抗震规范》的要求，如果当地基主要受力层范围内不存在软弱粘性土层时，不超过8层且高度在25m以下的一般民用框架房屋或荷载相当的多层框架厂房，可不必进行地基和基础的抗震承载力验算。根据这个要求我们可以认为，钢筋混凝土多层框架的地基和基础的抗震承载力验算并非是必需的，只要是在8度地震区，则不必进行。不过在房屋设计时却不能忽略风荷载的影响。因此，在钢筋混凝土多层框架房屋的整体计算分析中，必须输入风荷载，不能因为在地震区高层建筑以外的一般建筑风荷载不起控制作用就不输入。另一种情况是，在设计独立基础时，作用在基础顶面上的外荷载(柱脚内力设计值)只取轴力设计值和弯矩设计值，无剪力设计值，或者甚至只取轴力设计值。以上两种情况都会导致基础设计尺寸偏小，配筋偏少，影响基础本身和上部结构的安全。

2基础拉梁的设计

基础拉梁是指一般框架结构中基础形式为独立柱基础，在基础与基础之间设置的梁，主要可以调整不均匀沉降，增加整体性。当多层框架房屋基础埋深较大时，可以在±0.000以下的合适的位置设置基础拉梁，以减小底层柱的计算长度以及底层位移。基础拉梁的设计可按照框架梁的要求，按照规范要求设置箍筋加密区。在震区的话适宜采用短柱基础方案。通常情况，若独立基础埋置深度较小，或者以前埋置较深且已经采用了短柱基础，但是当地基不良或者柱子荷载差异较大时，可设置构造基础拉梁，其方位为沿着两主轴方向。基础拉梁的截面尺寸为：宽、高分别为1/20～1/30，1/12～1/18倍柱中心距。而构造基础拉梁的截面的宽、高则可以可取其下限值，也就是1/30与1/18柱中心距离，纵向受力钢筋计算时则可以取其连接的柱子最大轴力设计值的十分之一，构造配筋的配筋率必须满足规范要求，同时，还要保证不得小于上下各2φ14，钢筋直径不得小于φ8mm，间距为200mm。当填充墙或者楼梯柱直接支撑于拉梁上时，则应该将拉梁的界面适当的增大，其配筋也应该适当的增加。若框架底层高度不高或者基础过去埋深不大时，可以利用拉梁平衡柱底弯矩，这时应该将基础拉梁的结构尺寸设计大点。此时，应正弯矩钢筋全跨拉通，而负弯矩钢筋至少应在半跨拉通。其余要求均与上部框架梁完全相同。

3框架结构带楼电梯小井筒

框架结构应尽量避免设置钢筋混凝土楼梯、电梯小井筒。因为井筒的存在会吸收较大的地震剪力，相应地减少框架结构承担的地震剪力，而且井筒下基础设计也比较困难，故这些井筒多采用砌体材料做填充墙形成隔墙。如果一定要设置小井筒的话，应该适当的减薄井筒的壁厚，并且可以通过竖缝，结构洞等方法将其刚度减弱。计算时，除按框架计算外，还应该按照带井筒的框架进行复核，并且将与井墙连接的柱子的配筋进行加强。另外，尤其要注意，出屋顶的楼电梯间与水箱间等结构物的承重结构必须采用框架梁结构，而不能采用砌体墙；雨篷等构件不能够从承重墙挑出，而是应该从承重梁上挑出；楼梯梁与夹层梁等不可以支承于填充墙上，而应该由承重柱来支承。

4结构计算中几个重要参数选取问题

《抗震规范》中明确指出，采用计算机计算出来的所有结果，都必须在经过对其合理性、有效性认真分析判断后才能适用于工程设计。一般，电算的结果主要包括结构的自振周期，楼层弹性层间位移、楼层地震剪力系数、楼层的弹塑性层间位移。楼层的侧向刚度比，振型参与质量系数，墙和柱的轴压比及墙、柱、梁和板的配筋，底层墙和柱底部截面的内力设计值。框架―抗震墙结构中抗震墙承受的地震倾覆力矩与总地震倾覆力矩的比值。要想对电算结果的合理性有一个正确的判断，这就要求计算时必须选用正确的计算简图与合理的结构方案，还得分别将抗震设防烈度以及场地类别正确的输入，除此之外，还必须将电算程序中的其他参数准确合理的输入。

4.1结构的抗震等级的确定

在建筑工程设计中，按照抗震设防来分类，一般的民用住宅建筑、公寓、办公楼等，很多房屋建筑是属于丙类建筑。当我确定这些建筑的抗震等级时，通常是根据本地区的抗震设防烈度、结构类型以及建筑高度，来查《抗震规范》中的6.1.2表来确的。但是对于交通、电讯、消防、能源以及医疗类建筑，大型商场与体育场馆等公共建筑，首先，就应该确定其中哪些建筑物是乙类建筑。我们通常按照抗震设防烈度来计算乙、丙类建筑的地震作用。通常情况，乙类建筑，当抗震设防烈度在6～8度时，应该采取抗震措施。一般是在本地区的抗震设防烈度的基础上再增加一度，再查表来确定其抗震等级。若该乙类建筑处于7度地区，而其高度又超过规定的范围，此时，就应该采取更为有效的其他抗震措施。

4.2地震力的振型组合数

多层建筑结构，若不需要进行扭转耦联计算，其地震力的振型组合数不应小于3；若振型组合数大于3，则应该取3的倍数，但与小于建筑物的层数；若房屋层数少于3层，振型组合数就取层数。不规则的高层建筑，当需要考虑扭转耦联时，其振型数不应小于9。建筑结构层数比较多或者其刚度变化较大时，其振型组合数应越大，比如有转换、小塔楼等建筑，其振型组合数不应小于12，但是也不得多于3倍层数。我们一般可以采取振型参与质量为总质量的90%时所需要的振型数作为合适的振型数。在应用SATWE等程序进行电算时，便可以将这种参与质量的比值输入进去。但是，有些设计人员重视程度不够，往往比较随意的选取振型数，这是不行的。

另外，只有在建筑结构的扭转比较明显时，才采用耦联计算，若必要时还是需要补充非耦联计算。

4.3结构周期折减系数的确定

框架结构建筑结构中，因为存在填充墙，其实际刚度往往比计算刚度大。计算周期比实际周期大，因而，计算出来的地震剪力偏小，显得结构的安全性较差，所以应该对结构的计算周期进行适当的折减，但是折减系数不得过大。若框架结构采用砌体填充墙，则其计算周期折减系数为0.6～0.7；若采用轻质砌体或者砌体填充墙较少则可取0.7～0.8；当全部用轻质墙体板材时，折减系数为0.9。而只有无填充墙的纯框架，才可以不进行计算周期折减。

结束语

随着我国建筑行业的发展，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，因此被广泛的应用于现代建筑中。虽然，其结构形式看上去比较简单，但是设计时若考虑不周全、不仔细就会出现这样或者那样的错误，给建筑工程的建设造成不良的影响，有些错误甚至会给建筑结构的安全造成影响，因此我们在进行设计时，必须针对以上问题逐一进行落实，确保建筑结构设计质量。

参考文献

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