摘要：随着经济的高速发展，我国多层建筑发展迅速，其设计思想在不断更新，多层建筑框架结构设计是结构设计中较为基础的设计,也是建筑结构设计中较为重要的一种形式。在设计时,如何处理各种不同的问题值得结构设计人员不断探讨和研究。
关键词：多层建筑；结构设计；框架结构；问题处理
1、框架结构简介
1.1框架结构概念
框架结构是指将梁和柱通过钢接或铰接的方式，相互连接形成相应的承重体系结构，也就是由梁和柱形成的框架共同承担建筑在使用过程中产生的水平载荷和竖直载荷。在框架结构中，建筑的墙体仅起到围护和分隔的作用，而不承载载荷。因此，可以使用新型的保温材料进行装配，不仅可以大大降低建筑自身承载的重力作用，还可以促进建筑整体的保温，减小能源的消耗。
1.2框架结构的优点
框架结构的类型多种多样，其应用也十分的广泛，其中最常见的是钢筋混凝土框架结构，适合大规模工业化施工，且成本相对较低，施工效率高，工程质量好。框架结构建筑的优点有，（1）空间分隔灵活，自重轻，可以节约材料成本。（2）可以对建筑平面进行灵活配置，便于对较大空间的建筑进行安排。（3）采用浇筑的混凝土框架整体性和刚性好，进行合理的设计处理，也能达到较好的抗震效果，而且可以根据实际需要，把梁和柱浇注成各种各样的形状。
2、多层建筑框架结构设计中应注意的问题
2.1计算模型问题
目前常用的框架结构空间分析计算软件都是以整幢楼的梁、柱整体参加工作进行计算分析的。对部分梁而言，尽管相交梁截面尺寸不同，相互之间却不存在主、次梁关系，设计人员在绘制施工图时，应注意配筋形式与受力分析相匹配。框架结构经空间分析程序电算，所有按主梁输入模型的梁是整体工作的，部分梁将产生扭转问题。一些三维空间分析软件，虽已调整梁的抗扭刚度，但计算出来框架边梁扭矩仍很大，因程序不计楼板对梁的约束作用（即实际扭矩计算值那么大），实际受力与计算模型不符，可把次梁支座改为铰支座，并配以构造处理。
2.2抗震等级的确定
在工程设计中，多数建筑按其抗震设防分类属于丙类建筑。如民用住宅、办公楼及一般工业建筑等等，其抗震等级可根据烈度、结构类型和建筑的高度按《建筑抗震设计规范》表确定；而电讯、交通、能源、消防和医疗等类建筑以及大型体育场馆、大型零售商场等公共建筑，首先应当根据《建筑抗震设防分类标准》确定其中哪些建筑属于乙类建筑或者是甲类建筑。乙、丙类建筑，地震作用均按本地区抗震设防烈度计算。对于乙类建筑，一般情况下，当抗震设防烈度为 6～8 度时，抗震措施应符合本地区抗震设防烈度提高一度的要求。所谓抗震措施，在这里主要体现为按本地区设防烈度提高一度，由《建筑抗震设计规范》确定其抗震等级。
2.3振型组合数的选取
在计算地震力时，《建筑抗震设计规范》指出，合适的振型个数一般可以取振型参与质量达到总质量的 90％以上所需的振型数；但要注意以下 3 点：
(1)振型个数不能超过结构固有的振型总数，因一个楼层最多只有三个有效动力自由度，所以一个楼层也就最多可选 3 个振型。如果所选振型个数多于结构固有的振型总数，则会造成地震力计算异常。
(2)对于进行耦联计算的结构，所选振型数应大于 9 个，多塔结构应更多些，但要注意应是 3的倍数。
(3)对于一个结构所选振型的多少，还必需满足有效质量系列化大于 90％。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
3、多层建筑框架结构设计中常见问题及处理
3.1框架结构薄弱层的判定与处理
薄弱层是指在强烈地震下, 结构首先屈服并产生较大弹塑性位移的部位, 这些部位的承载力是满足设计地震作用下抗震承载力要求的,只有在地震烈度大于等于7度地区才会出现。
薄弱层是对抗震极为不利的结构层，原则上应避免出现薄弱层。避免出现薄弱层的最基本方法是加大该层的抗侧移刚度，即加大该层的柱截面或梁截面；如果条件允许，可以改变该层层高或减少基础埋置深度。当无法避免出现薄弱层时，在结构计算和出图时必须按照规范规定采取相应的措施根据《建筑抗震设计规范》，除对薄弱层的地震剪力乘以 1 .1 5 倍的放大系数外，还应对结构的楼层屈服强度系数进行验算。楼层屈服强度系数为按构件实际配筋和材料强度标准值计算的楼层受剪承载力和按罕遇地震作用标准值计算的楼层弹性地震剪力的比值如果在地震烈度 7 度至 9 度地区的结构楼层屈服强度系数小于0.5时，应对结构进行弹塑性变形验算。如果不符合上述要求，必须对结构布置进行调整。
3.2基础系梁的设置问题
如果基础埋置深度较深时, 可以用基础系梁减少底层柱的计算长度。根据抗震要求，可沿两个主轴方向设置构造基础系梁。基础系梁截面高度可取柱中心距的1/12～1/15。构造基础系梁纵向受力钢筋可取上述所连接柱的最大轴力设计值的 1 0 ％作为拉力或压力来计算。当为构造配筋时，应满足最小配筋率；当基础系梁上作用有填充墙或楼梯柱等传来的荷载时，应与所连接柱子的最大轴力设计值的1 0 ％叠加计算。基础系梁截面也应适当增加，算出的配筋应满足受力要求和构造配筋要求。构造基础系梁顶标高通常与基础顶标高相同。为减少基础系梁计算跨度。可以将基础梁下与独立基础的台阶或锥形斜坡之间的空隙部分用与素混凝土浇筑至与基础顶面平齐，再浇筑基础系梁。如果用基础系梁平衡柱底弯矩，基础系梁的截面尺寸与配筋应按框架梁设计。这时拉梁正弯矩钢筋应全部拉通，负弯矩钢筋至少应在1/2跨拉通，基础系梁的纵筋在框架柱内的锚固、箍筋的加密及其余抗震构造要求应与上部框架梁完全相同，且此时拉梁应设置在基础顶部。综上所述,如不设置基础系梁，填充墙可以采用素混凝土条形基础；如设置基础拉梁，宜在框架柱之间设置，对于不在框架柱之间的墙体基础可采用素混凝土基础。
3.3框架梁柱偏心问题
在实际工程中，由于建筑专业需要，外墙与柱边平齐。这样框架梁要么设挑耳，要么与柱偏心，设计人往往不知选择哪种方法。如果框架粱设挑耳，可以保证框架梁与框架柱中心对齐。对梁、柱受力均有利，但往往会出现这样一个问题，即填充墙的构造柱下部与上部纵筋不好锚固，笔者一般这样处理的，如图1所示。
如果将框架梁与框架柱偏心，在地震作用下，往往会导致梁柱节点核芯区受剪面积不足，并对柱带来扭转效应，因此,建议外框架梁宜采用设挑耳的方法解决外填充墙偏心的问题。
3.4短柱
在框架结构中，如果柱净高与柱截面高度小于等于 4 或剪跨比小于等于 2，那么该柱为短柱。短柱在地震作用下，容易发生脆性破坏。因为短柱的受剪承载力及变形能力不足，会引起建筑物的严重破坏，设计上应尽可能避免。短柱的形成主要有两种原因：一是由于楼梯间半休息平台或结构局部错层造成两个框架梁之间的框架柱净高较小引起的；二是填充墙设置不当，造成某层的框架柱两侧一部分无填充墙，一部分有填充墙,无填充墙的柱净高与柱截面之比往往小于等于4形成短柱。处理短柱主要是增加柱的抗剪承载力及改善其变形能力，一般采用复合箍筋，箍筋沿全高加密；保证短柱的纵向钢筋对称布置。且每侧的纵向钢筋配筋率不宜大于 1.2％的方式处理,也可以采用外包钢板、配 x 形钢筋等方式处理。
4、总结
多层建筑框架结构的设计，有关规范虽已有详细规定。但仍有若干问题没有明确具体做法，通过以上这些设计要点的归纳和总结，有利于多层建筑框架结构设计工作的开展。多层建筑结构设计是不容忽视的问题，设计工作者只有按相应的规范的构造要求来严格执行，才能从根本上消除设计质量的隐患。
参考文献
[1]张科.多层建筑结构设计中框架结构的问题分析与处理[J].科技资讯,2009(18):83-83.
[2]宋宏瑞,王谦忠.多层建筑结构设计中框架结构的问题分析与处理[J].城市建设理论研究：电子版,2012.
[3]李志宇.基于多层建筑结构设计的框架结构问题及处理分析[J].城市建筑,2013(24):341-341.
论文作者:黄丽双
论文发表刊物:《基层建设》2019年第18期
论文发表时间:2019/10/8
标签：建筑论文; 基础论文; 框架论文; 框架结构论文; 多层论文; 结构设计论文; 结构论文; 《基层建设》2019年第18期论文;