鋼筋混凝土框架結構設計問題分析

于佳歡

摘 要：鋼筋混凝土框架結構設計中經常涉及到一些實際性、概念性的問題，根據規范運用設計的理論結合實際的應對解決措施。鋼筋混凝土框架結構有足夠的強度以及良好的整體性，是目前地震設防的地區里最常見的一種結構形式。文章針對框架結構設計中常見的幾個問題進行分析，并提出相應的解決措施。

關鍵詞：鋼筋混凝土；框架結構；結構設計

前言

在社會與科學技術飛速發展的今天，隨著各種現代設計方式的不斷應用和計算機軟件技術的日益完善，如何在建筑工程的設計中對各個設計方案進行合理的綜合分析與管理，成為當前建筑結構設計中不可忽視的重要問題。尤其是在高層建筑施工的過程中，對鋼筋混凝土結構的施工設計更是不容忽視的重要環節。隨著人們對建筑造型和建筑功能的要求日趨多樣化，無論是在民用建筑中還是其他各種建筑形式之中，鋼筋混凝土框架結構的設計方式都是不可忽視的工程設計重點。

1 框架結構的特點

框架結構是當前建筑行業中應用較多的一種結構體系，其通過梁和柱連接而成，框架以剛節點進行連接，為幾何不變體。目前應用最廣泛的鋼筋混凝土框架結構具有較好的防震性能和抗風性，其不僅使用空間較大，而且易于對建筑平面進行布置，具有較好的延展性，能夠更好的滿足當前用戶對大房間設置的要求。同時利用鋼筋混凝土框架結構還能夠更好的確保建筑物整體重量的減輕，這也是當前鋼筋混凝土結構在工業和民用建筑中得以廣泛應用的最主要原因。

2 設計構造時出現的問題

（1）對框架結構而言，柱是保證豎向承載和結構抗側力工作的重要構件，其重要性遠大于梁，在框架柱相對完整的情況下框架梁即使呈酥碎狀態也不會引起惡性倒塌，要做到強柱弱梁，讓框架的塑性鉸首先出現在框架梁上，框架節點核心區的設計就尤為重要，在《建筑抗震設計規范》中（GB50011-2010第6.3.10）有明確的規定：“一、二以及三級框架的節點核心區配箍的特征值分別不能<0.12、0.10、0.08，且體積配箍率不能<0.6%、0.5%、0.4%”。這樣的規定常常被設計人員忽略，尤其在柱的軸壓力比不大的時候，要求常常得不到滿足。這樣的規定能保證節點核心區的延性構造，應當嚴格遵守。

（2）底層的框架柱的箍筋加密區的范圍應該滿足《建筑抗震設計的規范》（GB50011-2010）中有明確的規定：“底層柱的下端不小于柱凈高的1/3”。這是設計中的重點說明。

（3）框架梁縱向的配筋率應當注意遵守《建筑抗震設計規范》（G

B50011-2010）6.3.3中的規定：梁端箍筋的最大間距、最小直徑以及加密區長度的都必須使用表6.3.3中的數據，當梁端縱向受拉鋼筋配筋率>2%的時候，表中箍筋的最小直徑數值應該增加2mm。這個問題在目前的設計中常常被設計人員忽略，造成梁端的延性不足。

（4）梁柱節點處框架梁上部縱筋伸入節點的錨固長度應滿足《混凝土結構設計規范》（GB50010-2010）中9.3.4規定：“梁上部縱向鋼筋也可采用90°彎折錨固的方式，此時梁上部縱向鋼筋應伸至柱外側縱向鋼筋內邊并向節點內彎折，其包含彎狐在內的水平投影長度不應小于0.4Lab，彎折鋼筋在彎折平面內包含彎弧段的投影長度不應小于15d”。當截面的尺寸小于400×400mm的時候應注意上部縱筋直徑的選擇，否則這一項的要求極不容易得到保障。

3 框架計算簡圖的合理性

在沒有地下室的鋼筋混凝土多層框架房屋的情況下，獨立基礎應該埋置較深，為了減小計算高度和底層側位的左移，應在標準以下的某個適當的位置設置基礎拉梁。如果按三層的設計來進行計算，首層層高為3.6m，這樣的簡圖是不合理的，假定房屋嵌固在基礎拉梁的頂面，這樣的底層的配筋就應該由基礎拉梁頂面的截面進行控制，而實際上房屋底層的配筋是基礎頂面出的截圖所控制的。所以在計算時，應將基礎層1輸入，層高實際為3.2m。

4 基礎拉梁的設計以及計算應符合實際的情況

4.1 基礎拉梁的設計

多層框架的房屋單獨的柱基埋置較深，或者柱基承受重力荷的能力差別較大，或著在受力層范圍之類，根據抗震的要求，應該沿主軸看兩個不同方向設置基礎拉梁?；A拉梁的設計應該要大一些，梁的高度應在柱中心距的1/10～1/15，截面的寬度應取梁高1/2～1/3。這樣可以使底柱彎曲的距離平衡，減少底層的位移。

4.2 基礎拉梁的計算應符合實際情況

用TAT或者SATWE等電算程序進行框架整體的計算時，在基礎拉梁層無樓板的情況下，樓板厚度應取零，并且定義彈性節點，采用總剛分析的方法進行分析以及計算。雖然樓板厚度取零，也定義為彈性節點，但未使用總剛分析，程序的分析會自動按照地面假定來進行計算，與實際的情況不符合。

5 框架梁、柱箍筋的間距處理

在建筑設計的規范中，對抗震等級以及抗震標準都有一定的規定，尤其是對于框架梁以及柱的箍筋間距的處理問題，要嚴格按照抗震規范的相關標準執行。在框架梁和柱箍筋的密度處理上，對于加密區的最大距離以及最小距離都有明確的規定。從工程設計的習慣角度來講，對于加密區的最大間距規定為100mm，非加密區的最大間距為200mm。但是如果按照電算程序來講的話，在知道了梁柱箍筋在加密區的間距后，就可以計算出箍筋的面積，然后設計人員就會算出箍筋的直徑以及數量，從而更加合理的設計出箍筋的荷載能力，提高結構的抗震性能。但在程序的內定條件下，框架梁跨中的部位有較大的集中荷載作用卻用來支配兩肢箍筋的情況下，非加密區的間距采用200mm會導致非加密區的配箍不足，為此建議改成間距為200mm，這樣不但可以保證非加密區的抗剪承載力，還能增加梁端箍筋加密區的抗剪能力。

6 結構周期折減數數值的問題

框架結構在實際應用過程中，其結構剛度要高于計算的剛度，同時實際周期要低于計算的周期。但這樣所計算出來的結構抗震性能較弱，結構安全性較差，所以需要對結構周期進行折減。在框架結構中，當填充物選擇的是砌體時，這時一般周期折減系數以0.6～0.7為宜，而當選擇使用輕質空心砌塊時，周期折減系數應該在0.7～0.8，當采取全部用輕質空心砌塊的時候，周期折減系數可取0.9。

7 結構抗震的等級

在當前工程設計過程中，很大一部分房屋建筑在防震設計分類時都屬于丙類建設，這樣在抗震等級設計時，則需要根據結構的類型和房屋高度來按照相關的抗震規范中的要求進行確定。對于一些大型商場及體育場館等公共建筑，則需要根據防震設計相關規范要求來對其是否屬于一類建筑來進行確定。乙丙類的建筑按照本地區抗震的設防烈度進行計算。

8 結束語

在當前鋼筋混凝土結構應用較為廣泛的今天，其結構形式的設計是我們需要重視的技術問題。在目前的鋼筋混凝土框架設計過程中仍然存在著諸多問題，嚴重影響了鋼筋混凝土框架結構在建筑施工中的發展與進步。因此，在進行框架結構設計的過程中，設計人員應當結合安全和經濟兩方面因素進行綜合的分析，設計出最科學經濟的框架結構，保證建筑整體性的安全。

參考文獻

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