钢筋混凝土框架结构设计问题分析

于佳欢

摘 要：钢筋混凝土框架结构设计中经常涉及到一些实际性、概念性的问题，根据规范运用设计的理论结合实际的应对解决措施。钢筋混凝土框架结构有足够的强度以及良好的整体性，是目前地震设防的地区里最常见的一种结构形式。文章针对框架结构设计中常见的几个问题进行分析，并提出相应的解决措施。

关键词：钢筋混凝土；框架结构；结构设计

前言

在社会与科学技术飞速发展的今天，随着各种现代设计方式的不断应用和计算机软件技术的日益完善，如何在建筑工程的设计中对各个设计方案进行合理的综合分析与管理，成为当前建筑结构设计中不可忽视的重要问题。尤其是在高层建筑施工的过程中，对钢筋混凝土结构的施工设计更是不容忽视的重要环节。随着人们对建筑造型和建筑功能的要求日趋多样化，无论是在民用建筑中还是其他各种建筑形式之中，钢筋混凝土框架结构的设计方式都是不可忽视的工程设计重点。

1 框架结构的特点

框架结构是当前建筑行业中应用较多的一种结构体系，其通过梁和柱连接而成，框架以刚节点进行连接，为几何不变体。目前应用最广泛的钢筋混凝土框架结构具有较好的防震性能和抗风性，其不仅使用空间较大，而且易于对建筑平面进行布置，具有较好的延展性，能够更好的满足当前用户对大房间设置的要求。同时利用钢筋混凝土框架结构还能够更好的确保建筑物整体重量的减轻，这也是当前钢筋混凝土结构在工业和民用建筑中得以广泛应用的最主要原因。

2 设计构造时出现的问题

（1）对框架结构而言，柱是保证竖向承载和结构抗侧力工作的重要构件，其重要性远大于梁，在框架柱相对完整的情况下框架梁即使呈酥碎状态也不会引起恶性倒塌，要做到强柱弱梁，让框架的塑性铰首先出现在框架梁上，框架节点核心区的设计就尤为重要，在《建筑抗震设计规范》中（GB50011-2010第6.3.10）有明确的规定：“一、二以及三级框架的节点核心区配箍的特征值分别不能<0.12、0.10、0.08，且体积配箍率不能<0.6%、0.5%、0.4%”。这样的规定常常被设计人员忽略，尤其在柱的轴压力比不大的时候，要求常常得不到满足。这样的规定能保证节点核心区的延性构造，应当严格遵守。

（2）底层的框架柱的箍筋加密区的范围应该满足《建筑抗震设计的规范》（GB50011-2010）中有明确的规定：“底层柱的下端不小于柱净高的1/3”。这是设计中的重点说明。

（3）框架梁纵向的配筋率应当注意遵守《建筑抗震设计规范》（G

B50011-2010）6.3.3中的规定：梁端箍筋的最大间距、最小直径以及加密区长度的都必须使用表6.3.3中的数据，当梁端纵向受拉钢筋配筋率>2%的时候，表中箍筋的最小直径数值应该增加2mm。这个问题在目前的设计中常常被设计人员忽略，造成梁端的延性不足。

（4）梁柱节点处框架梁上部纵筋伸入节点的锚固长度应满足《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）中9.3.4规定：“梁上部纵向钢筋也可采用90°弯折锚固的方式，此时梁上部纵向钢筋应伸至柱外侧纵向钢筋内边并向节点内弯折，其包含弯狐在内的水平投影长度不应小于0.4Lab，弯折钢筋在弯折平面内包含弯弧段的投影长度不应小于15d”。当截面的尺寸小于400×400mm的时候应注意上部纵筋直径的选择，否则这一项的要求极不容易得到保障。

3 框架计算简图的合理性

在没有地下室的钢筋混凝土多层框架房屋的情况下，独立基础应该埋置较深，为了减小计算高度和底层侧位的左移，应在标准以下的某个适当的位置设置基础拉梁。如果按三层的设计来进行计算，首层层高为3.6m，这样的简图是不合理的，假定房屋嵌固在基础拉梁的顶面，这样的底层的配筋就应该由基础拉梁顶面的截面进行控制，而实际上房屋底层的配筋是基础顶面出的截图所控制的。所以在计算时，应将基础层1输入，层高实际为3.2m。

4 基础拉梁的设计以及计算应符合实际的情况

4.1 基础拉梁的设计

多层框架的房屋单独的柱基埋置较深，或者柱基承受重力荷的能力差别较大，或着在受力层范围之类，根据抗震的要求，应该沿主轴看两个不同方向设置基础拉梁。基础拉梁的设计应该要大一些，梁的高度应在柱中心距的1/10～1/15，截面的宽度应取梁高1/2～1/3。这样可以使底柱弯曲的距离平衡，减少底层的位移。

4.2 基础拉梁的计算应符合实际情况

用TAT或者SATWE等电算程序进行框架整体的计算时，在基础拉梁层无楼板的情况下，楼板厚度应取零，并且定义弹性节点，采用总刚分析的方法进行分析以及计算。虽然楼板厚度取零，也定义为弹性节点，但未使用总刚分析，程序的分析会自动按照地面假定来进行计算，与实际的情况不符合。

5 框架梁、柱箍筋的间距处理

在建筑设计的规范中，对抗震等级以及抗震标准都有一定的规定，尤其是对于框架梁以及柱的箍筋间距的处理问题，要严格按照抗震规范的相关标准执行。在框架梁和柱箍筋的密度处理上，对于加密区的最大距离以及最小距离都有明确的规定。从工程设计的习惯角度来讲，对于加密区的最大间距规定为100mm，非加密区的最大间距为200mm。但是如果按照电算程序来讲的话，在知道了梁柱箍筋在加密区的间距后，就可以计算出箍筋的面积，然后设计人员就会算出箍筋的直径以及数量，从而更加合理的设计出箍筋的荷载能力，提高结构的抗震性能。但在程序的内定条件下，框架梁跨中的部位有较大的集中荷载作用却用来支配两肢箍筋的情况下，非加密区的间距采用200mm会导致非加密区的配箍不足，为此建议改成间距为200mm，这样不但可以保证非加密区的抗剪承载力，还能增加梁端箍筋加密区的抗剪能力。

6 结构周期折减数数值的问题

框架结构在实际应用过程中，其结构刚度要高于计算的刚度，同时实际周期要低于计算的周期。但这样所计算出来的结构抗震性能较弱，结构安全性较差，所以需要对结构周期进行折减。在框架结构中，当填充物选择的是砌体时，这时一般周期折减系数以0.6～0.7为宜，而当选择使用轻质空心砌块时，周期折减系数应该在0.7～0.8，当采取全部用轻质空心砌块的时候，周期折减系数可取0.9。

7 结构抗震的等级

在当前工程设计过程中，很大一部分房屋建筑在防震设计分类时都属于丙类建设，这样在抗震等级设计时，则需要根据结构的类型和房屋高度来按照相关的抗震规范中的要求进行确定。对于一些大型商场及体育场馆等公共建筑，则需要根据防震设计相关规范要求来对其是否属于一类建筑来进行确定。乙丙类的建筑按照本地区抗震的设防烈度进行计算。

8 结束语

在当前钢筋混凝土结构应用较为广泛的今天，其结构形式的设计是我们需要重视的技术问题。在目前的钢筋混凝土框架设计过程中仍然存在着诸多问题，严重影响了钢筋混凝土框架结构在建筑施工中的发展与进步。因此，在进行框架结构设计的过程中，设计人员应当结合安全和经济两方面因素进行综合的分析，设计出最科学经济的框架结构，保证建筑整体性的安全。

参考文献

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