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摘要：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，如何将设计取得较好的效果，值得结构设计人员不断探讨和研究。本文就建筑框架结构设计时常遇到的问题进行分析并探讨具体解决措施。
关键词：多层建筑；结构设计；框架结构
1前言
多层建筑是国内较为常见的建筑结构形式，在部分城市受到很多喜欢低密度住宅的人群的追捧。近年来随着城市居民对建筑使用性能以及质量需求的不断提升，以及城市发展规划对土地利用率要求的进一步提升，我国城市建筑事业发展越来越多的采用多层框架房屋结构设计，但在多层框架房屋结构设计与应用过程中还存在很多问题，需要在设计过程中加以注意。目前多层住宅主要都采用框架结构，在设计中会出现如下问题值得设计者给予重视。
2如何科学合理的设置基础系梁
如果基础埋深较深时，可以用基础系梁减少底层柱的计算长度。在±0.00以下设置系梁，此时系梁应该按照一层框架梁进行设计，同时系梁以下的柱可以按短柱处理。如果工程条件符合《建筑抗震设计规范》第6.1.11条的规定，应设基础系梁。根据抗震要求，应该在两个主轴方向设置构造基础系梁。基础系梁截面高度，按照柱中心距的1/12～1/15取值。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10％作为拉力或压力来计算。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。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多层框架房屋建筑结构设计的现状和优缺点
3.1多层框架房屋建筑结构设计的现状分析
多层框架房屋建筑结构的特点主要有：由钢筋混凝土梁、接点、柱和基础为主要框架，在加上楼板、屋盖以及填充墙所组成的结构形式，横梁与主板连在一起，横梁和柱由接点连在一起，进而形成承重结构，并且传递力的线路比较明显。如果整个房屋全部采用这种结构则称之为纯框架结构。墙体能够为建筑提供灵活的空间，墙体起到分隔和维护的作用，建筑的内外墙要处理灵活，框架结构中承重结构和维护结构各自有着各自的功能，这种结构应用的比较广泛。
3.2多层框架房屋建筑结构的优点和缺点的分析
多层框架建筑结构主要有以下几点优势：
①自重较轻，空间分隔的比较灵活，节约原材料；能够灵活的结合建筑平面布置，有助于安排较大空间的建筑结构；
②框架结构的梁以及柱构件比较容易标准化和定型化，为整体式结构的安装提供了便利性，进而使得整个工程的施工工期缩短，
③现浇混凝土框架刚度好整体性能也好，还有很好的抗震效果。我们可以根据需要把各种柱和梁浇注成我们需要的形状。
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3.3多层框架房屋建筑结构的缺点的分析
多层框架房屋建筑结构的缺点主要有以下几点需要注意：
①多层框架房屋建筑结构属于柔性框架，承重性能不是很大，这点在整个建筑工程中都是需要始终不可忽视的问题；
②如果发生强烈的地震，这种多层框架房屋建筑非常容易产生较大的水平位移，抗震指数不高，比较适用于低烈度地区的房屋建筑抗震设计；
③多层框架房屋建筑的施工过程中需要大量的水泥和钢材，构件的数量比较多，吊装次数多，工作量大，人力浪费的现象严重，施工过程受到环境和自然天气的外在条件影响大。
4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。
4.1如何判断薄弱层
对于薄弱层的判断，有个人指定、计算判定、强制认定三种方式。在PKPM的SATWE软件里，设计人根据<建筑抗震设计规范>第5.5.4条规定或个人经验可以直接指定哪一层为薄弱层；软件在计算时，如果结构的抗侧移刚度不规则。某层的抗侧移刚度小于相邻上一层的70％，或小于其上相邻三个楼层侧向刚度平均值的80％，或楼层承载力突变，满足《建筑抗震设计规范》第3.4.2条竖向不规则的规定，软件自动将该层指定为薄弱层；如果结构存在转换层，即竖向抗侧力构件不连续，那么不管该层刚度与上层或上三层的比值是否满足规范要求，或楼层承载力是否满足规范要求，必须强制认为该层为薄弱层。
4.2如何处理薄弱层
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，除对薄弱层的地震剪力乘以1.15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。
4.3楼板开大洞结构计算注意问题
楼板开洞的结构比较普通，如果开洞面积大于该层楼面面积30％，就属于平面不规则了，计算时必须进行处理以PKPM软件为例来说，TAT和SAT、IVE分别采用了两种方式进行处理。TAT软件是将无楼板的节点定义为弹性节点，也就是表明该节点不受剐性楼板假定的限制，其平动自由度独立（在这里所指的节点为梁柱交点）。真实计算楼板的平面内刚度，比较符合实际。在正确定义了弹性节点或弹性膜后，在后续计算中必须采用总刚计算法，否则侧刚度计算法仍按刚性楼板计算结构内力和配筋，计算时应特别注意这一点。
4.4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。如果框架梁设挑耳，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。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。
4.5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：一是由于楼梯间半层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。
5结语
建筑房屋结构设计的科学性与合理性对房屋建筑质量与使用性能有着决定性的影响，为此若想促进多层框架房屋结构在我国建筑施工领域的健康发展，必须确保多层框架房屋结构设计的科学性，在实施设计时设计工作人员需要对工程设计各个环节存在的不利影响因素进行全面的分析，通过提高建筑结构设计的质量，以此来提高多层框架房屋建筑结构的质量，提高建筑结构的使用性能。设计多层框架结构，设计人应首先判断结构方案是否可行，应该对可能碰到的问题提前采取措施予以解决，并对所有计算结构认真分析、判断，准确无误后方可应用于实际工程。
参考文献
[1]李红,胡文芳.多层框架结构设计应该注意的问题[J].建筑技术,2010
[2]宋积英.浅析民用建筑多层框架结构设计注意的问题[J].大观周刊, 2012
论文作者:束伟华
论文发表刊物:《防护工程》2018年第26期
论文发表时间:2018/12/18
标签：框架论文; 多层论文; 基础论文; 结构论文; 结构设计论文; 薄弱论文; 建筑论文; 《防护工程》2018年第26期论文;