多層建筑框架結構設計的要點分析

1、<p>　　多層建筑框架結構設計的要點分析</p><p>　　摘要：框架結構由于具有受力清晰、空間使用率高、工程造價較低的特點，被廣泛的應用在工民建中。隨著城市土地資源的減少，多層建筑越來越多，框架結構是多層建筑中常見的一種結構形式。本文主要對多層建筑框架結構的設計要點進行深入的分析。 </p><p>　　關鍵詞：多層建筑；框架結構；結構設計 </p><

2、p>　　中圖分類號：TU318文獻標識碼： A </p><p>　　一、多層框架房屋地基基礎設計要點&#160;&#160; </p><p>　?。ㄒ唬┮_地閱讀和使用地質報告。熟悉勘察報告的主要內容，了解勘察結論和計算指標的可靠程度，進而判斷報告中的建議對該項工程的適用性。這里，要把場地的工程地質條件與擬建建筑物的具體情況和要求聯系起來進行綜合分析。&

3、#160;&#160; </p><p>　　（二）在滿足承載力和變形的基本要求下，盡量采用比較經濟的天然地基上的淺基礎。地基持力層的選擇應從地基基礎和上部結構的整體性出發(fā)，綜合考慮場地土層的分布情況及穩(wěn)定性，土層的物理力學性質，建筑物的體型、結構類型和荷載性質與大小，還要考慮地下水的影響。&#160; </p><p>　?。ㄈ┒鄬臃课菀话悴捎脳l形基礎或獨立基礎。一般先

4、由地基承載力和變形確定基礎底面尺寸，然后再進行基礎截面設計驗算?；A高度由混凝土抗沖切和剪切條件確定，基礎配筋則由基礎驗算截面的抗彎能力確定。除滿足計算要求以外，還要滿足一些規(guī)范規(guī)定的構造要求。要注意的是，在確定基礎底面尺寸或計算基礎沉降時，應考慮設計地面以下基礎及其上覆土重力的作用；而在進行基礎截面設計中，應采用不計基礎與上覆土重力作用時的地基凈反力進行計算。&#160;&#160; </p><p

5、>　?。ㄋ模┰诘鼗幚頃r，要針對地質報告條件和水文地質條件選用合適的地基處理方法。要特別注意所選的方法必須符合土力學的基本原理和重視當地的實際工程經驗。要有長期荷載重心和基礎形心盡量相重合的概念。要有基礎整體性的概念，通過增設基礎連系梁和基礎圈梁等措施來保證。&#160;&#160; </p><p>　　二、多層建筑框架結構配筋設計的要點 </p><p>　?。ㄒ?/p>

6、）框架柱配筋的調整&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160; </p><p>　　框架柱的配筋率一般都很低,有時電算結果為構造配筋,但是實際工程中均不會按此配筋,因為在地震作用下的框架柱,尤其是角柱,所受的扭轉剪力最大,同時又受雙向彎矩作用,而橫梁的約束又較小,工作狀態(tài)下又處于雙向偏心受壓狀態(tài),所以其震害重于內柱,對于質量分布不均勻的

7、框架尤為明顯,因此應選擇最不利的方向進行框架計算,另外也可分別從縱、橫兩個方向計算后比較同一側面的配筋,取其較大值,并采用對稱配筋的原則,為了滿足框架柱在多種內力組合作用下其強度要求,在配筋計算時應注意以下問題:&#160;&#160; </p><p>　　角柱、邊柱及抗震墻端柱在地震作用組合下會產生偏心受拉時,其柱內縱筋總截面面積應比計算值增大25%;框架柱的配筋可放大1.2～1.6倍,其中角

8、柱1.4倍,邊柱1.3倍,中柱1.2倍;框架柱的箍筋形式應選用菱形或井字形,以增強箍筋對混凝土的約束;對于二、三級框架的底層柱底和底部加強部位縱筋宜采用焊接,且當柱縱向鋼筋的總配筋率超過3%時,箍筋的直徑不應小于8,并應焊接。&#160;&#160; </p><p>　　另外多層框架電算時常不考慮溫度應力和基礎的不均勻沉降,當多層框架水平尺寸和垂直尺寸較大以及地基軟弱土層較厚或地基土質不均勻時,

9、可以適當放大框架柱的配筋,且宜在縱、橫兩個方向設置基礎梁,其配筋不宜按構造設置,應按框架梁進行設計,并按規(guī)范要求設置箍筋加密區(qū)。&#160; </p><p>　?。ǘ┛蚣芡馓袅号浣?</p><p>　　由于占地面積的限制、使用功能的要求或結構上的原因，工程上常在框架的梁端設計挑梁。由于框架梁的荷載與外挑梁的實際荷載值不同，因而框架梁與外挑梁的斷面尺寸會有所不同，而有的設計人員

10、在繪圖時只是將框架梁上的某些主筋向外挑梁延伸了事，殊不知有些主筋根本無法伸進挑梁，這些差錯一般在施工時才會暴露出來，但為時已晚，許多鋼筋已截斷成型，這不僅影響了施工進度，而且也造成了不必要的損失。框架梁外挑梁下常設置鋼筋混凝土柱。在柱的內力和配筋計算中，有些設計人員對其受力概念不清，誤認為此為構造柱，并且其配筋為構造配筋，懸臂梁也未按計算配筋，這樣有可能導致水平荷載作用下承載力不足，為事故的發(fā)生埋下隱患。 </p><

11、;p>　?。ㄈ┛蚣苓呏斉浣?</p><p>　　對于框架結構的高層建筑，水平荷載對結構的傾覆力矩以及由此在豎向構件中所引起的軸力與建筑高度的平方成正比；頂點位移與建筑高度的4次方成正比。水平荷載是結構設計中的控制因素?？蚣茼?</p><p>　　層的風荷載較大，而屋面結構荷重傳給邊柱的軸向總力比樓層邊柱總力要小，顯然柱頂有大偏心問題，頂層邊柱節(jié)點出現軸向力對截面重心的偏心距

12、大于0.5倍的柱截面高度。根據框架結構的構造要求，橫梁上部鋼筋應全部伸人柱內，且伸過橫梁下邊；柱內一部分鋼筋伸到頂端，另一部分鋼筋伸到橫梁內，其根數依據計算確定且不少于2根。設計人員在圖中經常容易將邊柱柱角的鋼筋彎入梁內，對這類問題，缺乏實踐經驗的工程技術人員不易立即發(fā)現，而要等施工時才會察覺。問題的癥結在于柱寬大于梁寬，柱角的縱筋要完全伸人梁內是辦不到的，對這種差錯應引起設計人員的重視。 </p><p>　　

13、三、樓板開大洞結構計算注意問題 </p><p>　　樓板開洞的結構比較普通，如果開洞面積大于該層樓面面積30％，就屬于平面不規(guī)則了，計算時必須進行處理以PKPM軟件為例來說，TAT和SAT、IVE分別采用了兩種方式進行處理。TAT軟件是將無樓板的節(jié)點定義為彈性節(jié)點，也就是表明該節(jié)點不受剮性樓板假定的限制，其平動自由度獨立（在這里所指的節(jié)點為梁柱交點）；SAT—WE軟件是將所有樓板定義為彈IS膜，由軟件真實地計算

14、樓板的平面內剛度,忽略樓板的片面外剛度。 </p><p>　　建議如果某層洞口面積大于樓層面積的30％以上時，應將全樓所有樓板定義為彈性膜比較符合實際，也可以將該層洞口邊緣節(jié)點定義為彈性節(jié)點（即不考慮樓板的剛度）；如果屋面為剛網架時，應輸入～板厚，定義為彈性膜。真實計算樓板的平面內剛度，比較符合實際。在正確定義了彈性節(jié)點或彈性膜后，在后續(xù)計算中必須采用總剛計算法，否則側剛度計算法仍按剛性樓板計算結構內力和配筋，

15、計算時應特別注意這一點。 </p><p>　　四、在多層框架抗震設計要點&#160; </p><p>　　為滿足抗震規(guī)范要求的“梁鉸型”側移框架，在設計中應注意的問題。&#160; </p><p>　　1、在進行框架內分析時,梁的剛度取值應客觀、準確。當不易取準時,寧可取值略大些,且勿偏小。由于非地震區(qū)的設計習慣影響，在進行框架的內力分析時，往

16、往易使梁的剛度取值偏小,導致內力分析時，梁剛度取值偏低。對此，過去的習慣認識介偏于安全的，只是多用一點材料。在實際中，我們通過對框架計算結果的分析比較，認識到，內力分析時梁剛度取值低，在垂直荷載作用下，對框架邊節(jié)點、將使梁端負彎矩的計算結果比實際偏大;對中間節(jié)點,也會使跨度大的一側的梁端負彎矩配筋量偏大。這樣一來導致了梁端負率矩配筋量偏大,抗彎安全儲備偏高,對于地震區(qū)的設計,將影響梁端鉸的優(yōu)先產生,影響框架的延性,是與設計的初衷相悖的。

17、大震時,可能導致其余部位優(yōu)先成鉸,是抗震設計中不可忽視的不安全因素,再者,由于梁端抗彎能力的偏高,可能導致抗剪強度反而偏低。達不到強剪弱彎的要求,易產生剪切形脆性破壞.這也是抗震設計中應盡量避免的。鑒于上述討論,可以看出,在計算時,梁剛度取值比實際偏低,對抗震設計可能存在潛在不安全因素。&#160; </p><p>　　2、在進行框架配筋時，梁端負筋寧低勿高。在我們已往的設計中，進行實際配筋時，習慣上略

18、高于計算值，這在設計中是允許的。但在地震區(qū)，對梁端負筋，為保證梁端朔性鉸的及時出現，必須改變以往的作法，在我們設計的一些工程中，遵循的原則是梁端負筋配置量正好或略低于需要量，而跨中配筋略為放寬點，再則，對多層框架，為施工和用料方便，往往將幾層配筋相差在±5%以內的梁合為一種配筋，對此，如全按大者配置，會影響某些層的“梁鉸型”。對此，我們的作法是：梁端負筋隨小者配置，跨中鋼盤隨大者再略放寬配置。如此，即保證了強度要求，又滿足了“

19、鉸梁型”的要求。三則，在施工中進行材料代換時，對梁鉸負筋應切實注意，決不可因代換而增加配置量。&#160; </p><p><b>　　參考文獻 </b></p><p>　　[1]孫琰.多層建筑框架結構設計的幾點研究[j]. 商品與質量·建筑與發(fā)展, 2013年11期. </p><p>　　[2]王小軍.多層框架結構建筑