论文部分内容阅读
摘要：在建筑工程中，钢筋混凝土多层框架结构是一种应用广泛的结构类型，给建筑工程的施工带来了很多的便利因素。但是在进行多层框架结构的结构设计时，常会遇到各种各样的问题，给建筑工程施工带来不便和影响工程质量。本文主要对多层框架结构设计中需要注意的问题进行探讨，希望可以为日后的多层框架结构设计带来一定的帮助。
关键词：多层框架结构；结构设计；问题
Abstract: in the construction engineering, multilayer frame structure of reinforced concrete is a widely used structure types, to the building of construction of the project brought a lot of convenience factor. But in the multilayer frame structure of the structure design, often encounter all sorts of questions, building construction to bring inconvenience and influence the quality of the project. This paper mainly of multilayer frame structure design of the need for attention problems are discussed, the hope can for in the future multilayer frame structure designed to bring some help.
Keywords: multilayer frame structure; Structure design; question
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
对于钢筋混凝土多层框架结构而言，其主要由梁和柱组成，这种结构在抗震及抗风性方面表现较好，而且这种结构能够灵活的进行平面布置，便于建筑中各种房间的设置，因此这种建筑结构在现代的工业及民用建筑中应用较为广泛。但是这种结构如果在设计中对一些问题不加注意，也会给建筑物的质量带来较大的影响。
一、独立基础设计荷载取值问题
在采用钢筋混凝土多层框架结构的建筑物中，大多使用的是柱下独立基础设计，根据相关的规定要求，如果建筑物的地基主受力层没有软弱粘性土层的时候，并且建筑物的高度不超过八层而且建筑物高度在25m以下时，对于一般的民用或工业框架结构建筑物而言，可以不必进行基础和地基的抗震承载力验算。简单来讲就是说，如果在八度地震区域内，多数建筑物是不需要进行抗震承载力的验算的，但是在进行这些建筑物的基础设计时需要考虑到风荷载对建筑物的影响，所以，在进行多层框架结构建筑物设计的整体计算分析时，应该将风荷载这一重要的分析因素纳入到分析中。此外，在进行多层框架结构建筑物的独立基础设计时，对基础顶面的外荷载取值分析时，不能简单的对轴力设计值和弯矩设计值进行分析，而忽略剪力设计值，这样会使得建筑物基础的设计尺寸变小，配筋率偏低，进而使得整个多层框架建筑物的基础以及上部结构的整体安全性能降低，影响工程的安全。
二、多层框架结构建筑物的框架计算简图不合理
对于没有地下室的多层框架建筑物而言。通常它的基础会埋的比较深，当在-0.05m设有基础拉梁时，应该将基础拉梁这一部分按照层一来进行输入计算分析。比方说在某一个宿舍楼的设计中，这一建筑物为三层的框架结构，所处的建筑场地属于Ⅱ类，设计的建筑物层高为3.3m，其基础的埋设深度为4.0m，高度为0.8m，内外高度差为0.45m。根据相关的规定，这一钢筋混凝土多层框架结构的抗震等级为二级。如果设计者按照三层的框架建筑物进行设计，那么这一建筑物的首层层高就应该是3.35m，也就是说这一建筑物是固定在-0.05m的基础拉梁顶部的，而基础拉梁的断面以及配筋仍然按照设计进行，这种设计简图就会出现很多的问题。首先，采用这种方法的设计，拉梁无法对平衡柱脚的弯矩，其次，按照国家相关的规定要求，多层框架结构底层柱的高度应该与基础顶面与首层楼板顶面的高度相同。从现实的设计中我们可以发现，当遇到这种情况时，按照四层进行多层框架结构计算分析设计较为科学合理，也就是说将基础拉梁层按照一层进行分析，当拉梁上有荷载出现时，应该将荷载一起进行分析计算。
通过上述方法计算得到的首层层高为3.15m，而第二层的层高为3.35m，第三层以及第四层的层高为3.3m。根据相关规定的要求，该多层框架结构的柱底层柱脚弯矩的设计值应该与增大系数1.25相乘。在进行拉梁层的设计时，应该清楚底层柱的配筋是由基础顶面截面控制还是由基础拉梁顶面截面控制。此外，由于地基土的约束作用，在进行计算简图电算程序输入时，可以将地下室层数填写为一，并进行重复计算，按照两次计算结果的包络图进行配筋操作。
三、多层框架結构基础拉梁设计问题
当钢筋混凝土多层框架结构建筑物的基础埋设较深时，可以在±0.000以下设置基础拉梁，从而使底层柱的计算长度以及底层位移得到降低，但是基础拉梁不应该按构造要求进行设计，应该按照框架梁进行设计，并设置相应的箍筋加密区。从抗震角度来看，可以采用短柱基础方案，当多层框架结构建筑物的基础埋设不深或使用短柱基础时，可以根据相关的规定要求，在主轴方向上设置两个构造基础拉梁，基础拉梁的截面宽度应该在柱中心的1/20-1/30为宜，高度应该选取柱中心的1/12-1/18为宜，对于构造结构拉梁而言，可以选择取值范围的下线。当拉梁柱上存在一些填充墙或楼梯柱传来的荷载时，拉梁截面应该进行一定的加大，得到的配筋应该与构造配筋进行叠加，构造基础拉梁顶标高通常与基础高或短柱项标高相同。在这种情况下，基础可按偏心有受压基础设计。当框架底层层高不大或者基础埋置不深时，有时要把基础拉梁设计得比较强大，以便用拉梁来平衡柱底弯矩。
四、结构计算参数的正确选择
1、结构的抗震等级
工程设计中，各类房屋建筑首先应当根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)确定建筑类别。对于丙类建筑，其地震作用均按本地区抗震设防烈度计算。对于乙类建筑，地震作用应符合本地区抗震设防烈度的要求，但是抗震措施在一般情况下，当抗震设防烈度为Ⅵ～Ⅷ度时，应符合本地区抗震设防烈度提高一度的要求：当为Ⅸ度时，应符合比Ⅸ度抗震设防更高的要求。
2、设计基本地震加速度
抗震设防烈度为Ⅶ度时，设计基本地震加速度值分别为0.1g和0.15g两种，抗震设防烈度为Ⅷ度时，设计基本地震加速度值分别为0.2g和0.3g两种。计算中应严格注意地震区的划分，选取正确的设计基本地震加速度值，这一项对地震作用效应的影响极大。
3、梁刚度放大系数
结构设计计算软件的梁输入模型均为矩形截面，未考虑因存在楼板形成T型截面而引起的刚度增大，造成结构的实际刚度大于计算刚度，算出的地震剪力偏小，使结构偏于不安全。因此计算时应将梁刚度进行放大，放大系数中梁取2．0、边梁取1．5为宜。
总之，钢筋混凝土框架结构虽然相对比较简单，但设计中仍有很多需要注意的问题，只有熟练地掌握规范，并具有良好的结构概念以及长期的设计经验总结积累，才能确保结构设计质量。
参考文献
1、梁俊成，多层框架房屋结构设计中几个常见问题，科技资讯，2009(7)
2、徐军，多层框架结构设计中须注意的若干问题，城市建设理论研究（电子版），2011(23)
3、宋琦，浅议多层框架房屋结构设计中的常见问题，世界家苑，2011(9)
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词：多层框架结构；结构设计；问题
Abstract: in the construction engineering, multilayer frame structure of reinforced concrete is a widely used structure types, to the building of construction of the project brought a lot of convenience factor. But in the multilayer frame structure of the structure design, often encounter all sorts of questions, building construction to bring inconvenience and influence the quality of the project. This paper mainly of multilayer frame structure design of the need for attention problems are discussed, the hope can for in the future multilayer frame structure designed to bring some help.
Keywords: multilayer frame structure; Structure design; question
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
对于钢筋混凝土多层框架结构而言，其主要由梁和柱组成，这种结构在抗震及抗风性方面表现较好，而且这种结构能够灵活的进行平面布置，便于建筑中各种房间的设置，因此这种建筑结构在现代的工业及民用建筑中应用较为广泛。但是这种结构如果在设计中对一些问题不加注意，也会给建筑物的质量带来较大的影响。
一、独立基础设计荷载取值问题
在采用钢筋混凝土多层框架结构的建筑物中，大多使用的是柱下独立基础设计，根据相关的规定要求，如果建筑物的地基主受力层没有软弱粘性土层的时候，并且建筑物的高度不超过八层而且建筑物高度在25m以下时，对于一般的民用或工业框架结构建筑物而言，可以不必进行基础和地基的抗震承载力验算。简单来讲就是说，如果在八度地震区域内，多数建筑物是不需要进行抗震承载力的验算的，但是在进行这些建筑物的基础设计时需要考虑到风荷载对建筑物的影响，所以，在进行多层框架结构建筑物设计的整体计算分析时，应该将风荷载这一重要的分析因素纳入到分析中。此外，在进行多层框架结构建筑物的独立基础设计时，对基础顶面的外荷载取值分析时，不能简单的对轴力设计值和弯矩设计值进行分析，而忽略剪力设计值，这样会使得建筑物基础的设计尺寸变小，配筋率偏低，进而使得整个多层框架建筑物的基础以及上部结构的整体安全性能降低，影响工程的安全。
二、多层框架结构建筑物的框架计算简图不合理
对于没有地下室的多层框架建筑物而言。通常它的基础会埋的比较深，当在-0.05m设有基础拉梁时，应该将基础拉梁这一部分按照层一来进行输入计算分析。比方说在某一个宿舍楼的设计中，这一建筑物为三层的框架结构，所处的建筑场地属于Ⅱ类，设计的建筑物层高为3.3m，其基础的埋设深度为4.0m，高度为0.8m，内外高度差为0.45m。根据相关的规定，这一钢筋混凝土多层框架结构的抗震等级为二级。如果设计者按照三层的框架建筑物进行设计，那么这一建筑物的首层层高就应该是3.35m，也就是说这一建筑物是固定在-0.05m的基础拉梁顶部的，而基础拉梁的断面以及配筋仍然按照设计进行，这种设计简图就会出现很多的问题。首先，采用这种方法的设计，拉梁无法对平衡柱脚的弯矩，其次，按照国家相关的规定要求，多层框架结构底层柱的高度应该与基础顶面与首层楼板顶面的高度相同。从现实的设计中我们可以发现，当遇到这种情况时，按照四层进行多层框架结构计算分析设计较为科学合理，也就是说将基础拉梁层按照一层进行分析，当拉梁上有荷载出现时，应该将荷载一起进行分析计算。
通过上述方法计算得到的首层层高为3.15m，而第二层的层高为3.35m，第三层以及第四层的层高为3.3m。根据相关规定的要求，该多层框架结构的柱底层柱脚弯矩的设计值应该与增大系数1.25相乘。在进行拉梁层的设计时，应该清楚底层柱的配筋是由基础顶面截面控制还是由基础拉梁顶面截面控制。此外，由于地基土的约束作用，在进行计算简图电算程序输入时，可以将地下室层数填写为一，并进行重复计算，按照两次计算结果的包络图进行配筋操作。
三、多层框架結构基础拉梁设计问题
当钢筋混凝土多层框架结构建筑物的基础埋设较深时，可以在±0.000以下设置基础拉梁，从而使底层柱的计算长度以及底层位移得到降低，但是基础拉梁不应该按构造要求进行设计，应该按照框架梁进行设计，并设置相应的箍筋加密区。从抗震角度来看，可以采用短柱基础方案，当多层框架结构建筑物的基础埋设不深或使用短柱基础时，可以根据相关的规定要求，在主轴方向上设置两个构造基础拉梁，基础拉梁的截面宽度应该在柱中心的1/20-1/30为宜，高度应该选取柱中心的1/12-1/18为宜，对于构造结构拉梁而言，可以选择取值范围的下线。当拉梁柱上存在一些填充墙或楼梯柱传来的荷载时，拉梁截面应该进行一定的加大，得到的配筋应该与构造配筋进行叠加，构造基础拉梁顶标高通常与基础高或短柱项标高相同。在这种情况下，基础可按偏心有受压基础设计。当框架底层层高不大或者基础埋置不深时，有时要把基础拉梁设计得比较强大，以便用拉梁来平衡柱底弯矩。
四、结构计算参数的正确选择
1、结构的抗震等级
工程设计中，各类房屋建筑首先应当根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)确定建筑类别。对于丙类建筑，其地震作用均按本地区抗震设防烈度计算。对于乙类建筑，地震作用应符合本地区抗震设防烈度的要求，但是抗震措施在一般情况下，当抗震设防烈度为Ⅵ～Ⅷ度时，应符合本地区抗震设防烈度提高一度的要求：当为Ⅸ度时，应符合比Ⅸ度抗震设防更高的要求。
2、设计基本地震加速度
抗震设防烈度为Ⅶ度时，设计基本地震加速度值分别为0.1g和0.15g两种，抗震设防烈度为Ⅷ度时，设计基本地震加速度值分别为0.2g和0.3g两种。计算中应严格注意地震区的划分，选取正确的设计基本地震加速度值，这一项对地震作用效应的影响极大。
3、梁刚度放大系数
结构设计计算软件的梁输入模型均为矩形截面，未考虑因存在楼板形成T型截面而引起的刚度增大，造成结构的实际刚度大于计算刚度，算出的地震剪力偏小，使结构偏于不安全。因此计算时应将梁刚度进行放大，放大系数中梁取2．0、边梁取1．5为宜。
总之，钢筋混凝土框架结构虽然相对比较简单，但设计中仍有很多需要注意的问题，只有熟练地掌握规范，并具有良好的结构概念以及长期的设计经验总结积累，才能确保结构设计质量。
参考文献
1、梁俊成，多层框架房屋结构设计中几个常见问题，科技资讯，2009(7)
2、徐军，多层框架结构设计中须注意的若干问题，城市建设理论研究（电子版），2011(23)
3、宋琦，浅议多层框架房屋结构设计中的常见问题，世界家苑，2011(9)
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。