基于工業(yè)與民用建筑多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計的探討

梁杰 翟璟雪

（中機十院國際工程有限公司 河南省鄭州市 450000）

1 多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計必須要堅持的原則分析

由梁和柱剛接或者鉸接而構(gòu)成的空間結(jié)構(gòu)承重體系即為框架結(jié)構(gòu)，在實際的建筑工程當中，通過一系列實驗調(diào)查可以發(fā)現(xiàn)，框架結(jié)構(gòu)可以有效的承受整體建筑工程當中的豎向荷載以及水平荷載，并且在建筑空間的布置上，也可以很好的體現(xiàn)靈活性。但是對于框架整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計，必須要嚴格遵循以下幾點原則：

1.1 對于結(jié)構(gòu)抗震概念必須要給予充分的重視

為了更好的提高整體工程的抗震性能，就必須要強烈的要求設(shè)計人員不斷加強對于整體抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計，而且這種方法還非常有利于整體建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)置，因此就必須需要采取減少扭轉(zhuǎn)或者是加強抗扭剛度的有效措施。在設(shè)計建筑物的延性結(jié)構(gòu)或者是延性結(jié)構(gòu)構(gòu)件的時候，應盡量避免產(chǎn)生薄弱部位，否則應采取相應的解決措施，加強對于薄弱環(huán)節(jié)的保護。延性構(gòu)件提高了框架結(jié)構(gòu)的延展性，這屬于框架設(shè)計結(jié)構(gòu)當中的一個重點內(nèi)容。在發(fā)生地震的情況下，如果建筑物的延性結(jié)構(gòu)越好，那么就越不容易受到相應的破壞，這就要求我們在設(shè)計當中，始終貫穿強柱弱梁、強剪弱彎的建筑設(shè)計原則，更好的使得整體結(jié)構(gòu)有著明確的受力傳遞方式。要做到這些，就必須要在整體建筑結(jié)構(gòu)的整體計算和內(nèi)力分析各個階段，有效的發(fā)現(xiàn)存在的各種問題，并且針對這些問題提出相應的解決措施，只有做到這樣，才可以更好的確保整體結(jié)構(gòu)設(shè)計更加安全、合理和經(jīng)濟。

1.2 對于外力的抵抗能力必須要給予滿足

框架結(jié)構(gòu)在設(shè)計時，不僅要滿足使用過程當中產(chǎn)生的豎向荷載，對于地震作用和風荷載作用所產(chǎn)生的作用效果也必須要給予充分的考慮。不僅要根據(jù)建筑物的使用功能、豎向造型合理布置結(jié)構(gòu)構(gòu)件，還要根據(jù)建筑平面的規(guī)則性，合理確定各個關(guān)鍵部位之間的連接與構(gòu)造，對于局部抵抗能力較弱的部位也必須要進行加強，或者采取其他相應的解決措施，使得整個建筑物的在滿足使用功能的前提下更好的滿足抵抗各種外力的要求。

1.3 對有關(guān)的規(guī)范和程序必須要嚴格的執(zhí)行

對于我國制定的一系列法律法規(guī)，必須要嚴格的落實在我國建筑工程當中，而且各個工作人員那還要要嚴格的執(zhí)行，除了必須要認真落實以外，還需要要認識到一個問題，那就是注意國家規(guī)范和規(guī)章當中規(guī)定的部分條款僅僅是普通工程結(jié)構(gòu)設(shè)計應滿足的最低標準。在當前我國建筑工程不斷進步的情況下，建筑的使用功能得到了進一步的改變，特別是建筑藝術(shù)的多元化和建筑造型的更新，更是出現(xiàn)了很多不規(guī)則的結(jié)構(gòu)形式。那么在這種情況下，就必須要求我們設(shè)計人員在設(shè)計的過程當中，對于這些比較特殊的多層框架結(jié)構(gòu)，不僅要很好地滿足規(guī)范和規(guī)章的最低標準，而且還要針對于工程的復雜程度、特殊性和規(guī)范性進行更深一步的認識和理解，從而結(jié)合規(guī)范和措施的相關(guān)要求提高結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全可靠性。

1.4 將多道安全防線提升上來

在整體框架結(jié)構(gòu)設(shè)計當中，必須要不斷的設(shè)置好各個安全防線，如果可以充分的做好了安全防線，就可以不斷的提高了建筑物當中的抗震性能。因為樓板作為了整體框架結(jié)構(gòu)設(shè)計當中的一部分，那么就可以很大的提高了框架的強度和剛度，這樣在受到一些破壞的時候，就可以很好的減弱了一些不利的現(xiàn)象。在整體建筑工程設(shè)計的過程當中，必須要不斷的加強各個建筑結(jié)構(gòu)的受力能力，加強整體框架的抗震性能，這樣可以很好的減少一些不必要的損失。

2 多層框架結(jié)構(gòu)的組織和布置

2.1 多層框架結(jié)構(gòu)的組成

通?？蚣芙Y(jié)構(gòu)都是由梁和柱所組成的，通常情況下，柱子都是垂直布置的方式，梁屬于水平布置，當然對于屋面來說，由于受到了排水或是其他方面的要求，也可以根據(jù)實際情況來進行改變或者改進。梁柱一般情況下為剛性連接，有時為方便整體工程的施工，或者是由于其他構(gòu)造的要求，也可將部分節(jié)點做成鉸接或者是半鉸接。剛性連接的的橫向剛度也非常好，梁的高度也利于增加房屋的凈空，屬于一種非常經(jīng)濟的結(jié)構(gòu)組成方式?？蚣芸梢允堑瓤缁蛘呤遣坏瓤绲鹊雀鞣N形式，各層層高也可以相等或者是不完全相等。柱截面形式可以采用方柱或異形柱，異形柱即框架柱截面幾何形狀為L形、T形、十字形和Z形。為了有利于結(jié)構(gòu)受力，采用異形柱框架時建筑的立面和豎向剖面宜規(guī)則、均勻，避免過大的外挑和內(nèi)收，避免異形柱較易出現(xiàn)的抗剪超限。

2.2 框架結(jié)構(gòu)的分類

整體框架結(jié)構(gòu)使用的原材料還大不相同，非常多種多樣，可以分為不同的類型。鋼架結(jié)構(gòu)通常一般情況下都在工廠預制好鋼柱鋼梁以后，在運送到施工現(xiàn)場當中，然后再拼裝連接成整體框架。具有整體自重非常輕、抗震性能非常好、而且速度非常快、總體機械化程度還非常高等等諸多優(yōu)點。但是與此同時，由于用鋼量比較大，而且耐火性也比較差，后期維修費用比較高，所以很容易造成造價略高于混凝土框架，增加整體工程的施工成本。就目前來說，鋼框架在我國應用當中還比較少，但是由于我國整體鋼材的產(chǎn)量在逐年的提高和增加，因此鋼材品種也得到了不斷的豐富和進步，相信鋼框架的運用有著很好的市場。混凝土框架結(jié)構(gòu)造價比較低、耐久性好等很多的優(yōu)點，因此在我國得到了廣泛的應用和進步，為了最大程度上的節(jié)省工程施工材料，減小框架結(jié)構(gòu)梁柱截面，可以增加一定的預應力，這樣也可以對于整個框架結(jié)構(gòu)起到一定的作力。此外還可以采用鋼骨混凝土梁柱，構(gòu)建組合框架結(jié)構(gòu)，在結(jié)構(gòu)受力比較大尤其是高烈度抗震區(qū)的多層框架結(jié)構(gòu)當中，鋼骨混凝土良好的受力性能受到了大家的普遍關(guān)注。

3 多層結(jié)構(gòu)框架分析設(shè)計要點

3.1 樓梯設(shè)計

樓梯屬于整體建筑工程當中疏散和逃生的一個重要場所，所以就必須需要不斷加強樓梯結(jié)構(gòu)的設(shè)計，可以更好的使得樓梯在結(jié)構(gòu)層面當中形成一個局部不連續(xù)空間，因為樓梯休息平臺梁的存在，可以很好的在產(chǎn)生地震的情況下，逐漸的就會削弱了樓梯之間產(chǎn)生的各種能力。在設(shè)計樓梯的時候，必須要不斷的確定樓梯間的連接方式。而且整體建筑結(jié)構(gòu)在設(shè)計的當中，還必須要不斷的根據(jù)不同的計算來確定相關(guān)結(jié)構(gòu)的設(shè)計，適當?shù)牟扇∫幌盗薪鉀Q措施來對樓梯間進行加強和鞏固：例如樓梯間形成的短柱采取箍筋全高加密的方式，樓梯間隔墻采用拉結(jié)網(wǎng)片加強，在休息平臺或樓層半高處設(shè)置鋼筋混凝土帶。

3.2 其他方面應該注意到的一些問題

首先來說，由于變形及受力形式的不同，地震發(fā)生時很容易發(fā)生脆性破壞，嚴重時還會損害到整體框架結(jié)構(gòu)，所以在結(jié)構(gòu)設(shè)計當中，應該要堅決避免這種形式的存在。然后對于短柱來說，在構(gòu)造措施上面，也必須要進行加強和鞏固，在實際工程中，有很多的造型原因都會在結(jié)構(gòu)當中形成短柱。在地震的作用下，短柱極易受到破壞，所以在整體結(jié)構(gòu)設(shè)計當中，必須要對短柱采取有效的加強措施，避免短柱受到破壞的現(xiàn)象發(fā)生。在工業(yè)民用建筑當中，因為某些建筑的使用要求，會不可避免的出現(xiàn)單跨結(jié)構(gòu)，震害調(diào)查表明，單跨框架結(jié)構(gòu)，尤其是層數(shù)較多的高層建筑震害比較嚴重。因為任意框架柱的破壞都會很容易造成整個結(jié)構(gòu)的破壞甚至坍塌，因此抗震設(shè)計的框架結(jié)構(gòu)不應采用冗余度低的單跨框架。

4 結(jié)束語

綜合來說，在目前多層框架民用結(jié)構(gòu)設(shè)計當中，對于框架的整體設(shè)計非常重要，因此，設(shè)計人員必須要嚴格按照規(guī)定要求來進行相應的設(shè)計，充分考慮實際情況，使得多層框架結(jié)構(gòu)的質(zhì)量得到充分保證，防止民用建筑出現(xiàn)質(zhì)量問題影響到人身和財產(chǎn)的安全。