多层建筑框架结构设计浅谈

曾显

摘要：文章以建筑结构设计为切入点，先对多层建筑框架结构所具有特点进行了概括，随后，结合实际情况，围绕结构设计要点展开了系统、深入的分析，供相关设计师参考。

关键词：多层建筑;框架结构;配筋结构

调查研究表明，作为常见结构被应用在建筑施工过程中的框架结构，在设计方面，仍旧存在一定的不足，围绕结构设计及相关工作展开研究，具有重要的现实意义。

一、多层建筑框架结构特点

多层建筑的框架结构，主要具有以下特点：首先，可以使居民要求得到最大限度的满足;其次，为建筑安全性提供保证;最后，提高建筑舒适度，使其价值得到充分实现。由此可见，在对建筑进行设计和施工的过程中，对多层框架结构加以应用是大势所趋，应当引起人们的重视。

二、多层建筑框架结构设计要点

（一）地基设计

在对多层框架结构的地基进行设计前，设计师应仔细分析地质报告，以工程情况为依据，综合考虑地基变形要求、承载力要求，对浅基础加以利用。正常来说，设计师需要先对基础底面尺寸进行计算，再对基础截面尺寸进行计算，最后确定地基处理方法，保证所设计地基符合多层框架结构的要求。

（二）柱结构设计

若地上部分为圆柱，则应改地下部分为方柱。多层建筑的圆柱纵筋根数，通常不少于8根，箍筋方式为螺旋箍，方柱的箍筋方式则为井字箍，楼梯间柱、角柱需将纵筋增大;柱的纵筋的设计原则，为“大间距，大直径”，但是，间距应被控制在200cm;梁的纵筋需要向柱内锚入，因此，如果所埋设管的直径较大，设计师对验算引起重视，只有管截面的面积不超过柱截面的4%时，才能够省略验算步骤;混凝土以C25为最佳，这样做是保证锚入柱内的梁纵筋的水平段，可以达到0.45La，避免由于钢筋过于密集，导致混凝土浇筑难度增加的情况出现;如果有异型柱存在，设计师应对其刚度引起重视，尽量缩小异型柱刚度与矩形柱刚度的差距;对高强度混凝土进行充分利用，保证轴压比限制可以得到满足;若独立柱有挑梁存在，需要结合实际情况，对挑梁长度加以限制，保证其作用可以得到应有的发挥。除此之外，需要设计师准确掌握的数据，还包括：如果建筑并未提出抗震要求，则柱截面边长的最小值为250mm;需要达到四级抗震要求的建筑，柱截面边长的最小值应为300mm;如果建筑队抗震等级的要求为一级、二级或三级，柱截面边长的最小值则为400mm。

（三）配筋结构设计

由于建筑结构较易被外部因素所影响，因此，设计师应对以挑梁设计为代表的外部因素引起重视，在设计挑梁时，避免将主筋向外挑梁进行扩展，而是应当以外挑梁状况为依据，完成配筋的工作，在提高承载水平的基础上，为建筑质量提供保障。另外，框架柱的配筋工作，也是在设计多层建筑结构时，需要设计师引起重视的问题，如果配筋比例较低，建筑在遇到地震后，极易出现内柱损坏的情况，这就要求设计师在工作中，根据地基土质的松软程度，确定配筋比例，在条件允许的前提下，通过菱形箍筋、井字形箍筋的方式，制约砼的性能，保证设计效果和预期相符[1]。

（四）梁结构设计

如果外部梁的跨度，不存在明显差异，且梁底和外窗顶的距离较小，设计师可以将梁高加大，一般来说，柱和梁的偏心，不应小于柱宽的1/4，同时，不应大于柱宽的1/3。如果梁上存在次梁，需要对吊筋、箍筋进行附加。扁梁宽度也是需要设计师引起重视的部分，研究可知，梁宽给刚度带来的影响较小，如果梁宽加大一倍，则挠度减少20%，将钢筋直径加大，具有更高的经济效益。

（五）防震设计

多层建筑的设计难点，即为防震设计，在对其进行设计前，设计师应通过多次测量和计算的方式，保证所获取梁高度的数据，具备应有的适用性和精准性，如果在设计过程中，发现有问题存在，则应遵循“最大值”的原则，避免由于刚度过小，导致安全故障出现。在设计梁端负筋时，设计师所遵循原则，应当为“最小值”原则，这是因为对最小负筋值进行选择与应用，可以使梁端塑性铰所具有性能得到保证。出于框架结构建设便利的考虑，设计师应将与配筋相差在5%范围内的梁，列入类配筋的范围，目的是精简不必要的工序，提高施工效率。

（六）薄弱结构设计

对建筑而言，薄弱设计指的是较易受强震影响，从而出现塑性位移问题的部位，在对多层建筑结构进行设计时，设计师应着重考虑薄弱结构所具有承载力，保證其与抗震需求相符。研究表明，薄弱结构给建筑综合性能所带来影响，具有十分重要的影响，因此，设计师应以实际情况为依据，通过增加柱截面、梁截面的方式，强化结构刚度，若薄弱结构的存在无法避免，设计师可通过降低层高、减少埋深的方式，使薄弱结构所具有稳定性，得到有力保障。

（七）内力分析与设计

多层建筑的水平作用力和竖向荷载间，通常存在十分显著的差异，在对竖向荷载进行计量时，设计师所采用方法，包括弯矩二次分配、分层等，其中，弯矩二次分配需要对节点不均衡弯矩进行计算并重新分配，只有这样才能获得所需数值，分层法则需要用固定端支护代替弹性支撑，再根据线刚度×0.9所得数值，确定最终的内力值。在计量水平作用力时，常用的方法也有两个，分别是D值法、反弯点法，如果柱线、梁的刚度过大，采取反弯点法，可以保证结果的精确度，如果柱线、梁的刚度较小，能够保证结果精确性的方法，则为D值法。综上，在设计建筑结构的过程中，稍显繁琐的内力分析是不可或缺的环节之一，只有综合考虑多方因素，才能保证所获得数值科学、准确，建筑结构所具有安全水平，自然会得到提升。

三、结论

综上所述，现阶段，人们对建筑功能、造型提出的要求，与过去相比存在明显差异，多层框架结构的出现有其必然性，从设计师的角度来说，只有以现有原则和规范为基础，结合实际情况，对结构方案的不足加以解决，才能使该结构对建筑安全性、舒适度所具有的提高作用，得到充分发挥。

参考文献：

[1]范熠.现代建筑中框架结构设计[J].建材与装饰，2019（29）：107-108