摘要：本文对柳城县城区防洪排涝管理所办公楼的结构设计进行了探讨，通过介绍工程概况及结构设计要点，对钢筋混凝土多层框架房屋结构设计安全性进行了深入思考，以求对框架结构设计有一个新的认识。
关键词：框架结构 结构设计 结构形式的选取 框架计算简图 基础拉梁 基坑处理
1工程概况
柳城县城区防洪排涝管理所办公楼位于柳城县老水厂泵站北侧，其东北面为柳城县法院，西北面为居民住宅，地块呈北偏西长方形。规划总用地面积1358m2，该场地内共设1栋办公楼，建筑高度18.50m，设计室外地面标高约为97.3m，总建筑面积为1358平方米，建筑等级为三级，建筑耐火等级为二级，屋面防水等级为III级。办公楼内设有办公室14间，机修间、防汛物资仓库、会议室及文化娱乐室各1间，男卫生间和女卫生间各4间。建筑结构的安全等级二级，建筑结构设计使用年限为50年，按六度抗震设计，建筑抗震设防类别丙类，框架抗震等级四级，建筑场地Ⅲ类。
2结构设计要点
2.1结构形式选取
本工程一楼设置有机修间、防汛物资仓库，为了取得比较大的空间，结构采用框架结构设计，结构布置也有较大的灵活性。
2.2部分计算参数的合理选用
(1)梁端负弯矩调整系数与梁弯矩放大系数
结构计算时，框架梁在竖向荷载作用下，梁端负弯矩往往很大，造成钢筋太密，无法施工；同时，由于框架结构一般为超静定结构，框架梁在达到承载能力极限状态之前，总会产生不同程度的塑性内力重分布，因此，可以适当降低框架梁在竖向荷载作用下的负弯矩，通过平衡条件相应增大梁跨中弯矩。应注意这里只是降低梁在竖向荷载作用下的负弯矩，然后再与水平作用产生的弯矩组合设计。而梁弯矩放大系数仅在没有考虑梁的活荷载不利布置时起作用，并且对梁的正负弯矩均起作用，且不可与考虑梁的活荷载不利布置同时考虑，这样会引起梁弯矩增大，造成材料浪费。
(2)梁扭矩的折减
在本结构中，对于两边没有楼板的梁，扭矩折减系数应为1.0；对于两侧均有楼板的梁，扭矩折减系数为0.4。本工程梁的配筋分别按考虑扭矩折减和不考虑扭矩折减计算两次，两侧均有楼板的梁考虑扭矩折减，两边没有楼板的梁不考虑扭矩折减，这样计算出的结构比较符合实际。这一点应引起设计人员的重视。
2.3框架计算简图
根据岩土工程勘察报告采用天然地基浅基础,以（３）粉质粘土作为持力层，基础埋深取4.45米，基础高度0.8米，建筑首层层高4.2米，二、三及四层层高均为3.6米，楼梯间突出屋面2.5米。因为独立基础埋深值较大，为了减小底层柱的计算长度和顶层位移，在-0.05处设置基础拉梁，此时应将基础拉梁按一层输入，即框架结构按5层进行整体分析计算，根据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)第7.3.11条规定，框架结构底层柱的高度应取基础顶面至首层楼盖顶面的高度。这样，计算剪力的首层层高为H1=4.45-0.8-0.05=3.6米，二层层高为4.25米，三、四、五层层高为3.6米。
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如果假定框架简图按四层计算，框架屋面嵌固在-0.05米处的基础拉梁顶面，基础拉梁的断面和配筋按构造设计，独立基础按中心受压计算，显然，选取这样的计算简图是不妥当的。
根据《建筑抗震设计规范》第6.2.3条，框架柱底层柱脚弯矩设计值应乘以增大系数1.25，当设拉梁层时，需比较底层柱的配筋是由基础顶面处的截面控制还是由基础拉梁顶面处的截面控制。考虑地基土的约束作用，对这样的计算简图，在PKPM电算程序总信息输入中，分别按地下室层数为0和1计算两次，最后按两次计算结果的包络图进行框架结构底层柱的配筋。
2.4基础拉梁层计算模型
基础拉梁层无楼板，用SATWE电算程序计算时，定义该层楼板为刚性还是弹性楼板是个值得探讨的问题，拉梁层平面内刚度不够大，会产生较明显的面内变形，属于局部平面不规则，此时若按刚性楼板计算时，内力和配筋计算可能得不到正确的结果，因为这种变形会使某些结构构件的内力和位移加大。而按弹性楼板计算时，结构整体性指标是不准确的，因为结构的整体性指标的计算是建立在刚性楼板假设的前提下的控制参数，所以，这里在整体性指标的计算和控制中，采用全楼强制刚性楼板假定，而在结构内力和配筋计算时采用弹性楼板假定是比较合理的。
2.5基坑处理
本工程基坑开挖时间在雨季，基坑开挖好就开始持续降雨一周，雨水淹没了基坑，结果不仅造成两处基坑支护局部坍塌，也使得独立基础的施工十分困难。根据地质勘探报告可知①场区地下水位较高，基坑开挖时应注意排水，②持力层是可塑状粉质粘土，受到雨水的侵泡后承载力大幅下降。
经过多个方案的比选，最后采用的处理办法是①采用轻型井点降水，沿着基坑内设排水沟，每十五米设置集水井一个，排水沟纵坡取2‰，②基坑采用土钉墙支护。
使用土钉墙支护的优点：
（1）形成土钉复合体、显著提高边坡整体稳定性和承受边坡超载的能力。
（2）施工设备简单，由于钉长一般比锚杆的长度小的多，不加预应力，所以设备简单。
（3）本工程施工场地四周是某小区围墙，受施工场地限制，现场狭小、放坡困难。因而采用土钉墙支护施工，不需单独占用场地，对有相邻建筑物时，施工不受影响。另外，土钉墙本身变形很小，对相邻建筑物影响不大。
（4） 土钉墙成本费较其他支护结构显著降低。
（5） 施工噪音、振动小，不影响环境。
3结语
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。从本例的设计过程来看，合理的选取结构计算简图，正确的选取PKPM结构计算软件参数，是非常重要的，这很值得我们结构设计人员在今后的设计中不断的探讨和研究。在实际设计过程中，我们设计人员应认真对待并注意每一个细节，应根据相关规范规程进行设计，应多个方案做比较，最后做出科学合理的设计。
参考文献：
（1）混凝土结构设计规范，GB50010-2010
（2）建筑边坡工程技术规范，GB50330-2002
（3）PKPM多高层结构计算软件应用指南，中国建筑科学研究院建筑工程软件研究所著
论文作者:温林玲
论文发表刊物:《基层建设》2018年第23期
论文发表时间:2018/10/1
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