張占茹

摘要：隨著經濟的高速發(fā)展，我國多層建筑發(fā)展迅速，其設計思想在不斷更新，建筑平面布置與豎向體形也越來越復雜，給多層結構設計提出更高的要求。多層建筑采用框架結構形式，可形成內部大空間，同時也能進行靈活的建筑平面布置。因此，框架結構體系在結構設計中應用甚廣，特別是在高度不超過50m的多層建筑中，其優(yōu)勢更為明顯、突出。

關鍵詞：多層建筑;框架結構;問題;處理

我們在設計過程中對梁、柱、板以及結構體系中的一些注意事項應該有清晰的認識，使設計的工程既經濟又合理。本文對多層建筑結構中的框架結構問題進行了探討。

一、獨立基礎設計荷載取值問題

通常情況下，多層框架房屋采用的是柱下獨立基礎的形式，而《抗震規(guī)范》中明確指出，在地基的主要持力層沒有軟弱粘性土層的情況下，當建筑高度在25米以內且層數在8層以內的一般民用建筑，可以不對地基和基礎的抗震承載力進行驗算。但是在進行基礎設計時應該要將風荷載考慮進去。所以，不能因為一般建筑在地震區(qū)風荷載不是控制荷載而忽略了。還有些設計師在進行獨立基礎設計時，柱腳內力設計值取值不合理，只對軸力與彎曲采取了設計值，而未能考慮剪力，還有些甚至只取了軸力設計值。若獨立基礎的設計荷載取值不合理，將會導致建筑結構的不安全或者材料浪費。

二、基礎系梁的設置問題

如果基礎埋置深度較深時，可以用基礎系梁減少底層柱的計算長度。在±0.000以下設置系梁，此時系梁宜按一層框架梁進行設計，同時系梁以下的柱應按短柱處理。如果工程條件符合<建筑抗震設計規(guī)范>第6.1.11條規(guī)定，應設基礎系梁。根據抗震要求，可沿兩個主軸方向設置構造基礎系梁?；A系梁截面高度可取柱中心距的1/12 ～ 1/15。構造基礎系梁縱向受力鋼筋可取上述所連接柱的最大軸力設計值的10%作為拉力或壓力來計算。當為構造配筋時，應滿足最小配筋率;當基礎系梁上作用有填充墻或樓梯柱等傳來的荷載時，應與所連接柱子的最大軸力設計值的10%疊加計算。基礎系梁截面也應適當增加，算出的配筋應滿足受力要求和構造配筋要求。構造基礎系梁頂標高通常與基礎頂標高相同。為減少基礎系梁計算跨度，可以將基礎梁下與獨立基礎的臺階或錐形斜坡之間的空隙部分用素混凝土澆筑至與基礎頂面平齊，再澆筑基礎系梁。如果用基礎系梁平衡柱底彎矩，基礎系梁的截面尺寸與配筋應按框架梁設計。這時，拉梁正彎矩鋼筋應全部拉通，負彎矩鋼筋至少應在1/2跨拉通，基礎系梁的縱筋在框架柱內的錨固、箍筋的加密及其余抗震構造要求應與上部框架梁完全相同，且此時拉梁應設置在基礎頂部。

綜上所述，如不設置基礎系梁，填充墻可以采用素混凝土條形基礎;如設置基礎拉梁，宜在框架柱之間設置，對于不在框架柱之間的墻體基礎可采用素混凝土基礎。

三、框架結構梁設計的問題與處理

在框架結構梁的設計中，如果梁上存在次梁（包括挑梁端部）應該考慮附加箍筋和吊筋，同時優(yōu)先考慮采用附加箍筋。在梁上的小柱和水箱下，如果梁架在板上，在設計的時候不必加附加筋。同時為了表達清楚，在做施工圖的時候可以考慮在結構設計總說明處，畫一節(jié)點，有次梁處兩側各加3根主梁箍筋作為補充。

如果次梁的端部與框架梁相交或彈性支承在墻體上，梁的端支座我們可以按照簡支梁來處理，但是梁的端箍筋應該考慮加密。在設計考慮抗扭的梁時，縱筋的間距不應大于300mm并且不能大于梁的寬度，即我們在設計的時候要求加腰筋來增加梁的抗扭，并且縱筋和腰筋錨入支座內的長度要達到錨固長度。箍筋要求同抗震設防時的要求保持一致。反梁的板吊在梁底下，板荷載宜由箍筋來承受，或適當的增大箍筋的間距，梁支承偏心布置墻時宜做下挑沿?？蚣芰旱母叨纫巳×嚎缍鹊?/10-1/15，扁梁的寬度可以取到柱寬的兩倍。扁梁的箍筋應該延伸至另一方向的梁的邊緣。

四、結構計算中幾個重要參數的選取問題

《抗震規(guī)范》第3.6.6.4條指出，所有的計算機計算結果，都應經分析判斷確認其合理、有效后方可用于工程設計。通常情況下，計算機的計算結果主要是結構的自振周期，樓層地震剪力系數，樓層彈性層間位移（包括最大位移與平均位移比）和彈塑性變形驗算時樓層的彈塑性層間位移。樓層的側向剛度比，振型參與質量系數，墻和柱的軸壓比及墻、柱、梁和板的配筋，底層墻和柱底部截面的內力設計值?？蚣堋拐饓Y構中抗震墻承受的地震傾覆力矩與總地震傾覆力矩的比值。為了分析判斷計算機計算結果是否合理，進行結構設計計算時，除了有合理的結構方案、正確的結構計算簡圖外，正確填寫抗震設防烈度和場地類別，合理選取電算程序總信息中的其他各項參數也是十分重要的。

1.結構的抗震等級

在工程設計中，多數房屋建筑按其抗震設防分類屬于丙類建筑，如民用住宅、辦公樓及一般工業(yè)建筑等。其抗震等級可根據烈度、結構類型和房屋的高度，按《抗震規(guī)范》表6.1.2確定，而對于電訊、交通、能源、消防和醫(yī)療等類建筑以及大型體育場館、大型零售商場等公共建筑，首先，應當根據《建筑工程抗震設防分類標準》確定其中哪些建筑屬于乙類建筑。對于乙、丙類建筑，其地震作用均按本地區(qū)抗震設防烈度計算。對于乙類建筑，一般情況下，當抗震設防烈度為6 ～ 8度時，抗震措施應符合按本地區(qū)抗震設防烈度提高一度的要求。所謂抗震措施，在這里主要體現為按本地區(qū)設防烈度提高一度，由《抗震規(guī)范》表6.1.2確定其抗震等級，當7度地區(qū)的乙類建筑的高度超過表6.1.2規(guī)定的范圍時，還應采取比一級抗震等級更有效的抗震措施。如：某7度地震區(qū)城市的一個大型零售商場和一個三級醫(yī)院的門診樓本屬乙類建筑，但設計人員錯當成丙類建筑來設計，使建筑物的抗震能力大為降低，不得不對設計計算作重大修改。

2.地震力的振型組合數

對于多層建筑，當不考慮扭轉耦聯(lián)計算時，地震力的振型組合數至少應取3;當振型數多于3時，宜取3的倍數，但不應多于層數;當房屋層數≤2時，振型數可取層數，對于不規(guī)則的高層建筑結構，當考慮扭轉耦聯(lián)時，振型數應≥9：結構層數較多或結構剛度突變較大時，振型數應多取，如結構有轉換層，頂部有小塔樓、屬多塔結構等，振型數應≥12或更多。但不能多于房屋層數的3倍，只有當定義彈性樓板，采用總剛分析，且必要時，振型數才可以取得更多?！犊拐鹨?guī)范》中指出，合適的振型個數一般可以取振型參與質量達到總質量的90%所需的振型數。SATWE等電算程序已有這種功能，可以很方便地輸出這種參與質量的比值。有人員不大重視電算程序使用手冊的應用，選取振型數時比較隨意，這是應當改進的。此外，由耦聯(lián)計算的地震剪力通常小于非耦聯(lián)計算得來的數值。僅當結構存在明顯扭轉時才采用耦聯(lián)計算，但在必要時應補充非耦聯(lián)計算。

3.結構周期折減系數

框架結構及框架——抗震墻等結構中。由于填充墻的存在，使結構的實際剛度大于計算剛度。計算周期大于實際周期，因此，算出的地震剪力偏小，結構顯得不安全，所以對結構的計算周期進行折減是必要的;但若折減系數取得過大也是不妥當的。對于框架結構來說，采用砌體填充墻時，周期折減系數可取0.6 ～ 0.7;砌體填充墻較少或采用輕質砌塊時，可取0.7 ～ 0.8;完全采用輕質墻體板材時，可取0.9，只有無墻的純框架，計算周期才可以不折減。

在框架結構設計中，不論工程簡單還是復雜，其實終究是由梁、柱、板形成的基本單元組合而成，因此我們在設計過程中對梁、柱、板以及結構體系中的一些注意事項應該有清晰的認識，使設計的工程既經濟又合理。

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