多层框架房屋结构设计中的要点分析

多层框架房屋结构设计中的要点分析【摘要】：本文围绕多层框架房屋结构设计中的关键问题进行阐述，并对框架结构设计中值得注意的问题进行了具体的分析。【关键词】：多层框架机构结构设计要点分析中图分类号：TU318文献标识码：A文章编号：一、多层框架结构施工方案与选择框架结构是由梁、柱、节点及基础组成的结构形式。以梁和柱为主要的承重构件，其承重结构和围护、分隔构件完全分开，墙只起围护、分隔作用。框架结构建筑平面布置灵活，空间划分方便，易于满足生产工艺和使用要求，构件便于标准化，具有较高的承载力和较好的整体性。框架结构在水平荷载下表现出抗侧移刚度小，水平位移大的特点，属于柔性结构，故随着房屋层数的增加，水平荷载逐渐增大，就将因侧移过大而不能满足要求；或形成肥梁胖柱而不经济。1、多层框架结构的承重方案在这个体系中，平面框架是基本的承重结构，按其布置方向的不同，框架体系可以分为下列三种：（1）横向框架承重方案：一般房屋常采用在这种布置方案中，主要承重框架沿房屋的横向布置。沿房屋的纵向设置板和连系梁。（2）纵向框架承重方案：在这种布置方案中，主要承重框架沿房屋的纵向布置。沿房屋的横向设置板和连系梁。（3）纵横向框架混合承重方案：在这种布置方案中，主要承重框架沿房屋的纵、横向布置。2、框架结构施工方法框架结构的种类，按照施工方法划分:现浇整体式、装配整体式和装配式三种。（1）现浇整体式框架：梁、柱、楼盖均为钢筋混凝土现浇，其整体性强、抗震性能好，缺点是：现场施工工作量大、需要大量模板。（2）装配式框架：梁、柱、板均预制，通过焊接拼装连接成整体。预制构件，可实现标准化、工厂化、机械化生产，速度快、效率高；缺点是整体性差，抗震能力弱，焊接接头处须预埋连接件，用钢量增加。（3）装配整体式框架：梁、柱、板预制，构件就位后，焊接或绑扎节点区钢筋，浇筑节点区混凝土，形成整体结构。兼具上述两种框架结构优点，但是，其节点区现场混凝土施工复杂。二、框架结构设计中的荷载多层结构房屋一般受到竖向荷载和水平荷载的作用。竖向荷载包括恒荷载、楼层使用活荷载、雪荷载、吊车荷载及施工活荷载等。水平荷载包括风荷载和水平地震作用。1、竖向荷载的最不利布置作用于框架结构上的竖向荷载包括恒荷载和活荷载。恒荷载是长期作用在结构上的荷载，任何时候必须全部考虑。在计算内力时，恒荷载必须满布，但是活荷载却不同，它有时作用，有时不作用。各种不同的布置就会产生不同的内力，因此应该由最不利布置方式计算内力，以求得截面最不利内力。2、风荷载的布置风荷载可能沿某方向的正、反两个方向作用。在对称结构中，只需进行一次内力计算，荷载在反向作用时，内力改变符号即可。三、变形缝的设置要点沉降缝是为了避免地基不均匀沉降在房屋构件中产生裂缝而设置的，沉降缝必须将房屋连同基础一起分开。沉降缝由于是从基础断开，缝两侧相邻框架的距离可能较大，给使用带来不便，此时可利用挑梁或搁置预制梁、板的方法进行建筑上的闭合处理。伸缩缝的设置主要与结构长度相关。当结构的长度超过规范规定的容许值时，应验算温度应力并采取相应的构造措施。沉降缝的设置主要与基础受到的上部荷载及场地的地质条件有关。当上部结构荷载差异大、地基土的物理力学指标相差较大等应设沉降缝，可利用挑梁、搁置预制板或预制梁等办法做成。防震缝的设置主要与建筑平面形状、高差、刚度、质量分布等有关，防震缝的设置，应使结构单元简单、规则，刚度和质量分布均匀，避免地震作用的扭转效应，同时为避免地震时各单元之间发生相互碰撞，防震缝宽度应满足规范要求。四、框架梁柱的截面配筋与连接要点1、框架横梁梁的配筋计算包括正截面抗弯和斜截面抗剪配筋，一般按受弯构件进行。纵向受拉钢筋应满足配筋率及裂缝宽度的要求。纵筋的弯起和截断位置，应根据弯矩包络图确定。但当q/g3时，或考虑塑性内力重分布对支座弯矩调幅时，可参照比重进行布筋。2、框架柱框架柱属偏心受压构件，一般采用对称配筋，在中间轴线上的框架柱，按单向偏心受压考虑，边柱按双向偏心受压考虑，框架平面外尚按轴心受压构件验算。框架柱截面尺寸还可以根据所承受的竖向荷载及轴压比限值来估算，其中框架柱的轴向力设计值可根据其支撑面积上的恒载及活载估算。柱的剪跨比宜大于2，以避免产生剪切破坏，在设计中，楼梯间、设备层等部位难以避免短柱时，除应验算柱的受剪承载力以外，还应采取措施提高其延性和抗剪能力。3、梁、柱连接框架梁、柱中心线宜重合。当梁柱中心线不能重合时，在计算中应考虑梁荷载对柱子的偏心影响。为承托隔墙而又要尽量减少梁轴线与柱轴线的偏心距，可采用梁上挑板承托墙体的处理方法。梁、柱中心线之间的偏心距不宜大于柱截面在该宽度的1/4。框架沿高度方向各层平面柱网尺寸宜相同。柱子截面变化时，尽可能使轴线不变，或上下仅有较小的偏心。当某楼层高度不等形成错层时，或上部楼层某些框架柱取消形成不规则框架时，应视不规则程度采取措施加强楼层，如加厚楼板、增加边梁配筋。五、框架结构的抗震设计要点对框架结构进行抗震设计时不得采用部分由砌体墙承重之混合形式。框架结构中的楼、电梯及局部突出屋顶的电梯机房、楼梯间、水箱间等，应采用框架承重，不应采用砌体墙承重。框架结构中有填充墙时，填充墙在平面和竖向的布置，宜均匀对称，一、二级抗震的框架，宜采用轻质填充墙，或与框架柔性连接的墙板，二级且层数不超过五层、三级且层数不超过八层、四级框架等情况才可考虑粘土砖填充墙的抗侧力作用，但粘土砖填充墙应符合下列要求：避免形成上、下层刚度变化过大；避免形成短柱；减少因抗侧刚度偏心所造成的扭转。抗震设计时，填充墙及隔墙应注意与框架及楼板拉结，并注意填充墙及隔墙自身的稳定性；抗震设计的框架结构中，当楼、电梯间采用钢筋混凝土墙时，结构分析计算中，应考虑该剪力墙与框架的协同工作。如果在框架结构中布置了少量剪力墙(例如楼梯间)，而剪力墙的抵抗弯矩少于总倾覆力矩的50%时，则规范要求该结构按框架结构确定构件的抗震等级，但是内力及位移分析仍应按框架-剪力墙结构进行，否则对剪力墙不利。参考文献：1张恒.浅析高层建筑结构的安全