钢筋混凝土多层框架房屋结构设计要点探析

程一帆

（黄山市城市建筑勘察设计院　安徽　黄山　245000）

钢筋混凝土多层框架房屋结构设计要点探析

程一帆

（黄山市城市建筑勘察设计院安徽黄山245000）

随着我国建筑行业的发展，钢筋混凝土多层框架房屋结构已经成为了我国建筑结构中的重要组成部分。其设计效果直接影响着建筑安全质量，也影响着建筑使用功能和经济效益，已经成为人们关注的焦点。本文根据钢筋混凝土多层框架房屋结构设计的工程实例，综合阐述了框架计算、基础拉梁层等几项要点中应注意的几个问题。

钢筋混凝土；多层框架房屋；结构设计；要点

1　引言

随着我国现代化的推进，建筑行业也取得了很大的发展。其中钢筋混凝土多层框架房屋结构，因其结构灵活、传力明确、抗震能力强以及整体性强等特点，在现代建筑中广泛应用。但由于我国钢筋混凝土多层框架房屋结构起步较晚，如果在设计时，不能进行充分全面地考虑，则很容易出现问题。不利于建筑工程的正常开展，甚至对建筑结构的质量与安全造成威胁。因此我们要对钢筋混凝土多层框架房屋结构框架设计过程中的问题进行分析，保证建筑结构设计质量和安全。

2　框架计算简图不合理

框架计算简图是钢筋混凝土多层框架房屋结构设计的重要内容。在对设计过程中，设计人员应充分考虑现场情况，依照具体结构进行设计计算。在无地下室的钢筋混凝土多层框架房屋结构框架中，独立结构位置较深时，基础梁位置一般设置在-0.05m左右。以某3层住宅楼为例，在钢筋混凝土多层框架房屋结构的框架简图设计计算中，建筑高3.3m，基础高度0.8m，埋深4.0m，基础拉梁深0.05m，室内外高差0.45m，抗震烈度小于Ⅵ度，建筑场地为二类。该住宅楼框架简图计算中的首层层高H1= 3.15m；层2层高H2=3.35m；层3层高H3=3.3m；层4层高H4= 3.3m。得到层高数据后要对框架柱底层柱脚弯矩设计值进行明确，在原设计值上乘以增大系数。

当基础埋深较浅时为了避免梁下部框架柱形成短柱，要将拉梁顶面标高于基础标高保持一致。在数据选取过程中要在拉梁上部框架高度上加入一层层高，将其作为第一层标准层计算高度。除此之外，还要对框架简图截面进行明确，依照框架数据构建电算程序系统，对上述数据进行电算化处理，得到最终计算数据。

3　基础拉梁层的计算模型不符合实际情况

在地梁层无钢筋混凝土楼板地面，采用SATWE或者SATWE-8等程序在计算框架的整体过程中，地面层楼板应采取0值为厚度单位，而并非直接定义全房间洞口。并对其弹性的节点进行定义，采用总刚分析法对其整体进行计算总结。在程序进行分析过程中，如果依据假定刚性楼面自动进行计算，则会与实际情况不符。梁加强平面结构示意图如图1所示。

图1　梁加固平面结构示意图

4　独立基础设计荷载取值不当

钢筋混凝土多层框架房屋结构通常选取柱下独立基础方式。高度在25m范围内并且不超过8层的情况下，如果软弱粘性土层不存在于主要地基持力层。通常情况下，一般民用框架房屋及与其基础荷载相当的多层框架厂房不需要验算其基础和地基的抗震承载力。但仍需对风荷载的影响进行充分考虑。所以在计算分析钢筋混凝土多层框架房屋时，必须将风荷载输入，否则将会导致基础设计配筋较少以及尺寸较小问题出现，对上部结构和基础本向的质量安全产生影响。

5　基础拉梁设计问题

在进行基础梁设计时，应对其基础埋深数据进行充分全面的考虑，使应力和埋深设计保持一致，避免对拉梁稳定性造成影响。设计时，如果基础埋深值较大时要尽量选取短柱基础方案，在其±0.000以下设置基础拉梁位置。在保证符合构造要求的情况下，对基础拉梁结构进行调整，构建梁加强结构，保证钢筋混凝土多层框架房屋结构设计的有效性，具体结构见图1。常规设计中基础拉梁截面中心距可以选取为柱中心距的1/20左右，高度可以选取为1/12～1/16左右，且保证满足最小配筋率。适当情况下还可以对配筋进行叠加，依照结构构造及短柱标高确定配筋叠加数据。

6　框架结构问题

在传统钢筋混凝土多层框架房屋结构设计的过程中，设计人员常在框架结构中设置楼电梯小井筒。这种设计在很大程度上影响了框架结构稳定性，对钢筋混凝土多层框架房屋安全质量具有一定的影响。楼电梯小井筒可以造成框架结构地震剪力下降，加大钢筋混凝土多层框架房屋施工难度。在施工过程中，设计人员需要设置隔墙，适当进行开洞、隔缝等，容易造成框架结构刚性受到影响。因此在框架结构设计时要避免设置楼电梯小井筒，通过钢筋结构代替小井筒。依照框架抗震等级及抗震要求确定框架配筋，构建对应框架结构。在框架钢筋结构中的楼电梯及水箱间进行设置时要对其框架承重进行全面分析，依照墙体承重指标确定该部分结构框架承重系数。

7　结构计算中几个重要参数的合理选取

所有的计算机计算结果，应经分析判断确认其合理、有效后方可用于工程设计。通常情况下，计算机的计算结果具体与楼层侧向刚度比和地震剪力系数、结构的自振周期、质量和振型参系数、梁、柱、墙和板的配筋和墙柱的轴压、框架抗震墙结构抗震墙承受的地震倾覆力矩、柱底部截面和底层墙的内力设计值、超筋超限信息以及总地震倾覆力矩的比值等。应依据在施工图设计过程中的实际工程状况，并结合空间设计程SATWE和有限元为例进行计算，科学合理的对参数进行选择。

7.1梁、柱箍筋间距选取

钢筋混凝土多层框架房屋结构设计中梁、柱箍筋间距要与《建筑抗震设计规范》中的规范间距一致。一般设计中，梁、柱箍筋加密区间距可以为100mm左右，非加密区间距可以为200mm左右。在计算过程中设计人员要依照梁、柱箍筋体系及梁、柱结构状况对系统进行明确，对数据进行电算化计算，确定柱箍筋、梁的数目和直径。加密区梁、柱箍筋直径与非加密区相比，相对要较高，并保证其最小构造配筋要求。梁体中心箍筋应结合钢筋混凝土多层框架房屋结构的抗扭和抗剪需求，并适当调整其密度。

7.2地震力的振型组合数

高层建筑中，在进行计算考扭转耦联过程中，假设不能全面充分的考虑地震力的振型组合数的情况时，振型组合数数值做少要取到3；如果房屋的层数小于2时，振型数直接取层数。如果振型数大于3，振型组合数最好小于层数且取3的倍数；假设结构刚度较大或层数较多时，应直接取振型数。当出现多塔结构、结构有转换层以及顶部有小塔楼时，振型数取值应大于12，但与房屋层数相比，不能多于3倍；当结构存在不规则情况时，应结合扭转耦联进行全面考虑，振型数的取值最好大于9；依照相关规定，可按照振型参与质量达到总质量（即有效质量系数）的90%以上，确定所需的振型数。选取正确的振型个数具体可采SATWE等程序进行参与质量的比值进行输入。

7.3地下室层数的输入处理

地下室大多也设置于钢筋混凝土多层框架房屋结构中。因为其隔墙较少，一般多选用筏板式作为基础。在地下室参数电算过程中，应同时输入上部结构和地下室层数，并依据实际地下室层数在总信息进行填写。此外进行抗震计算过程中，框架底层柱底截面的弯矩设计值，计算程序会自动对乘，从而使系数增大。并且比较分析对每层的侧移刚度，以便可对房屋的嵌固位置进行准确的判断，并作出调增，通过有针对性的抗震构造措施，从而对楼板的最小配筋率及厚度进行保障等；当出现竖向不规侧的结构时，不单要对薄弱层进行验算，还需使其地震剪力，与1.15的增大系数相乘。在结构总体计算过程中，如果实际输入的层数多于填写在总信息中层数，则会使弯矩设计值的增大系数乘错位置。

7.4结构周期折减系数

因为存在填充墙，抗震墙及框架结构的实际刚度，计算周期与计算刚度比实际相比，相对较大。所以，地震剪力的计算结果也就相对偏小，致使结构存在安全隐患。所以有必要对在结构中折减计算周期，但要对计算周期的折减系数进行适当控制，不能过大。进行砌体填充墙时如果全部采用轻质墙体板材进行填充时，折减系数应为0.9。假设只采用纯框架，无墙，可以不折减计算的周期。砌体填充墙选用轻质砌块或较少的情况使，数值选取可在0.7～0.8左右；并且周期折减系数的选取范围应在0.6～0.7的范围内。

8　结束语

钢筋混凝土多层框架房屋结构已经成为了我国建筑结构中的重要组成部分。其设计效果直接影响着建筑安全质量，也影响着建筑使用功能和经济效益，已经成为人们关注的焦点。但由于钢筋混凝土多层框架房屋结构在我国的发展时间较短，设计内容还不完善，框架结构中还存在一些问题，这在很大程度上限制了我国多层框架房屋结构的发展。从设计核心问题着手提升结构设计效果，加大结构设计分析力度已经成为钢筋混凝土多层框架房屋结构设计研究工作中的重中之重。

[1]陈嘉俊.论多层框架房屋结构设计中的几个要点[J].四川建材，2007（2）.

[2]程伟权，张文光.浅析建筑全框架结构及框剪结构设计布置[J].今日科苑，2009（2）.

[3]丁爱民.钢筋混凝土多层框架房屋结构设计核心问题要议[J].河南建材，2014（5）.

TU375.4

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1673-0038（2015）41-0096-02

2015-9-28

程一帆（1985-），男，助理工程师，本科，从事结构设计工作。