淺析民用建筑多層框架結構設計注意事項

1、<p>　　淺析民用建筑多層框架結構設計注意事項</p><p>　　摘要：多層鋼筋混凝土框架結構是一種由梁和柱以剛接或鉸接相連接成承重體系的房屋建筑結構。多層鋼筋混凝土框架結構設計文件與圖紙是最主要的依據(jù)之一,全面理解設計文件,并規(guī)范進程加以實施,是結構方案的主要工作。然而一旦處理不好或計算過程中未加考慮便會導致結構不合理，甚至結構不安全。設計人員在精于結構電算分析的同時，更應注意到在設計過程中碰到的

2、問題，使施工圖的設計更完善，保證結構的安全。筆者對框架結構設計中容易出現(xiàn)的且易疏忽的問題進行了探討。 </p><p>　　關鍵詞：框架結構；鋼筋混凝土； </p><p>　　Abstract: The multi-storey reinforced concrete frame structure is one kind of housing construction structur

3、e of load-bearing system rigidly connected or hinged connected by beams and columns. Design documents and drawings of the multi-storey reinforced concrete frame structure is one of the most important basis, and a compreh

4、ensive understanding of the design document, and standardizing the process to implemented is the main work of the structure program. However, if not handle properly or the c</p><p>　　Keywords: frame structur

5、e; reinforced concrete; </p><p>　　中圖分類號：TU375 文獻標識碼： A文章編號：2095-2104（2012） </p><p><b>　　一、前言 </b></p><p>　　對于框架結構的內力目前多采用計算機輔助軟件來進行分析和計算,但是目前有的工程設計人員過分地依賴計算機的計算結果,而缺少獨立分

6、析問題、解決問題的能力,致使在一些圖紙中出現(xiàn)不必要的問題,為以后事故的發(fā)生埋下隱患.因此本文就多層框架電算結果中梁、柱的配筋調整和設計中應注意的問題進行了分析,并提供了一些改進措施和方法。 </p><p>　　二、截面尺寸的選擇 </p><p>　　梁、柱的截面尺寸的選擇是框架結構設計的前提,除應滿足規(guī)范所要求的取值范圍,還應注意盡可能使柱的線剛度與梁的線剛度的比值大于1,以達到在罕遇

7、地震作用下,梁端形成塑性鉸時,柱端處于非彈性工作狀態(tài)而沒有屈服,節(jié)點仍處于彈性工作階段的目的,即規(guī)范所要求的“強柱弱梁強節(jié)點”。 </p><p>　　三、框架計算簡圖不合理 </p><p>　　基礎埋深較淺時現(xiàn)澆的框架結構梁柱剛接，計算簡圖的確定主要是確定底層柱的計算長度。無地下室的鋼筋混凝土多層框架房屋,獨立基礎埋置較深,在0.05m左右設有基礎拉梁時,應將基礎拉梁按層1輸入。以某學

8、生宿舍樓為例,該項目為3層鋼筋混凝土框架結構,丙類建筑,建筑場地為ll類:層高33m,基礎埋深4.0m 基礎高度0.8m,室內外高差0.45m。根據(jù)《抗震規(guī)范》第6.12條,在8度地震區(qū)該工程框架結構的抗震等級為二級。設計者按3層框架房屋計算,首層層高取3.35m,即假定框架房屋嵌固在0.05m處的基礎拉梁頂面基礎拉梁的斷面和配筋按構造設計。 </p><p>　　基礎按中心受壓計算。顯然,選取這樣的計算簡圖是不

9、妥當?shù)?。因?第一,按構造設計的拉梁無法平衡柱腳彎矩;第二,《混凝土結構設計規(guī)范》(GB50010一2002)第7.3.11條規(guī)定,框架結構底柱的高度應取基礎頂面至首層樓蓋頂面的高度。工程設計經驗表明, 這樣的框架結構宜按4層進行整體分析計算,即將基礎拉梁層按層1輸入,拉梁上如作用有荷載,應將荷載一并輸入。 </p><p>　　這樣,計算剪力的首層層高為H1-4―0.8―0.05=3.15m,層2層高為3.35

10、m,層3、4層高為3.3m。根據(jù)《抗震規(guī)范》第6.2.3條,框架柱底層柱腳彎矩設計值應乘以增大系數(shù)1.25。當設拉梁層時,一般情況下,要比較底層柱的配筋是由基礎頂面處的截面控制還是由基礎拉梁頂面處的截面控制?？紤]到地基土的約束作用,對這樣的計算簡圖,在電算程序總信息輸入中,可填寫地下室層數(shù)為1,并復算一次,按兩計算結果的包絡圖進行框架結構底層柱的配筋。 四、框架柱配筋的調整 </p><p>　　框架柱的配筋率一

11、般都很低，電算結果往往是構造配筋即可。按柱的構造配筋率0.8%配筋，只相當于定額指標的1/2-2/3，有經驗的設計者是不會采用的。因為受地震作用的框架柱，尤其是角柱和大開間、大進深的邊柱，一般均處于雙向偏心受壓狀態(tài)，而電算程序則是按兩個方向分別為單向偏心受壓的平面框架計算配筋，結果往往導致配筋不足?？蚣苤浣畹恼{整可做以下幾項： </p><p>　　(1)應選擇最不利的方向進行框架計算，也可兩個方向均進行計算后

12、比較各柱的配筋，取其較大值，并采用對稱配筋。 </p><p>　　(2)調整柱單邊鋼筋的最小根數(shù)：柱寬≤450mm時3根，450mm＜柱寬≤750mm時4根，750mm＜柱寬≤900mm時5根。 </p><p>　　(3)將框架柱的配筋放大1.2-1.6倍。其中角柱放大多些（不小于1.4倍），邊柱次之，中柱放大小些（1.2倍）。 </p><p>　　(4)由于

13、多層框架時電算常不考慮溫度應力和基礎不均勻沉降問題，當多層框架水平尺寸和垂直尺寸較大以及地基軟弱土層較厚或地基土層不均勻時，再適當放大一點框架柱的配筋也是可以理解的。具體放大多少，就要由設計人的經驗決定了。 </p><p>　　(5)框架柱的箍筋形式應選菱形或井字形，以增強箍筋對混凝土的約束。柱箍筋直徑宜增加2mm。 </p><p>　　五、框架梁,柱截面尺寸的調整、斜截面配筋調整 &

14、lt;/p><p>　　在滿足梁柱的截面尺寸和配筋率的情況下,仍需在計算配筋后進行梁的裂縫寬度的驗算和滿足梁端斜截面“強剪弱彎”條件下的梁端配筋調整。 </p><p>　　(一）梁,柱截面尺寸的調整 </p><p>　　設計人員根據(jù)教科書建議的梁,柱截面尺寸的取值范圍,結合自已的經驗先對所有構件的大小初步確定一個尺寸.此時須注意盡可能使柱的線剛度ic與梁的線剛度iB

15、的值大于1.這是為了實現(xiàn)在罕遇地震作用下,讓梁端形成塑性鉸時,柱端仍可處于非彈性工作狀態(tài)而沒有屈服,但節(jié)點還處于彈性工作階段的目的.即“強柱弱梁強節(jié)點”。將初步確定的尺寸輸入計算機進行試算，一般可得到下述三種結果： </p><p>　?。?）部分梁、柱僅為構造配筋。此時，可根據(jù)電算顯示的梁的裂縫寬度和柱的軸壓比大小適當減小梁、柱的截面尺寸再試算。 </p><p>　?。?）部分梁顯示超

16、筋或裂縫寬度>0.3mm,部分柱的軸壓比超限或配筋率過大(試算時可控制柱的配筋率不大于3%).此時,可適當放大這部分梁、柱的截面尺寸再試算。 </p><p>　?。?）梁、柱的截面尺寸均合適，勿需調整。此時，要進一步觀察梁、柱的配筋率是否合適。 </p><p>　　(二)梁端斜截面的配筋調整 </p><p>　　框架結構設計中，應力求做到在地震作用下框架

17、梁的梁端斜截面受剪承載力應高于正截面受彎承載力。即“強剪弱彎”。具體在調整梁的配筋時，筆者建議可做以下幾項調整：（1）梁端負彎矩鋼筋可縮?。ㄏ禂?shù)采用0.85）；（2）梁的跨中受拉鋼筋可放大1.1-1.3倍；（3）梁端箍筋的直徑可增加2mm；（4）按構造要求對于跨度大于6m的框架梁設彎起鋼筋。 </p><p>　　(三)在電算中合理、準確運用彎矩的調幅 </p><p>　　規(guī)范規(guī)定只有在

18、豎向力作用下梁端彎矩可調幅,水平力作用下梁端彎矩不允許調幅,因此在計算時必須先將豎向荷載作用下的梁端彎矩調幅后,再將水平荷載產生的梁端彎矩疊加。在此可采用兩種方法:一是將梁端的固定彎矩調幅后,再進行力矩分配;二是將由力矩分配法算得的梁端負彎矩直接乘以調幅系數(shù)。 </p><p>　　六、框架結構設計中應注意的其它問題 </p><p>　　在框架結構中不允許采用兩種不同的結構型式,樓、電梯

19、間、局部突出屋頂?shù)姆块g,均不得采用磚墻承重,因為框架結構是一種柔性結構體系,而磚混結構是一種剛性結構。為了使結構的變形相互協(xié)調,不應采用不同結構混合受力。 </p><p>　　加強短柱的構造措施:在工程施工過程中頂棚可能要吊頂或其它裝修,甲方為了節(jié)約開支。往往要求柱間填充墻不到頂或者是在墻上任意開門窗洞,這樣往往會造成短柱,由于短柱剛度大,吸收地震作用使其受剪,當混凝土抗剪強度不足時,則產生交叉裂縫及脆性錯斷,

20、從而引起建筑物或構筑物的破壞甚至倒塌,所以在設計中應采取如下措施:1)盡量減弱短柱的樓層約束,如降低相連梁的高度、梁與柱采用鉸接等;2)增加箍筋的配置,在短柱范圍內箍筋的間距不應大于l00mm,柱的縱向鋼筋間距≤150mm;3)采用良好的箍筋類型,如螺旋箍筋、復合螺旋箍筋、雙螺旋箍筋等。 </p><p>　　由于建筑的需要,有時需要框架梁外挑,且梁下設置鋼筋混凝土柱。在柱的內力和配筋計算中,有些設計人員對其受力

21、概念不清,誤認為此柱為構造柱,并且其配筋為構造配筋,懸臂梁也未按計算配筋,這樣有可能導致水平荷載作用下承載力不足,為事故的發(fā)生埋下隱患。實際上,在結構的整體計算中,此柱為偏心受壓構件,柱與梁端交接處類似于框架梁、柱節(jié)點,應考慮懸臂梁梁端的協(xié)調變形。所以對于此柱應作為豎向構件參與結構的整體分析,并且柱與梁端交接處應按框架梁、柱的節(jié)點處理。 </p><p><b>　　七、結語 </b><

22、;/p><p>　　隨著我國建筑行業(yè)的發(fā)展,鋼筋混凝土多層框架結構由于具有結構傳力明確、結構靈活、整體性強、抗震能力強等諸多優(yōu)點,因此被廣泛的應用于現(xiàn)代建筑中。雖然,其結構形式看上去比較簡單,但是設計時若考慮不周全、不仔細就會出現(xiàn)這樣或者那樣的錯誤,給建筑工程的建設造成不良的影響,有些錯誤甚至會給建筑結構的安全造成影響,因此我們在進行設計時,必須針對以上問題逐一進行落實,確保建筑結構設計質量。 </p>

23、<p><b>　　參考文獻 ： </b></p><p>　　[1] 彭治.框架結構設計應注意的幾個問題[J].科技創(chuàng)新導報,2009,(6). </p><p>　　[2] 程偉權,張文光.淺析建筑全框架結構及框剪結構設計布置[J].今日科苑,2009,(2). </p><p>　　[3] 曹長龍.多層鋼筋混凝土框架結構設計探