對于多層框架房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中的幾點思考

宋宇

（白山市建筑工程勘察設(shè)計院，吉林 白山 137000）

與傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)相比鋼筋混凝土多層框架結(jié)構(gòu)有著明顯的優(yōu)勢，鋼筋混凝土多層框架房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計建筑具有良好的抗震效果，同時建筑結(jié)構(gòu)還具有較強的整體性與靈活性。近年來隨著城市居民對建筑使用性能以及質(zhì)量需求的不斷提升，以及城市發(fā)展規(guī)劃對土地利用率要求的進(jìn)一步提升，我國城市建筑事業(yè)發(fā)展越來越多的采用多層框架房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計，但在多層框架房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計與應(yīng)用過程中還存在很多問題，需要在設(shè)計過程中加以注意。下文主要就多層框架房屋設(shè)計中需要注意的幾點問題展開論述。

1 多層框架房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中獨立基礎(chǔ)荷載取值的設(shè)計

在多層框架房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計當(dāng)中一般情況下多采用柱下獨立基礎(chǔ)作為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的基礎(chǔ)地基設(shè)計形式，但在《抗震規(guī)范》根據(jù)建筑物的層數(shù)以及地基持力層是否具有軟弱粘性土層為標(biāo)準(zhǔn)，對建筑基礎(chǔ)地基所能夠承載的抗震承載力不進(jìn)行特殊的要求，因此建筑房屋設(shè)計人員在進(jìn)行基礎(chǔ)地基設(shè)計時缺乏對抗震承載力的考量，由此導(dǎo)致了設(shè)計人員在進(jìn)行具體設(shè)計時，對建筑物的風(fēng)荷載也同樣缺乏必要的考量。由此導(dǎo)致所設(shè)計的建筑結(jié)構(gòu)很難滿足建筑區(qū)域范圍內(nèi)對建筑結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載性能的基本要求。此外部分設(shè)計人員在對多層框架房屋結(jié)構(gòu)的獨立基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計時，對柱腳內(nèi)力的承受范圍缺乏仔細(xì)的分析與計算，致使柱腳內(nèi)力值在設(shè)計過程中缺乏合理性，在設(shè)計時忽略了對柱腳剪應(yīng)力數(shù)值的合理設(shè)定，這將嚴(yán)重影響建筑結(jié)構(gòu)的抗震效果，同時不合理的基礎(chǔ)設(shè)計還容易造成建筑施工材料的浪費，不利于對建筑工程造價進(jìn)行合理控制。

2 多層框架房屋設(shè)計中基礎(chǔ)拉梁設(shè)計需要注意的相關(guān)問題

在多層框架房屋設(shè)計當(dāng)中，對基礎(chǔ)采用較大的埋深設(shè)計時，可以在多層框架房屋的適當(dāng)位置設(shè)計基礎(chǔ)拉梁，通過基礎(chǔ)拉梁的設(shè)計來盡量縮小建筑底層柱的計算長度，并盡量較少底層位移的出現(xiàn)情況。在進(jìn)行多層框架房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計時，出于對建筑結(jié)構(gòu)抗震效果的考慮，在對基礎(chǔ)拉梁進(jìn)行設(shè)計時可以在適當(dāng)?shù)奈恢貌捎霉拷顚旱闹饕兄夭课贿M(jìn)行加密，以提高建筑結(jié)構(gòu)梁柱的穩(wěn)固性，提高多層框架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性。在進(jìn)行基礎(chǔ)拉梁設(shè)計時還需要對拉梁截面的具體尺寸進(jìn)行合理的設(shè)定，并根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的基本要求，對基礎(chǔ)拉梁的的寬度、高度以及橫截面等方面的限值加以設(shè)定。在多層框架房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計當(dāng)中填充墻與樓梯柱作為房屋結(jié)構(gòu)的承重結(jié)構(gòu)之一，在對拉梁進(jìn)行支撐時，應(yīng)采用適當(dāng)?shù)脑黾永航缑娴臋M截面為主要手段，提高拉梁支撐的效果，保障拉梁支撐效果能夠得到充分的發(fā)揮。

3 多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計中帶樓電梯小井筒設(shè)計需要注意的相關(guān)問題

井筒將會吸收地震剪力，以至于框架結(jié)構(gòu)承受的地震剪減小。因此框架結(jié)構(gòu)應(yīng)該盡可能的不要設(shè)置鋼筋砼樓電梯小井筒。若實在不可避免時，應(yīng)該適當(dāng)?shù)臏p薄井筒的壁厚，并且可以通過豎縫，結(jié)構(gòu)洞等方法將其剛度減弱。計算時，除按框架計算外，還應(yīng)該按照帶井筒的框架進(jìn)行復(fù)核，并且將與井墻連接的柱子的配筋進(jìn)行加強。另外，尤其要注意，出屋頂?shù)臉请娞蓍g與水箱間等結(jié)構(gòu)物的承重結(jié)構(gòu)必須采用框架梁結(jié)構(gòu)，而不能采用砌體墻；雨篷等構(gòu)件不能夠從承重墻挑出，而是應(yīng)該從承重梁上挑出；樓梯梁與夾層梁等不可以支承于填充墻上，而應(yīng)該由承重柱來支承。

4 結(jié)構(gòu)計算中幾個重要參數(shù)選取問題

《抗震規(guī)范》中明確指出，采用計算機計算出來的所有結(jié)果，都必須在經(jīng)過對其合理性、有效性認(rèn)真分析判斷后才能適用于工程設(shè)計。一般，電算的結(jié)果主要包括結(jié)構(gòu)的自振周期，樓層彈性層間位移、樓層地震剪力系數(shù)、樓層的彈塑性層間位移。樓層的側(cè)向剛度比，振型參與質(zhì)量系數(shù)，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(nèi)力設(shè)計值?？蚣?抗震墻結(jié)構(gòu)中抗震墻承受的地震傾覆力矩與總地震傾覆力矩的比值。要想對電算結(jié)果的合理性有一個正確的判斷，這就要求計算時必須選用正確的計算簡圖與合理的結(jié)構(gòu)方案。

4.1 結(jié)構(gòu)的抗震等級的確定

在建筑工程設(shè)計中，按照抗震設(shè)防來分類，一般的民用住宅建筑、公寓、辦公樓等，很多房屋建筑是屬于丙類建筑。當(dāng)我確定這些建筑的抗震等級時，通常是根據(jù)本地區(qū)的抗震設(shè)防烈度、結(jié)構(gòu)類型以及建筑高度，來對建筑結(jié)構(gòu)的抗震等級加以設(shè)定。但是對于交通、電訊、消防、能源以及醫(yī)療類建筑，大型商場與體育場館等公共建筑，首先，就應(yīng)該確定其中哪些建筑物是乙類建筑。我們通常按照抗震設(shè)防烈度來計算乙、丙類建筑的地震作用。通常情況，乙類建筑，當(dāng)抗震設(shè)防烈度在6-8度時，應(yīng)該采取抗震措施。一般是在本地區(qū)的抗震設(shè)防烈度的基礎(chǔ)上再增加一度，再查表來確定其抗震等級。若該乙類建筑處于7度地區(qū)，而其高度又超過規(guī)定的范圍，此時，就應(yīng)該采取更為有效的其他抗震措施。

4.2 地震力的振型組合數(shù)

多層框架房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計處于提高抗震效果的考慮，需要采用扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)的方式對地震力振型組合數(shù)實施計算，多層框架房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中振型組合數(shù)應(yīng)在3以上，并取3的倍數(shù)。當(dāng)房屋建筑結(jié)構(gòu)層數(shù)小于3層時，振型組合數(shù)通常設(shè)定為房屋建筑結(jié)構(gòu)的層數(shù)。針對不規(guī)則的高層建筑結(jié)構(gòu)振型組合數(shù)進(jìn)行設(shè)定時，振型組合數(shù)應(yīng)在9以上，并且振型組合數(shù)需要根據(jù)房屋建筑結(jié)構(gòu)的層數(shù)與房屋建筑的具體剛度進(jìn)行調(diào)整，層數(shù)越高、剛度變化越大時，振型組合數(shù)則需要進(jìn)行加大調(diào)整。當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)中有轉(zhuǎn)換建筑或是塔樓建筑時，振型組合數(shù)應(yīng)在12以上，并維持在建筑房屋結(jié)構(gòu)層數(shù)的三倍范圍之內(nèi)。在對多層框架房屋結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計時，設(shè)計人員需要對房屋的振型組合數(shù)予以高度的重視，不可以隨意的進(jìn)行設(shè)定，當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計相對復(fù)雜、扭轉(zhuǎn)十分明顯時，則需要采用耦聯(lián)計算的方式對建筑結(jié)構(gòu)的振型組合數(shù)加以設(shè)定，以確保設(shè)定數(shù)值的科學(xué)性與合理性，保障建筑結(jié)構(gòu)的整體抗震效果以及穩(wěn)固性。

總結(jié)

近年來隨著我國建筑市場的蓬勃發(fā)展，鋼筋混凝土多層框架房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計以其明顯的優(yōu)勢，正在被我國建筑工程施工領(lǐng)域所廣泛的采用。建筑房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計的科學(xué)性與合理性對房屋建筑質(zhì)量與使用性能有著決定性的影響，為此若想促進(jìn)多層框架房屋結(jié)構(gòu)在我國建筑施工領(lǐng)域的健康發(fā)展，必須確保多層框架房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計的科學(xué)性，在實施設(shè)計時設(shè)計工作人員需要對工程設(shè)計各個環(huán)節(jié)存在的不利影響因素進(jìn)行全面的分析，通過提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量，以此來提高多層框架房屋建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，提高建筑結(jié)構(gòu)的使用性能。

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