多層建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)分析

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摘 要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)水平的提升，使得建筑行業(yè)發(fā)展勢頭迅猛，并逐步成為我國經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)。其中，社會(huì)的發(fā)展促進(jìn)了多層建筑的崛起，設(shè)計(jì)思想不斷創(chuàng)新，平面布置、豎向體型趨于復(fù)雜，這也給多層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出了更高要求。通過框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，能夠?yàn)槎鄬咏ㄖ峁└嗟氖褂每臻g，還能使平面布置更加靈活，因此全面推廣框架結(jié)構(gòu)在多層建筑中的應(yīng)用具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞：多層建筑；框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；要點(diǎn)

隨著科技的發(fā)展，時(shí)代的進(jìn)步，建筑特點(diǎn)日趨多元化，因此也對施工與設(shè)計(jì)提出了全新要求，特別是對于多層建筑的設(shè)計(jì)與施工來說，更是受到了社會(huì)的廣泛關(guān)注?？蚣芙Y(jié)構(gòu)因其能夠?qū)κ褂每臻g進(jìn)行靈活分割，并且具備較好的抗震性，因此成為了我國目前使用最為廣泛的結(jié)構(gòu)形式。因框架結(jié)構(gòu)應(yīng)用具備一定的普遍性，使得多層建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)逐步成為了當(dāng)今建筑行業(yè)最為重要的設(shè)計(jì)課題。目前，在設(shè)計(jì)多層建筑框架結(jié)構(gòu)時(shí)一般使用電腦，所以有一部分問題被忽視了，存在較大的安全隱患?；诖耍谶M(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)要特別關(guān)注結(jié)構(gòu)薄弱層、基礎(chǔ)聯(lián)系梁以及短柱等問題，設(shè)計(jì)人員要正確看待計(jì)算工作，不可對計(jì)算機(jī)產(chǎn)生依賴性，以便設(shè)計(jì)出更優(yōu)質(zhì)的多層建筑。

一、優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要注重優(yōu)化設(shè)計(jì)，多方面考慮問題，使用最為高效的設(shè)計(jì)方案。要對各受力構(gòu)件可能存在的承受荷載進(jìn)行考慮，還要考慮到溫度應(yīng)力、地震水平荷載等問題，而且在進(jìn)行布置的過程中，要將承重構(gòu)件置于能夠承受溫度應(yīng)力與水平荷載的位置。要控制好剪力墻間距，保證樓板剛度能夠滿足整體施工要求。布置水平承重構(gòu)件時(shí)，也要多方面考慮，要使傳力路徑最短，在較短的時(shí)間內(nèi)將樓面荷載傳遞至主梁，并由剪力墻和柱傳遞至地基。在對地基基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要將理論與經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，對可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行預(yù)測，并制定出行之有效的解決方案。不可隨意提高配筋量，考慮到構(gòu)件的延性，要特別關(guān)注薄弱部位。對于直線段錨固的長度要尤其注意，避免溫度應(yīng)力對其產(chǎn)生太大影響。在布置立面與平面時(shí)，要堅(jiān)持對稱性與均勻性，進(jìn)行多道防線，防止存在薄弱層。在進(jìn)行布置、結(jié)構(gòu)選型與計(jì)算過程中，要進(jìn)行全面考慮，并對極限狀態(tài)進(jìn)行檢驗(yàn)，確保結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的可操作性。

二、注重結(jié)構(gòu)剛度的控制

（一）結(jié)構(gòu)整體剛度和構(gòu)件的相對剛度控制設(shè)計(jì)

在對結(jié)構(gòu)進(jìn)行布置與計(jì)算時(shí)，工程師一般將關(guān)注點(diǎn)更多的放在荷載數(shù)值與形成方面，對于構(gòu)件抗外力的變形能力與內(nèi)在聯(lián)系方面較為忽視。其實(shí)，結(jié)構(gòu)平衡、變形協(xié)調(diào)力、線剛度可通過相對剛度數(shù)值進(jìn)行體現(xiàn)。所以，工程師要注重結(jié)構(gòu)剛度理論的理解與掌握。在對結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)科學(xué)運(yùn)用剛度理論，不但能夠有效防止結(jié)構(gòu)出現(xiàn)安全隱患，還能確保構(gòu)件在荷載作用下，仍然能獲得最佳收益。

（二）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的剛度控制應(yīng)貫穿于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的全過程

如果在設(shè)計(jì)時(shí)將樓面剛度設(shè)定為無限大，那么就能夠準(zhǔn)確計(jì)算出抗側(cè)力構(gòu)件內(nèi)力，使結(jié)構(gòu)更加安全；如果高層建筑設(shè)計(jì)為豎向剛度連續(xù)變化，就不會(huì)在樓層處產(chǎn)生位移，薄弱部位也就不會(huì)出現(xiàn)，一旦遇到地震等自然災(zāi)害時(shí)，就能更加牢固，不會(huì)危及人的生命；均勻調(diào)整結(jié)構(gòu)兩個(gè)主軸方向剛度，使其向多方向動(dòng)力特性靠攏，可避免結(jié)構(gòu)出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，為建筑結(jié)構(gòu)提供更加安全的變形；均勻調(diào)整結(jié)構(gòu)兩個(gè)主軸方向剛度，使其向多方向平面剛度突變的位置靠攏，通過準(zhǔn)確計(jì)算與構(gòu)造措施依然不能滿足抗震需求，這時(shí)就需要設(shè)置合理的防震縫以處理平面剛度變形等問題。

三、多層建筑框架結(jié)構(gòu)配筋設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

（一）框架柱配筋的調(diào)整

框架柱配筋率通常不高，實(shí)際工作中并不會(huì)按照計(jì)算結(jié)果進(jìn)行配筋，這是因?yàn)榘l(fā)生地震時(shí)角柱需要承受較大的扭轉(zhuǎn)剪力，還會(huì)受到雙向彎矩力的影響，而且對橫梁的限制較小，所以受損程度要高于內(nèi)柱。因此要在最不利情況下計(jì)算框架，并堅(jiān)持對稱配筋原則，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下問題：

抗震墻端柱、邊柱與角柱會(huì)在地震中出現(xiàn)偏心受拉，柱內(nèi)縱筋截面積要在原計(jì)算結(jié)果的基礎(chǔ)上增加25%；要對框架柱配筋擴(kuò)大1.5倍，邊柱1.3倍、中柱1.2倍、角柱1.4倍；要選擇菱形的箍筋形式，這樣能使箍筋作用在混凝土上的約束力更強(qiáng)。

（二）框架外挑梁配筋

因結(jié)構(gòu)影響、功能使用要求或者是受到占地面積的局限，一般在設(shè)計(jì)時(shí)普遍在框架梁端設(shè)計(jì)出挑梁。因外挑梁荷載值與框架梁荷載不一致，所以外挑梁斷面尺寸與框架梁也有較大區(qū)別。但有的設(shè)計(jì)人員卻只是把框架梁上的主筋延伸至外挑梁，不知道主筋至始至終都無法向挑梁延伸，而且只有在開始施工時(shí)才能見到其弊端，這時(shí)在進(jìn)行設(shè)計(jì)修改為時(shí)已晚，因?yàn)殇摻钜呀?jīng)截?cái)喑尚?，不但影響了施工整體進(jìn)度，還造成了不小的經(jīng)濟(jì)損失。

（三）框架邊柱柱頂配筋

對于多層建筑框架結(jié)構(gòu)來說，建筑高度平方與水平荷載產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)傾產(chǎn)生的覆力矩、軸成正比，建筑高度四次方與頂點(diǎn)位移成正比。在框架頂層具有較大的風(fēng)荷載，屋面結(jié)構(gòu)荷重將軸向總力傳遞至邊柱時(shí)要小于樓層邊柱總力，這也證明了柱頂存在偏心問題，頂層邊柱節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的軸向力偏心距應(yīng)大于柱體截面高度的0.5倍。根據(jù)實(shí)際施工要求，橫梁上部的鋼筋要全部沒入柱內(nèi)，要置于橫梁下方；柱內(nèi)中部分鋼筋要延伸至頂部，其余鋼筋要延伸至橫梁內(nèi)，要在計(jì)算結(jié)果的基礎(chǔ)上適當(dāng)增加鋼筋數(shù)量。設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，往往會(huì)出現(xiàn)將邊柱柱角鋼筋延伸至梁內(nèi)的情況，對于這種問題，沒有豐富經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)人員很難察覺，一般在施工過程中才能發(fā)現(xiàn)問題。問題的根本原因是柱寬超過了梁寬，無法將縱筋全部延伸進(jìn)梁內(nèi)，因此設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)圖紙時(shí)要格外注意這個(gè)問題。

四、結(jié)束語

綜上所述，隨著時(shí)代的發(fā)展，建筑造型與使用功能正向著多元化方向發(fā)展，因此設(shè)計(jì)中也會(huì)遇到越來越多的難題，對設(shè)計(jì)人員來說更是一次全新的挑戰(zhàn)。因設(shè)計(jì)人員要在遵循規(guī)章制度的前提下，通過大膽、靈活的方式處理好結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中遇到的難點(diǎn)，并通過提高自身水平，進(jìn)一步完善多層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。

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（作者單位：廣州名陽建筑設(shè)計(jì)有限公司東莞分公司）