姜岳

[摘要]社會進步帶動了建筑行業(yè)的快速發(fā)展，對應(yīng)民用建筑的功能、造型等逐漸發(fā)生變化。本文針對其中的多層框架結(jié)構(gòu)進行了全面設(shè)計討論。

[關(guān)鍵詞]民用建筑；多層框架；結(jié)構(gòu)設(shè)計

為了實現(xiàn)建筑體個性控制需求、功能完善保證要求等，需要對民用建筑進行合理的項目結(jié)構(gòu)設(shè)計，從結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、工程安全性、房屋抗震效果等進行優(yōu)化，增加建筑結(jié)構(gòu)的科學(xué)穩(wěn)定要求。

1多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則分析

1.1框架結(jié)構(gòu)類型的一致性要求

民用建筑采取多層框架形式時，需要充分加強該目標(biāo)的落實，加強相關(guān)原則、結(jié)構(gòu)一致性的考慮，避免多種結(jié)構(gòu)共存狀況的發(fā)生，尤其是針對電梯、樓梯區(qū)域中的設(shè)計，避免中部、局部突出等采取磚墻處理的形式。其原因在于框架結(jié)構(gòu)屬于柔性結(jié)構(gòu)，磚墻屬于剛性結(jié)構(gòu)，二者融合程度差，無法保證后期協(xié)調(diào)共存，易發(fā)生變形危害?；旌辖ㄖw中，需要加強結(jié)構(gòu)的一致性控制，避免整體建筑的危害導(dǎo)致后期質(zhì)量缺陷和安全隱患。

1.2短柱構(gòu)造的設(shè)計分析

加強短柱構(gòu)造對于民用建筑意義重大，而對于多層框架工程體，為了控制工程成本，柱體填充墻的處理中，一般無法達到頂棚，會出現(xiàn)墻面開孔、鑿洞等狀況，類似施工屬于不規(guī)范的形式。期間發(fā)生短柱問題，短柱一般剛度大，易裂縫，易發(fā)生脆性錯段等狀況，增加了后期建筑結(jié)構(gòu)破壞作用，嚴(yán)重時甚至?xí)l(fā)生倒塌事故，為此，加強構(gòu)造柱的合理設(shè)計具有重大意義。另一方面，為了滿足多層框架底層側(cè)向剛度要求，采用短柱基礎(chǔ)減小柱計算長度是可行的。但不能僅按上、下柱的剛度比來確定短柱截面尺寸，并按以短柱頂為嵌固端進行簡化計算，這樣會導(dǎo)致梁及柱上端截面偏不安全。如果短柱高度與截面長邊之比不大于1，可近似按以短柱頂為嵌固端進行計算。

1.3框架梁的合理設(shè)計分析

現(xiàn)代民用建筑中，框架梁外挑為常見形式，為了保證滿足工程實際需求，需要對鋼筋混凝土柱結(jié)構(gòu)進行合理設(shè)計控制，針對其中的施工環(huán)節(jié)進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，提高多層框架體的穩(wěn)定性?？蚣芰旱挠嬎惴治鲋校捎谥鶠槠氖軌簶?gòu)件，所以務(wù)必要對懸臂梁梁端的協(xié)調(diào)變形狀況進行考慮。對豎向構(gòu)件參與結(jié)構(gòu)進行整體分析，對梁跟柱之間的節(jié)點關(guān)系進行合理處理，從根本上將安全隱患消除。所以，在設(shè)計民用建筑多層框架結(jié)構(gòu)時，務(wù)必選用專業(yè)的設(shè)計人員，切忌濫竽充數(shù)的問題。

2多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計注意事項分析

2.1地基基礎(chǔ)的設(shè)計

多層民用建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，設(shè)計人員需要從實際工程勘察資料、地質(zhì)水文條件等出發(fā)考慮，分析對應(yīng)地基變形、承載控制要求等要素，針對天然地基，需要加強淺地基的合理應(yīng)用。持力層設(shè)計前需要分析基礎(chǔ)、上部結(jié)構(gòu)的合理性，加強影響要素的分析，如載荷、土層物性、力學(xué)要求等，對建筑結(jié)構(gòu)類型、地下水、以及建筑體型等各方面因素也需要加強考慮。針對現(xiàn)代施工，對于民用及工用建筑，均會將獨立或者條形基礎(chǔ)作為高層框架結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，設(shè)計人員在對基礎(chǔ)進行設(shè)計時，有必要將地基承載力及變形測量出來，計算出基礎(chǔ)底面尺寸，在此基礎(chǔ)上，計算出基礎(chǔ)截面，布置好承重框架。根據(jù)承重框架布置的方向不同，可分為橫向布置（a）；縱向布置（b）；縱橫雙向混合布置（c）。

2.2抗震性的設(shè)計分析

抗震設(shè)計需要綜合建筑結(jié)構(gòu)類型、地理地勢條件、高度功能等進行處理。根據(jù)《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》，民宅以及辦公樓等普通建筑歸屬于丙類建筑，因此需根據(jù)丙類建筑的要求開展建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計。振型組合數(shù)和結(jié)構(gòu)層數(shù)之間存在正比關(guān)系，其同樣為民用建筑項目結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要組成參數(shù)。民用建筑的框架結(jié)構(gòu)中，一般需要設(shè)置填充墻，導(dǎo)致實際剛度偏小狀況較為多見。此外，計算周期過長的狀況也存在一定影響，地震設(shè)計是建立在計算周期的基礎(chǔ)之上，導(dǎo)致抗震性能較預(yù)期偏低。為此，為了提高建筑體的抗震性能，需要降低計算周期、增加結(jié)構(gòu)強度。另一方面，需要加強基礎(chǔ)拉梁、比例控制的設(shè)計，保證多層框架結(jié)構(gòu)具有合理的拉梁設(shè)計。對于建筑埋設(shè)深度過高的狀況，需要進行短柱設(shè)計，提高抗震性能。埋設(shè)深度淺的工程可借助主軸方向拉梁設(shè)計提高抗震效果。再者，從抗震區(qū)域的傳力體系、布置均勻度出發(fā)，需要借助以“強柱弱梁、強剪弱彎”等概念設(shè)計原則，預(yù)判塑性鉸的大致位置?？蚣芙Y(jié)構(gòu)中，塑性鉸若在柱體中發(fā)生，對應(yīng)破壞作用強、變形小、抗震效果差。若布置于梁體的端部，可吸收部分地震能量，借助變形增加了結(jié)構(gòu)的延展效果，降低破壞程度。影響“強柱弱梁”的主要因素包括柱梁抗彎承載力比、梁端鋼筋超配、現(xiàn)澆樓板和材料強度的離散性等。根據(jù)“強柱弱梁”機制的結(jié)構(gòu)受力特點，采用合理簡化結(jié)構(gòu)模型，通過20條強震記錄的彈塑性時程分析，對柱梁抗彎承載力比需求n及其分布進行了分析研究，指出柱梁抗彎承載力比需求n隨地震強度的增加而增大，并根據(jù)分析結(jié)果給出了不同抗震等級框架結(jié)構(gòu)柱梁抗彎承載力比的設(shè)計建議。

2.3調(diào)整框架柱配筋的設(shè)計分析

為了提高框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)固度，需要對框架柱配筋進行調(diào)整。框架柱地震作用下，角柱等位置受到的扭轉(zhuǎn)作用力較強，雙向偏心作用下增加了扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，對內(nèi)力負(fù)面影響大，橫梁約束效果差、導(dǎo)致框架柱體的受危害程度過高。為此，需要加強不利方向的框架計算處理，提高其橫向配筋、縱向配筋的合理控制效果。針對配筋計算，需要加強下述問題控制。

在地震影響下，抗震墻端柱、角柱以及邊柱極易出現(xiàn)偏心受拉，就此柱內(nèi)縱筋總截面需超過計算值的25%；另外框架柱的配筋需根據(jù)實際情況增大至計算值的1.2～1.6倍，一般中柱需要增大至計算值的1.2倍，邊柱要增大至1.3倍，角柱要增大至1.4倍。此外，為了保證澆筑混凝土具有良好的約束限制能力，需要對框架柱的箍筋機械井字形設(shè)計處理；焊接方式采取二級、三級底部結(jié)構(gòu)。保證縱向鋼筋設(shè)計的配筋率高于3%，箍筋直徑需要大于8 mm。

3結(jié)語

綜上分析，民用建筑多層框架的結(jié)構(gòu)設(shè)計需要考慮多方影響因素，保證系統(tǒng)完整性、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，具有創(chuàng)新思維和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度。設(shè)計中需要相關(guān)作業(yè)人員具有專業(yè)能力強、實踐經(jīng)驗豐富的要求，可充分應(yīng)對多種工程地質(zhì)條件進行處理。民用建筑中，需要保證設(shè)計質(zhì)量、結(jié)構(gòu)安全等要素的優(yōu)化調(diào)整，促進建筑體后期應(yīng)用功能的完整控制。endprint