多层建筑框架结构设计的要点分析

袁沛伟

摘 要：随着我国经济的发展，科学技术水平的提升，使得建筑行业发展势头迅猛，并逐步成为我国经济支柱产业。其中，社会的发展促进了多层建筑的崛起，设计思想不断创新，平面布置、竖向体型趋于复杂，这也给多层建筑结构设计提出了更高要求。通过框架结构设计，能够为多层建筑提供更多的使用空间，还能使平面布置更加灵活，因此全面推广框架结构在多层建筑中的应用具有积极的现实意义。

关键词：多层建筑；框架结构设计；要点

随着科技的发展，时代的进步，建筑特点日趋多元化，因此也对施工与设计提出了全新要求，特别是对于多层建筑的设计与施工来说，更是受到了社会的广泛关注。框架结构因其能够对使用空间进行灵活分割，并且具备较好的抗震性，因此成为了我国目前使用最为广泛的结构形式。因框架结构应用具备一定的普遍性，使得多层建筑框架结构设计逐步成为了当今建筑行业最为重要的设计课题。目前，在设计多层建筑框架结构时一般使用电脑，所以有一部分问题被忽视了，存在较大的安全隐患。基于此，在进行设计时要特别关注结构薄弱层、基础联系梁以及短柱等问题，设计人员要正确看待计算工作，不可对计算机产生依赖性，以便设计出更优质的多层建筑。

一、优化结构设计

在进行结构设计时，要注重优化设计，多方面考虑问题，使用最为高效的设计方案。要对各受力构件可能存在的承受荷载进行考虑，还要考虑到温度应力、地震水平荷载等问题，而且在进行布置的过程中，要将承重构件置于能够承受温度应力与水平荷载的位置。要控制好剪力墙间距，保证楼板刚度能够满足整体施工要求。布置水平承重构件时，也要多方面考虑，要使传力路径最短，在较短的时间内将楼面荷载传递至主梁，并由剪力墙和柱传递至地基。在对地基基础进行设计时，要将理论与经验相结合，对可能出现的问题进行预测，并制定出行之有效的解决方案。不可随意提高配筋量，考虑到构件的延性，要特别关注薄弱部位。对于直线段锚固的长度要尤其注意，避免温度应力对其产生太大影响。在布置立面与平面时，要坚持对称性与均匀性，进行多道防线，防止存在薄弱层。在进行布置、结构选型与计算过程中，要进行全面考虑，并对极限状态进行检验，确保结构设计方案的可操作性。

二、注重结构刚度的控制

（一）结构整体刚度和构件的相对刚度控制设计

在對结构进行布置与计算时，工程师一般将关注点更多的放在荷载数值与形成方面，对于构件抗外力的变形能力与内在联系方面较为忽视。其实，结构平衡、变形协调力、线刚度可通过相对刚度数值进行体现。所以，工程师要注重结构刚度理论的理解与掌握。在对结构进行设计时科学运用刚度理论，不但能够有效防止结构出现安全隐患，还能确保构件在荷载作用下，仍然能获得最佳收益。

（二）结构设计的刚度控制应贯穿于结构设计的全过程

如果在设计时将楼面刚度设定为无限大，那么就能够准确计算出抗侧力构件内力，使结构更加安全；如果高层建筑设计为竖向刚度连续变化，就不会在楼层处产生位移，薄弱部位也就不会出现，一旦遇到地震等自然灾害时，就能更加牢固，不会危及人的生命；均匀调整结构两个主轴方向刚度，使其向多方向动力特性靠拢，可避免结构出现扭转效应，为建筑结构提供更加安全的变形；均匀调整结构两个主轴方向刚度，使其向多方向平面刚度突变的位置靠拢，通过准确计算与构造措施依然不能满足抗震需求，这时就需要设置合理的防震缝以处理平面刚度变形等问题。

三、多层建筑框架结构配筋设计的要点

（一）框架柱配筋的调整

框架柱配筋率通常不高，实际工作中并不会按照计算结果进行配筋，这是因为发生地震时角柱需要承受较大的扭转剪力，还会受到双向弯矩力的影响，而且对横梁的限制较小，所以受损程度要高于内柱。因此要在最不利情况下计算框架，并坚持对称配筋原则，设计时应注意以下问题：

抗震墙端柱、边柱与角柱会在地震中出现偏心受拉，柱内纵筋截面积要在原计算结果的基础上增加25%；要对框架柱配筋扩大1.5倍，边柱1.3倍、中柱1.2倍、角柱1.4倍；要选择菱形的箍筋形式，这样能使箍筋作用在混凝土上的约束力更强。

（二）框架外挑梁配筋

因结构影响、功能使用要求或者是受到占地面积的局限，一般在设计时普遍在框架梁端设计出挑梁。因外挑梁荷载值与框架梁荷载不一致，所以外挑梁断面尺寸与框架梁也有较大区别。但有的设计人员却只是把框架梁上的主筋延伸至外挑梁，不知道主筋至始至终都无法向挑梁延伸，而且只有在开始施工时才能见到其弊端，这时在进行设计修改为时已晚，因为钢筋已经截断成型，不但影响了施工整体进度，还造成了不小的经济损失。

（三）框架边柱柱顶配筋

对于多层建筑框架结构来说，建筑高度平方与水平荷载产生的结构倾产生的覆力矩、轴成正比，建筑高度四次方与顶点位移成正比。在框架顶层具有较大的风荷载，屋面结构荷重将轴向总力传递至边柱时要小于楼层边柱总力，这也证明了柱顶存在偏心问题，顶层边柱节点产生的轴向力偏心距应大于柱体截面高度的0.5倍。根据实际施工要求，横梁上部的钢筋要全部没入柱内，要置于横梁下方；柱内中部分钢筋要延伸至顶部，其余钢筋要延伸至横梁内，要在计算结果的基础上适当增加钢筋数量。设计人员在进行设计时，往往会出现将边柱柱角钢筋延伸至梁内的情况，对于这种问题，没有丰富经验的设计人员很难察觉，一般在施工过程中才能发现问题。问题的根本原因是柱宽超过了梁宽，无法将纵筋全部延伸进梁内，因此设计人员在设计图纸时要格外注意这个问题。

四、结束语

综上所述，随着时代的发展，建筑造型与使用功能正向着多元化方向发展，因此设计中也会遇到越来越多的难题，对设计人员来说更是一次全新的挑战。因设计人员要在遵循规章制度的前提下，通过大胆、灵活的方式处理好结构设计中遇到的难点，并通过提高自身水平，进一步完善多层建筑结构设计方案。

参考文献

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（作者单位：广州名阳建筑设计有限公司东莞分公司）