毛晓梦 严佳
衢州光明电力设计有限公司 浙江省衢州市 342000
摘要：为了实现建筑体个性控制需求、功能完善保证要求等，需要对民用建筑进行合理的项目结构设计，从结构稳定性、工程安全性、房屋抗震效果等进行优化，增加建筑结构的科学稳定要求。本文主要对民用建筑多层框架结构设计基本原则与要点进行探析。
关键词：民用建筑；多层框架；结构设计
一、多层框架结构设计的原则分析
1、框架结构类型的一致性要求
民用建筑采取多层框架形式时，需要充分加强该目标的落实，加强相关原则、结构一致性的考虑，避免多种结构共存状况的发生，尤其是针对电梯、楼梯区域中的设计，避免中部、局部突出等采取砖墙处理的形式。其原因在于框架结构属于柔性结构，砖墙属于刚性结构，二者融合程度差，无法保证后期协调共存，易发生变形危害。混合建筑体中，需要加强结构的一致性控制，避免整体建筑的危害导致后期质量缺陷和安全隐患。
2、短柱构造的设计分析
加强短柱构造对于民用建筑意义重大，而对于多层框架工程体，为了控制工程成本，柱体填充墙的处理中，一般无法达到顶棚，会出现墙面开孔、凿洞等状况，类似施工属于不规范的形式。期间发生短柱问题，短柱一般刚度大，易裂缝，易发生脆性错段等状况，增加了后期建筑结构破坏作用，严重时甚至会发生倒塌事故，为此，加强构造柱的合理设计具有重大意义。另一方面，为了满足多层框架底层侧向刚度要求，采用短柱基础减小柱计算长度是可行的。但不能仅按上、下柱的刚度比来确定短柱截面尺寸，并按以短柱顶为嵌固端进行简化计算，这样会导致梁及柱上端截面偏不安全。如果短柱高度与截面长边之比不大于1，可近似按以短柱顶为嵌固端进行计算。
3、框架梁的合理设计分析
现代民用建筑中，框架梁外挑为常见形式，为了保证满足工程实际需求，需要对钢筋混凝土柱结构进行合理设计控制，针对其中的施工环节进行结构优化，提高多层框架体的稳定性。框架梁的计算分析中，由于柱为偏心受压构件，所以务必要对悬臂梁梁端的协调变形状况进行考虑。对竖向构件参与结构进行整体分析，对梁跟柱之间的节点关系进行合理处理，从根本上将安全隐患消除。所以，在设计民用建筑多层框架结构时，务必选用专业的设计人员，切忌滥竽充数的问题。
二、多层框架结构设计注意要点分析
1、地基基础的设计
多层民用建筑的结构设计中，设计人员需要从实际工程勘察资料、地质水文条件等出发考虑，分析对应地基变形、承载控制要求等要素，针对天然地基，需要加强浅地基的合理应用。持力层设计前需要分析基础、上部结构的合理性，加强影响要素的分析，如载荷、土层物性、力学要求等，对建筑结构类型、地下水、以及建筑体型等各方面因素也需要加强考虑。针对现代施工，对于民用及工用建筑，均会将独立或者条形基础作为高层框架结构的基础，设计人员在对基础进行设计时，有必要将地基承载力及变形测量出来，计算出基础底面尺寸，在此基础上，计算出基础截面，布置好承重框架。根据承重框架布置的方向不同，可分为横向布置（a）；纵向布置（b）；纵横双向混合布置（c）。
2、抗震性的设计分析
抗震设计需要综合建筑结构类型、地理地势条件、高度功能等进行处理。根据《建筑工程抗震设防分类标准》，民宅以及办公楼等普通建筑归属于丙类建筑，因此需根据丙类建筑的要求开展建筑结构设计。振型组合数和结构层数之间存在正比关系，其同样为民用建筑项目结构设计的重要组成参数。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆民用建筑的框架结构中，一般需要设置填充墙，导致实际刚度偏小状况较为多见。此外，计算周期过长的状况也存在一定影响，地震设计是建立在计算周期的基础之上，导致抗震性能较预期偏低。为此，为了提高建筑体的抗震性能，需要降低计算周期、增加结构强度。另一方面，需要加强基础拉梁、比例控制的设计，保证多层框架结构具有合理的拉梁设计。对于建筑埋设深度过高的状况，需要进行短柱设计，提高抗震性能。埋设深度浅的工程可借助主軸方向拉梁设计提高抗震效果。再者，从抗震区域的传力体系、布置均匀度出发，需要借助以“强柱弱梁、强剪弱弯”等概念设计原则，预判塑性铰的大致位置。框架结构中，塑性铰若在柱体中发生，对应破坏作用强、变形小、抗震效果差。若布置于梁体的端部，可吸收部分地震能量，借助变形增加了结构的延展效果，降低破坏程度。影响“强柱弱梁”的主要因素包括柱梁抗弯承载力比、梁端钢筋超配、现浇楼板和材料强度的离散性等。根据“强柱弱梁”机制的结构受力特点，采用合理简化结构模型，通过20条强震记录的弹塑性时程分析，对柱梁抗弯承载力比需求n及其分布进行了分析研究，指出柱梁抗弯承载力比需求n随地震强度的增加而增大，并根据分析结果给出了不同抗震等级框架结构柱梁抗弯承载力比的设计建议。
3、科学调整民用建筑结构的框架柱配筋
为了保证多层框架结构的抗震性能，需科学调整框架结构的框架柱配筋。这是由于框架柱结构在受到地震作用时，其不同部分会受到不同的扭转剪力，特别是角柱，角柱遭遇双向地震作用，属双向偏心受力构件且扭转效应对内力影响较大，受力复杂，再加上横梁的约束相对来说比较弱，导致框架柱的震害程度要高于内柱。所以为了保证框架的抗震性能达到预期，需根据最不利的方向计算确定建筑的框架。其次还可以在计算好框架横方向配筋值以及纵方向配筋值之后，选择较大的配筋值，同时使用对称配筋这一基本原则，保证框架柱的配筋。一般在进行配筋计算工作时，需考虑以下情况：在地震的影响之下，抗震墙端柱、角柱以及边柱极易出现偏心受拉，就此柱内纵筋总截面需超过计算值的25%；另外框架柱的配筋需根据实际情况增大至计算值的1.2～1.6倍，一般中柱需要增大至计算值的1.2倍，边柱要增大至1.3倍，角柱要增大至1.4倍；为了使箍筋更好地捆绑约束所浇筑的混凝土，框架柱的箍筋手段需设置为井字形复合箍或者是菱形；需使用焊接方式连接二级与三级框架结构的底部加强结构以及底层柱底的纵筋，如果柱纵向钢筋结构的总配筋率大于3%，所使用的箍筋直径需超过8mm；由于多层框架在进行电算过程中，往往会忽略基础存在的不均匀沉降问题以及温度应力，所以如果地基土质不均匀或者是软弱土层较厚，与多层框架的垂直以及水平尺寸相对来说比较大时，需合理提升框架柱的配筋，同时于框架的纵向以及横向建立基础梁，需注意的是该处的配筋需根据框架梁加以规划设计，同时根据规范要求规定建立箍筋加密区，不可根据构造设置。
4、对框架梁裂缝宽度以及斜截面配筋进行有效调整
民用建筑结构设计人员需要着重处理框梁的裂缝宽度大小，一般裂缝的宽度会受到两方面因素的影响，也就是受力筋的直径大小以及纵筋配筋率，与构建所浇筑使用混凝土的强度等级影响，设计人员需要基于这两种因素，适当提升梁的配筋，同时合理地提升梁的横截面尺寸大小。另外，在使用计算机方法开展结构模型设计时，为了更好地计算内力组合以及裂缝宽度，需分开输入各个恒活载数值。为了更合理、科学地使用弯矩调幅，以保证电算结果的可靠性，可使用以下两种措施，也就是在对梁端固定弯矩进行调幅处理后，再合理分配力矩，也可以先以力矩分配方法为基础，将梁端弯矩准确计算出，再将结果和调幅的系数相乘，如此就能够更为合理、有效地应用弯矩调幅。
结束语
综上分析，民用建筑多层框架的结构设计需要考虑多方影响因素，保证系统完整性、结构稳定性，具有创新思维和严谨的工作态度。设计中需要相关作业人员具有专业能力强、实践经验丰富的要求，可充分应对多种工程地质条件进行处理。民用建筑中，需要保证设计质量、结构安全等要素的优化调整，促进建筑体后期应用功能的完整控制。
参考文献
[1]陈琼虹.民用建筑多层框架结构设计[J].科技与生活，2012（12）：122.
[2]姜岳.浅析民用建筑多层框架结构设计[J].居业，2016（10）：69-70.
论文作者:毛晓梦,严佳
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第21期
论文发表时间:2018/11/28
标签：框架论文; 民用建筑论文; 多层论文; 结构论文; 结构设计论文; 框架结构论文; 建筑论文; 《建筑学研究前沿》2018年第21期论文;