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多层建筑结构设计中框架结构的问题分析与处理【摘要】在我国建筑工程项目中，多层建筑结构设计工作是一项十分重要的工作内容，在建筑工程项目中占有十分重要的地位和作用。
多层建筑框架结构设计是建筑结构设计中较为基础并且重要的形式，在设计过程中，应根据相关规范作科学合理的设计。
本文就建筑框架结构设计中经常遇到的问题进行分析，并提出具体处理措施，希望对以后的相关研究提供参考和借鉴。
【关键词】框架结构；结构设计；处理措施中图分类号： tu318 文献标识码： a 文章编号：0 引言近年来，随着建筑功能和建筑造型要求日趋多样化，建筑结构设计已经越来越引起人们的重视。
建筑框架结构设计作为现行比较常用的模式，已经广泛应用在各类建筑中，目前，我国多层建筑的框架结构设计工作中，逐步实现了与国外先进理念的融合与接轨，建筑框架结构的体系与模式也呈现出了多渠道发展的新态势。
建筑竖向体形和平面布置也越来越复杂，给建筑结构设计人员带来了许多新的问题，给多层建筑结构设计提出了更高的要求。
下面对多层建筑框架结构设计和可能出现的问题进行阐述。
一、框架结构设计原则1.1 刚柔相济建筑物框架结构不宜太柔，太柔的结构由于变形能力强，可以很好的抵御和削减外力，但是如果外力持续袭来，则会导致变形过大而使全体倾覆；也不宜太刚，太刚会导致结构变形能力差，如果承受瞬间巨大破坏力，容易使局部受损进而导致全部毁坏。
1.2 层层设防结构安全体系需要层层设防，当强大的外力袭来，所有抵抗外力的结构通力合作抵御外力。
如果把抵御外力的任务寄托在一个结构上，是非常危险的。
如土建结构中多肢墙比单片墙好，框架剪力墙比纯框架好等等，就是体现了多道防线的设计思路。
1.3 抓大放小绝对安全的结构是没有的。
各个构件担任的角色不尽相同，按照其重要性也就有轻重之分，他们共同构成协调统一的整体。
一旦巨大的破坏力量突然袭来，各个构件协作抵抗的目的，就是为了保住最重要的构件免遭摧毁。
例如，在钢框架结构中，柱承担的责任比梁大，柱不能先倒。
第十二章 多层框架结构一、填空题：1、常用的多、高层建筑结构体系 、 、 、 、几种类型.2、框架结构是由 、 组成的框架作为竖向承重和抗水平作用的结构体系.3、框架的结构按施工方法的不同，可分为 、 、 三种类型。
4、框架结构中,梁的截面惯性矩b I 应根据梁与板的连接方式而定。
对于现浇整体式框架梁，中框架梁 ；边框架梁 .5、框架结构中,梁的截面惯性矩b I 应根据梁与板的连接方式而定：对于装配整体式框架梁，中框架梁 ；边框架梁 。
6、框架梁、柱的线刚度计算公式分别为： 、 。
7、多层框架在竖向荷载作用下的内力近似计算方法有： 、 、 .8、弯矩二次分配法的三大要素是： 、 、 .9、多层框架在水平荷载作用下内力的计算方法有 、 两种.10、框架结构在水平荷载作用下，其侧移由 、 两部分变形组成。
二、判断题：1、框架结构中，梁的截面惯性矩b I 应根据梁与板的连接方式而定（ ）。
2、框架结构布置原则中，尽可能增加开间、进深的类型，以使结构布置更趋于灵活机动合理。
（ ）3、弯矩二次分配法适用于层数较少竖向对称荷载作用的情况（ ）。
4、弯矩二次分配法，各杆件的传递系数为31（ ）。
5、用分层法计算竖向荷载作用下的内力时，要对线刚度和弯矩传递系数进行调整如下：将各柱乘调整系数0.9折减系数；弯矩传递系数改取为1/3。
( ）。
6、分层法适用于节点梁柱线刚度比大于或等于4，结构与竖向荷载沿高度分布比较均匀的多层、高层框架的内力计算.( ).7、一般多层框架房屋，其侧移主要是由梁、柱弯曲变形所引起的。
柱的轴向变形所引起的侧移值甚微，可忽略不计。
因此,多层框的侧移只需考虑梁、柱的弯曲变形，可用D 值法计算.（ )三、选择题:1、地震区的承重框架布置方式宜采用（ ）框架。
A 纵向承重B 横向承重和纵横向承重C 横向承重D 纵横向承重2、框架结构中,梁的截面惯性矩b I 应根据梁与板的连接方式而定。
对于现浇整体式框架梁，中框架梁、边框架梁的截面惯性矩应为（ )。
第二章2.1钢筋混凝土房屋建筑和钢结构房屋建筑各有哪些抗侧力结构体系？钢筋混凝土房屋建筑和钢结构房屋建筑各有哪些抗侧力结构体系？每种结构体系举1~2例。
答：钢筋混凝土房屋建筑的抗侧力结构体系有：框架结构(如主体18层、局部22层的北京长城饭店)；框架剪力墙结构（如26层的上海宾馆）；剪力墙结构（包括全部落地剪力墙和部分框支剪力墙）；筒体结构[如芝加哥Dewitt-Chestnut公寓大厦（框筒），芝加哥JohnHancock大厦（桁架筒），北京中国国际贸易大厦（筒中筒）]；框架核心筒结构（如广州中信大厦）；板柱-剪力墙结构。
钢结构房屋建筑的抗侧力体系有：框架结构（如北京的长富宫）；框架-支撑（抗震墙板）结构（如京广中心主楼）；筒体结构[芝加哥西尔斯大厦（束筒）]；巨型结构（如香港中银大厦）。
2.2框架结构、剪力墙结构和框架----剪力墙结构在侧向力作用下的水平位移曲线各有什么特点？答：(1)框架结构在侧向力作用下，其侧移由两部分组成：梁和柱的弯曲变形产生的侧移，侧移曲线呈剪切型，自下而上层间位移减小；柱的轴向变形产生的侧移，侧移曲线为弯曲型，自下而上层间位移增大。
第一部分是主要的，所以框架在侧向力作用下的水平位移曲线以剪切型为主。
(2)剪力墙结构在侧向力作用下，其水平位移曲线呈弯曲型，即层间位移由下至上逐渐增大。
(3)框架-剪力墙在侧向力作用下，其水平位移曲线呈弯剪型,层间位移上下趋于均匀。
2.3框架结构和框筒结构的结构构件平面布置有什么区别?答：(1)框架结构是平面结构，主要由与水平力方向平行的框架抵抗层剪力及倾覆力矩，必须在两个正交的主轴方向设置框架，以抵抗各个方向的侧向力。
抗震设计的框架结构不宜采用单跨框架。
框筒结是由密柱深梁组成的空间结构，沿四周布置的框架都参与抵抗水平力，框筒结构的四榀框架位于建筑物的周边，形成抗侧、抗扭刚度及承载力都很大的外筒。
2.5中心支撑钢框架和偏心支撑钢框架的支撑斜杆是如何布置的？偏心支撑钢框架有哪些类型？为什么偏心支撑钢框架的抗震性能比中心支撑框架好？答：中心支撑框架的支撑斜杆的轴线交汇于框架梁柱轴线的交点。
多层建筑结构设计中框架结构的问题分析与处理多层建筑结构设计中，框架结构是一种常见的结构形式，其稳定性和安全性直接关系到建筑物的使用寿命和安全性。
在实际的设计与建造过程中，框架结构也会面临一些问题和挑战，需要合理分析和有效处理。
本文将针对多层建筑结构设计中框架结构的问题进行分析与处理，并提出相应的解决方案。
一、框架结构的问题分析1. 水平荷载作用下的稳定性问题在多层建筑中，由于外界环境的影响以及建筑本身的荷载等因素，建筑结构会受到水平方向的力的作用，如风荷载、地震荷载等。
这些水平荷载对框架结构的稳定性会产生一定影响，如果不合理设计或施工不规范，则容易导致结构发生侧移、倾斜甚至倒塌的危险。
2. 纵向荷载作用下的承载能力问题除了水平荷载外，建筑结构还会受到纵向方向的荷载作用，包括建筑物自身重力荷载、使用荷载等。
如果框架结构的承载能力不足，会导致结构变形过大，甚至发生破坏，影响建筑物的使用安全性。
3. 建筑结构与非结构构件的协调问题在实际建筑中，除了框架结构外，还有大量的非结构构件，如幕墙、内墙、屋面等，这些构件与框架结构之间需要进行协调和配合，以保证整个建筑结构的稳定性和安全性。
由于设计与施工中的误差以及材料的不均匀性等因素，会导致结构与非结构构件之间的协调出现问题，从而影响建筑物整体结构的稳定性。
4. 结构材料的选择与性能问题框架结构在设计中所选用的结构材料的性能直接关系到结构的稳定性和安全性。
不同的结构材料具有不同的力学性能、耐久性和抗震性能，而且在实际使用中还需要考虑到材料的施工工艺等因素。
结构材料的选择与性能问题是框架结构设计中需要重点关注的问题之一。
1. 结构稳定性分析与优化设计对于框架结构在水平和纵向荷载作用下的稳定性问题，可以通过有限元分析等手段对结构进行全面稳定性分析，找出结构的弱点和不足之处，并针对性地进行优化设计。
在结构柱的设计中可以采用加强加固的设计手段，提高结构的承载能力和抗侧移能力。
多层框架结构设计常见问题与对策探讨摘要:随着经济的发展,建筑行业也日益的壮大起来，楼房也由单层向多层发展，多层框架结构就成了建筑结构设计中比较普遍的一种结构形式。
本文主要针对多层框架结构设计过程中出现的问题进行分析,并提出相应的对策，这对框架结构问题的科学处理，有着重要的意义。
关键词：结构设计；常见问题；对策随着社会经济的不断发展，对建筑物的建筑质量，建筑功能也提出了更高的要求，多层建筑主要是以框架结构的形式为主，它具有空间大，空间面积灵活等多种特点，但在框架结构设计过程中，还有很多应及时解决的问题，我们应对其提出相应解决的对策，这对提升建筑的质量有很大的帮助。
一 多层框架结构设计的常见问题结构的设计是框架结构设计最主要的一部分，设计中常出现的问题主要有：1框架结构中梁、柱的截面计算。
这是框架结构中的重点，相关规范中规定“墙柱弱梁强节点”，为了保证梁柱的塑性，梁与柱的线刚度的比值应大于1。
2在电算程序的信息输入中，可填写地下室层数为1，并复算一次，按照两次计算结果的包络图，进行框架结构底层柱的配筋，而在我国的《抗震规范》中规定,处于8度地震区的工程框架结构，其抗震等级为二级,在设计的时候按3层框架房屋进行计算,首层为3.35m，若框架建筑嵌固在-0.05基础拉梁顶面，以受压中心进行计算。
3在多层框架中，框架梁、柱配筋有许多的问题，如框架梁、柱的箍筋间距问题，箍筋在加密区和非加密区的设置问题，不能保证梁的抗剪力，还有配筋不按照规范进行设置的问题。
4在设计工作中，有的设计人员常把配筋视为构造配筋，会给建筑安全带来非常大的隐患。
另外，在计算框架梁内力的问题时，容易忽视一些细节上的问题，如框架的水平尺寸和垂直尺寸的差距较大、地基中的软土较厚、土质不均匀、温度应力等问题，对于这些问题，在进行框架结构设计时应特别注意。
二 多层框架结构设计相应对策1在设计框架梁的配筋时，最主要的是以国家的规范为主，应根据《混凝土结构设计规范》来计算最小、最大配筋率。
多层框架结构习题多层框架结构习题一、填空题1、框架结构是由和连接而成的结构。
2、框架结构伸缩缝与沉缝的宽度一般不小于。
3、框架结构在计算纵向框架和横向框架的内力时，分别按进行计算。
4、框架结构在计算梁的惯性矩时，通常假定截面惯性矩I 沿轴线不变，对装配式楼盖，取I = I 0 ，I 0 为矩形截面梁的截面惯性矩；对现浇楼盖，中框架I = ，边框架I= 。
5、框架柱的反弯点位置取决于该柱上下端的比值。
6、框架柱的反弯点高度一般与、、、等因素有关。
7、框架梁端负弯矩的调幅系数，对于现浇框架可取。
8、用分层法计算框架结构在竖向荷载下的内力时，除底层柱外，其余层柱线刚度乘以，相应传递系数为。
9、框架柱的抗侧移刚度与、、等因素有关。
10、框架在水平荷载下内力的近似计算方法—反弯点法，在确定柱的抗侧移刚度时，假定柱的上下端转角。
11、框架结构在水平荷载下的侧移变形是由和两部分组成的。
12、框架结构在水平荷载下柱子的抗侧移刚度D= ，在一般情况下它比用反弯点法求得的柱抗侧移刚度。
13、多层框架结构总高度受限制的主要原因是。
14、框架结构中框架柱的主要内力为；框架梁的主要内力为。
15、框架结构中“柱抗侧移刚度”定义为。
16、框架结构按施工方法的不同可分为、和。
17、框架结构承重框架的布置方案有、和等三种。
18、框架结构的变形缝有、和三种。
19、伸缩缝的设置，主要与有关。
20、沉降缝的设置，主要与有关。
、框架结构设置防震缝的作用是。
、在水平荷载的作用下，框架柱的反弯点位置取决于。
、作用于框架结构上的荷载，可分为和两类。
、框架结构在竖向荷载作用下的内力常用近似计算方、和等。
、框架结构在水平荷载作用下的内力与侧移常用近似计算方法有、、等。
D值法中柱的侧移刚度D= ，是考虑对柱侧移刚度D值法中柱的标准反弯点高度与、、、有关。
、框架结构中框架梁取作为控制截面。
、框架结构中框架柱取作为控制截面。
、框架结构竖向活荷载的最不利布置方法有、、、等四种方法。
钢筋混凝土结构复习题一、单项选择题1.对于两跨连续梁( D )。
A ．活荷载两跨满布时，各跨跨中正弯矩最大B ．活荷载两跨满布时，各跨跨中负弯矩最大C ．活荷载单跨布置时，中间支座处负弯矩最大D ．活荷载单跨布置时，另一跨跨中负弯矩最大2.屋盖垂直支撑的作用有（B ）。
A ．保证屋架在吊装阶段的强度B ．传递纵向水平荷载C ．防止屋架下弦的侧向颤动D ．传递竖向荷载3．水平荷载作用下每根框架柱所分配到的剪力与( B )直接有关。
A ．矩形梁截面惯性矩B ．柱的抗侧移刚度C ．梁柱线刚度比D ．柱的转动刚度5．超静定结构考虑塑性内力重分布计算时，必须满足 ( D )。
A ．变形连续条件B ．静力平衡条件C ．采用热处理钢筋的限制D ．采用高强度混凝土7．公式0.5/(12)c i i α=+中，i 的物理意义是( C )。
A ．矩形梁截面惯性矩B ．柱的抗侧移刚度C ．梁柱线刚度比D ．T 形梁截面惯性矩8．按D 值法对框架进行近似计算时，各柱反弯点高度的变化规律是 ( B )。
A ．其他参数不变时，随上层框架梁刚度减小而降低B ．其他参数不变时，随上层框架梁刚度减小而升高C ．其他参数不变时，随上层层高增大而降低D ．其他参数不变时，随下层层高增大而升高10．在对框架柱进行正截面设计时，需要考虑的最不利组合一般不包括．．．（B ）。
A 、max M 及相应的NB 、min M 及相应的NC 、max N 及相应的MD 、min N 及相应的M11、伸缩缝的设置主要取决于（ D ）。
A 、结构承受荷载大小B 、结构高度C 、建筑平面形状D 、结构长度12．钢筋混凝土柱下独立基础的高度主要是由（ C ）。
A 、地基抗压承载力确定B 、地基抗剪承载力确定C 、基础抗冲切承载力确定D 、基础底板抗弯承载力确定13.一般情况下，在初选框架梁的截面高度时，主要考虑的因素是( B )。
A. 层高B. 梁的跨度C. 结构的总高度D. 梁的混凝土强度等级15. 多层多跨框架在水平荷载作用下的侧移，可近似地看做由（ B ）。
影响多层框架结构侧移的几个因素
刘继军
(北京中天元有限责任公司)
[提要]多层框架结构的水平作用,地震作用起决定因素，而风荷载不起控制作用。
建于八度区III类场地土上的多层框架结构，水平弹性位移又是结构形式及构件截面尺寸的决定因素。
[关键词] 水平地震作用III类场地土层间弹性位移角
一、前言
北京经济技术开发区地处漯水故道附近，地质情况较为复杂，抗震设防烈度为八度，建筑场地类别为III类，建筑场地类别为中软场地土，最近我们在开发区做了些小型办公楼、学校、超市等，结构形式为框架结构，层数为3～5层，高度20米左右，结合新老建筑抗震设计规范对抗震变形要求的差别，总结了一些自已的粗浅看法。
二、先谈一下新老规范对抗震变形的要求。
到今年年底废止的老规范（GBJ11－89），对框架结构在抗震计算时的层间弹性位移角限值[θe]为1／450，只在考虑砖填充墙的抗侧力作用下才为1／550。
而新规范（GB50011－2001）对层间弹性位移角限值[θ
e]的控制要求严格了，统一为1／550，这给三~五层的框架结构设计带来了一定的困难。
三、对影响弹性层间位移角限值的因素很多，其中场地类别对其影响尤为厉害。
同样的结构形式，在III类场地上截面尺寸为600的框架柱，变形不能满足规范的要求，而在II类场地上只需500的柱截面就能很容易满足规范的要求。
可见，场地类别对变形的影响重大，此时柱截面并不是以轴压比控制，而是变形为主要的控制因素。
其它还有很多因素对结构弹性位移也有影响，下面就一一介绍。
（一）建筑物的体形
建筑物体形的规则与否，对结构弹性位移也有很大影响。
建筑物体形是否规则，直接影响到结构的抗震设计是否合理，建筑物的造价是否经济，好的建筑方案，应是既能满足建筑功能，结构受力简单明了，经济造价较低。
建筑物体形不规则包括平面不规则和竖向不规则。
平面不规则又包括扭转不规划、凹凸不规划和楼板局部不连接，竖向不规则包括侧向刚度不规划，竖向抗侧力构件不连续，和楼层承载力突变。
对平面长宽比较大，平面布置不规划，其远端角部的位移
较大，体形不规则的结构必须按新规范3.4.3条要求采用空间结构计算模型进行计算，同时，保证楼层竖向构件最大的弹性水平位移和层间位移分别不宜大于楼层两端弹性水平位移和层间位移平均值的1.5倍，如不满足此要求，就需重新调整建筑平面或结构形式。
例如亦庄中学，建筑平面为一口形封闭建筑，中间为天井，层数为二~五层，三层形成开口结构，角部是两层高的报告厅，见附图（一）。
体形严重的不规则，现将南北楼之间的连廊及报告厅两端设置双柱，将整体划分为四块体形规整的结构单元（在满足建筑功能选型的条件下）。
经计算位移符合规范的要求。
亦庄中心小学扩建工程，平面图是一E字形，如果采用前面的处理办法，将大大地影响建筑的立面效果和功能。
设计时考虑采用框架-剪力墙结构，为控制平面侧移，在可能产生较大位移处及楼梯间设置剪力墙，纵横向均匀设置，见附图（二）。
（二）建筑物的层高
建筑物的层高，尤其是底层层高，对首层及二层结构弹性位移也有一定的影响。
首层层高比其它楼层相对较高，且底层柱高为基础顶面到一层楼盖顶面的高度（见新规范7.3.11-2），一层楼
盖和二层楼盖的侧移很难满足。
通过降低柱子高度来减少侧移，满足规范的控制要求。
但如何调整柱高呢？一般情况下，层高是必须满足建筑功能的需要，满足房间净高的使用要求。
这种情况下降低层高，只能通过降低梁高来实现，但这样又会降低梁的刚度，减弱框架梁对框架柱的约束，使水平位移变大；其次就是减少柱在室内地坪下的高度。
减少指施有两个：
（1）其一就是通过地基处理来减少埋深。
目前的建筑物室内外高差较大，±0.00定位与自然地面相比相对较高，造成基础埋深深，满足设计要求的土层较深，柱子高度较高。
因此通过地基处理，
将基础置于较浅的持力层来减少柱高，这对侧移起到明显的效果。
（2）其二将独立柱基设计为高杯口基础，这样杯口可以做得高，但杯口的刚度必须保证是柱截面相应方向刚度的3～5倍，这样才能保证杯口顶部是柱下端的有效约束固定端，与设计模型相符合。
（3）其三，在地面附近加基础拉梁，按增加一层计算。
但这层楼板须开洞并按弹性板设计，且拉梁下部柱主筋按全高加密，这
样对整体位移在某些情况下能起到一定限制作用。
但这样计算也有一些问题？哪一层是底层，不同抗震等级内力放大系数随楼层不同，这就导致真正的首层柱没有按规范加强。
为避免这个问题，
采用两次计算：按加一层计算来控制变形，按正常楼层计算柱力及配筋。
（4）对埋深较深的柱基，也有人认为埋深应算至室外地面下500，必竟密实的回填土及内外刚性地面及散水对柱有一定嵌固作用。
如是这样，柱高就没必要按上述方法处理来降低，只要都算至室外地面下500就够了（外墙室内有地沟处应算至地沟垫层位置）。
规范中对此没有明确的说明，可深入探讨。
（但我比较认同此观点，依据是新规范表6.1.1条对各种结构形式在不同设防烈度下有高度限值，并在附注1中说明高度指室外地面至主要屋面的高度，而高度和计算有关，可以推测，埋深的深与浅与计算的结果关系不大，更明确的说法是埋深很深是否要适当降低该结构类型的最大建筑物高度。
）
（三）梁板柱的刚度也对侧移有一定的控制作用。
提高构件的强度等级，增加构件断面尺寸，采用现浇板来间接提高梁的刚度，尽量减少楼板开洞并选择合适的位置布置
楼梯间。
对于低层建筑，截面及混凝土强度等级都不可能无休
止增大，所以增加次梁来降低板厚，减少自重，减少地震作用，相应减小水平位移（低层结构主要是地震作用起控制作用）。
（四）填充墙的数量
填充墙的数量越多，结构的周期越小，楼层的水平位移角就越小。
四．综上所述，在影响弹性层间位移角限值的很多因素中，最主要的人为因素是建筑体型，这就需要建筑师在设计建筑方案的时候，与结构专业密切配合，尽量在满足自己设计构想的同时，建筑也具有比较经济合理的结构形式，这才是一个优秀的设计。
