摘要：框架结构是人们追求大空间和低成本建筑空间的产物，满足了人们不断追求个性化使用的需求。有各种形式的框架，如建筑中的中跨或不等跨、不同的层高、游梁式泵送和柱式泵送等，为建筑物提供灵活的使用空间。同时，框架结构承载力较低，属于柔性结构，具有较长的自振周期和较小的地震响应，通过合理的布局和结构设计，可以具有较好的延性性能。框架结构的这些优点促进了它在住宅和公共建筑中的发展。
关键词：建筑设计；多层框架；结构设计
1多层框架结构设计的原则
1.1框架结构类型的一致性要求
框架结构需要从结构一致性出发进行设计。房屋建筑采取多层框架形式时，需要充分加强该目标的落实，加强相关原则、结构一致性的考虑，尤其是针对电梯、楼梯区域中的设计，避免中部、局部突出等采取砖墙处理的形式。框架结构属于柔性结构，砖墙属于刚性结构，二者融合程度差，无法保证后期协调共存的状况，易出现裂缝和变形。
1.2短柱构造的设计分析
加强短柱构造对房屋建筑而言意义重大，对多层框架结构而言，为了控制工程成本，柱体填充墙的处理中，一般无法达到顶棚，会出现墙面开孔、凿洞等状况，类似施工属于不规则的形式，期间发生短柱问题，短柱一般刚度大、易裂缝、易发生脆性破坏等状况，增加了后期建筑结构破坏的风险，严重时甚至会发生倒塌事故，为此，加强短柱的合理设计具有重大意义。另一方面，为了满足多层框架底层侧向刚度要求，采用短柱基础减小柱计算长度是可行的，但不能仅按上、下柱的刚度比来确定短柱截面尺寸，并按以短柱顶为嵌固端进行简化计算，这样会导致梁及柱上端截面偏不安全。如果短柱高度与截面长边之比不大于1，可近似按以短柱顶为嵌固端进行计算。
1.3框架梁的合理设计分析
为了保证合理的框架结构，需要进行梁的科学设计。现代房屋建筑中，框架梁外挑为常见形式，为了保证满足工程实际需求，需要对钢筋混凝土柱结构进行合理设计控制，针对其中的施工环节进行结构优化，提高多层框架体的稳定性。框架梁的计算分析中，由于柱为偏心受压构件，所以务必要对悬臂梁梁端的协调变形状况进行考虑。对竖向构件参与结构进行整体分析，对梁跟柱之间的节点关系进行合理处理，以便从根本上将安全隐患消除，确保房屋建筑的质量。
2框架结构设计中的常见问题
2.1现浇板的共同作用
在多层框架结构的设计过程中，框架结构均采用梁板整体现浇，由于梁板的共同作用，不仅提高了框架梁的截面刚度，还提高了梁端负弯矩承载能力。在框架结构的设计中采用现浇板的施工技术能提高框架结构的稳定性，增加结构的可靠性。
2.2扁梁的挠度要求
由于建筑功能性的要求和限制，比如地下室门窗位置高度受限，在这种情况下需考虑采用宽扁梁。在计算结果的检查中，需要特别注意宽扁梁的挠度是否满足规范要求。
2.3关于底层层高问题
底层计算层高应算至底层柱的嵌固点，即基础顶面，在软件计算中，如果将底层层高作为计算层高输入，会造成底层计算刚度大于实际值，地震效应偏小，梁、柱配筋也随着偏小，这样将会造成结构的不安全。
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2.4角柱的设计
框架结构的稳定性在多层建筑结构中的稳定性比较突出，但也难免存在缺陷，比如框架结构在水平地震作用下会发生扭转，扭转发生时，各柱节点水平位移不等，在结构内部不同的地方形成受力不等的扭转力矩，并且随着与受力中心的距离的增加，扭转力矩越大，因此距扭转中心较远的角柱剪力很大，当剪力强度超过一定的限度时，会对整体结构造成重大的影响，甚至造成不可修复的损伤，导致建筑坍塌，威胁生命安全。因此在框架结构的设计中，特别是针对多层建筑的框架结构的设计情况，为防止在不可抗拒的自然因素条件下形成结构的过大扭转变形，在结构设计时应注意结构构件对称布置，主要的抗侧力构件设在结构两端，紧靠四面设置，通过平衡外界剪切力，来增大结构的抗扭转刚度，保证多层框架结构的稳定性。尽管在角柱的设计过程中，通过数据处理计算结果显示，角柱轴压比较小，但这是静载条件下得出的结论，而实际上采用框架结构的建筑面临的客观条件往往属于动载，理论与实际的数据值存在着一定的偏差。因此在进行角柱的设计时，要在承载力和变形能力上都应有较多考虑。由于角柱在抗扭过程中作用力非常大，同时在水平力的作用下，角柱轴力的变化幅度也会很大，这样势必要求角柱有较大的变形能力。在设计结构的同时，也要充分考虑这方面的内容，以确保多层框架住宅结构的安全可靠性。
3多层建筑框架结构设计对策
3.1较深独立基础提高稳定性采取的对策
多层框架房屋基础埋深值大时，为了减小底层柱的计算长度和底层的位移，可在±0.000以下适当位置设置基础拉梁，但不宜按构造要求设置，宜按框架梁进行设计，并按规范规定设置箍筋加密区。但就抗震而言，应采用短柱基础方案。
3.2配筋调整的重要性
在地震的情况下边柱和角柱会发生小偏心受拉，针对这样的现象对于柱中的纵截面钢筋的总面积一定要保证比之前计算的值要大25%，并且对于框架柱的箍筋要采用菱形或者是井字的形状进行配筋，这样可以加强混凝土约束的能力。如果有一些柱的底层和底部需要加强，就要对配筋进行焊接以此来保证整体结构的稳定性。同时对于不同的基础土层和温度，要严格根据因地制宜的原则，一旦基础的土层没有分布均匀，就要根据情况调整框架的配筋，并且根据实际的情况对配筋的箍筋进行适当调整。
3.3框架结构的侧移
多层框架房屋多采用柱下独立基础，《抗震规范》 [GB0011-2010]第4.2.1条指出，当地基主要受力层范围内不存在软弱粘性土层时，不超过8层且高度在24m以下的一般民用框架房屋或荷载相当的多层框架厂房，可不必进行地基和基础的抗震承载力验算。也就是说，大多数钢筋混凝土多层框架房屋可不必进行地基和基础的抗震承载力验算。但这些房屋在基础设计时应考虑风荷载的影响。因此，在钢筋混凝土多层框架房屋的整体计算分析中，须输入风荷载，不能因为在地震区高层建筑以外的一般建筑风荷载不起控制作用就不输入。
4结束语
随着社会的发展，人们在生产和生活过程中对大空间的要求越来越高，他们也希望最大限度地节约成本。多层框架建筑结构具有空间大、布局灵活、节省材料的特点，能够满足人们的个性化需求。因此，框架结构的设计和研究具有广阔的前景。然而，在开发和研究过程中，不可避免地会遇到困难。例如，在设计中，会有一些规范或条例没有涵盖的问题。这就要求专业设计师不断探索和积累经验，设计出理想的多层框架建筑结构，从而促进中国建筑业的健康发展，体现出这个课题的现实意义。
参考文献：
[1]徐秀丽.混凝土框架结构设计[M].北京：中国建筑工业出版社，2008（09）.
[2]叶列平， 马千里， 缪志伟.钢筋混凝土框架结构强柱弱梁设计方法的研究[J].工程力学，2010（12）.
论文作者:何耀宇
论文发表刊物:《防护工程》2019年第1期
论文发表时间:2019/4/28
标签：框架论文; 多层论文; 框架结构论文; 角柱论文; 结构论文; 基础论文; 底层论文; 《防护工程》2019年第1期论文;