多层建筑结构设计中框架结构问题浅析
摘要：近年来，随着我国社会经济的发展，人们的生活条件获得显著改善，相应的也越来越重视房屋建筑需求，而传统建筑结构与人们在房屋建筑功能性上的追求存在很大差距，在这种情况下，框架结构应运而生。该结构能够为建筑设计尤其是多层建筑设计提供一个全新的途径，不仅自重轻且能够灵活地分隔室内空间，因此，一出现就引起了整个建筑行业的高度重视。
关键词：多层建筑；结构设计；框架结构；问题分析
当前，框架结构在建筑行业发展过程中是一种比较常见的建筑结构形式，凭借其本身所具有的一系列优点而被广泛地应用到建筑施工中，诸如灵活性强、整体性好、抗震性能高、满足人们的个性化需求等，在多层建筑框架结构设计中也逐渐成为一种重要的结构形式。同时，随着建筑规模的扩大，多层框架结构设计日益增多且渐趋复杂，在这种情况下所造成的结构设计问题逐渐增多。
1框架结构概述
1.1框架结构的基本概念
框架结构是由梁和柱共同组成的框架来承受房屋全部荷载的结构。框架结构体系是利用梁柱组成的纵横两个方向的框架形成的结构体系。它同时承受竖向荷载和水平荷载。其主要优点是建筑平面布置灵活，可形成较大的建筑空间，建筑立面处理比较方便。主要缺点是横向刚度小，当层数较多时，会产生过大的侧移，易引起非结构性构件（如隔墙，装饰等）破坏进而影响使用。当前，在许多结构中的主要承重结构就在于框架结构，承重墙不再选择建筑墙体，以此可以确保建筑墙体具有更加灵活的功能，其主要包括围墙、隔墙与其他墙体等。同时，具体在设计框架结构时，因为墙体不再选作承重墙，因此可以更灵活地使用材料，装修方面也极具灵活性。诸如，通过新型墙体材料、保温材料的应用，能够帮助建筑最大限度地降低自身重力，从而可以最大限度地满足建筑本身的需求，能够进一步提高建筑整体的稳定性与美观性。
1.2框架结构特性分析
第一框架结构在实际施工、运营过程中有助于减少墙体重量，致力于原有建筑材料的节省，这对于提高施工企业的运营效率和强化控制工程造价至关重要。第二，基于框架结构本身的灵活性，能够在设计过程中为整个建筑框架质量提供充足的保障。第三，基于框架结构承重墙本身所具有的功能，在实际设计过程中能够有效避免承重墙在中原地区的位置限制，便于实现生产规模化、施工标准化，从而能够推动建筑行业的发展。第四，与其他建筑结构相比，框架结构的施工效率高，能够充分满足建筑结构在整体性与刚度方面的要求，为进一步提高建筑整体的安全性、稳定性，就需要将混凝土浇筑技术结合起来。
2多层建筑结构设计中框架结构问题分析
2.1不重视纵向框架结构
基于建筑抗震性能方面的要求，为了更好地承担水平地震作用，框架结构有必要结合两个主轴方向的抗侧力，但是，设计人员在设计多层建筑结构时侧重于纵向连续梁的设计，导致框架纵梁、梁柱节点与建筑框架抗震需求之间存在很大差距。同时，在建筑其他方面存在不少问题，为此设计人员在框架结构的设计过程中必须高度重视纵向、横向框架的设计。
2.2不重视框架结构薄弱层的设计工作
在实际设计过程中，一些设计人员对框架中的薄弱层问题缺乏足够的重视。也正因如此，极易对建筑物本身的抗侧移刚度、抗震性造成很大影响。而建筑出现薄弱层的一个重要原因就在于竖向连续性抗侧力的缺失。2.3施工图与相关规定要求不符设计人员设计制作的施工图纸通常比较简单、粗糙，图纸类型单一，缺少相关大样详图，导致无法完全地反映工程。同时，施工图纸在实际设计过程中许多问题没有交代清楚，设计依据缺失，设计参数与安全等级也没有明确标明。
2.4短柱问题
针对纵向框架设计、横向框架设计，必须引起设计人员的高度重视，但是，实际设计时一些人员侧重于纵向普通连续梁的设计，导致框架结构本身的抗震性能无法得到充分满足，再加上梁支座负筋配置不足，极易造成短柱问题。之所以造成这种情况，原因主要在于：建筑结构局部存在错层，相应的会减小框架梁的框架柱净高；设计人员不能科学地设置填充墙，在框架柱两侧一部分存在填充墙一边没有的情况，导致二者存在一定净高差而形成短柱。
3多层建筑结构设计中框架结构问题的解决
3.1优化纵向框架设计
在设计多层建筑框架结构时，有必要按照建筑物本身的抗震性能，对横向框架、纵向框架进行协调配合。同时，设计人员需要强化设计纵向框架，还需要将其与横向框架结合起来，确保二者能够形成一种合理性，这对于建筑物整体稳定性、抗震性能的提升十分有帮助。
3.2优化处理薄弱层
受框架结构中薄弱层的影响，相应的会直接影响建筑物本身的抗震性能，为此在框架结构的优化设计过程中必须对薄弱层进行优化处理。在确定薄弱层时，有必要将框架结构的设计规范、工作经验结合起来。关于框架结构设计数据的分析需要借助工作软件来完成，然后，对相关数据（结构抗侧移刚度、楼层承载力等）进行科学的比较、分析，借助软件将薄弱层确定下来。若楼层竖向抗侧力构件不具备连续性、建筑荷载力与相关要求不符，依然可以确定薄弱层。随着薄弱层的出现，设计人员必须及时采取一系列切实可行的补救措施，不仅需要对薄弱层的屈服强度系统进行科学的验算，而且需要验算结果设计弹性强度系数，若这一系数与工作要求不符，则需要有针对性地进行调整。
3.3完善建筑结构的设计图纸
设计人员在设计多层建筑框架结构时，有必要充分考虑工程施工中那些细枝末节的数据信息，在设计图纸中明确的标示清楚，不能为了方便而将某些信息省略掉。究其原因就在于：必须严格根据多层建筑框架结构设计图纸开展建筑工程的施工操作，一旦出现某些数据信息不明确、不清晰的情况，就会直接影响整个工程。同时，在图纸设计过程中要求设计人员的工作态度必须严谨、认真，不得马虎将就，即便是已经完工的设计图纸也需要进行反复的检查与考证，以此才能获得准确的图纸信息，且能够及时发现其中的问题，及时地查漏补缺，从而可以为整个建筑工程的施工质量提供充足的保障。
3.4优化短柱设计
短柱问题一旦发生在框架结构设计中，受地震作用的影响，导致短柱出现脆性破坏的可能性比较大，这是由于随着短柱抗剪承载力、变形能力的缺失，极易对建筑物的整体性造成很大的破坏，这也说明短柱问题在多层建筑结构设计中无法避免。关于短柱问题的处理，需要设计人员适当的增加柱本身的抗剪承载力，这对于提升其变形能力至关重要；在加密处理箍筋时可以借助复合箍筋，将钢筋纵向对称的布置在短柱上，要求纵向配筋率必须控制在1.2%以内，然后，结合实际情况来确定应用具体采用哪种处理方式，诸如外包钢板、X形配筋等。除此之外，有必要强化抗震设计。（1）确定梁的高度。为保证多层钢筋混凝土框架结构设计与相关抗震要求相符，设计人员需要对梁的高度进行充分考虑，如果一时不能将具体合理值确定下来，则最好选择较大地值，防止造成梁刚度过小的情况。（2）确定梁端负弯矩取值。该负弯矩在竖向荷载的作用下一般比计算值要大，尽管可以增加钢筋数量，但是，极易造成抗弯储备过高的情况。为此，在具体计算过程中有必要选择小的负弯矩钢筋值，并松弛跨内钢筋。鉴于当前设计队伍的专业化水平较低，为进一步提高工程建设质量，就必须致力于其专业化水平的不断提高。为此，有必要定期组织团队内部人员开展岗位培训，在招聘团队成员时，需重视专业人才的引进，同时，在实践过程中加强训练。
4结语
总之，多层建筑在现代化城市建设过程中是一种重要的发展趋势，但是，由于其本身存在一定复杂性、多样性，导致在设计方面经常会出现这样或那样的问题，为此相关设计人员有必要针对这些问题，制定一系列切实可行的处理措施，确保能够促进多层建筑框架结构稳定性的不断提升，从而可以充分保证整体建筑的安全性。
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贾鸿远 刘璇 南京金宸建筑设计有限公司
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