建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計要點綜合分析

王金剛

邢臺市人民醫(yī)院總務(wù)科，河北邢臺 054001

建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計要點綜合分析

王金剛

邢臺市人民醫(yī)院總務(wù)科，河北邢臺 054001

建筑結(jié)構(gòu)中，框架結(jié)構(gòu)的應(yīng)用越來越廣泛，框架結(jié)構(gòu)的基本設(shè)計和特殊應(yīng)力要求的設(shè)計都關(guān)系到建筑物的穩(wěn)定性。對結(jié)構(gòu)體進行全面細(xì)致的分析，得出更合理的、好的設(shè)計方案是設(shè)計人員必須具備的。對每一個工程方案都做到細(xì)致入微，避免不合理的設(shè)計要素，綜合的全面考慮是本文論述的重點。

框架；設(shè)計；荷載

1 框架結(jié)構(gòu)與框剪結(jié)構(gòu)的區(qū)別

1.1 框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，出稱為框剪結(jié)構(gòu)

它是框架結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)兩種體系的結(jié)合，在結(jié)構(gòu)平面布置上除了布置了框架還增加了部分剪力墻（或稱抗震墻）吸取了各自的長處，既能為建筑平面布置提供較大的使用空間，又具有良好的抗側(cè)力性能。框剪結(jié)構(gòu)中的剪力墻可以單獨設(shè)置，也可以利用電梯井、樓梯間、管道井等墻體。因此，這種結(jié)構(gòu)已被廣泛地應(yīng)用于各類房屋建筑。

1.2 水平荷載主要由剪力墻來承受

從受力特點看，由于框剪結(jié)構(gòu)中的剪力墻側(cè)向剛度比框架的側(cè)向剛度大得多，在水平荷載作用下，一般情況下，約80%以上用剪力墻來承擔(dān)。因此，使框架結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下所分配的樓層剪力，沿高度分布比樣均勻，各層梁柱的彎矩比較接近，有利于減小梁柱規(guī)格，便于施工。

2 多層現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的上部設(shè)計

1）框架柱的截面尺寸：截面高度h=1/6 ～1/12 H，截面寬度b=1～1/1.5 h，其中H為房屋層高。也可按軸心受壓柱估算，考慮彎矩的影響，將軸力乘以1.2～1.4的放大系數(shù)。框架主梁的截面尺寸：截面高度h=1/10～1/14 L，截面寬度b=1/2～1/3 h，其中L為梁的計算跨度。可根據(jù)跨數(shù)、荷載、承重、非承重選取大者或小者，一般可取h=L/10，b不宜小于200mm，也不宜小于h/4。次梁的截面高度h=1/12～1/16 L，應(yīng)比框架主梁高度至少小50mm，可以的話，最好比主梁小100mm。次梁的截面最好比主梁寬度小50mm，一般可取200mm或250mm，但不應(yīng)小于150mm。主次梁相交處應(yīng)注意附加箍筋或附加吊筋的增設(shè)。

2）樓板的結(jié)構(gòu)體系常用的有雙向板和單向板兩種。一般情況下，可通過次梁使樓板盡量成為雙向板結(jié)構(gòu)，這樣可以使整體受力更加合理，配筋也更加均勻，樓板厚度也可以比單向板要薄一些。通常，單向板板厚可取h=1/30～1/35 L，雙向板板厚可取h=1/35～1/45 L，可根據(jù)荷載、跨數(shù)及使用實際情況取大者或小者。一般來說，框架結(jié)構(gòu)的樓板板厚不宜小于100mm。另外，還要注意樓板開洞的各種處理方法。

3）要注意樓面梁和屋面梁的不同，屋面梁要有防水的翻邊處理。在設(shè)計結(jié)構(gòu)詳圖時，要跟建筑專業(yè)密切配合，力爭結(jié)構(gòu)合理，形狀美觀，功能到位。在結(jié)構(gòu)詳圖中要特別注意構(gòu)造最小配筋率的要求和分布鋼筋的布置。結(jié)構(gòu)詳圖要做到尺寸明確，鋼筋小樣明確，標(biāo)高和平面位置明確定位。

4）結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要求是保證計算簡圖正確性的必要條件。由于實際情況和計算簡圖的差異，所以必須因地制宜進行合理的調(diào)整（包括內(nèi)力和構(gòu)造）。

5）荷載的取值并不是越大就越安全的，要根據(jù)實際情況，具體問題具體分析，選用最不利組合進行設(shè)計計算。

3 砼框架結(jié)構(gòu)設(shè)計手算步驟

3.1 框架側(cè)移剛度計算

計算梁柱線剛度，計算各層D值，判斷是否規(guī)則框架。分別計算框架縱橫兩個方向。

計算自振周期

T1=（0.6或0.7）X1.7Xsqrt(Ut)

Ut___假想把集中在各層樓面處的重力荷載代表值作為水平荷載而算得的結(jié)構(gòu)頂點位移。0.6或0.7為考慮填充墻的折減系數(shù)。對于帶屋面局部突出的房屋，Ut應(yīng)取主體結(jié)構(gòu)頂點位移，而不是突出層位移。此時將突出層重力荷載折算到主體結(jié)構(gòu)的頂層。

Ge=Gn+1(1+1.5h1/H)+G n+2(1+1.5(h1+h2)/H)

分別計算縱橫框架。

3.2 風(fēng)荷載作用下彈性位移驗算

對于框架結(jié)構(gòu)應(yīng)將所得的分布風(fēng)荷載按靜力等效的原則化為樓面處的集中荷載，以便于內(nèi)力計算。由水平集中風(fēng)荷載計算內(nèi)力及位移（D值法），檢查是否滿足層間位移及頂點位移要求。如不滿足，應(yīng)返回修改梁柱截面尺寸強度等級。應(yīng)分別計算縱橫向框架內(nèi)力位移。

3.3 多遇地震作用下彈性位移驗算

40m以下采用底部剪力法等計算水平地震作用，T1＞1.4Tg時考慮頂部附加地震作用。計算各質(zhì)點水平地震作用。水平地震作用下位移驗算。檢查是否滿足彈性位移限制，如不滿足應(yīng)返回修改梁柱截面尺寸強度等級。D值法分別計算縱橫向框架內(nèi)力位移。

3.4 豎向荷載作用下框架內(nèi)力計算

活荷載不利布置。當(dāng)活荷載與恒載之比不大于1時可按滿布考慮，跨中彎矩乘1.1～1.2系數(shù)予以調(diào)整。常用彎矩分配法計算縱橫向框架內(nèi)力。對計算出的內(nèi)力進行彎矩調(diào)幅。

4 基礎(chǔ)平面圖及詳圖

1）在柱下擴展基礎(chǔ)寬度較寬(大于4m)或地基不均勻及地基較軟時宜采用柱下條基。并應(yīng)考慮節(jié)點處基礎(chǔ)底面積雙向重復(fù)使用的不利因素，適當(dāng)加寬基礎(chǔ)；

2）當(dāng)基礎(chǔ)下有防空洞或枯井等時，可做一大厚板將其跨過；

3）混凝土基礎(chǔ)下應(yīng)做墊層。當(dāng)有防水層時，應(yīng)考慮防水層厚度；

4）建筑地段較好，基礎(chǔ)埋深大于3m時，應(yīng)建議甲方做地下室。地下室底板，當(dāng)?shù)鼗休d力滿足設(shè)計要求時，可不再外伸以利于防水。每隔30～40m設(shè)一后澆帶，并注明兩個月后用微膨脹混凝土澆注。設(shè)置地下室可降低地基的附加應(yīng)力，提高地基的承載力(尤其是在周圍有建筑時有用)，減少地震作用對上部結(jié)構(gòu)的影響。不應(yīng)設(shè)局部地下室，且地下室應(yīng)有相同的埋深。可在筏板區(qū)格中間挖空墊聚苯來調(diào)整高低層的不均勻沉降；

5）地下室外墻為混凝土?xí)r，相應(yīng)的樓層處梁和基礎(chǔ)梁可取消；

6）抗震縫、伸縮縫在地面以下可不設(shè)縫，連接處應(yīng)加強。但沉降縫兩側(cè)墻體基礎(chǔ)一定要分開；

7）新建建筑物基礎(chǔ)不宜深于周圍已有基礎(chǔ)。如深于原有基礎(chǔ)，其基礎(chǔ)間的凈距應(yīng)不少于基礎(chǔ)之間的高差的1.5～2倍，否則應(yīng)打抗滑移樁，防止原有建筑的破壞。建筑層數(shù)相差較大時，應(yīng)在層數(shù)較低的基礎(chǔ)方格中心的區(qū)域內(nèi)墊焦碴來調(diào)整基底附加應(yīng)力；

8）獨立基礎(chǔ)偏心不能過大，必要時可與相近的柱做成柱下條基。柱下條形基礎(chǔ)的底板偏心不能過大，必要時可作成三面支承一面自由板(類似筏基中間開洞)。兩根柱的柱下條基的荷載重心和基礎(chǔ)底版的形心宜重合，基礎(chǔ)底板可做成梯形或臺階形，或調(diào)整挑梁兩端的出挑長度。

[1]袁國青，曹志遠.鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的單參數(shù)破壞反演[J].上海力學(xué)，1999，20(3).

[2]梁偉杰，杜建霞，胡辰鎖.淺析鋼筋混凝土巨型框架結(jié)構(gòu)主框架的施工[J].山西建筑，2010(8).

[3]李曉杰.梁體施工方法分析[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2010 (9).

TU20

A

1674-6708（2010）24-0047-02