多層建筑結(jié)構(gòu)設計中框架結(jié)構(gòu)問題淺析

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摘要：近年來，隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展，人們的生活條件獲得顯著改善，相應的也越來越重視房屋建筑需求，而傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)與人們在房屋建筑功能性上的追求存在很大差距，在這種情況下，框架結(jié)構(gòu)應運而生。該結(jié)構(gòu)能夠為建筑設計尤其是多層建筑設計提供一個全新的途徑，不僅自重輕且能夠靈活地分隔室內(nèi)空間，因此，一出現(xiàn)就引起了整個建筑行業(yè)的高度重視。

關鍵詞：多層建筑；結(jié)構(gòu)設計；框架結(jié)構(gòu)；問題分析

當前，框架結(jié)構(gòu)在建筑行業(yè)發(fā)展過程中是一種比較常見的建筑結(jié)構(gòu)形式，憑借其本身所具有的一系列優(yōu)點而被廣泛地應用到建筑施工中，諸如靈活性強、整體性好、抗震性能高、滿足人們的個性化需求等，在多層建筑框架結(jié)構(gòu)設計中也逐漸成為一種重要的結(jié)構(gòu)形式。同時，隨著建筑規(guī)模的擴大，多層框架結(jié)構(gòu)設計日益增多且漸趨復雜，在這種情況下所造成的結(jié)構(gòu)設計問題逐漸增多。

1框架結(jié)構(gòu)概述

1.1框架結(jié)構(gòu)的基本概念

框架結(jié)構(gòu)是由梁和柱共同組成的框架來承受房屋全部荷載的結(jié)構(gòu)?？蚣芙Y(jié)構(gòu)體系是利用梁柱組成的縱橫兩個方向的框架形成的結(jié)構(gòu)體系。它同時承受豎向荷載和水平荷載。其主要優(yōu)點是建筑平面布置靈活，可形成較大的建筑空間，建筑立面處理比較方便。主要缺點是橫向剛度小，當層數(shù)較多時，會產(chǎn)生過大的側(cè)移，易引起非結(jié)構(gòu)性構(gòu)件（如隔墻，裝飾等）破壞進而影響使用。當前，在許多結(jié)構(gòu)中的主要承重結(jié)構(gòu)就在于框架結(jié)構(gòu)，承重墻不再選擇建筑墻體，以此可以確保建筑墻體具有更加靈活的功能，其主要包括圍墻、隔墻與其他墻體等。同時，具體在設計框架結(jié)構(gòu)時，因為墻體不再選作承重墻，因此可以更靈活地使用材料，裝修方面也極具靈活性。諸如，通過新型墻體材料、保溫材料的應用，能夠幫助建筑最大限度地降低自身重力，從而可以最大限度地滿足建筑本身的需求，能夠進一步提高建筑整體的穩(wěn)定性與美觀性。

1.2框架結(jié)構(gòu)特性分析

第一框架結(jié)構(gòu)在實際施工、運營過程中有助于減少墻體重量，致力于原有建筑材料的節(jié)省，這對于提高施工企業(yè)的運營效率和強化控制工程造價至關重要。第二，基于框架結(jié)構(gòu)本身的靈活性，能夠在設計過程中為整個建筑框架質(zhì)量提供充足的保障。第三，基于框架結(jié)構(gòu)承重墻本身所具有的功能，在實際設計過程中能夠有效避免承重墻在中原地區(qū)的位置限制，便于實現(xiàn)生產(chǎn)規(guī)?；⑹┕藴驶?，從而能夠推動建筑行業(yè)的發(fā)展。第四，與其他建筑結(jié)構(gòu)相比，框架結(jié)構(gòu)的施工效率高，能夠充分滿足建筑結(jié)構(gòu)在整體性與剛度方面的要求，為進一步提高建筑整體的安全性、穩(wěn)定性，就需要將混凝土澆筑技術結(jié)合起來。

2多層建筑結(jié)構(gòu)設計中框架結(jié)構(gòu)問題分析

2.1不重視縱向框架結(jié)構(gòu)

基于建筑抗震性能方面的要求，為了更好地承擔水平地震作用，框架結(jié)構(gòu)有必要結(jié)合兩個主軸方向的抗側(cè)力，但是，設計人員在設計多層建筑結(jié)構(gòu)時側(cè)重于縱向連續(xù)梁的設計，導致框架縱梁、梁柱節(jié)點與建筑框架抗震需求之間存在很大差距。同時，在建筑其他方面存在不少問題，為此設計人員在框架結(jié)構(gòu)的設計過程中必須高度重視縱向、橫向框架的設計。

2.2不重視框架結(jié)構(gòu)薄弱層的設計工作

在實際設計過程中，一些設計人員對框架中的薄弱層問題缺乏足夠的重視。也正因如此，極易對建筑物本身的抗側(cè)移剛度、抗震性造成很大影響。而建筑出現(xiàn)薄弱層的一個重要原因就在于豎向連續(xù)性抗側(cè)力的缺失。2.3施工圖與相關規(guī)定要求不符設計人員設計制作的施工圖紙通常比較簡單、粗糙，圖紙類型單一，缺少相關大樣詳圖，導致無法完全地反映工程。同時，施工圖紙在實際設計過程中許多問題沒有交代清楚，設計依據(jù)缺失，設計參數(shù)與安全等級也沒有明確標明。

2.4短柱問題

針對縱向框架設計、橫向框架設計，必須引起設計人員的高度重視，但是，實際設計時一些人員側(cè)重于縱向普通連續(xù)梁的設計，導致框架結(jié)構(gòu)本身的抗震性能無法得到充分滿足，再加上梁支座負筋配置不足，極易造成短柱問題。之所以造成這種情況，原因主要在于：建筑結(jié)構(gòu)局部存在錯層，相應的會減小框架梁的框架柱凈高；設計人員不能科學地設置填充墻，在框架柱兩側(cè)一部分存在填充墻一邊沒有的情況，導致二者存在一定凈高差而形成短柱。

3多層建筑結(jié)構(gòu)設計中框架結(jié)構(gòu)問題的解決

3.1優(yōu)化縱向框架設計

在設計多層建筑框架結(jié)構(gòu)時，有必要按照建筑物本身的抗震性能，對橫向框架、縱向框架進行協(xié)調(diào)配合。同時，設計人員需要強化設計縱向框架，還需要將其與橫向框架結(jié)合起來，確保二者能夠形成一種合理性，這對于建筑物整體穩(wěn)定性、抗震性能的提升十分有幫助。

3.2優(yōu)化處理薄弱層

受框架結(jié)構(gòu)中薄弱層的影響，相應的會直接影響建筑物本身的抗震性能，為此在框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設計過程中必須對薄弱層進行優(yōu)化處理。在確定薄弱層時，有必要將框架結(jié)構(gòu)的設計規(guī)范、工作經(jīng)驗結(jié)合起來。關于框架結(jié)構(gòu)設計數(shù)據(jù)的分析需要借助工作軟件來完成，然后，對相關數(shù)據(jù)（結(jié)構(gòu)抗側(cè)移剛度、樓層承載力等）進行科學的比較、分析，借助軟件將薄弱層確定下來。若樓層豎向抗側(cè)力構(gòu)件不具備連續(xù)性、建筑荷載力與相關要求不符，依然可以確定薄弱層。隨著薄弱層的出現(xiàn)，設計人員必須及時采取一系列切實可行的補救措施，不僅需要對薄弱層的屈服強度系統(tǒng)進行科學的驗算，而且需要驗算結(jié)果設計彈性強度系數(shù)，若這一系數(shù)與工作要求不符，則需要有針對性地進行調(diào)整。

3.3完善建筑結(jié)構(gòu)的設計圖紙

設計人員在設計多層建筑框架結(jié)構(gòu)時，有必要充分考慮工程施工中那些細枝末節(jié)的數(shù)據(jù)信息，在設計圖紙中明確的標示清楚，不能為了方便而將某些信息省略掉。究其原因就在于：必須嚴格根據(jù)多層建筑框架結(jié)構(gòu)設計圖紙開展建筑工程的施工操作，一旦出現(xiàn)某些數(shù)據(jù)信息不明確、不清晰的情況，就會直接影響整個工程。同時，在圖紙設計過程中要求設計人員的工作態(tài)度必須嚴謹、認真，不得馬虎將就，即便是已經(jīng)完工的設計圖紙也需要進行反復的檢查與考證，以此才能獲得準確的圖紙信息，且能夠及時發(fā)現(xiàn)其中的問題，及時地查漏補缺，從而可以為整個建筑工程的施工質(zhì)量提供充足的保障。

3.4優(yōu)化短柱設計

短柱問題一旦發(fā)生在框架結(jié)構(gòu)設計中，受地震作用的影響，導致短柱出現(xiàn)脆性破壞的可能性比較大，這是由于隨著短柱抗剪承載力、變形能力的缺失，極易對建筑物的整體性造成很大的破壞，這也說明短柱問題在多層建筑結(jié)構(gòu)設計中無法避免。關于短柱問題的處理，需要設計人員適當?shù)脑黾又旧淼目辜舫休d力，這對于提升其變形能力至關重要；在加密處理箍筋時可以借助復合箍筋，將鋼筋縱向?qū)ΨQ的布置在短柱上，要求縱向配筋率必須控制在1.2%以內(nèi)，然后，結(jié)合實際情況來確定應用具體采用哪種處理方式，諸如外包鋼板、X形配筋等。除此之外，有必要強化抗震設計。（1）確定梁的高度。為保證多層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設計與相關抗震要求相符，設計人員需要對梁的高度進行充分考慮，如果一時不能將具體合理值確定下來，則最好選擇較大地值，防止造成梁剛度過小的情況。（2）確定梁端負彎矩取值。該負彎矩在豎向荷載的作用下一般比計算值要大，盡管可以增加鋼筋數(shù)量，但是，極易造成抗彎儲備過高的情況。為此，在具體計算過程中有必要選擇小的負彎矩鋼筋值，并松弛跨內(nèi)鋼筋。鑒于當前設計隊伍的專業(yè)化水平較低，為進一步提高工程建設質(zhì)量，就必須致力于其專業(yè)化水平的不斷提高。為此，有必要定期組織團隊內(nèi)部人員開展崗位培訓，在招聘團隊成員時，需重視專業(yè)人才的引進，同時，在實踐過程中加強訓練。

4結(jié)語

總之，多層建筑在現(xiàn)代化城市建設過程中是一種重要的發(fā)展趨勢，但是，由于其本身存在一定復雜性、多樣性，導致在設計方面經(jīng)常會出現(xiàn)這樣或那樣的問題，為此相關設計人員有必要針對這些問題，制定一系列切實可行的處理措施，確保能夠促進多層建筑框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的不斷提升，從而可以充分保證整體建筑的安全性。

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作者:賈鴻遠 劉璇 單位:南京金宸建筑設計有限公司