淺析建筑結構框架設計中的幾個問題

胡勇義

摘要：在對建筑結構框架設計的基本原則進行論述的基礎上，對建筑結構框架結構設計中的幾個主要問題進行了較為深入的探討，形成了建筑結構框架設計的基本程序。

關鍵詞：建筑結構 框架設計 框架梁

中圖分類號：TU2 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）10（b）-0046-01

從20世紀90年代開始，我國的鋼材產量迅速的提高，鋼筋混凝土結構在建筑結構中得到了廣泛而快速的應用。且隨著建筑功能以及建筑造型呈現出的多功能以及多樣化趨勢，建筑結構設計中遇到的問題也日趨增加。因此，建筑結構設計者應該在遵循建筑設計規范的基礎上，利用合理有效的方式來解決一些結構方案設計中的重點與難點。

1 建筑框架設計遵循的基本原則

建筑結構設計的一項重要工作就是進行建筑框架的抗震驗算，而具體的驗算過程中要根據不同的樓層與布置特點來對建筑結構的整體剛度、柔度等進行計算分析。在驗算的過程中尤其要注意根據建筑場地的類別，一般在有條件時，8層或者是超過5層的建筑可以采用剪力墻，這樣能夠有效的提高建筑整體結構的抗震能力。且框架結構設計中應盡量采用雙向梁柱剛接體系，并合理的運用部分框架梁搭接在另外一方的框架梁之上。

當需要加裝雨蓬時，其設計不能夠從建筑的填充墻中挑出。而且在設計跨度較大的雨蓬、陽臺等梁結構時，應該著重考慮梁所承受的扭矩（以梁中心線處板承受的負向彎矩乘以梁跨度的一半）；設計梁、柱時，對應的混凝土等級一般以相差一個級別為宜；當出于某些特殊需要或者是其他一些原因導致量的截面積較大時，應該對梁的最小配筋率進行驗算；當采用框架結構時，電梯井壁一般以采用粘土磚進行砌筑為佳，但是注意不要采用磚墻來承重，應該通過設置對應的梁來承托墻體的重量；在電梯井的四周應該加上構造柱，當建筑層高較大時，可以在門洞的上方加上圈梁；在設計建筑長度時，應該對根據伸縮縫的具體要求來進行設計，否則要采取對應的措施來予以改善，諸如：加長構件的配筋、改善保溫條件、增大配筋率以及設置后澆帶等方式；當設計中采用井字梁時，由于梁的自重較大，在設計時不能忽略梁的自重；當建筑的整體布局不夠規則時，建筑的框架結構設計應該根據建筑的整體布局來進行合理設置，并采取針對性的細部構造措施；當建筑的地下水位較高時，應該對暖溝采用防水措施，一般以U型混凝土暖溝為宜；當需要設計地下室時，應該采用抗滲效果好的混凝土，抗滲等級一般在P6或者是P8級，且混凝土中要摻入膨脹劑。

2 建筑框架概念設計要點

2.1框架結構的“強柱弱梁”節點設計

為了增強建筑的抗震能力，通常要求建筑在遇到地震時應該使梁端呈現出塑形鉸，在柱端部表現出非彈性的工作狀態，不出現屈服問題，但是建筑節點一直處于彈性工作狀態。因此，在建筑結構設計中通常要采用“強柱弱梁”的設計方式，也就是與量的截面實際抗彎能力相比，柱端截面的抗彎能力的增強直接決定了地震能量對建筑柱體端截面屈服變形后的塑性轉動是否將能夠超過其塑性轉動的能力，而不會出現對應的“層側移機構”，避免建筑柱體被壓潰。而柱比梁強度大的幅度主要是與梁端部縱向配筋程度直接相關，同時還與結構在梁、柱端面末端的塑性鉸形成過程中的塑性重力分布以及動力性特征變化相關。所以，當建筑條件允許時，可以盡可能的將柱體的截面尺寸設置得大一些，使得柱與量的線性剛度比盡可能的大，通過控制柱的軸壓比來達到增加其延性的目的。

2.2采取合理的構造策略

對于采用大跨度柱網的建筑框架式結構，在樓道處的框架柱由于樓梯的平臺梁需要與其相連接，導致其的長度達不到承載要求，這時需要對柱采用箍筋加長、加密的方式來增加其強度。在設計的過程中尤其要予以重視。當框架結構的外立面是帶行窗的時候，由于設置了連續的窗過梁，導致框架結構的外柱變成了短柱，也應該采取對應的加強措施。當框架整體結構的長度超過了規定限制或者是建筑功能的具體需要使得其不能存在裂縫時，為了有效減少有害裂縫（一般要求寬度小于0.3mm），應該采用補償混凝土來加以澆筑。且通過采用增加雙向配筋密度、在屋面設置后澆帶等方式來加強構造的強度。

3 結構概念設計中相關問題的處理

3.1結構計算簡圖的簡化處理

在進行結構計算過程中，計算圖示簡化方式的正確程度與計算結果直接相關，對建筑框架結構的穩定性有重要影響。例如計算結構中典型的基礎梁處理工作，其設置的基礎高度在一定范圍之內可以作為基礎的一個部分，這時進行結構的設計時，其底層的計算高度應該選取基礎頂部至第一層樓板頂面的實際高度。而基礎梁則只對其所承擔的上部梁重加以考慮，具體構造中滿足普通梁的設計原則即可。為了滿足規范要求而需要設置基礎拉梁時，其配筋以及斷面應該按照構造來進行設計，斷面的高度以柱中心距的1／12為宜。當建筑的框架結構電梯井采用鋼筋混凝土來砌筑井壁時（實際施工中一般盡量避免）計算簡圖要根據實際情況予以簡化，否則難以保證結構的整體安全程度。

3.2結構設計中計算參數的確定

（1）設計中基本地震加速度值的選取。

根據《建筑抗震設計規范》中的相關規定：當建筑的抗震烈度為7度時，所采用的地震基本加速度值應該分別取為0.1G和0.15G兩種；而當抗震設防烈度為8度時，所采用的基本地震加速度值應該為0.2G和0.3G兩種。且在設計計算過程中要將地震區進行嚴格的劃分，進而獲取精確的地震加速度值。

（2）結構周期折減系數的選取。

由于框架結構建筑采用了填充墻，因此結構的實際剛度將會大于計算敢賭、計算周期也將大于實際周期。所以，通過計算獲得的地震作用效應也存在一定程度的偏小，導致結構表現出不安全，這時就需要對結構的周期計算采用折算的方式。一般根據填充墻的具體材料以及數量來選擇，在0.7～0.9之間。

4 框架設計構造的若干具體問題

4.1規范框架節點核心區域箍筋的具體配置

在設計建筑的框架結構過程中，規范中對框架柱箍筋的加密區域以及最小體積的箍筋配置密度對有詳細的規定，設計人員應該對這些內容加以關注。但是《建筑抗震設計規范》中對“一、二、三級框架節點核心區域中箍筋的特征值應該大于0.12、0.10、0.08，而且體積的配筋率要大于0.6％、0.7％”的要求卻沒有予以足夠的認識，常常沒有達到對應的要求，設計過程中應該嚴格遵守。

4.2底層框架柱的箍筋加密區域大小要滿足建筑抗震設計要求

《建筑抗震設計規范》中：“框架結構底層柱的柱根處應該對箍筋進行加密，其加密范圍應該大于柱凈高度的1.3倍”，在設計中應該予以重視。另外，還應該對建筑的柱體的縱向配筋規范予以重視，對對應的規范要求加以注意。

5結語

本文對建筑結構框架設計的基本原則進行論述，針對建筑結構框架結構設計中的幾個主要問題進行了較為深入的探討，得到了建筑結構框架設計的基本程序。

參考文獻

[1] 陳敬文.建筑框架結構設計原則及注意事項[J].輕工設計，2011（6）：166.

[2] 阮君良.多層建筑框架結構設計問題的研究[J].中國房地產業，2011（10）：190.

[3] 李冬艷，劉溪.淺論建筑框架結構設計原則及施工中應注意的問題[J].華章，2011（4）：283.