多层框架房屋结构设计探讨

张忠林

摘 要：在我国建筑行业不断发展的今天，多层框架结构凭借其自身的很多优点已经被广泛的应用于现代建筑中。人们对自己住房的要求也在不断的提升，这就对我国建筑工程的设计施工的合理性提出了更高的要求。

关键词：多层框架；房屋；设计

1 多层框架房屋地基基础设计时的注意事項

（1）首先要准确的阅读并使用地质报告。掌握勘察报告的主体内容，注意勘察结论和计算指标的可靠程度，通过本身的专业技能进而判断，结合报告中的建议对该项工程的适用性进行取舍。

（2）在满足承载力和变形的基本要求下，尽量采用比较经济的天然地基上的浅基础。地基持力层的选择应从地基基础和上部结构的整体性出发，综合考虑场地土层的分布情况及稳定性，土层的物理力学性质，建筑物的体型、结构类型和荷载性质与大小，还要考虑地下水的影响，山区建筑还要考虑土坡度情况。

（3）多层房屋一般采用条形基础或独立基础。一般先由地基承载力和变形确定基础底面尺寸，然后再进行基础截面设计验算。

（4）在地基处理时，要针对地质报告条件和水文地质条件选用合适的地基处理方法。

（5）要有长期荷载重心和基础形心尽量相重合的概念。要有基础整体性的概念，通过增设基础连系梁和基础圈梁等措施来保证。

2 多层框架房屋结构类型的选择

多层框架房屋结构设计过程中，基础类型的选择应充分结合房屋建设施工场地及周边的地址情况、房屋上部结构荷载需求等因素。在以往设计案例中，常有因基础类型或上部结构设计不合理而造成的地基基础不均匀下沉或地基基础倾斜的问题，为了避免这类问题的出现，设计过程中需强化对房屋上部结构与基础类型匹配度的研究，确保框架结构的稳定性与合理性。此外，在保证多层房屋框架结构设计科学合理的基础上，还应对候选方案的经济性进行对比，综合各方面因素选用最为经济、可靠的设计方案。多层框架房屋结构类型的选择过程中，最需要关注的问题是框架结构的受力及其辅助设计，实际工作中可运用PKPM软件进行操作：（1）板参数。通常情况下，单向板应当取值1/35板跨，双向板应当取值1/40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）柱的截面参数。柱的截面主要取决于跨度和刚度，通过计算分析确定，在此需要特别注意的问题是，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，此外，还应对结构的自振周期进行严格检验；（3）初选梁截面参数。梁截面的高度参数一般应在梁的跨度的1/15到1/10之间，梁截面的宽度参数一般应在跨度的1/3到1/2之间，计算过程中应结合这一标准进行确定和分析；（4）荷载。计算过程中应充分考虑荷载因素，将其做输入处理，目前PKPM软件中的SATWE程序能够对框架结构设计中的荷载参数进行处理计算；（5）基础选型。目前多层框架房屋结构设计中常用的基础类型有柱下筏板、柱下独立基础、柱下条基、桩基这几种，每种基础类型有其相应的适用情况和结构性能特点，应结合每项工程的实际设计需要进行合理选择。

3 多层框架房屋设计的重点参数

3.1 合理选取设计参数

随着科技水平的不断进步，以及科技技术在建筑工程中使用的逐渐增多，以往很多需要人工计算的工程数据都能够通过计算机的辅助来很快的获得计算结果。而在工程设计方面，也离不开计算机的帮助。但是，计算机毕竟只是一台机器，在建筑工程的很多实际问题中，其不能够对一些特殊的问题进行及时、全面的考虑，这就为预想结果与计算结果的不一致埋下了隐患。在我国建筑行业的相关规定中也指出，在实际的设计工作中只能以计算机作为辅助工作的工具，对于其计算结果要进行科学实际的分析而不能一味盲目根据计算机计算的结果作为最终计算结果，从而保证计算结果的准确性。在多层框架房屋设计中，主要需要计算的参数有以下几个。

3.1.1 抗震等级

抗震等级对于建筑房屋而言是非常重要的一项因素。在设计过程中，要分别就建筑的功能和建筑对抗震等级的要求进行科学的区分，并按照建筑等级来决定其应具备的抗震等级。对于普通建筑如办公楼、民宅等等，其划分为丙类建筑，所以在其建筑的设计过程中，要按照相关规定以丙类建筑的要求进行设计。另外还需要注意的就是在对建筑的抗震等级进行设计时，要首先明确建筑物的等级，然后再根据相关标准划分其抗震等级。

3.1.2地震力的振型组合数

振型组合数在建筑工程中也是一项不可缺少的参数，它与建筑物的结构层数有着正比关系。当建筑的层数增多的时候，振型组合数也就越大。而如果建筑的层减小的时候，振型组合数的值也就随之减小。

3.1.3 确定结构周期折减系数

在建筑的框架中，由于有着填充墙的存在，使得计算出的刚度同实际刚度有着些许偏差。因为计算周期要大于实际周期，以此为根据计算出的地震剪力会相对小一些，致使建筑的抗震性达不到预期。所以，如果要对房屋的结构进行加强，就需要适当的减少房屋的计算周期，同时在计算中要注意比例，合理计算。

3.2 基础拉梁

如果在多层建筑中，其框架结构的基础埋置深度足够大，那么就需要对房屋拉梁设置进行充分的考虑，从而对房屋的长度与位移进行合理的降低。一般情况下，基础拉梁的设计要依照整体房屋的情况来进行，当建筑的基础埋置深度不是特别深的话，就可以按照其主轴方向设置。另外，还要根据建筑的实际条件及深度对拉梁的截面进行确定。

3.3 独立基础设计荷载取值

在多层房屋的设计工作中，另一个需要考虑的问题就是基础设计荷载。在大多数情况下，房屋结构主要是采用柱下独立基础样式。我国对此也有着相应的标准，在对抗震性能的要求中，不超过8层且高度在24m以下的一般民用建筑框架房屋，如果地基主要受力层范围内不存在软弱黏性土层，可不进行天然地基及基础的抗震承载力验算。同时，对于地基抗震性能的设计过程中，也要在对各方面因素进行参考后再进行设计工作。而在这其中风荷载是很重要的一项因素，有的设计工作人员没有对整个设计过程进行充分的考虑，在设计独立基础时，没有深切注意到柱脚的取值，这样就会导致后续的荷载取值工作达不到应有的准确性，从而为后续的施工质量与施工进度产生负面影响，更严重的甚至会影响到房屋建设完毕后的安全性，所以无论是哪种因素，作为工程的设计人员都要做到认真对待，防止意外情况的发生。

3.4 基础拉梁层模型的计算

在对多层框架房屋进行设计的过程中，还要特别注意计算基础拉梁的模型。在计算过程中，要遵循计算的严谨性、科学性。在现今的多层房屋拉梁的计算工作中，大多都采用TAT或者SATWE程序进行计算。由于拉梁层没有楼板，所以在实际计算中，楼板的厚度值可以取零，另外还要注意房屋各部分的不规则情况，从各个角度保证计算结果的准确性。

4 结束语

多层房屋框架结构是建筑的最基本的形式，影响着城市的美观，也影响着人们生活的舒适度、安全度，也很大程度的影响着人们工作、生活的质量。这是一个系统全面的工作，一旦处理不好，或计算过程中有所疏忽，都会导致结构不合理甚至不安全。这就要求设计者有足够的理论知识和严谨的工作态度。在结构电算的同时也应注意本文中所提到的类似问题。设计出更安全、更舒适、更经济的建筑。

参考文献：

[1] 芦静.多层框架房屋建筑结构设计要点[J].江西建材，2017（23）.

[2] 董晓芳.浅谈多层框架房屋建筑结构设计[J].建材与装饰，2017（49）.