導言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇多層建筑的結構設計，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內容能為您提供靈感和參考。

篇1

中圖分類號：TU318文獻標識碼： A

一、多層框架房屋地基基礎設計要點  

（一）要正確地閱讀和使用地質報告。熟悉勘察報告的主要內容，了解勘察結論和計算指標的可靠程度，進而判斷報告中的建議對該項工程的適用性。這里，要把場地的工程地質條件與擬建建筑物的具體情況和要求聯系起來進行綜合分析。  

（二）在滿足承載力和變形的基本要求下，盡量采用比較經濟的天然地基上的淺基礎。地基持力層的選擇應從地基基礎和上部結構的整體性出發，綜合考慮場地土層的分布情況及穩定性，土層的物理力學性質，建筑物的體型、結構類型和荷載性質與大小，還要考慮地下水的影響。 

（三）多層房屋一般采用條形基礎或獨立基礎。一般先由地基承載力和變形確定基礎底面尺寸，然后再進行基礎截面設計驗算。基礎高度由混凝土抗沖切和剪切條件確定，基礎配筋則由基礎驗算截面的抗彎能力確定。除滿足計算要求以外，還要滿足一些規范規定的構造要求。要注意的是，在確定基礎底面尺寸或計算基礎沉降時，應考慮設計地面以下基礎及其上覆土重力的作用；而在進行基礎截面設計中，應采用不計基礎與上覆土重力作用時的地基凈反力進行計算。  

（四）在地基處理時，要針對地質報告條件和水文地質條件選用合適的地基處理方法。要特別注意所選的方法必須符合土力學的基本原理和重視當地的實際工程經驗。要有長期荷載重心和基礎形心盡量相重合的概念。要有基礎整體性的概念，通過增設基礎連系梁和基礎圈梁等措施來保證。  

二、多層建筑框架結構配筋設計的要點

（一）框架柱配筋的調整      

框架柱的配筋率一般都很低,有時電算結果為構造配筋,但是實際工程中均不會按此配筋,因為在地震作用下的框架柱,尤其是角柱,所受的扭轉剪力最大,同時又受雙向彎矩作用,而橫梁的約束又較小,工作狀態下又處于雙向偏心受壓狀態,所以其震害重于內柱,對于質量分布不均勻的框架尤為明顯,因此應選擇最不利的方向進行框架計算,另外也可分別從縱、橫兩個方向計算后比較同一側面的配筋,取其較大值,并采用對稱配筋的原則,為了滿足框架柱在多種內力組合作用下其強度要求,在配筋計算時應注意以下問題:  

角柱、邊柱及抗震墻端柱在地震作用組合下會產生偏心受拉時,其柱內縱筋總截面面積應比計算值增大25%;框架柱的配筋可放大1.2～1.6倍,其中角柱1.4倍,邊柱1.3倍,中柱1.2倍;框架柱的箍筋形式應選用菱形或井字形,以增強箍筋對混凝土的約束;對于二、三級框架的底層柱底和底部加強部位縱筋宜采用焊接,且當柱縱向鋼筋的總配筋率超過3%時,箍筋的直徑不應小于8,并應焊接。  

另外多層框架電算時常不考慮溫度應力和基礎的不均勻沉降,當多層框架水平尺寸和垂直尺寸較大以及地基軟弱土層較厚或地基土質不均勻時,可以適當放大框架柱的配筋,且宜在縱、橫兩個方向設置基礎梁,其配筋不宜按構造設置,應按框架梁進行設計,并按規范要求設置箍筋加密區。 

（二）框架外挑梁配筋

由于占地面積的限制、使用功能的要求或結構上的原因，工程上常在框架的梁端設計挑梁。由于框架梁的荷載與外挑梁的實際荷載值不同，因而框架梁與外挑梁的斷面尺寸會有所不同，而有的設計人員在繪圖時只是將框架梁上的某些主筋向外挑梁延伸了事，殊不知有些主筋根本無法伸進挑梁，這些差錯一般在施工時才會暴露出來，但為時已晚，許多鋼筋已截斷成型，這不僅影響了施工進度，而且也造成了不必要的損失。框架梁外挑梁下常設置鋼筋混凝土柱。在柱的內力和配筋計算中，有些設計人員對其受力概念不清，誤認為此為構造柱，并且其配筋為構造配筋，懸臂梁也未按計算配筋，這樣有可能導致水平荷載作用下承載力不足，為事故的發生埋下隱患。

（三）框架邊柱柱頂配筋

對于框架結構的高層建筑，水平荷載對結構的傾覆力矩以及由此在豎向構件中所引起的軸力與建筑高度的平方成正比；頂點位移與建筑高度的4次方成正比。水平荷載是結構設計中的控制因素。框架頂

層的風荷載較大，而屋面結構荷重傳給邊柱的軸向總力比樓層邊柱總力要小，顯然柱頂有大偏心問題，頂層邊柱節點出現軸向力對截面重心的偏心距大于0.5倍的柱截面高度。根據框架結構的構造要求，橫梁上部鋼筋應全部伸人柱內，且伸過橫梁下邊；柱內一部分鋼筋伸到頂端，另一部分鋼筋伸到橫梁內，其根數依據計算確定且不少于2根。設計人員在圖中經常容易將邊柱柱角的鋼筋彎入梁內，對這類問題，缺乏實踐經驗的工程技術人員不易立即發現，而要等施工時才會察覺。問題的癥結在于柱寬大于梁寬，柱角的縱筋要完全伸人梁內是辦不到的，對這種差錯應引起設計人員的重視。

三、樓板開大洞結構計算注意問題

樓板開洞的結構比較普通，如果開洞面積大于該層樓面面積30％，就屬于平面不規則了，計算時必須進行處理以PKPM軟件為例來說，TAT和SAT、IVE分別采用了兩種方式進行處理。TAT軟件是將無樓板的節點定義為彈性節點，也就是表明該節點不受剮性樓板假定的限制，其平動自由度獨立（在這里所指的節點為梁柱交點）；SAT—WE軟件是將所有樓板定義為彈IS膜，由軟件真實地計算樓板的平面內剛度,忽略樓板的片面外剛度。

建議如果某層洞口面積大于樓層面積的30％以上時，應將全樓所有樓板定義為彈性膜比較符合實際，也可以將該層洞口邊緣節點定義為彈性節點（即不考慮樓板的剛度）；如果屋面為剛網架時，應輸入～板厚，定義為彈性膜。真實計算樓板的平面內剛度，比較符合實際。在正確定義了彈性節點或彈性膜后，在后續計算中必須采用總剛計算法，否則側剛度計算法仍按剛性樓板計算結構內力和配筋，計算時應特別注意這一點。

四、在多層框架抗震設計要點 

為滿足抗震規范要求的“梁鉸型”側移框架，在設計中應注意的問題。 

1、在進行框架內分析時,梁的剛度取值應客觀、準確。當不易取準時,寧可取值略大些,且勿偏小。由于非地震區的設計習慣影響，在進行框架的內力分析時，往往易使梁的剛度取值偏小,導致內力分析時，梁剛度取值偏低。對此，過去的習慣認識介偏于安全的，只是多用一點材料。在實際中，我們通過對框架計算結果的分析比較，認識到，內力分析時梁剛度取值低，在垂直荷載作用下，對框架邊節點、將使梁端負彎矩的計算結果比實際偏大;對中間節點,也會使跨度大的一側的梁端負彎矩配筋量偏大。這樣一來導致了梁端負率矩配筋量偏大,抗彎安全儲備偏高,對于地震區的設計,將影響梁端鉸的優先產生,影響框架的延性,是與設計的初衷相悖的。大震時,可能導致其余部位優先成鉸,是抗震設計中不可忽視的不安全因素,再者,由于梁端抗彎能力的偏高,可能導致抗剪強度反而偏低。達不到強剪弱彎的要求,易產生剪切形脆性破壞.這也是抗震設計中應盡量避免的。鑒于上述討論,可以看出,在計算時,梁剛度取值比實際偏低,對抗震設計可能存在潛在不安全因素。 

2、在進行框架配筋時，梁端負筋寧低勿高。在我們已往的設計中，進行實際配筋時，習慣上略高于計算值，這在設計中是允許的。但在地震區，對梁端負筋，為保證梁端朔性鉸的及時出現，必須改變以往的作法，在我們設計的一些工程中，遵循的原則是梁端負筋配置量正好或略低于需要量，而跨中配筋略為放寬點，再則，對多層框架，為施工和用料方便，往往將幾層配筋相差在±5%以內的梁合為一種配筋，對此，如全按大者配置，會影響某些層的“梁鉸型”。對此，我們的作法是：梁端負筋隨小者配置，跨中鋼盤隨大者再略放寬配置。如此，即保證了強度要求，又滿足了“鉸梁型”的要求。三則，在施工中進行材料代換時，對梁鉸負筋應切實注意，決不可因代換而增加配置量。 

篇2

Abstract: we in the design process of a beam and column, board and structural system of some note there should be a clear understanding, make a design project both economical and reasonable. In this paper, the multi-storey building structure of frame structure is discussed.

Keywords: multi-storey building; Frame structure; Problem; processing

中圖分類號：TU318文獻標識碼：A文章編號

隨著經濟的高速發展，我國多層建筑發展迅速，其設計思想在不斷更新，建筑平面布置與豎向體形也越來越復雜，給多層結構設計提出更高的要求。 多層建筑采用框架結構形式，可形成內部大空間，同時也能進行靈活的建筑平面布置。 因此，框架結構體系在結構設計中應用甚廣，特別是在高度不超過50m的多層建筑中，其優勢更為明顯、 突出。

一、獨立基礎設計荷載取值問題

通常情況下， 多層框架房屋采用的是柱下獨立基礎的形式， 而 《抗震規范》中明確指出， 在地基的主要持力層沒有軟弱粘性土層的情況下， 當建筑高度在25米以內且層數在8層以內的一般民用建筑， 可以不對地基和基礎的抗震承載力進行驗算。 但是在進行基礎設計時應該要將風荷載考慮進去。所以， 不能因為一般建筑在地震區風荷載不是控制荷載而忽略了。還有些設計師在進行獨立基礎設計時， 柱腳內力設計值取值不合理， 只對軸力與彎曲采取了設計值， 而未能考慮剪力， 還有些甚至只取了軸力設計值。若獨立基礎的設計荷載取值不合理， 將會導致建筑結構的不安全或者材料浪費。

二、基礎系梁的設置問題

如果基礎埋置深度較深時, 可以用基礎系梁減少底層柱的計算長度。在±0．000以下設置系梁，此時系梁宜按一層框架梁進行設計, 同時系梁以下的柱應按短柱處理。如果工程條件符合第 6.1.11 條規定, 應設基礎系梁。根據抗震要求, 可沿兩個主軸方向設置構造基礎系梁。基礎系梁截面高度可取柱中心距的1/12～1/15。構造基礎系梁縱向受力鋼筋可取上述所連接柱的最大軸力設計值的10％作為拉力或壓力來計算。當為構造配筋時, 應滿足最小配筋率；當基礎系梁上作用有填充墻或樓梯柱等傳來的荷載時, 應與所連接柱子的最大軸力設計值的10％疊加計算。基礎系梁截面也應適當增加, 算出的配筋應滿足受力要求和構造配筋要求。構造基礎系梁頂標高通常與基礎頂標高相同。為減少基礎系梁計算跨度，可以將基礎梁下與獨立基礎的臺階或錐形斜坡之間的空隙部分用素混凝土澆筑至與基礎頂面平齊, 再澆筑基礎系梁。

如果用基礎系梁平衡柱底彎矩, 基礎系梁的截面尺寸與配筋應按框架梁設計。這時, 拉梁正彎矩鋼筋應全部拉通, 負彎矩鋼筋至少應在 1/2 跨拉通, 基礎系梁的縱筋在框架柱內的錨固、箍筋的加密及其余抗震構造要求應與上部框架梁完全相同,且此時拉梁應設置在基礎頂部。

綜上所述, 如不設置基礎系梁, 填充墻可以采用素混凝土條形基礎；如設置基礎拉梁, 宜在框架柱之間設置, 對于不在框架柱之間的墻體基礎可采用素混凝土基礎。

三、 框架結構梁設計的問題與處理

在框架結構梁的設計中， 如果梁上存在次梁（ 包括挑梁端部） 應該考慮附加箍筋和吊筋， 同時優先考慮采用附加箍筋。 在梁上的小柱和水箱下， 如果梁架在板上， 在設計的時候不必加附加筋。 同時為了表達清楚，在做施工圖的時候可以考慮在結構設計總說明處 ，畫一節點 ，有次梁處兩側各加3根主梁箍筋作為補充。

如果次梁的端部與框架梁相交或彈性支承在墻體上， 梁的端支座我們可以按照簡支梁來處理， 但是梁的端箍筋應該考慮加密。 在設計考慮抗扭的梁時， 縱筋的間距不應大于300mm并且不能大于梁的寬度， 即我們在設計的時候要求加腰筋來增加梁的抗扭 ，并且縱筋和腰筋錨入支座內的長度要達到錨固長度。 箍筋要求同抗震設防時的要求保持一致 。反梁的板吊在梁底下， 板荷載宜由箍筋來承受， 或適當的增大箍筋的間距， 梁支承偏心布置墻時宜做下挑沿。

框架梁的高度宜取梁跨度的1/10- 1/15, 扁梁的寬度可以取到柱寬的兩倍。 扁梁的箍筋應該延伸至另一方向的梁的邊緣。

四、結構計算中幾個重要參數的選取問題

《抗震規范》第3.6.6.4條指出，所有的計算機計算結果，都應經分析判斷確認其合理、有效后方可用于工程設計。通常情況下，計算機的計算結果主要是結構的自振周期,樓層地震剪力系數,樓層彈性層間位移(包括最大位移與平均位移比)和彈塑性變形驗算時樓層的彈塑性層間位移。樓層的側向剛度比,振型參與質量系數,墻和柱的軸壓比及墻、柱、梁和板的配筋,底層墻和柱底部截面的內力設計值。框架――抗震墻結構中抗震墻承受的地震傾覆力矩與總地震傾覆力矩的比值。為了分析判斷計算機計算結果是否合理,進行結構設計計算時,除了有合理的結構方案、正確的結構計算簡圖外，正確填寫抗震設防烈度和場地類別,合理選取電算程序總信息中的其他各項參數也是十分重要的。

1、結構的抗震等級

在工程設計中,多數房屋建筑按其抗震設防分類屬于丙類建筑,如民用住宅、辦公樓及一般工業建筑等。其抗震等級可根據烈度、結構類型和房屋的高度,按 《抗震規范》表6．1．2確定，而對于電訊、交通、能源、消防和醫療等類建筑以及大型體育場館、大型零售商場等公共建筑,首先,應當根據《建筑工程抗震設防分類標準》確定其中哪些建筑屬于乙類建筑。對于乙、丙類建筑,其地震作用均按本地區抗震設防烈度計算。對于乙類建筑,一般情況下,當抗震設防烈度為6～8度時,抗震措施應符合按本地區抗震設防烈度提高一度的要求。 所謂抗震措施,在這里主要體現為按本地區設防烈度提高一度,由《抗震規范》表6.1.2確定其抗震等級,當7度地區的乙類建筑的高度超過表6.1.2規定的范圍時,還應采取比一級抗震等級更有效的抗震措施。如:某7度地震區城市的一個大型零售商場和一個三級醫院的門診樓本屬乙類建筑,但設計人員錯當成丙類建筑來設計,使建筑物的抗震能力大為降低,不得不對設計計算作重大修改。

2、地震力的振型組合數

對于多層建筑,當不考慮扭轉耦聯計算時,地震力的振型組合數至少應取3;當振型數多于3時,宜取3的倍數,但不應多于層數;當房屋層數≤2時,振型數可取層數,對于不規則的高層建筑結構,當考慮扭轉耦聯時,振型數應≥9:結構層數較多或結構剛度突變較大時,振型數應多取,如結構有轉換層,頂部有小塔樓、屬多塔結構等,振型數應≥12或更多。但不能多于房屋層數的3倍,只有當定義彈性樓板,采用總剛分析,且必要時,振型數才可以取得更多。《抗震規范》 中指出,合適的振型個數一般可以取振型參與質量達到總質量的90％所需的振型數。SATWE等電算程序已有這種功能,可以很方便地輸出這種參與質量的比值。有人員不大重視電算程序使用手冊的應用,選取振型數時比較隨意,這是應當改進的。此外,由耦聯計算的地震剪力通常小于非耦聯計算得來的數值。僅當結構存在明顯扭轉時才采用耦聯計算,但在必要時應補充非耦聯計算。

3、結構周期折減系數

框架結構及框架--抗震墻等結構中。由于填充墻的存在,使結構的實際剛度大于計算剛度。計算周期大于實際周期,因此,算出的地震剪力偏小,結構顯得不安全,所以對結構的計算周期進行折減是必要的;但若折減系數取得過大也是不妥當的。 對于框架結構來說,采用砌體填充墻時,周期折減系數可取0.6～0.7;砌體填充墻較少或采用輕質砌塊時,可取0.7～0.8;完全采用輕質墻體板材時,可取0.9，只有無墻的純框架,計算周期才可以不折減。

在框架結構設計中,不論工程簡單還是復雜,其實終究是由梁、柱、板形成的基本單元組合而成,因此我們在設計過程中對梁、柱、板以及結構體系中的一些注意事項應該有清晰的認識, 使設計的工程既經濟又合理。

參考文獻：

[1] 任全宏,常建軍. 鋼筋混凝土多層框架結構房屋結構設計中應注意的幾個問題[J]. 陜西建筑, 2007,(07) .

[2] 曹長龍. 多層鋼筋混凝土框架結構設計探討[J]. 工程與建設, 2009,(01) .

篇3

中圖分類號：S611 文獻標識碼：A 文章編號：

一、設計構造方面的問題

1.框架結構梁

框架梁的高度宜取梁跨度的1／10～1／15，扁梁的寬度可以取到柱寬的兩倍。扁梁的箍筋應該延伸至另一方向的梁的邊緣。

如果次梁的端部與框架梁相交或彈性支承在墻體上，梁的端支座我們可以按照簡支梁來處理，但是梁的端箍筋應該考慮加密。在設計考慮抗扭的梁時，縱筋的間距不應大于300mm并且不能大于梁的寬度，即我們在設計的時候要求加腰筋來增加梁的抗扭，并且縱筋和腰筋錨入支座內的長度要達到La（La 為錨固長度）。箍筋要求同抗震設防時的要求保持一致。反梁的板吊在梁底下，板荷載宜由箍筋來承受，或適當的增大箍筋的間距。

2.框架結構柱

當框架結構的柱子地上部分為圓柱時，處于地下的部分應該改為方形柱，這樣做的目的是在施工過程中減少不必要的施工工序。圓柱的縱筋根數最少應該為8根，圓柱的箍筋一般選用螺旋箍以增加結構的整體性、柱子的剛度和承載力，并且在施工圖中注明柱子的端部應該有一圈半的水平段。方形柱的箍筋選用時應該首先使用井字箍，并且按照鋼筋混凝土結構設計規范來進行適當的加密。角柱、樓梯間的柱應增大縱筋并且全柱高都應該加密箍筋。幼兒園建筑在做初步設計的時候尤其要注意，為了保證兒童在正常的教學活動和休閑時候的安全，不宜用方柱。

3.框架結構基礎

在框架結構基礎設計的時候，基礎的拉梁層沒有樓板時，一般采用用TAT或SATWE等電算程序進行框架結構的設計，在用該軟件進行框架整體計算的時侯，我們一般把樓板厚度取零，并且定義彈性節點，用力學計算理論中的總剛度分析方法進行分析計算。在某些情況下，雖然樓板的厚度取零，也應該定義彈性節點，但未采用總剛度的分析，計算機程序分析時程序會自動按剛性樓面假定進行計算，與實際情況并不是一致的。房屋的平面不規則時，在設計的時候要特別注意這一點。

二、結構的抗震等級

在工程設計中，多數房屋建筑按其抗震設防分類屬于丙類建筑，其抗震等級可根據烈度、結構類型和房屋的高度按《抗震規范》確定。而電訊、交通、能源、消防和醫療等類建筑以及大型體育場館、大型零售商場等公共建筑，首先，應當根據《建筑抗震設防分標準》（GB50223-95）確定其中哪些建筑屬于乙類建筑。乙、丙類建筑，地震作用均按本地區抗震設防烈度計算。對于乙類建筑，一般情況下，當抗震設防烈度為6 ～ 8 度時，抗震措施應符合本地區抗震設防列度提高一度的要求。所謂抗震措施，在這里主要體現為按本地區設防烈度提高一度由《抗震規范》確定其抗震等級。例如，位于8 度地震區（如北京）的乙類建筑，應按9 度由《抗震規范》確定其抗震等級為一級；當8 度乙類建筑的高度過規定的范圍時，還應經專門研究，采取比一級抗震等級更有效的抗震措施。如北京某大型零售商場和某三級醫院的門診樓本屬乙類建筑，但設計人員錯當成丙類建筑來設計，使建筑物的抗震能力為降低，不得不對設計計算做重大修改。

三、地震力的振型組合數

地震力的振型組合數，對高層建筑，當不考扭轉耦聯計算時，至少應取3；當振型

數多于3 時，宜取3 的倍數，但不應多于層數；當房屋層數≤ 2 時，振型數可取層數。對于不規則的結構，當考慮扭轉耦聯時，對高層建筑，振型數應取≥ 9；結構層數較多或結構剛度突變較大，振型數應多取，如結構有轉換層、頂部有小塔樓、多塔結構等，振型數應取≥ 12 或更多，但不能多于房屋層數的3 倍；只有當定義彈性樓板，且采用總剛分析，要時，振型數才可以取的更多。《抗震規范》指出，合適的振型個數一般可以取振型參與質量達到總質量的90％所需的振型數。SATWE 等電算程序已有這種功能，可以很方便地輸出這種參與質量的比值。有些設計人員不大重視電算程序使用手冊的應用，選取振型數時比較隨意，這是應當改進。此外，由耦聯計算的地震剪力通常小于非耦聯計算，僅當結構存在明顯示扭轉時才采用耦聯計算，但在必要時應補充非耦聯計算。

四、結構周期折減系數

框架結構及框架――抗震墻等結構，由于填充墻的存在，使結構的實際剛度大于計算剛度，計算周期大于實際周期，因此，算出的地震剪力偏小，使結構偏于不安全，因而對結構的計算周期進行折減是必要的，但對框架結構的計算周期不折減或折減系數取得過大都是不妥當的。對框架結構，采用砌體填充墻時，周期折減系數可取0.6 ～ 0.7；砌體填充墻較少或采用輕質砌塊時，可取0.7 ～ 0.8；完全采用輕質墻體板材時，可取0.9。只有無墻的純框架，計算周期才可以不折減。

五、框架梁、柱箍筋間距

《抗震規范》第6.3.3 條及6.3.8 條對不同抗震等級的框架梁、柱箍筋加密區的最小箍筋直徑和最大箍筋間距做了了明確規定。根據這些規定，工程習慣上常取梁、柱箍筋加密區最大間距為100mm，非加密區箍筋最大間距為200mm。電算程序總信息中通常也內定梁、柱箍筋加密區間距為100mm，并以此為依據計算出加密區箍筋面積，由設計人員要據規范確定箍筋直徑和肢數。架梁的跨中部位有次梁或有較大的其他集中荷載作用卻僅配兩肢箍筋時，多數情況下，非加密區箍筋間距采用200mm 會使梁的非加密區配箍不足，因此建議程序內定梁箍筋改為取梁的非加密區間距200mm。這樣，既可保證梁非加密區的抗剪承載力，又可適當增加梁端箍筋加密區（箍筋間距為100mm）的抗剪能力，梁的強剪性能更能充分體現。當框架梁由于種種原因縱向鋼筋超筋時，梁端適當加大抗剪承載力對結構抗震非常有利。這也是為什么當梁端縱向受拉鋼筋配筋率大2％時，規范規定梁的箍筋直徑應比最小構造直徑增大2mm 的原因。對于框架柱，當框架內定柱加密區箍筋間距為100mm 時，在某些情況下，亦可能因非加密區箍筋間距采用200mm 引起配箍不足。因此，我們也建議程序內定柱的箍筋間距改為取柱的非加密區的箍筋間距200mm。這里需要指出的是，梁、柱箍筋非加密區配箍驗算時可不考慮強剪弱彎的要求，即剪力設計值取加密區終點處外側的組合剪力設計值，并且不乘以剪力增大系數。

六、柱部分

（1）地上為圓柱時，地下部分應改為方柱，方便施工。圓柱縱筋根數最少為8 根，箍筋用螺旋箍，并注明端部應有一圈半的水平段。方柱箍筋應使用井字箍，并按規范加密。角柱、樓梯間柱應增大縱筋并全柱高加密箍筋。幼兒園不宜用方柱。

（2）原則上柱的縱筋宜大直徑大間距，但間距不宜大于200。

（3）柱內埋管，由于梁的縱筋錨入柱內，一般情況下僅在柱的四角才有條件埋設較粗

的管。管截面面積占柱截面4% 以下時，可不必驗算。柱內不得穿暖氣管。

（4）柱應盡量采用高強度混凝土來滿足軸壓比的限制，減小斷面尺寸。

（5）盡量避免短柱，短柱箍筋應全高加密，短柱縱筋不宜過大。

（6）考慮到豎向地震作用，柱子的軸壓比及配筋宜留有余地。

七、結語

隨著我國建筑行業的快速發展，人們對建筑造型和建筑功能的要求越來越高，這對結構設計人員提出了更高的要求，因此應該加強學習，在工作中靈活的解決結構設計中的難題，提高設計質量。

參考文獻：

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【摘要】隨著經濟建設的高速發展，我國多層建筑迅速增多，形成了強大的沖擊波。面對如此形勢，把多層建筑的結構設計放在首位加以研究，對建筑創作是非常重要的。本文將就多層建筑結構設計中的一些問題加以探討。

關鍵詞 多層建筑；結構設計

Talking about the design of multi-storey building structure

Liu Yong

(Shaanxi Nobutaka Architectural Engineering Consulting Co., LtdXi´anShanxi710000)

【Abstract】With the rapid development of economic construction, China´s rapid increase in multi-storey buildings, a strong shock wave. Faced with such a situation, the first place to study the structural design of multi-storey buildings, the architectural creation is very important. This paper will multistory building structure design issues to be explored.

【Key words】Multi-story building;Structural design

1. 建筑設計作用

1.1建筑設計應首要解決功能問題。

功能是什么？功能就是空間使用者對空間環境的各種要求，包括生理要求和心理要求。人類大量的活動要在建筑中進行，所有與人生理有關的問題都應得到解決，如呼吸、行走、坐、臥、進食、排泄、取暖、避寒等等。這是建筑設計要解決的第一步，也是人為自己創造空間的基本要求。其次，作為高等動物的人有比其它動物更高的需求。如：羞恥感（隱秘性）、光線、適宜的高度、聲音，最后應滿足人們社會性需求和精神文化需求。所以，功能所體現的就是人（設計者）在充分考慮自身多種需求的條件下為人（使用者）所創造的空間環境。然后，人（使用者）在這樣的環境下長期生活，這樣的空間的優缺點又在生理及心理或是文化習慣上影響著人。

1.2建筑設計與城市的關系。

討論建筑設計的作用，首先應該討論建筑設計與城市的關系。人類營造城市所投入的巨大勞動和智慧讓一個個文明燦爛登場又黯然謝幕。今天即使古代文明灰飛煙滅了，但當我們看到遺跡的時候依然會為那壯美與精致而震驚。眾所周知，人類在河流的渡口和道路的節點聚居形成了村鎮，隨著經濟活動的開展，有了市場的出現，城市的功能驟然形成了，之后隨著人口的劇增、交通的頻繁和城市的擴展，人們創造了環境。所以建筑設計直接關系到城市的風格與文明程度，從而得出“人創造了空間，空間反過來又影響了人”的結論。

1.3建筑為人服務，人創造了建筑，建筑反過來又影響了人。

2. 現代建筑結構設計存在的問題

2.1明確建筑設計的作用后，再來看看建筑師對建筑物最初設計方案時的考慮：建筑師更多的是考慮空間組成特點及安全問題，而不是詳細地確定它的具體結構。對于低層、多層和高層建筑，豎向和水平向結構體系的設計基本原理都是相同的，但是，隨著高度的不斷增加，豎向結構體系成為設計的控制因素，其原因有兩個：

（1）較大的垂直荷載要求有較大的柱、墻或者井筒；

（2）側向力所產生的傾覆力矩和剪切變形要大得多。與豎向荷載相比，側向荷載對建筑物的效應不是線性增加的，而隨建筑高度的增高迅速增大。例如，在所有條件相同時，在風荷載作用下，建筑物基底的傾覆力矩近似與建筑物高度的平方成正比，而其頂部的側向位移與高度的四次方成正比，地震的作用效應更加明顯。在現代高層建筑中，問題不僅僅是抗剪，而更重要的是整體抗彎和抵抗變形，可見，現代建筑的高層結構受力性能與低層建筑有很大的差異，存在扭轉、共振、水平側向位移及剪重比等問題。

2.2現代建筑結構設計中的扭轉問題。

建筑結構的幾何形心、剛度中心、結構重心即為建筑三心，在結構設計時要求建筑三心盡可能匯于一點，即三心合一。結構的扭轉問題是指在結構設計過程中未做到三心合一，在水平荷載作用下結構發生扭轉振動效應。為避免建筑物因水平荷載作用而發生的扭轉破壞，應在結構設計時選擇合理的結構形式和平面布局，盡可能使建筑物做到三心合一。

2.3現代建筑結構設計中的共振問題。

當建筑場地發生地震時，如果建筑物的自振周期和場地的特征周期接近，建筑物和場地就會發生共振。因此在建筑方案設計時就應針對預估的建筑場地特征周期，通過調整結構的層數，選擇合適的結構類別和結構體系，擴大建筑物的自振周期與建筑場地特征周期的差別，避免共振的發生。

2.4水平側向位移問題。

水平側向位移即使是滿足建筑結構規程的要求，并不能說明該結構是合理的設計。同時還需要考慮周期及地震力的大小等綜合因素。因為結構抗震設計時，地震力的大小與結構剛度直接相關，當結構剛度小，結構并不合理時，由于地震力小則結構位移也小，位移在規范允許范圍內，此時并不能認為該結構合理。因為結構周期長、地震力小并不安全；其次，位移曲線應連續變化，除沿豎向發生剛度突變外，不應有明顯的拐點或折點。一般情況下剪力墻結構的位移曲線應為彎曲型；框架結構的位移曲線應為剪切型；框一剪結構和框一筒結構的位移曲線應為彎剪型。

2.5剪重比及單位面積重度問題。

結構的剪重比A=VJG是體現結構在地震作用下反應大小的一個指標，其大小主要與結構地震設防烈度有關，其次與結構體型有關，當設防烈度為7、8、9度時，基本周期大于5.0s的結構，最小剪重比分別為0.0 12(0.018)， 0.024 (0.032)， 0.0 4 0；扭轉效應明顯或基本周期＜3.5 s的結構最小剪重比則分別0.016(0.024）， 0.0 3 2(0.048)， 0. 0 6 4。單位面積重度r G＝G／A（N／m2）是衡量結構構件截面取值是否合理和樓層荷載數據輸人是否正確的一個重要指標。式中的G由結構構件自重、樓面建筑面層及天棚抹灰（或吊頂）重、填充墻（包括抹面層）重和樓面使用荷載組成；A則一般以地面以上的建筑面積總和計算，以便有一個相對準確的比較標準。定性地分析比較r值的大小，可得出以下結果，即一般內部隔墻多的建筑大于間隔墻A建筑；層數多的建筑略大于層數少的同性質建筑；設防烈度高的建筑大于設防烈度低的同性質同規模建筑；剪力墻多的建筑大于剪力墻少甚至僅為框架的建筑。一般多高層建筑的單位面積重度在10－18KN／m2之間，除個別較特別的以外，多數在15KN／m2左右。以上兩個指標不僅在施工圖設計階段，而且在初步設計階段都是非常重要的數據，其數值正常與否從另一個側面反映出結構體系的選擇是否合適，結構布置（包括構件截面確定）是否合理，電算數據輸人是否正確，以及最后決定電算結果是否可信可用等，因此結構設計時應對這兩個指標重視。

篇5

我國政府對住宅建設十分關心，特別是改革開放以來給予了高度重視，投入了大量的人力、物力和財力，近期住宅建設成為新的經濟增長點和居民消費熱點，因此，積極開展住房制度改革，推進住宅商品化，為廣人居民提供良好的居住環境，是全社會關注的重要課題。

由于我國是一個人口大國，農村人口占全國人口比例十分大。因此農村居民住房也是一個急需解決的問題。而在住宅建筑中多層房屋結構最為適合農村及中小城市的使用。所以多層宅在我國農村新建或正在建造的住宅中占90％以上。

多層房屋結構的廣泛使用的有一個重要的問題：就是多層房屋結構的穩定性。若這個問題得不到重視那么將會給我們帶來不少的安全隱患。

一、多層建筑結構的概述

住宅建筑按其層數分為：低層（l～3層）、多層（4～6層）、中高層（7～9層）、高層（l0層以上）四類。

從80年代開始至今，是我國多層房屋建筑在設計使用及施工建筑等各方面得到迅速發展的階段，各中等城市以及廣大農村都普遍興起建造以框架結構、磚混結構、磚木結構、加筋砌體等多層建筑。

多層住宅為4～6層高的住宅，借助公共樓梯解決垂直交通，其優點在于：①它比低層住宅占地少，比高層住宅建設工期短，一般開工一年內即可竣工；②公攤面積少，無需像高層住宅需要增加公共走道、電梯、高壓水泵等方面的投資，物業費也較低，整體的性能價格比高；③結構設計成熟，建材可就地大量工業化、標準化地生產。因此，多層住宅造價較低，售價適中，易于被普通消費者接受。

由于寧波市所轄地區有很多城鄉結合地區，因此都存在很大部分的農村自留地。因寧波是石灰巖地質環境、地下溶洞較多的情況，高層建筑對自留地擁有者來說又投資太大，所以寧波的自留地建筑物主要是以3～6層的多層為主。多層建筑在寧波的廣泛使用，不但能夠改善廣大群眾的居住水平，而且通過房屋的出租提高群眾的收入。所以多層房屋在寧波推廣的比較普及。

二、設計對多層建筑結構穩定性的影響

1．多層建筑的基礎

多層房屋建筑無地質詳勘報告，僅僅依據建設單位口頭或籠統參照附近建筑物的基礎設計資料就進行施工圖設計；采用換土墊層進行軟弱地基處理，不進行換土墊層設計，只憑經驗處置，沒有進行墊層寬度和厚度計算，既不安全，又不經濟。

2．多層建筑的磚混結構房屋中構造柱兼作承重柱用

在磚混結構中，構造柱不但能夠提高墻體的坑剪能力，而且構造柱與圈梁聯結在一起，形成對砌體的約束，這對于限制墻體裂縫的開展，維持豎向承載力，提高結構的抗震性能有著重要的作用。

在當前結構設計中，構造柱經常被作為承重柱使用，這種做法使得構造柱提前受力，柱底基礎的抗沖切、抗彎曲及局部承壓強度必然不能滿足要求，降低了構造柱的拉結和約束作用，一旦遭遇地震，構造柱位置因應力集中首先破壞。

3．多層建筑在框架結構設計中，只注意橫向框架而忽視縱向框架

現行建筑抗震設計規范要求水平地震作用應按兩個主軸方向分別計算，縱向框架與橫向框架同等重要。一些結構設計者對于非抗震設計，沒有考慮地震的縱向作用，在實際設計中經常出現梁的支座負筋，跨中縱筋及箍筋的配筋置均不足的現象。

4．多層建筑的懸挑梁的梁高選用過小

設計者往往只注意了對梁的強度和傾覆進行驗算，而忽略了對梁撓度的驗算。梁高選用過小，引起梁截面的受壓區應力過高，梁的延性減小，在豎向地震作用下易發生脆性破壞，失去承載力。

5．多層建筑的連續梁按單梁進行設計

這種情況多發在陽臺邊梁的設計中。由于邊梁上的荷重一般較小，沒有引起設計者的重視，為圖受力分析方便，設計者把實際應為連續梁的邊梁按簡支梁進行設計，致使邊梁在支座處上部負筋配置量過少，加載后梁支座上部受拉區出現豎向裂縫，引起梁上的攔板出現豎向裂縫。

6．多層建筑的樓板設計常見題

板是建筑工程中的主要承重構件，是它將樓面、屋面的荷載傳遞到墻或梁，樓板的設計問題必將影響梁、墻、柱等構件安全。整個設計考慮不周，容易出現質量隱患。樓板設計中常見如下幾個問題。

1）對板的受力狀態認識不足，簡單地將雙向板作單向板進行計算，使計算假定與實際受力狀態不符，導致一個方向配筋過大，而另一方向僅按構造配筋，造成配筋嚴重不足，致使板出現裂縫。

2）計算板承受線荷載的彎矩時，常常將該部分線荷載換算成等效的均布荷載后，進行板的配筋計算。但有些設計人員錯誤地將隔墻的總荷載附以板的總面積。另外，在板的設計中沒考慮板上砌墻的影響，在板支承點上部出現了負彎矩，致使板頂出現裂縫。

3）雙向板有效高度取值偏大。雙向板計算時應考慮兩個方向的彎矩，取各自的有效高度，一般長向的有效高度比短向的有效高度小。有的設計者為圖省事或對板受力認識不足，取兩方向的有效高度一致進行配筋計算，致使長跨有效高度偏大，配筋降低，使結構構件存在的質量隱患，甚至出現開明縫的現象。

總之，我們設計工作者應按規范相應的構造要求嚴格執行，才能從根本上消除設計質量的隱患。

三、抗震設計對穩定性的影響

1．抗震措施

當前，在抗震設計中，從概念設計、抗震驗算及構造措施等三方面入手，在將抗震與消震（結構延性）結合的基礎上，建立設計地震力與結構延性要求相互影響的雙重設計指標和方法，直至進一步通過一些結構措施（隔震措施，消能減震措施）來減震，即減小結構上的地震作用使得建筑在地震中有良好而經濟的抗震性能是當代抗震設計規范發展的方向。而且，強柱弱梁、強剪弱彎和強節點弱構件在提高結構延性方面的作用己得到普遍的認可。

2．多層建筑的抗震設計理念

我國《建筑抗震規范》（GB50011-2001）對建筑的抗震設防提出“三水準、兩階段”的要求。“三水準”即“小震不壞，中震可修，大震不倒”。對建筑抗震的三個水準設防要求，是通過“兩階段”設計來實現的。第一階段：第一步采用與第一水準烈度相應的地震動參數，先計算出結構在彈性狀態下的地震作用效應，與風、重力荷載效應組合，并引入承載力抗震調整系數，進行構件截面設計，從而滿足第一水準的強度要求；第二步是采用同一地震動參數計算出結構的層間位移角，使其不超過抗震規范所規定的限值；同時采用相應的抗震構造措施，保證結構具有足夠的延性、變形能力和塑性耗能，從而自動滿足第二水準的變形要求。第二階段：采用與第三水準相對應的地震動參數，計算出結構（特別是柔弱樓層和抗震薄弱環節）的彈塑性層間位移角，使之小于抗震規范的限值，并采用必要的抗震構造措施，從而滿足第三水準的防倒塌要求。

參考文獻：

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Abstract: The multi-story building in the use of function is divided into civil construction, commercial buildings, and industrial plants, the construction of each function has a different structure, civil construction multi-frame structure, commercial buildings, multi-frame-wall structureand industrial plants to use more the structure of concrete and steel structure combined with each other, but no matter what the structure of multi-story buildings, and its constituent components are wall studs, beams, plates, so the design concept is the same, only in the structuredistribution in form is different, so the design of multi-storey buildings with a lot of the same things in common.

Keywords: building structure; multi-story building; framework structure

中圖分類號：TU3文獻標識碼：A 文章編號：

1、設計規范的理解與執行

為了確保建筑結構設計的質量，國家對此頒布了相應的規范和標準，在設計的過程當中應該遵守這些規范和標準，特別是其中的強制性條文，這在很大程度上保證了建筑結構設計的安全質量。規范和標準中的很多條文，包括一些強制性條文，其內容往往是一些很細節構造措施、注意事項等，比如錨固長度、配筋率、箍筋直徑間距、加密區長度等。這些細節上的東西往往在設計工作中容易被忽略。但應當認識到，這些細節的東西被寫成規范條文，有些甚至是強制性條文，是有理由有根據的，它們對整個結構的安全性有重大影響，很多是從以前的地震、災害事故中總結出來的。因此，在設計工作中，不但要重視結構體系構件承載力等方面的規范條文，也要注意其他構造措施方面的條文，執行規范要求是保證結構安全的最低要求。

2、構件設計

在構件設計中鋼筋設計最為復雜，梁板柱每個構件都有其不同的鋼筋分布形式。如何能讓這些構件有效的結合為一個整體，就需要我們在配筋時既要滿足承載力計算要求也要符合構造要求。還有一點值得我們注意的就是鋼筋配置要遵循梁柱設計的基本原則，要合理體現強柱弱梁、強剪弱彎、強節點弱構件的概念，保證各構件通過鋼筋有效連接形成強度合理分布的有機整體。

2.1構件設計的基本原則

《混凝土結構設計規范GB50010—2010》中對各種情況下的梁柱構件的配筋率大小都有具體規定，一般其配筋率控制在0.5—1．4％這個范圍內比較經濟合理。梁的縱向受拉鋼筋一般控制在2％以內，當梁端受拉鋼筋配筋率大于2%時其箍筋直徑相應增大一級，以提高梁端混凝土的受壓受剪承載能力，防止出現超筋破壞。同時梁端縱向受拉鋼筋的最小配筋率要大于0.2％，是為了防止出現少筋破壞。由鋼筋混凝土構件的破壞形式可知，超筋破壞和少筋破壞表現為脆性破壞，結構延性差，會降低結構安全性能，應避免。同理，柱也相應有最小配筋率和最大配筋率的要求，設計中應遵循這些規定，以提高結構延性，確保安全性能。

一般的同一結構中梁柱的抗震等級是相同的，不同的抗震等級相應采取不同的抗震措施。構件的抗震等級直接決定著建筑主體的抗震性能。抗震等級對應的抗震措施包括兩個方面，其一是在構件地震內力計算時取用相應的調整系數，其二是在構件設計時采取相關的構造措施。內力調整一般在結構計算時通過軟件的相關參數干預自動完成，構造措施則需要設計者在設計繪圖時把握執行。具體到結構構件設計的一般原則，強柱弱梁、強剪弱彎除了選擇合適的構件截面，最重要就是在內力計算時通過調整系數，增大柱、受剪構件的承載能力要求；而強節點弱構件、強錨固等則需采用規范要求的構造措施。

2.2多層建筑結構柱的設計

一般多層建筑結構由于質量和高度不大，其所受地震作用和風荷載等水平力不大，故柱構件的彎矩內力不大，計算配筋一般較小。但在地震作用或雙向框架承載時，某些部位柱承受的彎矩以及扭轉剪力是比較大的，比如角柱很容易出現雙向彎矩疊加作用的情況，再加上角柱一般離剛度中心距離較大，容易出現過大位移或位移比超標的情況。在結構計算階段，要根據結構布置特點確定柱是按單偏壓還是雙偏壓計算，一般雙向框架承重體系和角柱須按雙偏壓計算，其他情況可考慮按單偏壓計算并按實際配筋進行雙偏壓復核。

柱配筋設計時縱向受力鋼筋一般比較受重視，根據以往的經驗和歷次地震震害情況來看，也很少出現由于柱縱向受力鋼筋配置不足而引起事故的情況，反而是未按規范要求配置、制作箍筋在地震中導致柱子破壞。箍筋在柱子中的作用有兩方面，一是抵抗柱中的水平剪切力，二是通過圍箍作用提高柱混凝土的受壓承載能力，合理配置、制作箍筋非常重要。箍筋配置的不合理體現在設計時箍筋直徑的選用、加密區長度的設定，以及施工時箍筋間距過大、箍筋制作彎鉤角度和水平段長度不合格。箍筋彎鉤角度和水平段長度不合格會導致箍筋的錨固破壞先于鋼筋屈服，起不到應有的作用。

2.3多層建筑結構梁的設計：

(1)在計算中要合理、準確運用彎矩的調幅

規范規定只有在豎向力作用下梁端彎矩可調幅，水平力作用下梁端彎矩不允許調幅，因此在計算時必須先將豎向荷載作用下的梁端彎矩調幅后，再將水平荷載產生的梁端彎矩疊加，這一點現在基本由計算軟件自動完成。需要注意的是，多層建筑活載同時出現的幾率相對大于高層建筑，在選擇了梁端彎矩調幅后不宜同時選擇活載折減。

(2)注意控制變形和裂縫

多層建筑結構一般梁的跨度、受荷范圍都比較大，在構件設計時除了要計算承載能力，還應進行撓度變形和裂縫寬度驗算，以保證結構的正常使用和耐久性能。

篇7

前言

鋼筋混凝土多層框架結構由于具有結構傳力明確、結構靈活、整體性強、抗震能力強等諸多優點,因此被廣泛應用于現代建筑中。雖然該種結構形式看上去比較簡單,但是在設計時,若把握不好,將會出現很多問題,以下是筆者根據多年的設計經驗總結出來的幾個多層框架結構設計中值得我們思考的問題,以供大家參考。

一、基礎的選型

1.設計荷載取值

通常情況下,多層框架房屋采用的是柱下獨立基礎的形式,而《抗震規范》中明確指出,在地基的主要持力層沒有軟弱粘性土層的情況下,當建筑高度在25米以內且層數在8層以內的一般房屋建筑,可以不對地基和基礎的抗震承載力進行驗算。但是在進行基礎設計時應該要將風荷載考慮進去。所以,不能因為一般建筑在地震區風荷載不是控制荷載而忽略了。還有些設計師在進行獨立基礎設計時,柱腳內力設計值取值不合理,只對軸力與彎曲采取了設計值,而未能考慮剪力,還有些甚至只取了軸力設計值。若獨立基礎的設計荷載取值不合理,將會導致建筑結構的不安全或者材料浪費。

2.基礎拉梁層的計算模型問題

基礎拉梁層進行框架整體計算一般都是采用TAT或者SATWE等程序,由于基礎拉梁層無樓板,因此計算時樓板厚度應取零,并且定義彈性節點,分析計算式應該采用總剛分析方法。另外尤其是要注房屋平面不規則這一點。

二、基礎拉梁設計問題

當多層框架房屋基礎埋深較大時,可以在±0.000以下的合適的位置設置基礎拉梁,以減小底層柱的計算長度以及底層位移。設計時可按照框架梁的要求,按照規范要求設置箍筋加密區。以抗震的角度來考慮,應該采用短柱基礎方案。通常情況,若獨立基礎埋置深度較小,或者以前埋置較深且已經采用了短柱基礎,但是當地基不良或者柱子荷載差異較大時,可設置構造基礎拉梁,其方位為沿著兩主軸方向。基礎拉梁的截面尺寸為:寬、高分別為1/20～1/30,1/12～1/18倍柱中心距。而構造基礎拉梁的截面的寬、高則可以可取其下限值,也就是1/30與1/18柱中心距離,縱向受力鋼筋計算時則可以取其連接的柱子最大軸力設計值的十分之一,構造配筋的配筋率必須滿足規范要求,同時,還要保證不得小于上下各2φ14,鋼筋直徑不得小于φ8mm,間距為200mm。當填充墻或者樓梯柱直接支撐于拉梁上時,則應該將拉梁的界面適當的增大,其配筋也應該適當的增加。若框架底層高度不高或者基礎過去埋深不大時,可以利用拉梁平衡柱底彎矩,這時應該將基礎拉梁的結構尺寸設計大點。此時,應正彎矩鋼筋全跨拉通,而負彎矩鋼筋至少應在半跨拉通。其余要求均與上部框架梁完全相同。

三、框架結構帶樓電梯小井筒

井筒將會吸收地震剪力,以至于框架結構承受的地震剪減小。因此框架結構應該盡可能的不要設置鋼筋混凝土樓電梯小井筒。若實在不可避免時,應該適當的減薄井筒的壁厚,并且可以通過豎縫,結構洞等方法將其剛度減弱。計算時,除按框架計算外,還應該按照帶井筒的框架進行復核,并且將與井墻連接的柱子的配筋進行加強。另外,尤其要注意,出屋頂的樓電梯間與水箱間等結構物的承重結構必須采用框架梁結構,而不能采用砌體墻;雨篷等構件不能夠從承重墻挑出,而是應該從承重梁上挑出;樓梯梁與夾層梁等不可以支承于填充墻上,而應該由承重柱來支承。

四、結構計算中幾個重要參數選取問題

《抗震規范》中明確指出,采用計算機計算出來的所有結果,都必須在經過對其合理性、有效性認真分析判斷后才能適用于工程設計。一般,電算的結果主要包括結構的自振周期,樓層彈性層間位移、樓層地震剪力系數、樓層的彈塑性層間位移。樓層的側向剛度比,振型參與質量系數,墻和柱的軸壓比及墻、柱、梁和板的配筋,底層墻和柱底部截面的內力設計值。框架—抗震墻結構中抗震墻承受的地震傾覆力矩與總地震傾覆力矩的比值。要想對電算結果的合理性有一個正確的判斷,這就要求計算時必須選用正確的計算簡圖與合理的結構方案,還得分別將抗震設防烈度以及場地類別正確的輸入,除此之外,還必須將電算程序中的其他參數準確合理的輸入。

1.結構的抗震等級的確定

在建筑工程設計中,按照抗震設防來分類,一般的房屋住宅建筑、公寓、辦公樓等,很多房屋建筑是屬于丙類建筑。當我確定這些建筑的抗震等級時,通常是根據本地區的抗震設防烈度、結構類型以及建筑高度,來查《抗震規范》中的6.1.2表來確的。但是對于交通、電訊、消防、能源以及醫療類建筑,大型商場與體育場館等公共建筑,首先,就應該確定其中哪些建筑物是乙類建筑。我們通常按照抗震設防烈度來計算乙、丙類建筑的地震作用。通常情況,乙類建筑,當抗震設防烈度在6～8度時,應該采取抗震措施。一般是在本地區的抗震設防烈度的基礎上再增加一度,再查表來確定其抗震等級。若該乙類建筑處于7度地區,而其高度又超過規定的范圍,此時,就應該采取更為有效的其他抗震措施。

2.地震力的振型組合數

多層建筑結構,若不需要進行扭轉耦聯計算,其地震力的振型組合數不應小于3;若振型組合數大于3,則應該取3的倍數,但與小于建筑物的層數;若房屋層數少于3層,振型組合數就取層數。不規則的高層建筑,當需要考慮扭轉耦聯時,其振型數不應小于9。建筑結構層數比較多或者其剛度變化較大時,其振型組合數應越大,比如有轉換、小塔樓等建筑,其振型組合數不應小于12,但是也不得多于3倍層數。我們一般可以采取振型參與質量為總質量的90%時所需要的振型數作為合適的振型數。在應用SATWE 等程序進行電算時,便可以將這種參與質量的比值輸入進去。但是,有些設計人員重視程度不夠,往往比較隨意的選取振型數,這是不行的。另外,只有在建筑結構的扭轉比較明顯時,才采用耦聯計算,若必要時還是需要補充非耦聯計算。

3.結構周期折減系數的確定

框架結構建筑結構中,因為存在填充墻,其實際剛度往往比計算剛度大。計算周期比實際周期大,因而,計算出來的地震剪力偏小,顯得結構的安全性較差,所以應該對結構的計算周期進行適當的折減,但是折減系數不得過大。若框架結構采用砌體填充墻,則其計算周期折減系數為0.6～0.7;若采用輕質砌體或者砌體填充墻較少則可取0.7～0.8;當全部用輕質墻體板材時,折減系數為0.9。而只有無填充墻的純框架,才可以不進行計算周期折減。

五、結語

隨著我國建筑行業的發展,鋼筋混凝土多層框架結構由于具有結構傳力明確、結構靈活、整體性強、抗震能力強等諸多優點,因此被廣泛的應用于現代建筑中。雖然,其結構形式看上去比較簡單,但是設計時若考慮不周全、不仔細就會出現這樣或者那樣的錯誤,給建筑工程的建設造成不良的影響,有些錯誤甚至會給建筑結構的安全造成影響,因此我們在進行設計時,必須針對以上問題逐一進行落實,確保建筑結構設計質量。

參考文獻：

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[2] 程偉權,張文光.淺析建筑全框架結構及框剪結構設計布置[J].今日科苑,2009,(2).

篇8

中圖分類號： TU318 文獻標識碼： A 文章編號：

1 前言

隨著城市人口數量的不斷增加，用地規模也在不斷的增大，城市土地資源變得日益緊張，為了能夠最大限度的利用有限的土地資源，建筑逐漸朝著多層建筑的方向發展，這使得房屋建筑的結構也變得越來越復雜化。這對于建筑結構設計的要求也不斷的升高。多層建筑的機構設計難度相對較大，在設計的過程當中需要注意一些問題，文章對此進行了探討。

2 多層框架結構建筑的設計問題及處理

2．1 基礎聯系梁的設計問題

當建筑的基礎埋置比較深時，可以用基礎聯系梁來減少底層柱的計算長度。在±0．00以下設置聯系梁，形成有效的框架，聯系梁下的柱可按照短柱進行加強處理。有抗震設防要求時，基礎間宜沿著兩個主軸的方向設計基礎聯系梁；如果基礎聯系梁上作用有填充墻或者樓梯柱等荷載傳來時，應該與所連柱的最大軸力設計值的10％疊加計算，基礎聯系梁的配筋應該滿足梁的受力要求。基礎聯系梁的項標高宜與基礎的頂端標高一致。當基礎形式為獨立擴展基礎，施工時應先將基礎聯系梁下與獨立基礎之間的空隙部分進行混凝土澆筑，澆筑到與基礎頂面平齊，然后再澆筑基礎聯系梁。這樣可以有效減少基礎聯系梁的計算跨度。當基礎形式為樁基礎時，單樁承臺應在兩個互相垂直的方向上設置系梁；兩樁承臺應在其短向設置系梁。如果采用基礎系聯梁來平衡柱底的彎矩，那么基礎聯系梁的截面尺寸和配筋應該按照框架梁來設計。此時的梁正彎矩鋼筋應該全部的拉通，而負彎矩鋼筋也應該在1／2跨以上拉通，同時基礎聯系梁的縱筋在框架柱內的錨固、箍筋的加密以及其他抗震結構物都應該與上部的框架梁保持一致。

2．2 結構薄弱層的設計問題

結構薄弱層是指在強震下，結構首先容易產生較大彈塑性位移的部分，這些結構薄弱部位的承載力在設計時是滿足抗震承載力要求的，但是當地震的震級在7級以及7級以上時，容易出現薄弱現象。通常情況下薄弱層對結構的抗震影響極大，設計應該盡量避免薄弱層的出現。而避免薄弱層通常采取的方法是加大該層的抗震側移剛度，也就是采取加大此類薄弱層的柱截面和梁截面的措施；如果可以，應該改變薄弱層的層高或者減少基礎的埋置深度。如果薄弱層無法避免，應該在結構計算和出圖時，保證按照規范要求采取相應構造加強措施，除了對薄弱層的地震剪力乘以1～1．5倍的放大系數以外，還需要對結構的樓層屈服強度系數進行驗算。

2．3 框架結構梁的設計問題

在對框架結構建筑進行設計時，位于梁下部或梁截面高度范圍內的集中荷載，應由附加橫向鋼筋承擔，則需要考慮設置附加箍筋和吊筋，為方便施工可優先考慮采用附加箍筋，如主次梁搭接時，可以在結構設計總說明處，畫上一節點，在有次梁部位的兩側各加上3根主梁箍筋來作為補充。框架梁與次梁的端部出現相交的現象，或者彈性支承在墻體上，對于梁端支座可以按照簡支梁的方式來處理，但是必須對梁的端箍筋進行加密。在設計抗扭梁時，縱筋的間距應該小于300 mm，并保證小于梁的寬度。通常在設計的時候可采用加大腰筋直徑加密腰筋問距的方法來增加梁的抗扭力，同時對于縱筋和腰筋錨入支座內的長度應該符合要求。對于箍筋也應該符合抗震設防要求。在反梁板吊在梁底時，板的荷載主要由箍筋來承擔，可適當加密箍筋的間距，加大箍筋直徑。

2．4 框架結構柱的設計問題

如果框架結構柱在地上的部分為圓柱時，在地下的部分就盡量做成矩形柱，這樣可以盡量減少施工的工序。圓柱的縱筋根數應該保證在8根以上，而圓柱的箍筋宜優先采用螺旋式，這樣可以有效增加結構的整體性和柱子的剛度及承載力，施工圖紙中需要注明柱子端部有一圈半的水平段；矩形柱宜優先選用井字復合箍的箍筋形式，有抗震設防要求的需按照建筑抗震設計規范進行加密設計。角柱和樓梯間的框架柱、梯柱應在全柱高范圍內進行加密。通常框架結構柱的截面，非抗震時不宜小于邊長250 mm，四級抗震邊長不宜小于300mm，一、二、三級抗震時邊長不宜小于400mm；框架柱混凝土的標號則應該在C25以上，且梁縱筋錨入柱內的水平段長度、彎折長度應該符合規范要求。

3多層建筑框架結構的設計要點

3．1 盡量避免短柱的出現

在對框架結構進行設計時，應該盡量避免出現短柱現象。因為短柱的抗震性能通常較差。但是在框架結構設計過程中， 由于樓梯問休息平臺梁或者樓層的高矮等原因，有些短柱的出現很難避免。所以，如果存在短柱，就應該按照建筑抗震設計規范進行處理，盡量提高短柱的抗震性能。

3．2 中心線應該符合規定

框架梁與柱的中心線應該符合相關規定，也就是框架梁、柱中心應該盡量重合，如果中心線存在偏移現象時，需要全面考慮偏心對梁柱節點核心區受力和構造可能產生的影響， 同時也應該考慮到梁上荷載對柱子的偏心影響。如果偏心距大于該方向上柱寬度的1／4時，可以考慮采用增加梁水平方向加腋等措施。而當梁、柱偏心大于該方向柱寬的1／4時，可采用梁水平腋的措施。加腋后的梁在驗算梁的剪壓比和受彎承載力時，通常不會計算加腋部分截面的有利影響。

3．3 避免砌體墻的出現

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隨著經濟的高速發展，我國多層建筑發展迅速，其設計思想在不斷更新，建筑平面布置與豎向體形也越來越復雜，給多層結構設計提出更高的要求。多層建筑采用框架結構形式，可形成內部大空間，同時也能進行靈活的建筑平面布置。因此，框架結構體系在結構設計中應用甚廣，特別是在高度不超過50m的多層建筑中，其優勢更為明顯、突出。

一、獨立基礎設計荷載取值問題

通常情況下，多層框架房屋采用的是柱下獨立基礎的形式，而《抗震規范》中明確指出，在地基的主要持力層沒有軟弱粘性土層的情況下，當建筑高度在25米以內且層數在8層以內的一般民用建筑，可以不對地基和基礎的抗震承載力進行驗算。但是在進行基礎設計時應該要將風荷載考慮進去。所以，不能因為一般建筑在地震區風荷載不是控制荷載而忽略了。還有些設計師在進行獨立基礎設計時，柱腳內力設計值取值不合理，只對軸力與彎曲采取了設計值，而未能考慮剪力，還有些甚至只取了軸力設計值。若獨立基礎的設計荷載取值不合理，將會導致建筑結構的不安全或者材料浪費。

二、基礎系梁的設置問題

如果基礎埋置深度較深時，可以用基礎系梁減少底層柱的計算長度。在±0.000以下設置系梁，此時系梁宜按一層框架梁進行設計，同時系梁以下的柱應按短柱處理。如果工程條件符合第6.1.11條規定，應設基礎系梁。根據抗震要求，可沿兩個主軸方向設置構造基礎系梁。基礎系梁截面高度可取柱中心距的1/12 ～ 1/15。構造基礎系梁縱向受力鋼筋可取上述所連接柱的最大軸力設計值的10%作為拉力或壓力來計算。當為構造配筋時，應滿足最小配筋率；當基礎系梁上作用有填充墻或樓梯柱等傳來的荷載時，應與所連接柱子的最大軸力設計值的10%疊加計算。基礎系梁截面也應適當增加，算出的配筋應滿足受力要求和構造配筋要求。構造基礎系梁頂標高通常與基礎頂標高相同。為減少基礎系梁計算跨度，可以將基礎梁下與獨立基礎的臺階或錐形斜坡之間的空隙部分用素混凝土澆筑至與基礎頂面平齊，再澆筑基礎系梁。如果用基礎系梁平衡柱底彎矩，基礎系梁的截面尺寸與配筋應按框架梁設計。這時，拉梁正彎矩鋼筋應全部拉通，負彎矩鋼筋至少應在1/2跨拉通，基礎系梁的縱筋在框架柱內的錨固、箍筋的加密及其余抗震構造要求應與上部框架梁完全相同，且此時拉梁應設置在基礎頂部。

綜上所述，如不設置基礎系梁，填充墻可以采用素混凝土條形基礎；如設置基礎拉梁，宜在框架柱之間設置，對于不在框架柱之間的墻體基礎可采用素混凝土基礎。

三、框架結構梁設計的問題與處理

在框架結構梁的設計中，如果梁上存在次梁（包括挑梁端部）應該考慮附加箍筋和吊筋，同時優先考慮采用附加箍筋。在梁上的小柱和水箱下，如果梁架在板上，在設計的時候不必加附加筋。同時為了表達清楚，在做施工圖的時候可以考慮在結構設計總說明處，畫一節點，有次梁處兩側各加3根主梁箍筋作為補充。

如果次梁的端部與框架梁相交或彈性支承在墻體上，梁的端支座我們可以按照簡支梁來處理，但是梁的端箍筋應該考慮加密。在設計考慮抗扭的梁時，縱筋的間距不應大于300mm并且不能大于梁的寬度，即我們在設計的時候要求加腰筋來增加梁的抗扭，并且縱筋和腰筋錨入支座內的長度要達到錨固長度。箍筋要求同抗震設防時的要求保持一致。反梁的板吊在梁底下，板荷載宜由箍筋來承受，或適當的增大箍筋的間距，梁支承偏心布置墻時宜做下挑沿。框架梁的高度宜取梁跨度的1/10-1/15，扁梁的寬度可以取到柱寬的兩倍。扁梁的箍筋應該延伸至另一方向的梁的邊緣。

四、結構計算中幾個重要參數的選取問題

《抗震規范》第3.6.6.4條指出，所有的計算機計算結果，都應經分析判斷確認其合理、有效后方可用于工程設計。通常情況下，計算機的計算結果主要是結構的自振周期，樓層地震剪力系數，樓層彈性層間位移（包括最大位移與平均位移比）和彈塑性變形驗算時樓層的彈塑性層間位移。樓層的側向剛度比，振型參與質量系數，墻和柱的軸壓比及墻、柱、梁和板的配筋，底層墻和柱底部截面的內力設計值。框架――抗震墻結構中抗震墻承受的地震傾覆力矩與總地震傾覆力矩的比值。為了分析判斷計算機計算結果是否合理，進行結構設計計算時，除了有合理的結構方案、正確的結構計算簡圖外，正確填寫抗震設防烈度和場地類別，合理選取電算程序總信息中的其他各項參數也是十分重要的。

1.結構的抗震等級

在工程設計中，多數房屋建筑按其抗震設防分類屬于丙類建筑，如民用住宅、辦公樓及一般工業建筑等。其抗震等級可根據烈度、結構類型和房屋的高度，按《抗震規范》表6.1.2確定，而對于電訊、交通、能源、消防和醫療等類建筑以及大型體育場館、大型零售商場等公共建筑，首先，應當根據《建筑工程抗震設防分類標準》確定其中哪些建筑屬于乙類建筑。對于乙、丙類建筑，其地震作用均按本地區抗震設防烈度計算。對于乙類建筑，一般情況下，當抗震設防烈度為6 ～ 8度時，抗震措施應符合按本地區抗震設防烈度提高一度的要求。所謂抗震措施，在這里主要體現為按本地區設防烈度提高一度，由《抗震規范》表6.1.2確定其抗震等級，當7度地區的乙類建筑的高度超過表6.1.2規定的范圍時，還應采取比一級抗震等級更有效的抗震措施。如：某7度地震區城市的一個大型零售商場和一個三級醫院的門診樓本屬乙類建筑，但設計人員錯當成丙類建筑來設計，使建筑物的抗震能力大為降低，不得不對設計計算作重大修改。

2.地震力的振型組合數

對于多層建筑，當不考慮扭轉耦聯計算時，地震力的振型組合數至少應取3；當振型數多于3時，宜取3的倍數，但不應多于層數；當房屋層數≤2時，振型數可取層數，對于不規則的高層建筑結構，當考慮扭轉耦聯時，振型數應≥9：結構層數較多或結構剛度突變較大時，振型數應多取，如結構有轉換層，頂部有小塔樓、屬多塔結構等，振型數應≥12或更多。但不能多于房屋層數的3倍，只有當定義彈性樓板，采用總剛分析，且必要時，振型數才可以取得更多。《抗震規范》中指出，合適的振型個數一般可以取振型參與質量達到總質量的90%所需的振型數。SATWE等電算程序已有這種功能，可以很方便地輸出這種參與質量的比值。

3.結構周期折減系數

框架結構及框架――抗震墻等結構中。由于填充墻的存在，使結構的實際剛度大于計算剛度。計算周期大于實際周期，因此，算出的地震剪力偏小，結構顯得不安全，所以對結構的計算周期進行折減是必要的；但若折減系數取得過大也是不妥當的。對于框架結構來說，采用砌體填充墻時，周期折減系數可取0.6 ～ 0.7；砌體填充墻較少或采用輕質砌塊時，可取0.7 ～ 0.8；完全采用輕質墻體板材時，可取0.9，只有無墻的純框架，計算周期才可以不折減。

在框架結構設計中，不論工程簡單還是復雜，其實終究是由梁、柱、板形成的基本單元組合而成，因此我們在設計過程中對梁、柱、板以及結構體系中的一些注意事項應該有清晰的認識，使設計的工程既經濟又合理。

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一、民用建筑多層框架結構的設計中的問題及措施

（一）多層民用建筑結構體系的選用

建筑結構設計者在進行設計時首先要明確建筑結構的體系，只有根據具體的建筑結構情況，選取合理的建筑加工體系才能夠設計出經濟適用的建筑結構。目前的多層民用建筑在建造時多采用混凝土結構，同時采用剪力墻結構或是框架剪力墻結構。

框架剪力墻結構是由框架和剪力墻共同組成，其中剪力墻是多層民用建筑的主要水平承重結構，而框架則是建筑的豎向承重結構，兩種結構通過合力分工，共同承受多層民用建筑的載荷。在多層民用建筑結構設計中剪力墻的位置應設立在平面形狀教導和豎向載荷較大的部位，并對其進行均勻設置。此建筑結構體系中框架作為主結構，剪力墻作為輔助結構。

剪力墻結構在建筑時是利用鋼筋混凝土墻板來代替框架結構作為承受建筑載荷的梁柱，此時的剪力墻則作為建筑中豎向承重和抵抗測力的結構，其傘部承受建筑結構的豎向和水平方向的力。剪力墻結構一般情況下采用平面布置方式，采用此結構時要保證剪力墻具有助攻的載荷力，因為剪力墻同時承受建筑結構的豎向和水平方向的共同載荷，在設置剪力墻時要采用雙向或是多向的設置方式。

（二）多層框架民用建筑結構設計的參數控制和調整

多層民用建筑在設計過程中對各項參攝的控制和調整決定整建筑結構的安全性。而合理的控制和調整建筑結構設計參數不但能夠增加建筑結構的合理性，還能夠提高建筑結構的整體控制效率。其控制和調整重要參數主要有以下幾個：第一，軸壓比：為了滿足建筑結構的延性要求，需要限制建筑的軸壓比。軸壓比的控制和調整主要是通過增加建筑墻、柱的截面，提高墻、柱混凝土的強度來實現。第二，建筑層間的位移角：為了保證多層民用建筑的結構穩定性，需要限制建筑各層間的位移角。位移角的控制和調整主要通過加強豎向構件剛度來實現。第三，周期比：周期比主要是用來克服多層建民用筑結構的扭轉。周期比的控制和調整主要是通過改變建筑結構布置來實現。第四，剪重比：為確保多層民用建筑的安全性，通過限制剪重比來減小多層民用建筑各層間的最小水平地震剪力。剪重比的控制和調整主要是通過加強豎向構件的剛度來實現。

二、民用建筑多層框架結構技術要點

（一）調整框架柱的配筋

針對角柱和邊柱等在地震作用下會出現偏心受拉的現象，要保證各種柱中內的縱筋總截面要比計算值增大25%；另外框架柱箍筋的配筋的形式要用井字或者菱形，來增加對混凝土的約束力；對于需要加強的底部和柱的底層，配筋需要進行焊接，來保證底部的穩定性；針對不同的溫度和基礎土層，要因地制宜，當基礎土層分布不均勻時，要根據情況放大框架配筋，并根據情況進行加密箍筋配筋。

（二）框架柱配筋的調整

框架柱的配筋率一般都很低，有時電算結果為構造配筋，但是實際工程中均不會按此配筋。因為在地震作用下的框架柱，尤其是角柱，所受的扭轉剪力最大，同時又受雙向彎矩作用，而橫梁的約束又較小，工作狀態下又處于雙向偏心受壓狀態，所以其震害重于內柱，對于質量分布不均勻的框架尤為明顯。

（三）框架梁裂縫寬度、斜截面配筋調整

在滿足梁柱的截面尺寸和配筋率的情況下，仍需在計算配筋后進行梁的裂縫寬度的驗算和滿足梁端斜截面“強剪弱彎”條件下的梁端配筋調整。

1、影響裂縫寬度的因素和調整的辦法

框架梁的裂縫寬度驗算往往被工程設計人員忽視，對此應引起我們的注意。影響裂縫寬度的主要因素有兩方面，一是構件的混凝土強度等級，二是鋼筋的級別和直徑。由于混凝土等級與鋼筋的級別有一定的“依賴關系”，因此對于普通的混凝土構件，混凝土的高等級對減小梁的裂縫寬度影響不大，一般情況下宜采用加大梁的配筋率或增大梁的截面尺寸的方法來減小梁的裂縫寬度。另外需注意在利用計算機輔助軟件進行結構建模中的荷載輸入時，一定要將恒、活載數值分開輸入，以便進行內力組合和裂縫寬度的計算，不要貪圖省事而將恒、活載合并輸入，以防止梁、柱內力計算錯誤，致使所繪制的施工圖不能使用。

2、在電算中合理、準確運用彎矩的調幅

規范規定只有在豎向力作用下梁端彎矩可調幅，水平力作用下梁端彎矩不允許調幅，因此在計算時必須先將豎向荷載作用下的梁端彎矩調幅后，再將水平荷載產生的梁端彎矩疊加。

三、民用多層建筑框架結構設計構造注意的事項

（一）保證構件延性，防止脆性破壞

強剪弱彎是的重要原則，它要求人為加大各承重構件相對于其抗彎能力的抗剪承載力，使這些部位在結構經歷罕遇地震的過程中以足夠的保證率不出現脆性剪切失效。對于框架結構中的框架梁應注意抗剪驗算和構造，使其滿足相關規范要求。

（二）關注非彈性與非彈性工作狀態

主要是指的“強柱弱梁”節點。這是為了實現在罕遇地震作用下，讓梁端形成塑形鉸，柱端處于非彈性工作狀態，而沒有屈服，但節點還處于彈性工作階段。強柱弱梁措施的強弱，也就是相對于梁端截面實際抗彎能力而言柱端截面抗彎能力增強幅度的大小，是決定由強震引起柱端截面屈服后塑性轉動能否不超過其塑性轉動能力，而且不致形成“層側移機構”，從而使柱不被壓潰的關鍵控制措施。柱強于梁的幅度大小取決于梁端縱筋不可避免的構造超配程度的大小，以及結構在梁、柱端塑性鉸逐步形成過程中的塑性內力重分布和動力特征的相應變化。驗算截面承載力時，人為地將柱的設計彎距按“強柱弱梁”原則調整放大，加強柱的配筋構造。梁端縱向受拉鋼筋的配筋不得過高，以免在罕遇地震中進入屈服階段不能形成塑性鉸或塑性鉸轉移到立柱上。注意節點構造，讓塑性鉸向梁跨內移。

（三）一些構造采取的措施

1、對于大跨度柱網的框架結構，在樓梯間處的框架柱由于樓梯平臺梁與其相連，使得樓梯問處的柱可能成為短柱，應對柱箍筋全長加密。這一點，在設計中容易被忽視，應引起重視。

2、對框架結構外立面為帶形窗時，因設置連續的窗過梁，使外框架柱可能成為短柱，應注意加強構造措施。

3、對于框架結構長度略超過規范限值，建筑功能需要不允許留縫時，為減少有害裂縫（規范規定裂縫寬度小于0.3mm），建議采用補償混凝土澆筑。采用細而密的雙向配筋，構造間距宜小于150mm，對屋面宜設置后澆帶，后澆帶處按構造措施宜適當加強。

四、結束語

在民用建筑的多層框架結構設計中，設計師要在了解建筑結構設計的基本內容的基礎上，認真面對多層框架結構設計中出現的問題：表現在計算簡圖不合理、多層框架柱配筋調配不合理以及對框架梁裂縫寬度的忽視等問題。需要結構設計師在進行民用建筑多層框架結構設計中注意進行問題的改進，另外還要從多層框架的基礎設計上以及多層框架的上部設計來進行改進，保證多層框架的民用建筑更加安全、穩定和實用。

參考文獻：