湖北华宇高科建筑设计咨询有限公司
摘要：本文分析了多层框架房屋结构设计中存在的主要问题，并指出了应在框架计算、基础拉梁层等方面需要注意的事项，以期为此后的结构设计提供更多的参考依据。
关键词：多层框架；房屋结构；设计要点
1.独立基础设计荷载取值不当
柱下独立基础属于多层框架房屋结构设计的使用重点，当地基受力层范围内不存在软弱粘性土层时，高度在25米以下且层数小于8的多层框架厂房可以不必验算基本的抗震荷载力。即在8度地震区域范围内，多数框架房屋不需要计算抗震荷载力。但在整个设计环节中也应考虑风荷载影响，因此计算多层框架房屋时必须输入风荷载，而实际施工期间，很多企业却忽视了风荷载的重要影响。同时，在设计独立基础环节时，顶面的外荷载只计算轴力以及弯矩的设计数值，这会导致框架基础的设计尺寸较小，甚至还应影响基础结构的安全性。
2.框架计算简图不合理
对于不存在地下室的多层框架房屋而言，在设计基础层时必须具备较深的埋置，一般在-0.05米范围内设置基础拉梁的，应将其按照一层输入。比如某学生宿舍楼具备三层钢筋混凝土框架结构，层高为3.3米，基础埋深为4米且基础高度为0.8米，且通过测定，此建筑的抗震等级为8级。设计过程中，工作人员按照三层框架房屋进行计算，假设框架房屋嵌固在-0.05米处的基础拉梁顶面，且与配筋共同建造设计，基础根据中心受压进行计算。但这种计算简图的选择并不合理，一方面，拉梁无法平衡柱脚弯矩；另一方面，框架结构底柱的高度应为基础顶面至首层顶面的高速。因此，上述建筑应按照4层的框架结构进行计算，基础拉梁层按照一层输入，必要时还应输入荷载力。
3.基础拉梁层的计算模型不符合实际情况
基础拉梁层不存在楼板，在利用电算程序系统计算整体框架时，楼板厚度应为零，并采用总刚计算分析方法。但在实际建设期间，虽然部分楼板厚度为零，但却并未采用总刚分析方法，计算时程序按照刚性楼板进行假定计算，以致引起房屋平面不规则问题。
4.基础拉梁设计不当
党多层框架房屋基础埋深值较大时，为了减小底层柱计算长度，应在恰当的位置做好基础拉梁的设置工作，按照框架梁进行设计，根据规定设置箍筋加密区，且在抗震方面还应采用短柱基础方案。但实际设计期间，部分建筑的独立基础埋置并未达到标准深度，或者虽然达到了一定深度，但由于柱子载荷力相差较大，以致在主轴方向设置了基础拉梁。且拉梁的截面宽度应为柱中心距的1/20或1/30，高度应为柱中心距的1/12或1/18。因此构造时应在上述数值范围内取值，且拉力应为纵向的受力钢筋最大轴力设计值的10%。且当拉梁上存在楼梯柱或填充墙的载荷力时，应适当增加拉梁的截面积，并叠加更多配筋。
当框架底层层高较低或者基础埋置不深时，还应设计更为强大的基础拉梁，以便有效平衡柱底弯矩。且拉梁在箍筋加密以及抗震要求等方面应与上部框架梁保持完全一致。除此之外，此种情况下，应在基础顶部设置拉梁，不能设置在基础顶面上，且根据中心受压值设计其他参数值。
5.框架结构存在楼电梯小井筒
在设计多层框架房屋结构时应避免设置楼电梯小井筒设施，井筒会吸收更大的地震剪力，以致减少了框架结构承担的地震压力，且在设计小井筒过程中也存在多种困难，因此实际工程设计期间，应利用砌体材料将小井筒设置为隔离墙。而必须需要设计小井筒结构时，还应适当减薄井筒墙壁的厚度，并通过开竖缝的方法弱化刚度。同时，应使用较少的单排配筋，以最大程度减小井筒作用。当必须设计钢筋混凝土井筒时，
井筒墙壁厚度应当减薄，除此之外，在设计期间，除了应计算准备的抗震等级外，还应复核井筒框架，并增加与井墙相连的配筋结构。
6.多层框架房屋结构设计中参数合理选取
在多层框架房屋结构设计环节中，工作人员应明确判断所有计算结果的合理性与有效性。一般情况下，计算结果主要包括结构自振周期、楼层抗震剪力系数、弹塑性变形验算、楼层侧向刚度比、框架-抗震墙结构以及抗震墙承受的倾覆力矩等数值。为了有效判断计算结果的准确性，在设计框架结构时，除了应具备正确的计算简图以及结构方案外，还应重视抗震防烈度以及场地的区别之处，合理选择电算程序中的参数数值。
6.1地震力的振型组合数
在计算地震力的振型组合数时，高层建筑在不考虑扭转耦联因素时，振型数应多于3，且应取3的倍数，但总体数值不能超过总层数。当房屋层数小于2时，振型可以取层数。对于不规则的结构，在考虑扭转耦联因素时，高层建筑具备较大的结构刚度时，振型数应多取，而若结构中存在小塔楼、多塔结构或者转换层结构时，振型数应大于等于12，或者更大，但总体不能超出总层数的三倍以上。在《抗震规范》中明确规定，合适的振型个数应取振型参与质量达到总质量90%所需要的振型数。当前部分电算程序系统已经具备此种功能，可以有效计算参与质量比值数。但在设计环节中，部分工作人员却并未重视使用规范手册，随意选择振型数值。且在计算地震剪力方面，耦联计算模式下的数值要小于非耦联计算模式下的数值，因此设计结构中只有存在扭转时才可以采用耦联计算方法。
6.2结构周期折减系数
受填充墙因素的影响，框架结构以及抗震墙等结构的实际刚度要远远大于计算刚度，在此种模式下的地震剪力数值较小，减弱了设计结构的安全性，对此应做好结构计算周期的折减工作，但折减期间也不能取得多大的折减系数，应结合框架实际情况合理选择。对于框架结构，利用砌体填充墙时，折减系数应在0.6至0.7范围内取值，而填充墙较少使用轻质砌块时，折减系数应在0.7至0.8范围内取值，之后不存在填充墙的框架结构，折减系数才可以取值0.9.
6.3地下室层数的输入处理
多层框架结构的房屋也存在地下室结构，且由于隔墙数量较小，因此一般采用筏板式基础。在计算过程中，工作人员应同时输入地下室层数以及上部结构，根据实际情况填写地下室层数信息。如此，便可以一次性形成基础底板的竖向荷载，且程序在计算框架底层柱底截面弯矩值时可以自动增加系数。同时，通过比较层侧移刚度比，还可以正确判断房屋的嵌固位置，确保工作人员可以针对性的选择抗震措施，以确保楼板合适的厚度与配筋率。当框架结构竖向不规则时，不但需要验算薄弱层，还需要将薄弱层的地震剪力乘以1.15的增大系数。在设计计算环节中，若填写的地下室层数少于实际输入层数，弯矩设计值会相应增大，乘错位置，以致降低了底层柱底结构的抗震能力，在发生地震灾害时，多层框架结构很容易遭受侵害。
结束语
随着我国经济的快速发展，城市基础设施市场也得到了快速进步，建筑呈现出多样化的发展趋势，建筑施工技术水平也得到了明显提升，在商品房开发过程中开始广泛使用多层框架房屋结构设计模型。本文便有效结合了当前的建筑市场现状，分析了多层框架房屋结构设计过程中存在的主要问题，并指出了针对性的解决措施。
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