多层框架结构建筑设计探讨
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摘 要 建筑结构设计不仅需要考虑方方面面的因素，还需要保证结构科学合理、经济适用和安全稳定，可在多层框架结构建筑设计中，时常会出现一定的不足和缺陷。对此，本文以建筑多层框架结构设计现状为切入点，重点探讨了其设计要点和细节，希望对改善多层结构建筑设计质量和水平有所帮助。
关键词 多层框架结构建筑;设计;配筋
多层框架结构在当下的建筑设计中十分常见，且在安全性和稳定性方面彰显了优势，随着人们对建筑功能和造型要求的提高，设计也应紧跟步伐，然而在现实中多层框架结构建筑设计问题层出不穷，弱化了建筑的实际性能，需要引起重视，并采取有效的技术措施予以改进和优化。
1 多层框架结构建筑设计现状
框架结构是利用刚接或铰接工艺连接梁和柱而形成的一种承重结构，不仅自重轻、可灵活分隔空间，还经济、适用性强[1]。随着当下建筑高度的增加、功能的丰富和造型的个性化，多层框架结构应用的越来越多，不可否认，它的确有助于满足建筑要求，改善建筑结构的刚度和抗震性能，但这是以科学而完善的设计为前提的。
然而多层框架结构建筑设计现状并不乐观，会因多種多样的设计缺陷限制多层框架结构优势的发挥。如多层框架结构的设定是以计算的简图数据为重要依据的，若简图本身便不合理，会直接影响框架成型，间接造成多层框架结构的荷载设计值与实际值不符，从而大大弱化框架结构的应用效果，可以说简图计算不合理是当下多层框架结构建筑设计的主要问题。同时配筋设置问题也比较突出，包括配筋率通常比较偏低，若此时遇到地震，框架中的角柱容易在强大的扭转剪力和双向的弯矩作用下严重损坏横梁与内柱，或者是调整配筋时有失合理，影响后续的电算结果，进而严重影响整个框架的性能[2]。此外，在多层框架结构建筑设计中还经常忽视梁裂缝宽度这一因素，为建筑安全性能和抗震能力的发挥埋下了隐患。可见，无论上述哪种问题出现，均不利于多层框架结构正常发挥优势，必须予以妥善预防和处理。
2 多层框架结构建筑设计探讨
前文只是对多层框架结构建筑设计的常见问题作了简单的分析，其实在实际的设计工作中需要注意的事项还有很多，下面就其设计要点和细节进行阐述：
2.1 重视地基设计和简图计算
对于多层框架结构来说，可靠的地基设计十分重要，这就需要设计人员在了解建筑所在地的地质条件、水文状况、建筑功能要求等信息的基础上将地基变形、承载力、成本等因素纳入考虑范围，然后确定合理的基底尺寸，在此基础上再着手设计持力层，此时应注重对土层物性、荷载、力学要求等因素的分析，特别是随着建筑高度的增加，非常有必要在计算出基础截面后选择合适的承重框架，根据实际情况选择横向、纵向或纵横混合布置方向。在计算简图时必须遵循相关规范，并注重计算的科学性和合理性，如在多层框架建筑结构没有地下时要按照层计算基础拉梁，当地基约束力不同时要根据不同的层数分别输入计算和复算，以提高简图的合理性。
2.2 优化框架的抗震性能设计
针对抗震设计应对建筑类型、高度、地理地势、位置等进行综合分析和考量。一般情况下，除了适当增加结构强度并降低计算周期外，还应科学控制基础拉梁比例，若建筑埋深较浅可沿着主轴方向设置拉梁，若建筑埋深较高，则需要引入短柱，但在设计短柱截面尺寸时不应简单的根据上下柱的刚度来确定，应同时考虑其顶端的嵌固端。然后基于对“强柱弱梁、强剪弱弯”概念的理解，将框架塑性铰设在梁体端部位置，通过使其吸收一定的地震能力，结合变形强化框架结构的延展性，进而降低地震对结构的破坏;同时借助简化的结构模型，分析地震情况下的弹塑性数据，利用时程分析法得出当地震强度增大时，梁柱抗弯承载力比需求会随之增大的规律，所以在难以计量梁高度值时选择最大值以免因梁刚度偏小而造成过度抗弯，并尽量选择最小的梁端负筋值以及严格控制其负筋量，使其低于实际的需求值等[3]。
2.3 加强柱配筋的设计和调整
配筋对多层框架结构起着补充作用，有助于优化其结构的完整性，所以必须保证配筋质量合格、数量合理、位置合适。在计算配筋是需要先分析多种内力作用下框架柱的强度要求，然后在满足这一前提下以最不利的方向计算框架配筋，通过对比同一方向的配筋后选择较大的值进行对称配筋，其中控制柱既要周边设有均匀的配筋，也要保证单侧设有6根以上的纵筋;针对梁配筋设计，为保证其更加稳定应该根据具体情况适当增加主次梁相交位置的吊筋和箍筋;若多层框架结构的地基土质不均匀或者土层较厚，且有着较大的水平尺寸和垂直尺寸，建议适当增大配筋量，并在横向和纵向设置基础梁，必要时配以加密箍筋等。为进一步发挥配筋作用，增强结构稳定性能，可增大柱内纵筋纵截面，一般超过计算值的1/4即可，同时柱配筋可设为计算值的1.2～1.6倍，普通柱、边柱、角柱可分别增大至计算值的1.2倍、1.3倍、1.4倍，以防上述梁柱在地震作用下出现偏心受拉，当然具体数值还应视情况而定[4]。此外，还需对框架柱箍筋作井字形处理，并采用三级焊接其底部结构，确保其箍筋直径超过8mm，配筋率大于3%。
由于多层框架结构是层层相扣、通力协作的，所以应该设计多道防线来应对强大的破坏力，并注意容易忽视的细节，如基于对框架外挑梁荷载情况的分析优化配筋设置以提高其承载力，不建议将其配筋延伸至外挑梁之外;在处理梁裂缝宽度方面虽然没有特别明确而具体的数值规定，但是裂缝是允许存在的，关键在于需要根据受力和荷载分析科学计算其宽度和数量。
3 结束语
综上所述，多层框架结构优势显著，已在建筑行业得到了广泛应用，但设计问题却在一定程度上制约了其更好的推广，因此设计人员应充分认识设计缺陷的严重危害，明确设计重点和薄弱环节，然后结合建筑实际情况，采用科学而先进的技术方法，切实增强多层框架建筑结构的整体性能，使其更好地满足人们的需求。
参考文献
[1] 郭春波.多层建筑框架结构设计的相关探讨[J].建材与装饰，2018，（29）：123.
[2] 朱立光.基于工业与民用建筑多层框架结构设计的探讨[J].绿色环保建材，2018，（05）：89.
[3] 岳晓愿，韩哲.民用建筑多层框架结构设计基本原则与要点探析[J].科技风，2018，（11）：198.
[4] 姜维浩，王志新.建筑设计中多层框架的结构设计[J].民营科技，2018，（03）：133.
作者简介
黄峰（1966-），男，山东省淄博市;学历：大学本科，高级工程师，现就职单位：淄博市鲁中勘察设计审查咨询中心，研究方向：建筑工程施工图审查。
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