多層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中框架結(jié)構(gòu)的問題分析與處理探討

王國(guó)平

摘要：隨著建筑行業(yè)的快速發(fā)展，在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)的過程中也面臨著更多的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，而多層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中屬于非常重要的一種形式。在設(shè)計(jì)多層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，關(guān)于框架結(jié)構(gòu)還存在著一定的問題，必須要對(duì)這些問題進(jìn)行重視。本文簡(jiǎn)單分析了多層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的框架結(jié)構(gòu)問題，并且提出了幾點(diǎn)處理的措施。

關(guān)鍵詞：多層建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);框架結(jié)構(gòu);問題;處理

引言：和單層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相比，多層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難度更高，并且在施工的時(shí)候存在一定的難點(diǎn)?，F(xiàn)如今建筑的功能以及造型正在逐漸地更新以及完善，人們對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)也有著更高的要求。在建筑施工的過程當(dāng)中，框架結(jié)構(gòu)得到了非常廣泛的應(yīng)用。但是框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在一定的問題，對(duì)框架結(jié)構(gòu)的應(yīng)用效果會(huì)產(chǎn)生不良的影響。因此，必須要結(jié)合這些問題制定出有效的解決措施。

一、框架結(jié)構(gòu)的概述

（一）框架結(jié)構(gòu)的定義

框架結(jié)構(gòu)是指由柱和以及梁剛接或者是鉸接，從而組成建筑物的基本骨架結(jié)構(gòu)，框架結(jié)構(gòu)的作用主要是通過柱承擔(dān)豎向荷載，由梁承擔(dān)水平荷載，這樣柱和梁就組成了共同抵抗壓力的一個(gè)承重系統(tǒng)。在建筑物當(dāng)中，墻的作用主要就是分割空間，為了有效地減輕建筑物的整體重量，通常會(huì)使用一些輕質(zhì)的保溫材料作為墻體材料。由于框架結(jié)構(gòu)的成本較低，而且施工效率也比較高，所以適用的范圍也非常廣泛。此外，框架結(jié)構(gòu)使用的材料較少，重量也比較輕，還能夠有效地減少地基的承重壓力，具有非常大的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

（二）框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則

在設(shè)計(jì)框架結(jié)構(gòu)的時(shí)候需要遵循一定的原則。第一，剛?cè)岵?jì)的原則。雖然確保多層建筑框架結(jié)構(gòu)的柔性可以將變形能力提高上來，并且有效地抵御以及削減施加的外力，不過持續(xù)地施加外力也會(huì)導(dǎo)致變形過大，從而全面傾覆。不過框架結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)的時(shí)候也不可以太剛，否則變形能力就會(huì)較差，這樣在承受較大的破壞力時(shí)就會(huì)出現(xiàn)局部受損，從而導(dǎo)致整體的毀壞。第二，層層設(shè)防的原則。為了提高框架結(jié)構(gòu)的安全性，必須要進(jìn)行層層設(shè)防，這樣才可以在結(jié)構(gòu)通力的合作下抵御更加強(qiáng)大的外力施加。例如，在土建結(jié)構(gòu)中使用多肢墻就會(huì)比單片墻的效果好，框架剪力墻也會(huì)比純框架的效果好，這也將層層設(shè)防的作用有效地提高了上來。如果把抵御外力的任務(wù)只寄托在單個(gè)結(jié)構(gòu)上面，就會(huì)容易造成相應(yīng)的危險(xiǎn)。

二、多層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中框架結(jié)構(gòu)存在的問題

（一）忽略縱向框架的設(shè)計(jì)

為了滿足建筑物的抗震要求，必須要在建筑物的框架中設(shè)計(jì)兩根主軸，借助主軸方向的測(cè)拉力有效地承擔(dān)地震時(shí)產(chǎn)生的水平壓力。但是一些設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)建筑物框架結(jié)構(gòu)的時(shí)候，只在框架結(jié)構(gòu)的縱向設(shè)計(jì)中添加連續(xù)梁結(jié)構(gòu)，這種設(shè)計(jì)會(huì)導(dǎo)致框架中的縱筋數(shù)量不夠，而且梁柱的節(jié)點(diǎn)也不能有效地滿足框架抗震的具體要求。此外，由于缺少主軸設(shè)計(jì)還會(huì)導(dǎo)致梁的支座負(fù)筋以及跨中縱筋的數(shù)量不足，這樣在發(fā)生地震的時(shí)候建筑物就會(huì)難以保持穩(wěn)定。

（二）忽視框架結(jié)構(gòu)薄弱層的設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)框架結(jié)構(gòu)的時(shí)候，一些設(shè)計(jì)人員對(duì)板受力狀態(tài)的認(rèn)識(shí)不是非常全面，在計(jì)算雙向板的時(shí)候采用的是計(jì)算單向板的方式，對(duì)框架中的薄弱層設(shè)計(jì)存在忽視。在實(shí)際的施工過程當(dāng)中，如果忽略了薄弱層的設(shè)計(jì)，將會(huì)影響到建筑的抗側(cè)移剛度，這樣也會(huì)導(dǎo)致建筑物的抗震能力減弱很多。而導(dǎo)致薄弱層出現(xiàn)的原因，主要還是由于豎向存在著不連續(xù)的抗側(cè)力。

（三）忽視橫梁的設(shè)計(jì)問題

在設(shè)計(jì)框架結(jié)構(gòu)的時(shí)候，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)忽略橫梁的埋深問題，這樣橫梁的埋入深度就不能滿足設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，從而導(dǎo)致無(wú)法有效地跟進(jìn)基礎(chǔ)梁的調(diào)整設(shè)置。此外，當(dāng)橫梁設(shè)計(jì)不滿足設(shè)計(jì)要求的時(shí)候，還容易讓基礎(chǔ)梁、填充墻以及錐形斜坡中間產(chǎn)生空隙，這樣就會(huì)對(duì)建筑物的穩(wěn)定性以及抗震性能造成不良的影響。

（四）短柱設(shè)計(jì)問題

在設(shè)計(jì)多層建筑中框架結(jié)構(gòu)的時(shí)候，假如柱的凈高和截面高度之比小于4，或者是剪跨比小于2，就可以將該柱視作短柱。正常情況下，當(dāng)?shù)卣饋砼R的時(shí)候，短柱非常容易出現(xiàn)脆性破壞，由于短柱的受剪承載力以及變形能力都比較弱，這樣建筑物就會(huì)出現(xiàn)損壞，在設(shè)計(jì)框架結(jié)構(gòu)的時(shí)候必須要最大限度避免出現(xiàn)這個(gè)問題。導(dǎo)致短柱出現(xiàn)的原因主要有兩種，第一種是樓梯間半休息平臺(tái)錯(cuò)層，從而導(dǎo)致框架之間的框架柱凈高過小，第二種是填充墻的設(shè)置存在問題。

三、多層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中框架結(jié)構(gòu)問題的處理策略

（一）重視解決縱向框架設(shè)計(jì)問題

在設(shè)計(jì)建筑物框架結(jié)構(gòu)的時(shí)候，框架結(jié)構(gòu)必須得滿足建筑物的抗震要求。因此，在實(shí)際設(shè)計(jì)的過程中，需要確保橫向框架以及縱向框架之間的協(xié)調(diào)配合，也就是設(shè)計(jì)多層的建筑框架結(jié)構(gòu)[3]。此外，在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，不能過度依賴連續(xù)梁，并且需要加強(qiáng)對(duì)主軸設(shè)計(jì)的重視力度，這樣才能把梁的穩(wěn)定性提高上來。只有加強(qiáng)對(duì)縱向框架的設(shè)計(jì)，才可以讓橫向框架還有縱向框架間形成一種良好的合力，從而有效地提高建筑物的穩(wěn)定性以及抗震性能。

（二）重視薄弱層問題

在框架結(jié)構(gòu)中薄弱層對(duì)建筑物的抗震能力有著很大的影響，必須要在設(shè)計(jì)框架結(jié)構(gòu)的時(shí)候重視薄弱層問題。在判斷薄弱層的時(shí)候，可以采取以下幾種方法。第一，依靠設(shè)計(jì)人員的指定，設(shè)計(jì)人員結(jié)合相關(guān)的規(guī)定還有自身的經(jīng)驗(yàn)，直接在框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)將薄弱層指出來。第二，借助計(jì)算進(jìn)行制定，通過軟件分析框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)數(shù)據(jù)，然后和相關(guān)數(shù)據(jù)的規(guī)定進(jìn)行對(duì)比，假如結(jié)構(gòu)的抗側(cè)移剛度和標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定不符，亦或者是樓層承載的突變數(shù)據(jù)和薄弱層的特點(diǎn)吻合，軟件就會(huì)將其視作薄弱層。第三，強(qiáng)制認(rèn)定。假如樓層的豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)，或者是荷載力無(wú)法滿足設(shè)計(jì)的要求，都會(huì)被強(qiáng)制認(rèn)定成薄弱層[4]。一旦出現(xiàn)薄弱層需要立馬采取措施進(jìn)行補(bǔ)救，諸如驗(yàn)算薄弱層的屈服強(qiáng)度系數(shù)，根據(jù)驗(yàn)算的結(jié)果判斷是否需要驗(yàn)算彈性強(qiáng)度系數(shù)，假如彈性強(qiáng)度系數(shù)不滿足設(shè)計(jì)的要求，還得針對(duì)性地調(diào)整框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

（三）重視解決橫梁的設(shè)置問題

在設(shè)計(jì)框架結(jié)構(gòu)中的橫梁時(shí)，必須要嚴(yán)格地按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。必須要對(duì)基礎(chǔ)梁的承載能力進(jìn)行重視，還得估算之后所需荷載的壓力，根據(jù)估算的結(jié)果將梁的橫截面積適當(dāng)進(jìn)行增加。在必要的情況下，還得避免基礎(chǔ)梁、填充墻還有錐形斜坡間出現(xiàn)縫隙，假如出現(xiàn)了縫隙必須要及時(shí)地使用混凝土填充，然后澆筑基礎(chǔ)梁[5]。

（四）解決短柱問題

為了有效地解決短柱問題，最關(guān)鍵的是需要將柱的抗剪承載力增加，還得提高柱的變形能力。可以對(duì)柱使用復(fù)合箍筋，箍筋沿柱進(jìn)行高加密，在加固短柱的時(shí)候需要確保短柱縱向鋼筋具備對(duì)稱性，而且每側(cè)的縱向鋼筋配筋率不能超出1.2%，也可以借助外包鋼板或者是配置X型鋼筋這兩種方式處理。

結(jié)語(yǔ)：

現(xiàn)如今建筑設(shè)計(jì)行業(yè)的發(fā)展速度正在逐漸加快，在設(shè)計(jì)多層建筑結(jié)構(gòu)中框架結(jié)構(gòu)的時(shí)候，遇到的問題也變得更加復(fù)雜。因此，在設(shè)計(jì)框架結(jié)構(gòu)的時(shí)候，必須要需要充分地了解這些問題，并且制定出有效的解決措施，這樣才能夠?qū)⒖蚣芙Y(jié)構(gòu)的質(zhì)量有效地提升上來。在設(shè)計(jì)框架結(jié)構(gòu)的過程當(dāng)中，需要重視解決縱向框架設(shè)計(jì)問題、重視薄弱層問題以及重視橫梁的設(shè)置問題等，這樣才可以更好地確保多層建筑結(jié)構(gòu)中框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)性以及合理性，從而進(jìn)一步地提高多層建筑的建設(shè)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

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