多层建筑结构设计中框架结构的问题与处理

郝艳伟

摘要：框架结构是多层建筑结构设计中的重点环节，也是多层建筑中的主要结构。本文针对多层建筑结构设計中框架结构的问题，提出了一些有针对性的处理办法，以提高多层建筑结构设计中框架结构设计的科学性和合理性。

关键词：多层建筑；结构；设计；框架结构；问题

一、前言

多层建筑的设计相比较于单层建筑的设计，其设计的难度更大，特别是其中的框架结构设计更是一个难点和重点。所以，必须严格控制框架结构的设计过程，提高框架结构设计的质量。

二、框架结构设计原则

1.刚柔相济

建筑物框架结构不宜太柔，太柔的结构由于变形能力强，可以很好的抵御和削减外力，但是如果外力持续袭来，则会导致变形过大而使全体倾覆；也不宜太刚，太刚会导致结构变形能力差，如果承受瞬间巨大破坏力，容易使局部受损进而导致全部毁坏。

2.层层设防

结构安全体系需要层层设防，当强大的外力袭来，所有抵抗外力的结构通力合作抵御外力。如果把抵御外力的任务寄托在一个结构上，是非常危险的。如土建结构中多肢墙比单片墙好，框架剪力墙比纯框架好等等，就是体现了多道防线的设计思路。

3.抓大放小

绝对安全的结构是没有的。各个构件担任的角色不尽相同，按照其重要性也就有轻重之分，他们共同构成协调统一的整体。一旦巨大的破坏力量突然袭来，各个构件协作抵抗的目的，就是为了保住最重要的构件免遭摧毁。例如，在钢框架结构中，柱承担的责任比梁大，柱不能先倒。为了保证柱是在最后失效，我们故意把梁设计成相对薄弱的环节，使其破坏在先，以最大限度减少可能出现的损失。

三、多层建筑结构设计的框架结构问题

1.在框架结构设计中，忽视纵向框架设计。根据建筑抗震设计要求，水平的地震作用应该按照两个主轴方向的抗侧力构件来承担。但是在一些结构设计中设计人员只对纵向普通的连续梁进行设计，导致框架中的纵筋配置和梁柱的节点无法满足框架抗震的构架要求。因此常出现梁的支座负筋，跨中纵筋配筋配置不足的现象。也就是说，在进行框架结构设计时，设计者要将纵向框架与横向框架放于同等重要的位置。

2.设计时因为对板受力状态认识不全面，或者为了计算方便，简单的将双向板按照单向板来进行计算，使得计算假定与实际受力情况不符，从而导致了长方向上配筋过大，短方向上仅按构造配筋，造成了配筋严重不足，导致了板出现裂缝。

3.施工图达不到规定要求

一些设计人员制作施工图时，制作图纸“偷工减料”设计粗糙简单，漏缺施工图中应有的大样图、系统图等相关剖视图；施工图设计表述不全面，细节大样不详细，不能完全反应工程的全貌；还有一些重要的设计依据、设计参数、安全等级、工程类别、耐火等级以及防火校方处理等在设计施工图总说明中没有交代清楚或没有标明。

4.结构设计工作中态度问题

在现阶段由于各级单位设计工作量较大，任务比较繁重，加上甲方要求比较急等等方面的原因，使得建筑工程的结构设计往往变成了速成品。另外，设计人员的业务设计水品也是参差不齐，致使建筑工程的结构设计质量不可避免的出现了这样那样的问题。建筑物既要实现其本身的使用价值、商业价值，还有实现其重要的社会功能。建筑结构设计本身就是一项关乎人民财产安全的大事，与建设单位投资大小以及经济效益息息相关。因此，进行建筑工程结构设计的设计人员必须要有强大的责任感，应该在设计工作中精心设计，认真负责。不光是为了工作，为了企业，更是为了大家，为了自己。另外，还要求建筑结构设计人员拥有扎实的理论知识功底和灵活创新的思维，加强对房屋建筑结构设计中常见问题的探索与研究，不断提高自己的结构设计水平，从而设计出更高水准、更经济、更合理的建筑结构形式。

四、多层建筑框架结构设计要点

多层建筑框架结构设计过程中要特别注重对基础、柱、梁、板等部分的设计。

1、基础部分的设计要点

柱下扩展基础宽度较宽或地基不均匀及地基较软时，宜采用柱下条基，并应考虑节点处基础底面积双向重复使用的不利因素，适当加宽基础。建筑地段较好，基础埋深大于3m时，结构工程师应建议甲方做地下室。当地基承载力满足设计要求时，地下室底板可不再外伸以利于防水。每隔30～40m设一后浇带，两个月后再用微膨胀混凝土浇注。设置地下室可降低地基的附加应力，提高地基的承载力，减少地震作用对上部结构的影响。在设计过程中不应设局部地下室，且地下室应有相同的埋深。抗震缝、伸缩缝在地面以下可不设，连接处应加强，但沉降缝两侧墙体基础一定要分开。新建建筑物基础不宜深于周嗣已有基础，如深于原有基础，其基础间的净距应不少于基础高差的2倍，否则应打抗滑移桩，防止原有建筑的破坏。

2、短柱部分设计要点

在框架结构中，如果柱净高与柱截面高度小于等于4或剪跨比小于等于2，那么该柱为短柱。短柱在地震作用下，容易发生脆性破坏。因为短柱的受剪承载力及变形能力不足，会引起建筑物的严重破坏，设计上应尽可能避免。短柱的形成主要有两种原因：一是由于楼梯间半休息平台或结构局部错层造成两个框架梁之间的框架柱净高较小引起的；二是填充墙设置不当，造成某层的框架柱两侧一部分无填充墙，一部分有填充墙，无填充墙的柱净高与柱截面之比往往小于等于4，形成短柱。处理短柱主要是增加柱的抗剪承载力及改善其变形能力，一般采用复合箍筋，箍筋沿全高加密；保证短柱的纵向钢筋对称布置.且每侧的纵向钢筋配筋率不宜大于1.2%的方式处理，也可以采用外包钢板、配x形钢筋等方式处理。

3、梁部分的设计要点

梁上有次梁处应附加箍筋和吊筋，采用附加箍筋。附加筋一般要有，但不应绝对。当主次梁截面相差不大，次梁荷载较大时，应加附加筋。当主梁高度很高，次梁截面很小、荷载很小时，如快接近板上附加暗梁，主梁可不加附加筋。当主次梁截面均很大，工艺要求形成的主次深梁，而荷载相对不大，主梁也可不加附加筋。当外部梁跨度相差不大时，梁高宜等高，尤其是外部的框架梁。当梁底距外窗顶尺寸较小时，宜加大梁高做至窗顶。外部框架梁尽量做成外皮与柱外皮平齐。梁也可偏出柱边一较小尺寸。梁与柱的偏心可大于1/4柱宽，并宜小于1/3柱宽。

4、板部分的设计要点

板的钢筋宜采用大直径大间距，但间距不大于200，间距尽量用200。板上下钢筋间距宜相等，直径可不同，但钢筋直径类型也不宜过多。相连几个房间的同型号同间距板底钢筋宜连通。配筋计算时，可考虑塑性内力重分布，将板上筋乘以0.8～0.9的折减系数，将板下筋乘以1.1～1.2的放大系数。支承在外圈框架梁上的板负筋不宜过大，否则将对梁产生过大的附加扭距。一般：板厚>150时采用准10@200；否则用准8@200。当厚板与薄板相接时，薄板支座按固定端考虑是适当的，但厚板就不合适，宜减小厚板支座配筋，增大跨中配筋。非矩形板宜减小支座配筋，增大跨中配筋。室内轻隔墙下一般不应加粗钢筋：

（一）轻隔墙有可能移位；

（二）板整体受力，应整体提高板的配筋。

五、结束语

综上所述，在多层建筑结构设计过程中，要重视框架结构设计的重点问题，及时收集设计过程中可能会出现的问题，在设计过程中，将这些易出现问题的环节作为设计的重点，从而尽可能的降低设计中问题的出现，提高多层建筑框架结构设计的科学性和合理性，提高建筑物竣工后的使用效果。

参考文献：

[1]李永胜.高层建筑桩基础静压桩施工技术探讨[J].山西建筑，2011（16）.

[2]杨小兵.混凝土结构概念设计[J].建筑结构.2001，1.