王晓敏

【摘要】本文介绍了多层框架结构设计的问题、设计方法以及注意问题，以供参考。

【关键词】建筑；多层框架；设计问题；措施；注意问题

中图分类号：TS958文献标识码： A

一、前言

当前建筑的造型和功能日益增加，形式也日益多样化。特别是民用建筑，人们更加追求实用性和个性。因此，要加强对民用建筑的结构设计，使其满足人们的功能需求。

二、多层框架结构设计的存在问题

1、计算简图不合理

随着民用建筑的发展，设计方面的要求也在不断提高。但是多层框架结构设计也遇到许多问题，其中最明显的一个问题就是计算简图非常不合理，不合理的简图严重影响了工程质量。具体地讲，由于民用建设大多数都属于多层框架结构，建筑的独立基础计算方法主要是按中心受压来计算的，根本没有考虑到有无地下室等其他因素。最后实施的民用建筑表明，此种方式下的中心受压计算不科学，存在严重问题。究其原因，对于民用建筑来说，其中多层框架结构拉梁，无法平衡柱脚弯矩。如果设计拉梁层，底层柱的配筋也无法断定是由哪种截面控制来决定。也就是说，在民用建筑多层框架结构计算简图极不合理的情况下，这种设计方法将会影响民用建筑多层框架设计的安全与稳定性。

2、柱配筋调整不合理

从民用建筑的整个框架结构设计上看，大部分柱配筋的调整也极不合理。主要是由于多层框架柱的配筋率低，而且是普遍较低。另外值得思考的是，在实际民用建筑工程施工过程中，还存在大部分人按照设计的电算结果构造配筋。这种现象更进一步加剧了民用建筑结构框架柱配筋的调整出现问题，不合理的调整最终会影响建筑的质量问题。比如一旦遇到地震，框架柱将会受到巨大的扭转剪力，并受其双向弯矩的巨大作用冲击，进而损伤横梁和内柱。如果有的框架质量不够均匀，受到的损坏则会更大。除此以外，在民用建筑多层框架电算的过程中，配筋调配的不合理性还会引起温度和基础不均，使结构部位发生沉降现象，最终使多层框架柱直接影响到实际民用建筑整体的结构框架。

3、忽视梁裂缝宽度

在目前的民用建筑多层框架结构设计过程中，经常会出现框架梁的裂缝宽度问题。而且这种问题对整个建筑的影响非常大，主要在民用建筑多层框架结构工程师的设计。设计人员往往会忽视框架梁裂缝宽度，使之此类现象接连不断地发生。实际上，民用建筑多层框架结构的框架梁的裂缝宽度受混凝土影响深重，特别是受混凝土的强度等级的影响较大。此外，还与框架结构的钢筋直径和类型因素有关，这主要是由于框架梁裂缝宽直接关联着混凝土的强度和钢筋。但是设计人员根本没有在意这个方面，似乎这个结构部位无关紧要，最后造成不良后果。不难想象，一旦工程设计人员忽视了框架梁的裂缝宽度问题，民用建筑将会处于危险境地，因为这时的多层框架结构建筑无力抵抗自然灾害的侵袭。

三、多层框架结构设计

1、截面尺寸的选择

梁、柱的截面尺寸的选择是框架结构设计的前提，除应满足规范《混凝土结构设计规范GB50010-2002》所要求的取值范围，还应注意尽可能使柱的线刚度与梁的线刚度的比值大于1，以达到在罕遇地震作用下，梁端形成塑性铰时，柱端处于非弹性工作状态而没有屈服，节点仍处于弹性工作阶段的目的。即规范所要求的“强柱弱梁强节点”。

2、梁、柱的适宜配筋率

框架梁的配筋在设计中应掌握“适中”的原则，一般情况下其配筋率宜取0.4%～1.5%框架柱的全部纵向受力钢筋的配筋率宜取1%～3%。另外当梁端的纵向受拉钢筋最小配筋率大于2%时，其箍筋的最小直径应增大2mm。但是无论在何种情况下，均应满足规范《混凝土结构设计规范GB50010-2002》所规定的最大、最小配筋率的要求。

另外框架梁的纵向受拉钢筋配筋率，应注意规范《混凝土结构设计规范GB50010-2002》与规范《混凝土结构设计规范GBJ-89》中的区别。规范《混凝土结构设计规范GBJ-89》中梁的纵向受拉钢筋最小配筋率只和框架的抗震等级有关，而在规范《混凝土结构设计规范GB50010-2002》中梁的最小配筋率除和框架的抗震等级有关外，还和混凝土的轴心抗拉强度设计值与钢筋的抗拉强度设计值的比值有关，所以在设计中应依据规范来确定梁的最小配筋。

3、框架柱配筋的调整

框架柱的配筋率一般都很低，有时电算结果为构造配筋，但是实际工程中均不会按此配筋。因为在地震作用下的框架柱，尤其是角柱，所受的扭转剪力最大，同时又受双向弯矩作用，而横梁的约束又较小，工作状态下又处于双向偏心受压状态，所以其震害重于内柱，对于质量分布不均匀的框架尤为明显。因此应选择最不利的方向进行框架计算，另外也可分别从纵、横两个方向计算后比较同一侧面的配筋，取其较大值，并采用对称配筋的原则。为了满足框架柱在多种内力组合作用下其强度要求，在配筋计算时应注意以下问题:

（1）角柱、边柱及抗震墙端柱在地震作用组合下会产生偏心受拉时，其柱内纵筋总截面面积应比计算值增大25%。

（2）框架柱的配筋可放大1.2～1.6倍，其中角柱1.4倍，边柱1.3倍，中柱1.2倍。

（3）框架柱的箍筋形式应选用菱形或井字形，以增强箍筋对混凝土的约束。

（4）对于二、三级框架的底层柱底和底部加强部位纵筋宜采用焊接，且当柱纵向钢筋的总配筋率超过3%时，箍筋的直径不应小于Φ8，并应焊接。另外多层框架电算时常不考虑温度应力和基础的不均匀沉降，当多层框架水平尺寸和垂直尺寸较大以及地基软弱土层较厚或地基土质不均匀时，可以适当放大框架柱的配筋，且宜在纵、横两个方向设置基础梁，其配筋不宜按构造设置，应按框架梁进行设计，并按规范《混凝土结构设计规范GB50010-2002》要求设置箍筋加密区。

4、框架梁裂缝宽度、斜截面配筋调整

在满足梁柱的截面尺寸和配筋率的情况下，仍需在计算配筋后进行梁的裂缝宽度的验算和满足梁端斜截面“强剪弱弯”条件下的梁端配筋调整。

（1）影响裂缝宽度的因素和调整的办法

框架梁的裂缝宽度验算往往被工程设计人员忽视，对此应引起我们的注意。影响裂缝宽度的主要因素有两方面，一是构件的混凝土强度等级，二是钢筋的级别和直径。由于混凝土等级与钢筋的级别有一定的“依赖关系”，因此对于普通的混凝土构件，混凝土的高等级对减小梁的裂缝宽度影响不大，一般情况下宜采用加大梁的配筋率或增大梁的截面尺寸的方法来减小梁的裂缝宽度。另外需注意在利用计算机辅助软件进行结构建模中的荷载输入时，一定要将恒、活载数值分开输入，以便进行内力组合和裂缝宽度的计算，不要贪图省事而将恒、活载合并输入，以防止梁、柱内力计算错误，致使所绘制的施工图不能使用。

（2）在电算中合理、准确运用弯矩的调幅

规范规定只有在竖向力作用下梁端弯矩可调幅，水平力作用下梁端弯矩不允许调幅，因此在计算时必须先将竖向荷载作用下的梁端弯矩调幅后，再将水平荷载产生的梁端弯矩叠加。在此可采用两种方法：一是将梁端的固定弯矩调幅后，再进行力矩分配；二是将由力矩分配法算得的梁端负弯矩直接乘以调幅系数。

四、框架结构设计中还应注意的其它问题

在框架结构中不允许采用两种不同的结构型式，楼、电梯间、局部突出屋顶的房间，均不得采用砖墙承重，因为框架结构是一种柔性结构体系，而砖混结构是一种刚性结构。为了使结构的变形相互协调，不应采用不同结构混合受力。

加强短柱的构造措施：在工程施工过程中顶棚可能要吊顶或其它装修。往往要求柱间填充墙不到顶或者是在墙上任意开门窗洞，这样往往会造成短柱，由于短柱刚度大，吸收地震作用使其受剪，当混凝土抗剪强度不足时，则产生交叉裂缝及脆性错断，从而引起建筑物或构筑物的破坏甚至倒塌，因此在设计中应采取如下措施：

1、尽量减弱短柱的楼层约束，如降低相连梁的高度、梁与柱采用铰接等；

2、增加箍筋的配置，在短柱范围内箍筋的间距不应大于l00mm，柱的纵向钢筋间距≤150mm；

3、采用良好的箍筋类型，如螺旋箍筋、复合螺旋箍筋、双螺旋箍筋等。

由于建筑的需要，有时需要框架梁外挑，且梁下设置钢筋混凝土柱。在柱的内力和配筋计算中，有些设计人员对其受力概念不清，误认为此柱为构造柱，并且其配筋为构造配筋，悬臂梁也未按计算配筋，这样有可能导致水平荷载作用下承载力不足，为事故的发生埋下隐患。实际上，在结构的整体计算中，此柱为偏心受压构件，柱与梁端交接处类似于框架梁、柱节点，应考虑悬臂梁梁端的协调变形。所以对于此柱应作为竖向构件参与结构的整体分析，并且柱与梁端交接处应按框架梁、柱的节点处理。

五、结束语

总之，对民用建筑多层框架结构设计的时候，要保证科学性，采取有效的设计方法，保证设计质量。

参考文献

[1]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,2012,11（36）：57

[2]陈琼虹.民用建筑多层框架结构设计[J].科技与生活,2012，54(12)：85