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多层建筑结构设计中框架结构的问题分析与控制措施

发表时间：2021/5/19 来源：《基层建设》2020年第35期作者：袁浩清

[导读] 摘要：当前建筑工程项目中，多层建筑结构的应用范围最为宽泛，其框架结构设计质量能够直接影响到整个建筑工程的稳定性、实用性。

        万禹工程设计有限公司广东东莞 523000
        摘要：当前建筑工程项目中，多层建筑结构的应用范围最为宽泛，其框架结构设计质量能够直接影响到整个建筑工程的稳定性、实用性。因此，必须对多层建筑结构设计中框架结构设计进行全面的加强。但是在实际设计过程中，却存在很多问题，本文也会针对这些设计问题进行着重分析，并根据相应的标准要求，提出可靠的处理措施，以便有关人士参考。
        关键词：多层建筑结构；框架结构设计问题；控制策略；研究分析
        引言：
        在建筑业快速发展的今天，人们对建筑功能及造型设计也提出了新的要求，尤其是对多层建筑结构设计的要求，既要确保其整体框架结构的美观性和稳定性，又要满足人们的审美需求及安全使用需求。基于此，相关设计人员在多层建筑结构设计中，就要对其框架结构问题进行充分的考虑，不但要掌握框架结构的设计原则，而且还要对其各阶段的设计要点进行全面掌握。所以在结构设计这方面，我们要不断提高自身的专业水平，这样才能达到理想的建筑设计效果，将多层建筑的利用价值最大化。
        1.框架结构概述
        所谓框架结构，是指由梁、柱及其它衔接构件所组成的建筑结构，其在建筑工程项目中占有着很重要的位置，不仅是建筑结构的主体部分，也是其最关键的承重系统，可以很好的承担建筑物的水平荷载及垂直方向的荷载。另外，框架结构具有一定的灵活性，能够将建筑墙面分成多种不同功能的墙体，如：围墙、分隔墙以及其他墙体等。因此，在当前大部分建筑结构设计中，框架结构有着很高的应用率。具体应用优势可以从以下几个方面去体现：首先，在实际施工时，框架结构设计由于所需的墙体承重材料较少，所以这也相对会减少施工原材料的用量，进而帮助相关施工单位节省一定的资金成本；其次，由于框架结构设计中，墙体承重功能会相对减弱，所以墙面装饰的灵活性就会大大增强，这样就需要采用新材料、新技术来减轻建筑整体的重量，才能确保框架结构的稳定性；第三，框架结构在设计过程中，可以完全规避以往墙体承重位置布局的限制，实现大规模生产以及标准化施工，进而给建筑业的更向前发展打下了良好的基础；最后，框架结构可以很好的确保建筑工程的施工效率，由于其柱梁都是批量生产，可以与混凝土浇筑技术进行紧密的结合，所以可以大大提升建筑结构的刚度和稳定性，缩短施工周期，满足人们对建筑空间利用需求[1]。
        2.多层建筑设计中框架结构设计原则分析
        2.1刚柔并济原则
        在对多层建筑框架结构进行设计时，相关设计人员应对外力作用所带来的影响进行充分的考虑，如：大风、地震等外力作用，尽可能遵循刚柔并济原则进行设计。因为若是多层建筑框架结构的柔性过大，虽然可以很好的抵御与削减外力作用的影响，但若是外力持续施加的情况下，就会导致建筑结构出现严重的变形或整体损毁等不良情况；反之，若是框架结构设计刚度过大，就会导致建筑结构经常受到瞬间作用力所影响，最终同样会出现整体或局部毁坏的现象。
        2.2层层设防原则
        在多层建筑结构设计中，要想最大化提升框架结构的安全性，就要按照层层设防原则来对其进行设计，这样才能实现建筑结构的通力合作，增强建筑工程的稳定性，从而有效应对各种强大外力作用所影响。例如，在土建结构中，可以通过多肢墙以及框架剪力墙的设计来体现层层设防的优势，从而更好的提升建筑工程质量[2]。

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        3.多层建筑框架结构设计问题及相关处理措施分析
        3.1基础系梁设计问题及处理措施
        在多层建筑框架结构设计中，基础系梁设计问题一般集中在承台埋深方面，因此，必须根据工程的实际情况，按照多层建筑框架结构的设计标准来确保承台埋深的合理性，不能过浅也不能过深。与此同时，还要按照短柱处理方式对埋设部分进行科学的处理。另外，还要对多层建筑结构的抗震性进行充分的考虑，尽量沿着建筑物主体的两轴方向进行基础梁安装，并保证截面高度与多层建筑设计要求相吻合。此外，还要对基础梁的荷载承担能力进行相应的加强，尤其在楼梯柱、填充墙等方面的荷载承担能力，必须通过适当增加梁的截面积，利用混凝土填充基础梁与锥形斜坡之间的空隙等措施来实现，这样才能有利于基础梁后续浇筑施工工作的顺利开展，最大化提高多层建筑结构的稳定性。
        3.2薄弱层设计问题及处理措施
        该多层建筑框架结构设计问题主要集中在薄弱层的处理和准确判断这两大方面上。为了使其得到有效的控制，在项目建设中，相关工作人员应采取以下几方面措施对薄弱层问题进行有效处理：首先，不仅要加大薄弱层柱截面和梁截面，而且还要在适宜的条件下，适当调整墙的厚度，这样才能有效规避薄弱层问题的发生；其次，工程设计人员要根据自身的工作经验，按照相应的规范标准利用计算机软件对薄弱层问题件直接指定；第三，要在计算机软件的基础上，结合相应的设计规定来对薄弱层问题进行准确判定。例如，针对楼层承载突变或不规则的结构抗侧移刚度，可以直接将其纳入到薄弱层处理方案中。但若是楼层承载力不符合相关标准要求，或是竖向抗侧力构件未进行紧密连接时，可采取强制认定方式判定其为薄弱层问题；最后，要对薄弱层的屈服强度系数进行精确的计算，进而根据最终的计算结果来确定弹塑性变形系数。但若是弹塑性变形系数不符合相关设计标准，则要立即重新调整框架结构布置方案，这样才能达到理想的处理效果[3]。
        3.3纵向框架设计问题及处理措施
        为了进一步提升多层建筑的抗震性能，相关设计人员在进行框架结构设计时，必须同时协调开展纵向框架设计与横向框架设计工作。与此同时，还要强化纵向普通的连续梁设计，在主梁和次梁上部筋相应位置处设置系梁的吊筋以及柱间结构。并且还要按照相互穿插的方式合理布置横纵梁，这样才能实现对多层建筑结构横纵向外力作用的有效分散与缓冲，进而最大化保障横纵向框架设计质量，更好的提升建筑的抗震能力和稳定性。
        3.4短柱设计问题及处理措施
        在多层建筑框架结构当设计中，当柱的净高与截面高度之间的比例低于4、剪跨比低于2时，就会形成短柱。由于该柱的受剪承载力和变形能力较低，所以一旦发生地震，就会导致建筑物出现严重的损坏现象。因此，为了避免这种问题的发生，相关设计人员就要对短柱的产生原因进行深入的分析。通常，该问题主要是由于以下两方面原因所致：第一，当楼梯间半休息平台或结构局部出现错层现象时，就会导致两个框架梁之间的柱净高逐渐变小，进而形成短柱问题；第二，当多层建筑结构中某层框架柱两侧有一侧未设置填充墙，则该侧柱的净高与截面积之间的比例就会低于4，进而形成短柱问题。由此可见，只有不断提升柱的抗剪承载力与变形能力，才能有效规避该框架设计问题的发生。在具体实施过程中，要均匀布置短柱纵向钢筋，保证各侧纵向钢筋配筋率处在1. 2%范围内等，这样才能达到良好的处理效果，保证整个多层建筑工程的建设质量。
        结束语：
        综上所述，在多层建筑框架结构设计中，经常会出现各种问题，如：基础系梁设计、短柱设计、纵向框架设计以及薄弱层等设计问题。这些问题的产生，会大大降低多层建筑的稳定性和抗震性，因此，必须及时采取有效措施进行处理。与此同时，还要掌握多层框架结构设计要点和设计原则，提高相关设计人员的专业化水平，这样才能达到理想的设计效果，从根本保障多层建筑的质量安全。
        参考文献：
        [1]张科. 多层建筑结构设计中框架结构的问题分析与处理[J]. 科技资讯，2019，（08）：83-84.
        [2]张媛媛，刘志江. 多层建筑结构设计中框架结构的问题分析与处理[J]. 装饰装修天地，2019，（06）：229-230.
        [3]尹晓娇，张璐. 多层建筑结构设计中框架结构的问题分析与处理[J]. 信息化建设，2020，（02）：89-90.