框架結構設計存在問題以及對策分析

摘要 在現階段工業與民用建筑中，框架結構尤其是多層設計中，由于現階段結構設計方法較原始、概念性設計不完善、施工條件和設計思路不吻合等實際存在的問題，因此，如何解決其中設計性問題，意義非常。文章闡述了當前框架結構設計原則，分析了當前存在的設計典型問題，并針對此，提出了優化設計的措施。

關鍵詞 建筑工程；框架結構；設計問題；對策

毫無疑問，建筑框架結構設計是結構設計中較為基礎的設計，也是建筑結構設計中較為重要的一種形式，因此，框架結構體系在結構設計中應用十分廣泛。近年來，隨著計算機技術的不斷發展，框架結構的計算也由手算轉向電算，計算精度日益提高，設計人員的工作強度逐漸降低。但是，在框架結構的設計中，仍然存在著一些概念性和實際性的問題需要設計人員予以重視，以確保設計質量的提高。

1框架結構設計一般性原則概述

一般來講，建筑框架結構設計原則一般為：抗震驗算時不同的樓蓋及布置(整體性)決定了采用剛性、剛柔、柔性理論計算。抗震驗算時應特別注意場地土類別。框架結構應設計成雙向梁柱承重體系，但也允許部分的框架梁搭在另一框架梁上。應加強垂直地震作用的設計，從震害分析，規范給出的垂直地震作用明顯不足。雨蓬不得從填充墻內出挑。大跨度雨蓮、陽臺等處梁應考慮抗扭。考慮抗扭時，扭矩為梁中心線處板的負彎距乘以跨度的一半。出屋面的樓電梯間不得采用磚混結構。框架結構中的電梯井壁宜采用粘土空心磚砌筑，但不能采用磚墻承重，應采用每層的粱承托每層的墻體重量。梯井四角加構造柱，層高較高時宣在門洞上方位置加圈粱。因樓電梯間位置較偏，梯井采用混凝土墻時剛度很大，其它地方不加剪力墻，對梯井和整體結構部分不利。構件不得向電梯井內伸出，否則應驗算是否能裝下。電梯井處柱可外移或做成L型柱。當地下水位很高時，暖溝應做防水。一般可做u型混凝土暖溝，暖氣管通過防水套管進入室內暖溝。有地下室時，混凝土應抗滲，等級s6或s8，混凝土等級應大干等于C25，混凝土內應摻入膨脹劑。

2框架結構設計存在問題及對策

2.1基礎系梁的設置問題以及對策

現行的建筑框架設計中，往往其基礎系梁的設計問題，成為了框架結構設計的首要問題，如何設置其基礎系梁，在框架結構的設計應用中，作用巨大。

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±0.00以下設置系粱，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《建筑抗震設計規范》中規定，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。叢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與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。

2.2抗震設計問題以及對策

2008年的汶川地震災害給我們帶來災難的同時，也為建筑結構設計的抗震設計敲響了警鐘，當前的建筑框架結構中，應用防震技術的主要是在西南地區以及大部分山區，然而隨著建筑結構的發展，越來越多的高層建筑屹立在國內，因此框架結構的防震技術問題，也體現得勢在必行。抗震設計中一般分為薄弱層處理措施和柱防震措施。

薄弱層是指在強烈地震下，結構首先屈服并產生較大彈塑性位移的部位，這些部位的承載力是滿足設計地震作用下抗震承載力要求的，只有在地震烈度大于等于7度地區才會出現。薄弱層是對抗震極為不利的結構層，原則上應避免出現薄弱層。避免出現薄弱層的最基本方法是加大該層的抗側移剛度，即加大該層的柱截面或梁截面；如果條件允許，可以改變該層層高或減少基礎埋置深度。當無法避免出現薄弱層時，在結構計算和出圖時必須按照規范規定采取相應的措施。根據《建筑抗震設計規范》第3.4.3.2條及第5.5.2條至第5.5.5條的規定，除對薄弱層的地震剪力乘以1.15倍的放大系數外，還應對結構的樓層屈服強度系數進行驗算。樓層屈服強度系數為按構件實際配筋和材料強度標準值計算的樓層受剪承載力和按罕遇地震作用標準值計算的樓層彈性地震剪力的比值，如果在地震烈度7度至9度地區的結構樓層屈服強度系數小于O.5時，應對結構進行彈塑性變形驗算，符合表5.5.5的規定。如果不符合上述要求，必須對結構布置進行調整。

關于柱的抗震設計措施為：1)柱截面尺寸：柱的平均剪應力太大，會使柱產生脆性的剪切破壞。平均壓應力或軸壓比太大會使柱產生混凝土壓碎破壞，為了使柱有足夠的延性，柱截面尺寸應符合以下要求：柱截面的寬度和高度均不宜小于300mm剪跨比宜大于2；當剪壓比保持較低時，可獲得較好的延性，為此柱端截面的平均剪應力一般宜小丁3N／ram2.2)柱縱向鋼筋的配置：柱中縱向鋼筋宵對稱配筋：為了保證柱有足夠的延件，柱的最小配筋率必須滿足《抗震規范》要求；縱向鋼筋的連接方法應符合《高規》第6.5.3條；在縱向鋼筋連接區段內宜加密箍筋，防止縱向鋼筋的壓曲，增加粘結強度。3)掛的箍筋：在地震力的反復作用下，柱端鋼筋保護層往往首先碎落，這時，如無足夠的箍筋約束，縱筋就會向外膨曲，柱端破壞。篩筋對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變，從而有效增加柱的延性。因此設計人員應遵照《抗震規范》，滿足框架柱的箍筋構造要求。

2.3板的結構設計問題以及對策

在建筑框架結構設計中，設計的主題是基礎和粱柱的優化設計，然而，在當前的框架結構設計中，最容易出問題的通常是板。所以，對板的優化設計也同樣重要。現澆板板厚一般取120mm、140mm、160mm、180mm四種尺寸或120mm、150mm、180ram三種尺寸。鋼筋宜大直徑大間距，但間距≤200(一般跨度6.6m的板的裂縫均可滿足要求)。跨度<2m的板上部鋼筋不必斷開。板上下鋼筋間距宜相等，直徑可不同，但鋼筋直徑類型也不宜過多。頂層及考慮抗裂時板上筋可不斷，或50％連通，較大處附加鋼筋、拉通筋均應接受拉搭接鋼筋，宜盡量用大跨度板，不在房間內(尤其是住宅)加次梁。板頂標高不同時，板的上筋應分開或傾斜通過。現澆挑板陽角加輻射狀附加筋。外露的挑檐、雨篷應每隔10～15m設10mm的縫，鋼筋不斷。配筋計算時，可考慮塑性內力重分布，將板上筋乘以0.8～0.9的折減系數，將板下筋乘以1.1—1.2的放大系數。

3結語

框架結構的設計問題，往往是在施工以及投入使用后才能發現，所以，在框架結構設計中，必須總結以前的設計經驗以及出現的問題，嚴格把握其設計原則。針對典型問題，通盤考慮，獲取更優的設計技術措施。