摘要：本文根據(jù)筆者工作實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范，針對(duì)框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見的幾個(gè)問題進(jìn)行分析，并提出相應(yīng)的解決措施。

　　關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土 框架結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

　　Abstract: according to the work experience, combined with the related design specifications, according to the frame structure of several common problems in design are analyzed, and puts forward the corresponding solution measures.

　　Keywords: reinforced concrete; frame structure; structure design

　　中圖分類號(hào) : TU375文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

　　1 框架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

　　鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)由梁和柱剛性連接的骨架所組成，框架的連接點(diǎn)是剛節(jié)點(diǎn)，是一個(gè)幾何不變體。鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)是一

　　種抗震、抗風(fēng)較好的結(jié)構(gòu)體系，建筑平面布置靈活，使用空間大，延性較好易于滿足建筑物設(shè)置大房間的要求，還可以減輕建筑物的重量，在現(xiàn)代工業(yè)與民用建筑中被廣泛應(yīng)用。

　　2 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需注意的幾個(gè)問題

　　2.1 框架計(jì)算簡圖的確定

　　2.11 無地下室的多層框架房屋

　　基礎(chǔ)埋深較淺時(shí)現(xiàn)澆的框架結(jié)構(gòu)梁柱剛接，計(jì)算簡圖的確定主要是確定底層柱的計(jì)算長度。根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010-2002(以下簡稱《結(jié)構(gòu)規(guī)范》)第7.3.11條規(guī)定:一般多層房屋中梁柱為剛接的框架結(jié)構(gòu)，底層柱的計(jì)算長度取基礎(chǔ)頂面到一層樓蓋頂面的高度H;裝配式框架取1.25H。基礎(chǔ)埋深較大時(shí)為了增加房屋底部的整體性，減小位移，有時(shí)在±0.000附近設(shè)置基礎(chǔ)連系梁。將基礎(chǔ)連系梁以下的部分看作底層，此時(shí)的H值取基礎(chǔ)頂面至連系梁頂面的高度，而把實(shí)際建筑的底層作為第二層考慮，層高H取連系梁頂層至一層樓面高度。

　　2.12 帶地下室的多層框架房屋

　　對(duì)于帶地下室的多層框架結(jié)構(gòu)，合理確定上部結(jié)構(gòu)的嵌固位置是一個(gè)關(guān)鍵問題。對(duì)于能夠滿足《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2010(以下簡稱《抗震規(guī)范》)第6.1.14條規(guī)定的地下室結(jié)構(gòu)或采用箱型基礎(chǔ)時(shí)，可將地下室頂作為框架上部結(jié)構(gòu)的嵌固位置，在利用PKPM軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，樓層總數(shù)僅輸入地下室以上的實(shí)際層數(shù)，底層的層高H取實(shí)際層高。這樣計(jì)算出的地震作用與實(shí)際情況較為接近。對(duì)于不能滿足《抗震規(guī)范》第6.1.14條規(guī)定的地下室結(jié)構(gòu)或者采用筏板式基礎(chǔ)時(shí)，嵌固位置最好取在基礎(chǔ)頂面。此時(shí)，利用電算進(jìn)行樓層組合時(shí)，總層數(shù)應(yīng)為實(shí)際的樓層數(shù)加上地下室的層數(shù)。

　　2.2 抗震等級(jí)的選取

　　對(duì)于乙類建筑，《抗震規(guī)范》3.1.1規(guī)定:地震作用應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求，但是抗震措施(主要體現(xiàn)為抗震等級(jí))在一般情況下，當(dāng)抗震設(shè)防烈度為6度～8度時(shí)，應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度提高一度的要求。實(shí)際設(shè)計(jì)中經(jīng)常發(fā)生抗震等級(jí)選錯(cuò)的情況，如位于8度區(qū)的某乙類建筑，應(yīng)按9度由建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范表6.1.2確定，為一級(jí)抗震等級(jí)。

　　2.3 獨(dú)立基礎(chǔ)拉梁的問題

　　當(dāng)基礎(chǔ)埋置較深，為了減小底層柱計(jì)算高度及底層側(cè)向位移，可在±0.000附近設(shè)置基礎(chǔ)拉梁，但不宜按構(gòu)造設(shè)置，宜按照框架要求設(shè)計(jì)，應(yīng)注意此時(shí)需將板厚取為0，定義彈性結(jié)點(diǎn)，按總剛分析法分析計(jì)算，且基礎(chǔ)應(yīng)設(shè)成短柱基礎(chǔ)。

　　2.4 框架梁設(shè)計(jì)時(shí)需考慮的問題

　　2.41 框架梁的面積配筋率《結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》11.3.9明確規(guī)定了最小面積配筋率，容易被

　　忽視。例如:二級(jí)框架，500mm×800mm，C40，非加密區(qū)箍筋f8@200，四肢箍要求rsv³0.28ft/fyv=(0.28×1.71)/210=0.00228， 實(shí) 際 rsv=(50.3×4)/(200×500)=0.00200<0.00228， 不滿足設(shè)計(jì)規(guī)范。

　　2.42 當(dāng)框架梁端縱向受拉筋配筋率大于2%時(shí)，箍筋最小直徑應(yīng)增大2mm設(shè)計(jì)中經(jīng)常碰到梁端縱向受拉筋配筋率大于2%的情況，往往

　　不注意《結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》11.3.6 2、3的規(guī)定，導(dǎo)致箍筋直徑偏小。例如:某二級(jí)框架梁截面尺寸為250mm×400mm，梁端負(fù)筋為4f25，混凝土為C30，箍筋為f8@100，可知梁端縱向受拉筋配筋率為(490.9×4)/(250×365)=2.15%>2%，故箍筋直徑應(yīng)至少為10mm，原配箍筋直徑偏小。

　　2.43 框架梁加密區(qū)箍筋肢距是否滿足規(guī)范要求當(dāng)抗震等級(jí)為 1 級(jí)～3 級(jí)時(shí)，不滿足《結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范11.3.8

　　的規(guī)定，應(yīng)在加密區(qū)范圍內(nèi)加一根拉筋，成三肢箍，可滿足要求。例如:寬300mm框架梁，箍筋為f10@100，兩肢箍，此時(shí)箍筋肢距為260mm。

　　3 計(jì)算簡圖的處理

　　3.1 處理原則

　　結(jié)構(gòu)計(jì)算中，計(jì)算簡圖選取的正確與否，直接影響到計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性，其中比較典型的是基礎(chǔ)梁的處理。一般情況下，基礎(chǔ)梁設(shè)置在基礎(chǔ)高度范圍內(nèi)，作為基礎(chǔ)的一部分，此時(shí)結(jié)構(gòu)的底層計(jì)算高度應(yīng)取基礎(chǔ)頂面至一層樓板頂面的高度。基礎(chǔ)梁僅考慮承擔(dān)上部墻體荷載，構(gòu)造滿足普通梁的要求即可。當(dāng)按規(guī)范要求需設(shè)置基礎(chǔ)拉梁時(shí)，其斷面和配筋可按構(gòu)造設(shè)計(jì)，截面高度取柱中心距的1/12～1/18，縱向受力鋼筋取所連接的柱子的最大軸力設(shè)計(jì)值的10%作為拉力來計(jì)算。但是，當(dāng)基礎(chǔ)埋深過大時(shí)，為了減少底層的計(jì)算高度和底層的位移，設(shè)計(jì)者往往在±0.000以下的某個(gè)適當(dāng)位置設(shè)置基礎(chǔ)拉梁。此時(shí)，基礎(chǔ)拉梁應(yīng)作為一層輸入，底層計(jì)算高度應(yīng)取基礎(chǔ)頂面至基礎(chǔ)拉梁頂面的高度，二層計(jì)算高度應(yīng)取基礎(chǔ)拉梁頂面至一層樓板頂面的高度。拉梁層無樓板，應(yīng)開洞處理，并采用總剛分析方法進(jìn)行計(jì)算。基礎(chǔ)拉梁截面及配筋按實(shí)際計(jì)算結(jié)果采用。若因此造成底層框架柱形成短柱，應(yīng)采取構(gòu)造措施予以加強(qiáng)。另一個(gè)需要注意的是，當(dāng)框架結(jié)構(gòu)的電梯井道采用鋼筋混凝土井壁時(shí)(設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量避免)，計(jì)算簡圖一定要按實(shí)際情況輸入，否則可能會(huì)造成頂部框架柱設(shè)計(jì)不安全。

　　3.2 注意重點(diǎn)

　　抗震驗(yàn)算時(shí)不同的樓蓋及布置(整體性)決定了采用剛性、剛?cè)帷⑷嵝岳碚撚?jì)算。抗震驗(yàn)算時(shí)應(yīng)特別注意場(chǎng)地土類別。8度超過5層有條件時(shí)，盡量加剪力墻，可大大改善結(jié)構(gòu)的抗震性能。框架結(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)計(jì)成雙向梁柱剛接體系，但也允許部分的框架梁搭在另一框架梁上。應(yīng)加強(qiáng)垂直地震作用的設(shè)計(jì)，從震害分析，規(guī)范給出的垂直地震作用尚存異議。

　　雨篷不得從填充墻內(nèi)出挑。大跨度雨篷、陽臺(tái)等處梁應(yīng)考慮抗扭。框架梁、柱的混凝土等級(jí)宜相差一級(jí)。由于某些原因造成梁或過梁等截面較大時(shí)，應(yīng)驗(yàn)算構(gòu)件的最小配筋率。出屋面的樓電梯間不得采用磚混結(jié)構(gòu)。框架結(jié)構(gòu)中的電梯井壁宜采用粘土磚砌筑，但不能采用磚墻承重。應(yīng)采用每層的梁承托每層的墻體重量。梯井四角加構(gòu)造柱，層高較高時(shí)宜在門洞上方位置加圈梁。

　　因樓電梯間位置較偏，梯井采用混凝土墻時(shí)剛度很大，其他地方不加剪力墻，對(duì)梯井和整體結(jié)構(gòu)都十分不利。建筑長度宜滿足伸縮縫要求，否則應(yīng)采取措施。如:增大配筋率、通長配筋、改善保溫、鋪設(shè)架空層、加后澆帶等。當(dāng)采用井字梁時(shí)，梁的自重大于板自重，梁自重不可忽略不計(jì)。周邊一般加大截面的邊梁。

　　4 梁的抗震措施

　　4.1 梁的配筋率

　　為了保證梁的變形能力，使框架結(jié)構(gòu)具有較好的抗震性能，梁端縱向受拉鋼筋的配筋率應(yīng)能使梁端截面的受壓區(qū)相對(duì)高度滿足以下要求:一級(jí)框架0.25h0;二、三級(jí)框架0.35h0，同時(shí)，縱向受拉鋼筋的配筋率不應(yīng)大于2.5%。

　　4.2 梁的箍筋

　　為了保證梁有足夠的延性，提高塑性鉸區(qū)壓區(qū)混凝土的極限壓應(yīng)變值，并防止在塑性鉸區(qū)內(nèi)最終發(fā)生斜裂縫破壞，在梁端縱筋屈服范圍內(nèi)加密封閉式箍筋，對(duì)提高梁的變形能力十分有效。同時(shí)，為了防止壓筋過早壓曲，應(yīng)嚴(yán)格遵照《抗震規(guī)范》限制箍筋的間距。

　　4.3 梁內(nèi)縱筋錨固

　　在反復(fù)恒載作用下，在縱向鋼筋埋入梁柱節(jié)點(diǎn)的相當(dāng)長度范圍內(nèi)，混凝土與鋼筋之間的粘結(jié)力將發(fā)生嚴(yán)重破壞。因此，應(yīng)注意在地震作用下框架梁中縱向鋼筋的錨固長度，一般應(yīng)比《結(jié)構(gòu)規(guī)范》中所規(guī)定的受拉鋼筋基本錨固長度大。

　　5 柱的抗震措施

　　5.1 柱截面尺寸

　　柱的平均剪應(yīng)力太大，會(huì)使柱產(chǎn)生脆性的剪切破壞。平均壓應(yīng)力或軸壓比太大會(huì)使柱產(chǎn)生混凝土壓碎破壞。為了使柱有足夠的延性，柱截面尺寸應(yīng)符合以下要求:柱截面的長邊應(yīng)小于柱凈高的1/4，且柱截面的寬度不宜小于300mm;當(dāng)剪壓比保持較低時(shí)，可獲得較好的延性，為此柱端截面的平均剪應(yīng)力一般宜小于3N/mm。

　　5.2 柱縱向鋼筋的配置

　　柱中縱向鋼筋宜對(duì)稱配筋:為了保證柱有足夠的延性，柱的最

　　小配筋率必須滿足《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》要求;縱向鋼筋的接頭，一級(jí)框架應(yīng)采用焊接接頭;二級(jí)宜采用焊接接頭，而底層柱根應(yīng)焊接;三級(jí)可采用搭接，而底層柱根宜焊接;直徑大于32mm的鋼筋必須采用焊接。在縱向鋼筋連接區(qū)段內(nèi)宜加密箍筋，防止縱向鋼筋的壓曲，增加粘結(jié)度。

　　5.3 柱的箍筋

　　在地震力的反復(fù)作用下，柱端鋼筋保護(hù)層往往首先碎落。這時(shí)，如無足夠的箍筋約束，縱筋就會(huì)向外膨曲，柱端破壞。箍筋對(duì)柱的核心混凝土起著有效的約束作用，提高配箍率可以顯著提高受壓混凝土的極限壓應(yīng)變，從而有效增加柱的延性。因此，設(shè)計(jì)人員應(yīng)遵照《抗震規(guī)范》對(duì)框架柱的箍筋構(gòu)造要求。

　　結(jié)語:

　　綜述所上，論述了一些框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中容易疏忽的問題。一旦處理不好或計(jì)算過程中未加考慮便會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)不合理，甚至結(jié)構(gòu)不安全。設(shè)計(jì)人員在精于結(jié)構(gòu)電算分析的同時(shí)，更應(yīng)注意到以上所提到的在設(shè)計(jì)過程中碰到的類似問題，以保證結(jié)構(gòu)的安全。

　　參考文獻(xiàn):

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　　2 中華人民共和國建設(shè)部.GB50011-2010,《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》[S].2010.

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