摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、人們生活水平的提高、建筑要求的提升和建筑造型和建筑功能要求日趨多樣化，不管是工業(yè)建筑還是民用建筑，在對(duì)其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中都會(huì)遇到各種難題。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，最基礎(chǔ)的就是多層建筑框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，在實(shí)際的設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)相關(guān)的規(guī)范要求進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，當(dāng)然其中不可避免將遇到各式各樣的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：多層建筑；框架結(jié)構(gòu)；分析

中圖分類(lèi)號(hào)：TU323文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

一、建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則和重點(diǎn)

(1)建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則，對(duì)于房屋來(lái)講，首先就需要對(duì)房屋的穩(wěn)定性進(jìn)行考慮，或者由于地震或者其他自然因素所造成的襲擊，相對(duì)框架結(jié)構(gòu)中的抗震計(jì)算，要根據(jù)建筑的不同以及樓蓋的整體性來(lái)決定相應(yīng)柔性以及剛性的理論進(jìn)行計(jì)算。同時(shí)結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算還要考慮建筑場(chǎng)地類(lèi)別的不同。在設(shè)計(jì)過(guò)程中將建筑設(shè)計(jì)成為雙向梁柱剛接體系，可以更好地增加房屋建筑的穩(wěn)定性。對(duì)于雨蓬和陽(yáng)臺(tái)的建設(shè)應(yīng)該充分的考慮到抗扭這個(gè)因素，它一般應(yīng)該是梁中心線處板的負(fù)彎矩乘以跨度的一半得出的結(jié)果。

(2)建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，應(yīng)該重點(diǎn)考慮到建筑的布局不規(guī)則時(shí)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際布局做出合理調(diào)整。在對(duì)梁柱的計(jì)算中，一定要利用TAT或 SATWE三維軟件。在對(duì)實(shí)際承受力的接受中，三維立體框架往往比平面框架更能夠接受。在進(jìn)行設(shè)計(jì)中一定要將建筑的穩(wěn)定性放在首位，因此，就要對(duì)地震以及風(fēng)力所利用的抗側(cè)移剛度進(jìn)行分配，使TAT或 SATWE的計(jì)算最終做到更準(zhǔn)確，還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是其快速方便，三維軟件計(jì)算可以將單榀框架的過(guò)程在一定程度上省去，并可以將整棟樓進(jìn)行歸并。運(yùn)用現(xiàn)代化的先進(jìn)技術(shù)可以將建筑的質(zhì)量以及安全得到最大的保證。

(3)對(duì)于建筑框架中板柱結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造，因?yàn)榘逯��?jié)點(diǎn)處樓板的抗沖擊能力往往比較弱，在柱子的周邊的板子內(nèi)對(duì)抗沖擊的鋼筋沒(méi)有進(jìn)行設(shè)定，或者本身的設(shè)置存在一定的問(wèn)題，這就造成節(jié)點(diǎn)處不平衡的彎矩給樓板增加了剪應(yīng)力。因此，對(duì)于板柱節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造最好選擇托板的板柱節(jié)點(diǎn)。

二、多層建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)突出問(wèn)題分析

(一)基礎(chǔ)部分的設(shè)計(jì)技術(shù)

柱下擴(kuò)展基礎(chǔ)寬度比較寬或者地基不均勻以及比較軟的時(shí)候。通常利用柱下條基，并且對(duì)節(jié)點(diǎn)地方基礎(chǔ)底面積雙向重復(fù)進(jìn)行運(yùn)用的。對(duì)產(chǎn)生的不良因素進(jìn)行考慮，對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑鰧�。�?dāng)?shù)鼗�承載力符合設(shè)計(jì)要求時(shí)，地下室底板能夠沒(méi)有外伸，對(duì)防水非常方便。高規(guī)規(guī)定間隔為30~40m，針對(duì)具體實(shí)際工程。一定要根據(jù)氣候和建筑物長(zhǎng)度等特點(diǎn)進(jìn)行全面考慮，然后在進(jìn)行一個(gè)后澆帶的增設(shè)，過(guò)一段時(shí)間之后，利用微膨脹混凝土進(jìn)行澆筑。地下室的設(shè)置能夠使地基的附加應(yīng)力減少，進(jìn)而提升地基的承載力。由于地震的作用對(duì)上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響通常也會(huì)減小。

(二)延伸性及軸向變形問(wèn)題分析

相對(duì)于高層建筑來(lái)說(shuō)，框架結(jié)構(gòu)自身就有著延伸性。在一定程度上我們可以看出，如果樓層越高，其延伸性就越大。如果產(chǎn)生的外力突然變化，這種變形也會(huì)變得更大。為了能夠使框架結(jié)構(gòu)在塑性變形之后，仍然有變形能力，防止由于過(guò)載發(fā)生倒塌，因此，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，采取相應(yīng)的措施，確保結(jié)構(gòu)的延伸性的平衡。相對(duì)多層建筑來(lái)講，從豎向的角度來(lái)看，荷載的數(shù)值是很大的，在其主梁之上發(fā)生比較大的軸向變形，對(duì)連續(xù)梁的彎矩有很大的影響，進(jìn)而也就造成了連續(xù)梁的中間支點(diǎn)的負(fù)彎矩出現(xiàn)變小的情況，以及端支點(diǎn)的負(fù)彎矩及跨中的正彎矩也跟著增大。同時(shí)，對(duì)預(yù)制構(gòu)件的下料長(zhǎng)度也有所影響，這就會(huì)給建筑本身帶來(lái)一定的質(zhì)量問(wèn)題。

(三)結(jié)構(gòu)薄弱層的設(shè)計(jì)問(wèn)題

結(jié)構(gòu)薄弱層主要是指在強(qiáng)震下，首先，結(jié)構(gòu)要有一個(gè)比較大的彈塑性，在這些薄弱的結(jié)構(gòu)層部位在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)一定要滿足抗震承載力的要求。一般情況下，薄弱層對(duì)多層建筑的抗震影響很大，因此，在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，一定要防止出現(xiàn)薄弱層。

(四)框架結(jié)構(gòu)柱的設(shè)計(jì)問(wèn)題

如果建筑框架地上結(jié)構(gòu)為圓柱，低下結(jié)構(gòu)應(yīng)改為方柱，便于施工。圓柱的縱筋數(shù)量應(yīng)多于8根，箍筋采用螺旋箍，并在柱詳圖中標(biāo)明柱端部的水平段。方柱的箍筋應(yīng)選擇井字箍，并按照嚴(yán)格的規(guī)范要求加密。對(duì)于異型柱結(jié)構(gòu)，一排梁縱筋的根數(shù)不應(yīng)過(guò)多，柱端部的縱筋不能過(guò)密，避免節(jié)點(diǎn)處混凝土澆筑出現(xiàn)困難。柱構(gòu)件應(yīng)盡量選擇強(qiáng)度較高的混凝土，減少斷面處的尺寸。

三、多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題的一些措施

在多層框架結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)中，多數(shù)建筑按抗展設(shè)防分類(lèi)屬于丙類(lèi)建筑，如民用住宅、辦公樓及一般工業(yè)建筑等等，其抗展等級(jí)可依據(jù)烈度及結(jié)構(gòu)類(lèi)型與建筑的高度按《抗震規(guī)范》表6.1.2確定。

(一)框架梁、柱抽筋間距

在程序內(nèi)定的前提下，如框架梁的跨中部位有次梁或者有較大的其他的集中荷載作用而又配兩肢箍筋的時(shí)候，通常情況下，非加密區(qū)箍筋間距使用200mm使梁的非加密區(qū)配箍不足，所以建議程序內(nèi)定梁箍筋改成取梁的非加密區(qū)間距為200mm。如此，不但能保障梁非加密區(qū)的抗剪承載力，還能相應(yīng)增加梁端箍筋加密區(qū)的抗剪能力，梁的強(qiáng)剪性就能充分體現(xiàn)。

若框架內(nèi)定柱的加密區(qū)箍筋間距為100mm的時(shí)候，在有的情況下，可能會(huì)因非加密區(qū)的箍筋間距為200mm導(dǎo)致配箍不足。所以，建議程序內(nèi)定柱的箍筋間距改為取柱的非加密區(qū)的箍筋間距為200mm。此外，在柱、梁箍筋非加密區(qū)進(jìn)行配箍驗(yàn)算的時(shí)候，無(wú)需考慮強(qiáng)剪弱彎的要求，也就是剪力設(shè)計(jì)值取加密區(qū)終點(diǎn)處，其外側(cè)的組合剪力設(shè)計(jì)值，并且不乘以剪力增大系數(shù)。

(二)關(guān)于地震力振型組合數(shù)問(wèn)題

關(guān)于多層建筑，其振型數(shù)為≥9；結(jié)構(gòu)層數(shù)多，結(jié)構(gòu)剛度發(fā)生突變也較大，振型數(shù)應(yīng)該多取，若結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有轉(zhuǎn)換層，頂部設(shè)有小塔樓或者多塔結(jié)構(gòu)等等，其振型≥12，但不應(yīng)該大于房屋層數(shù)的三倍:唯有定義彈性樓。板需要通過(guò)總剛分析，在必要的時(shí)候，振型數(shù)才能夠取更多�！犊拐鹨�(guī)范》指示，比較合適的振型個(gè)數(shù)通常取總質(zhì)量達(dá)到90%的振型參與質(zhì)量的振型數(shù)。采用SATWE等電算程序能夠很方便地輸出參與質(zhì)量的比值。在設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)人員對(duì)電算程序的應(yīng)用不太重視，對(duì)振型數(shù)的選取比較隨意，這就需要改進(jìn)的。此外，通過(guò)藕聯(lián)計(jì)算出的剪力一般小于非藕聯(lián)計(jì)算結(jié)果，只有結(jié)構(gòu)存在明顯扭轉(zhuǎn)時(shí)方能采用藕聯(lián)計(jì)算，若有必要應(yīng)補(bǔ)充非藕聯(lián)計(jì)算結(jié)果。

(三)地下室層數(shù)的輸入處理

多層框架結(jié)構(gòu)建筑也設(shè)置地下室。因?yàn)楦魤ι伲�多采用筏板式的基礎(chǔ)。當(dāng)電算時(shí)，需要將地下室層數(shù)及上部結(jié)構(gòu)同時(shí)輸入，還要在總信息中按實(shí)際地下室層數(shù)進(jìn)行填寫(xiě)。并采取對(duì)層側(cè)移剛度比進(jìn)行分析比較，還能夠正確判斷與對(duì)房屋的嵌固位置進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)對(duì)抗震構(gòu)造采取相應(yīng)措施，保證其樓板應(yīng)需的厚度以及最小的配筋率等；若結(jié)構(gòu)為豎向不規(guī)則時(shí)，不但對(duì)薄弱層進(jìn)行驗(yàn)算，還要對(duì)薄弱層的地震剪力進(jìn)行乘以1.15的增大系數(shù)。

(四)結(jié)構(gòu)周期折減系數(shù)

因?yàn)樘畛鋲Φ拇嬖�，使結(jié)構(gòu)的實(shí)際剛度大于計(jì)算的剛度，其計(jì)算周期大于實(shí)際周期，因此，所算出的地震剪力就會(huì)偏小，使結(jié)構(gòu)處于不安全，因而對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算周期實(shí)施折減很有必要，但是對(duì)框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算周期不折減或者折減系數(shù)取得過(guò)大都不當(dāng)。而框架結(jié)構(gòu)，采取砌體填充墻的時(shí)候，周期折減系數(shù)取0.6-0.7；當(dāng)砌體填充墻較少或采用輕質(zhì)砌塊的時(shí)候，取值0.7-0.8；若采用輕質(zhì)的墻體板材，可以取0.9。僅有無(wú)墻的純框架，在計(jì)算周期的時(shí)候才可以不折減。

結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)建筑業(yè)的現(xiàn)代化進(jìn)步和發(fā)展多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求也越來(lái)越高，在設(shè)計(jì)過(guò)程中的問(wèn)題得到解決與改進(jìn)，但是新的問(wèn)題也會(huì)不斷出現(xiàn)，但是相信在實(shí)踐中一定會(huì)得到解決。以上的幾個(gè)問(wèn)題在鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中經(jīng)常遇到也經(jīng)常被忽略，希望引起設(shè)計(jì)人員的注意，以避免錯(cuò)誤確保設(shè)計(jì)質(zhì)量和工程質(zhì)量。

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