摘要：近年来，我国的建筑事业获得了快速的发展，在建筑工程中，钢筋混凝土多层框架结构得到了较多的应用。其中，对于框架结构的设计是非常重要的一项内容。在本文中，将就多层框架房屋结构设计进行一定的研究。
关键词：多层框架；房屋结构；设计；
1 引言
在现今建筑建设中，钢筋混凝土多层框架结构因自身结构灵活、抗震力强以及传力明确的优点得到了较多的应用。为了能够保证其运行效果，做好设计控制十分重要，即通过科学设计方式的应用保证质量。对此，即需要能够在实际设计中做好重点把握，不断提升结构设计水平。
2 框架结构概述
对于建筑框架结构来说，其由梁柱构件通过节点的应用连接形成，如整栋房屋都对该方式进行应用，即成为框架结构房屋或者框架体系。目前，框架结构主要有以下几种类型：第一，现浇式框架。这也正是现今钢筋混凝土框架结构施工后的主要形式；第二，装配式框架。该框架在整体性方面存在一定的不足，在抗震性能方面存在无法满足要求的情况；第三，整体式框架，节点区混凝土浇筑工作具有较为复杂的特点。在实际应用中，框架结构体系的优点体现在具有灵活的建筑平面布置，能够对较大的空间进行获得，也可以联系实际做成小房间。容易处理建筑立面，具有较轻的结构自重，在一定高度范围内，具有较低的造价。该方式也存在一定的缺点，即结构具有较小的侧向刚度，在水平荷载下，具有较大的侧移，也将因此对正常使用产生影响。如房屋具有较大的高宽比，在水平荷载下，也将具有较大的侧移，并因此导致严重侧覆情况的发生，需要能够在设计中做好控制。
多层框架结构方面，其立面以及平面布局需要以规则、简单的方式处理，以此保证不同部分具有均匀的对称特征，以此对结构扭转几率进行降低。同时，需要能够对层高以及柱网进行统一，对构件的各类规格进行减少，以此对设计与施工起到积极的简化作用。同时，需要能够对框架结构的高宽比进行限制，对混凝土收缩、地基不均匀沉降以及温度变化方面的影响进行考虑。
3 多层框架结构房屋设计
3.1 确定计算单元
对于框架结构房屋而言，其是空间结构体系，通常需要根据三维空间结构对其进行分析。对于具有规则特征的平面布置框架房屋，为了对计算进行简化，即需要能够将空间结构实现对多个纵向或者横向平面框架的区分，以此进行分析。从竖向荷载的承受方面，当横向框架承重，且在截取横向框架计算时，即需要能够将荷载由横向框架承担，而不对纵向框架的作用进行考虑。而当存在横纵框架混合承重时，即需要能够联系结构特点进行分析，根据实际支承情况对竖向荷载进行传递，此时，该荷载也将由结构的横纵框架进行共同承担。
3.2 结构计算简图
在框架结构计算简图中，使用轴线表示梁柱，使用节点表示两者间的连接，同时通过节点距离表示两者的长度。在简图中，框架梁计算跨度由轴线间距离表示，框架柱计算高度则是不同横梁轴线间的距离。当不同层梁截面具有相同的尺寸时，在底层外，各层层高即是柱的计算高度。如结构当中的板、梁、柱都以现浇方式处理，则可以将梁截面型心线取至板底位置，在底层柱下端位置，则需要取到基础顶面，如具有较大整体刚度的地下室，且楼层侧向高度同相邻上部结构楼层侧箱刚度2倍以上时，即可以将其确定在结构的顶板位置。而在实际工程设计中，在房屋高度变化的情况下，框架柱界面尺寸也将因此发生变化，当上层柱界面尺寸降低、且下层柱同其形心轴具有重合特点时，其计算简图即需要同不同层柱界面不变的情况下相同。如两者不重合，即可以对近似方式进行应用，整个柱子的轴线为顶层柱型心线。需要注意的是，在框架结构变形、内力分析中，即需要能够根据实际情况选取不同层梁的线刚度以及计算跨度。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆且需要同时考虑上下层轴线不重合情况下，上层柱轴力在截面位置所形成的力矩，需要将其视为外荷载，同其余竖向荷载共同开展框架内力分析工作。
3.3 框架结构荷载
在多层框架结构当中，其荷载包括有水平荷载以及竖向荷载两种类型。其中，水平荷载包括有水平地震以及风荷载，竖向荷载则包括有楼面活荷载以及恒载。对于楼面活荷载作用在多层框架结构的情况，则可以充分联系房间的具体用途根据相关规范进行选择与确定。
3.4 框架结构内力分析
在竖向荷载下，多层结构的内力可以通过以下方式进行计算：
3.4.1 分层法
在竖向荷载影响下，在框架结构内力计算以及受力方面，可以先不对框架结构侧移对其内力产生的影响进行考虑，在每层梁中，荷载仅仅能够对上下柱以及本层梁的内力产生影响，对于其他柱、梁努力方面，所具有的影响则可以忽略不计。而在上述内力中，则不包括有柱轴力，这即因为在某层梁中，上何在也将影响到下部各层柱，所以在计算当中不能忽略。对于分层法来说，其在实际计算当中的要点有：第一，根据高度将多层框架范围多个单层无侧移的敞口框架，在不同框架中，包括有本层梁以及同其连接的上层柱以及下层柱。对于梁的各层柱高、梁跨度以及荷载都需要同原结构保持一致；第二，除底层柱下端意外，其余柱的柱端需要为弹性约束。为了更好的进行计算，即需要能够将其作为固定端处理，通过该方式的应用，即能够有效的减小柱的弯曲变形情况。同时，为了对该种影响进行消除，即可以在设计中将底层柱外的区域柱线刚度同修正系数0.9相乘；第三，应用无侧移框架方式对不同敞口框架的杆端弯矩进行计算，以此保证获得的梁端弯矩为最终的弯矩值。因不同柱都属于上下两层，对此，在每个柱端最终弯矩计算中，即需要计算上下层弯矩值后相加。在两者相加之后，则可能出现新的节点不平衡弯矩，如果根据需求需要对其进行进一步的修正，即可以再次进行弯矩分配处理。如通过弯矩分配法对不同敞口框架位置的杆端弯矩进行计算，在对不同节点杆件弯矩分配系数计算的基础上，可以通过经过修整处理的柱线刚度计算；第四，在求出杆端弯矩后，即可以通过静力平衡条件对梁跨以及两端剪力弯矩进行计算。对柱上竖向荷载同相连的梁端剪力进行叠加，以此对柱的轴力进行获得。
3.4.2 弯矩二次分配
在该方法中，其主要测量方式有：第一，根据不同杆件的线刚度，对不同阶段的杆端弯矩分配系数进行计算，同时对竖向荷载下的跨梁固端弯矩进行计算；第二，对框架不同节点位置的不平衡弯矩进行计算，同时进行节点不平衡弯矩分配；第三，将所有杆端分配弯矩向远端传递，对于刚接框架，需要将传递系数确定为1/2；第四，将节点因弯矩传递所产生的不平衡弯矩进行第二次分配处理，以此保证不同节点都能够处于平衡状态当中，以此即完成了弯矩的分配以及传递过程。之后，将不同杆端的固端弯矩、传递弯矩以及分配弯矩进行叠加，以此对不同杆端的弯矩进行获得。
4 结束语
在上文中，我们对多层框架房屋结构设计中进行了一定的研究。可以说，多层框架房屋结构是现今建筑建设当中经常应用的结构类型，且具有复杂的特点，如果没有做好设计处理，则可以因此使结构出现不合理情况，进而对结构稳定性产生影响。对此，即需要能够充分把握设计重点，通过科学设计方式的应用满足建筑建设要求。
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论文作者:吴应润
论文发表刊物:《基层建设》2019年第17期
论文发表时间:2019/9/11
标签：弯矩论文; 荷载论文; 框架论文; 框架结构论文; 多层论文; 结构论文; 节点论文; 《基层建设》2019年第17期论文;