于佳歡

摘 要：鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中經(jīng)常涉及到一些實(shí)際性、概念性的問(wèn)題，根據(jù)規(guī)范運(yùn)用設(shè)計(jì)的理論結(jié)合實(shí)際的應(yīng)對(duì)解決措施。鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)有足夠的強(qiáng)度以及良好的整體性，是目前地震設(shè)防的地區(qū)里最常見(jiàn)的一種結(jié)構(gòu)形式。文章針對(duì)框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見(jiàn)的幾個(gè)問(wèn)題進(jìn)行分析，并提出相應(yīng)的解決措施。

關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土；框架結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

前言

在社會(huì)與科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，隨著各種現(xiàn)代設(shè)計(jì)方式的不斷應(yīng)用和計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)的日益完善，如何在建筑工程的設(shè)計(jì)中對(duì)各個(gè)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行合理的綜合分析與管理，成為當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中不可忽視的重要問(wèn)題。尤其是在高層建筑施工的過(guò)程中，對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的施工設(shè)計(jì)更是不容忽視的重要環(huán)節(jié)。隨著人們對(duì)建筑造型和建筑功能的要求日趨多樣化，無(wú)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(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方式都是不可忽視的工程設(shè)計(jì)重點(diǎn)。

1 框架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

框架結(jié)構(gòu)是當(dāng)前建筑行業(yè)中應(yīng)用較多的一種結(jié)構(gòu)體系，其通過(guò)梁和柱連接而成，框架以剛節(jié)點(diǎn)進(jìn)行連接，為幾何不變體。目前應(yīng)用最廣泛的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)具有較好的防震性能和抗風(fēng)性，其不僅使用空間較大，而且易于對(duì)建筑平面進(jìn)行布置，具有較好的延展性，能夠更好的滿足當(dāng)前用戶對(duì)大房間設(shè)置的要求。同時(shí)利用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)還能夠更好的確保建筑物整體重量的減輕，這也是當(dāng)前鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在工業(yè)和民用建筑中得以廣泛應(yīng)用的最主要原因。

2 設(shè)計(jì)構(gòu)造時(shí)出現(xiàn)的問(wèn)題

（1）對(duì)框架結(jié)構(gòu)而言，柱是保證豎向承載和結(jié)構(gòu)抗側(cè)力工作的重要構(gòu)件，其重要性遠(yuǎn)大于梁，在框架柱相對(duì)完整的情況下框架梁即使呈酥碎狀態(tài)也不會(huì)引起惡性倒塌，要做到強(qiáng)柱弱梁，讓框架的塑性鉸首先出現(xiàn)在框架梁上，框架節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的設(shè)計(jì)就尤為重要，在《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》中（GB50011-2010第6.3.10）有明確的規(guī)定：“一、二以及三級(jí)框架的節(jié)點(diǎn)核心區(qū)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(guī)定常常被設(shè)計(jì)人員忽略，尤其在柱的軸壓力比不大的時(shí)候，要求常常得不到滿足。這樣的規(guī)定能保證節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的延性構(gòu)造，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵守。

（2）底層的框架柱的箍筋加密區(qū)的范圍應(yīng)該滿足《建筑抗震設(shè)計(jì)的規(guī)范》（GB50011-2010）中有明確的規(guī)定：“底層柱的下端不小于柱凈高的1/3”。這是設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)說(shuō)明。

（3）框架梁縱向的配筋率應(yīng)當(dāng)注意遵守《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（G

B50011-2010）6.3.3中的規(guī)定：梁端箍筋的最大間距、最小直徑以及加密區(qū)長(zhǎng)度的都必須使用表6.3.3中的數(shù)據(jù)，當(dāng)梁端縱向受拉鋼筋配筋率>2%的時(shí)候，表中箍筋的最小直徑數(shù)值應(yīng)該增加2mm。這個(gè)問(wèn)題在目前的設(shè)計(jì)中常常被設(shè)計(jì)人員忽略，造成梁端的延性不足。

（4）梁柱節(jié)點(diǎn)處框架梁上部縱筋伸入節(jié)點(diǎn)的錨固長(zhǎng)度應(yīng)滿足《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010-2010）中9.3.4規(guī)定：“梁上部縱向鋼筋也可采用90°彎折錨固的方式，此時(shí)梁上部縱向鋼筋應(yīng)伸至柱外側(cè)縱向鋼筋內(nèi)邊并向節(jié)點(diǎn)內(nèi)彎折，其包含彎狐在內(nèi)的水平投影長(zhǎng)度不應(yīng)小于0.4Lab，彎折鋼筋在彎折平面內(nèi)包含彎弧段的投影長(zhǎng)度不應(yīng)小于15d”。當(dāng)截面的尺寸小于400×400mm的時(shí)候應(yīng)注意上部縱筋直徑的選擇，否則這一項(xiàng)的要求極不容易得到保障。

3 框架計(jì)算簡(jiǎn)圖的合理性

在沒(méi)有地下室的鋼筋混凝土多層框架房屋的情況下，獨(dú)立基礎(chǔ)應(yīng)該埋置較深，為了減小計(jì)算高度和底層側(cè)位的左移，應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)以下的某個(gè)適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置基礎(chǔ)拉梁。如果按三層的設(shè)計(jì)來(lái)進(jìn)行計(jì)算，首層層高為3.6m，這樣的簡(jiǎn)圖是不合理的，假定房屋嵌固在基礎(chǔ)拉梁的頂面，這樣的底層的配筋就應(yīng)該由基礎(chǔ)拉梁頂面的截面進(jìn)行控制，而實(shí)際上房屋底層的配筋是基礎(chǔ)頂面出的截圖所控制的。所以在計(jì)算時(shí)，應(yīng)將基礎(chǔ)層1輸入，層高實(shí)際為3.2m。

4 基礎(chǔ)拉梁的設(shè)計(jì)以及計(jì)算應(yīng)符合實(shí)際的情況

4.1 基礎(chǔ)拉梁的設(shè)計(jì)

多層框架的房屋單獨(dú)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(jù)抗震的要求，應(yīng)該沿主軸看兩個(gè)不同方向設(shè)置基礎(chǔ)拉梁?；A(chǔ)拉梁的設(shè)計(jì)應(yīng)該要大一些，梁的高度應(yīng)在柱中心距的1/10～1/15，截面的寬度應(yīng)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(chǔ)拉梁的計(jì)算應(yīng)符合實(shí)際情況

用TAT或者SATWE等電算程序進(jìn)行框架整體的計(jì)算時(shí)，在基礎(chǔ)拉梁層無(wú)樓板的情況下，樓板厚度應(yīng)取零，并且定義彈性節(jié)點(diǎn)，采用總剛分析的方法進(jìn)行分析以及計(jì)算。雖然樓板厚度取零，也定義為彈性節(jié)點(diǎn)，但未使用總剛分析，程序的分析會(huì)自動(dòng)按照地面假定來(lái)進(jìn)行計(jì)算，與實(shí)際的情況不符合。

5 框架梁、柱箍筋的間距處理

在建筑設(shè)計(jì)的規(guī)范中，對(duì)抗震等級(jí)以及抗震標(biāo)準(zhǔn)都有一定的規(guī)定，尤其是對(duì)于框架梁以及柱的箍筋間距的處理問(wèn)題，要嚴(yán)格按照抗震規(guī)范的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。在框架梁和柱箍筋的密度處理上，對(duì)于加密區(qū)的最大距離以及最小距離都有明確的規(guī)定。從工程設(shè)計(jì)的習(xí)慣角度來(lái)講，對(duì)于加密區(qū)的最大間距規(guī)定為100mm，非加密區(qū)的最大間距為200mm。但是如果按照電算程序來(lái)講的話，在知道了梁柱箍筋在加密區(qū)的間距后，就可以計(jì)算出箍筋的面積，然后設(shè)計(jì)人員就會(huì)算出箍筋的直徑以及數(shù)量，從而更加合理的設(shè)計(jì)出箍筋的荷載能力，提高結(jié)構(gòu)的抗震性能。但在程序的內(nèi)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(lái)支配兩肢箍筋的情況下，非加密區(qū)的間距采用200mm會(huì)導(dǎo)致非加密區(qū)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(qū)的抗剪承載力，還能增加梁端箍筋加密區(qū)的抗剪能力。

6 結(jié)構(gòu)周期折減數(shù)數(shù)值的問(wèn)題

框架結(jié)構(gòu)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，其結(jié)構(gòu)剛度要高于計(jì)算的剛度，同時(shí)實(shí)際周期要低于計(jì)算的周期。但這樣所計(jì)算出來(lái)的結(jié)構(gòu)抗震性能較弱，結(jié)構(gòu)安全性較差，所以需要對(duì)結(jié)構(gòu)周期進(jìn)行折減。在框架結(jié)構(gòu)中，當(dāng)填充物選擇的是砌體時(shí)，這時(shí)一般周期折減系數(shù)以0.6～0.7為宜，而當(dāng)選擇使用輕質(zhì)空心砌塊時(shí)，周期折減系數(shù)應(yīng)該在0.7～0.8，當(dāng)采取全部用輕質(zhì)空心砌塊的時(shí)候，周期折減系數(shù)可取0.9。

7 結(jié)構(gòu)抗震的等級(jí)

在當(dāng)前工程設(shè)計(jì)過(guò)程中，很大一部分房屋建筑在防震設(shè)計(jì)分類時(shí)都屬于丙類建設(shè)，這樣在抗震等級(jí)設(shè)計(jì)時(shí)，則需要根據(jù)結(jié)構(gòu)的類型和房屋高度來(lái)按照相關(guān)的抗震規(guī)范中的要求進(jìn)行確定。對(duì)于一些大型商場(chǎng)及體育場(chǎng)館等公共建筑，則需要根據(jù)防震設(shè)計(jì)相關(guān)規(guī)范要求來(lái)對(duì)其是否屬于一類建筑來(lái)進(jìn)行確定。乙丙類的建筑按照本地區(qū)抗震的設(shè)防烈度進(jìn)行計(jì)算。

8 結(jié)束語(yǔ)

在當(dāng)前鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用較為廣泛的今天，其結(jié)構(gòu)形式的設(shè)計(jì)是我們需要重視的技術(shù)問(wèn)題。在目前的鋼筋混凝土框架設(shè)計(jì)過(guò)程中仍然存在著諸多問(wèn)題，嚴(yán)重影響了鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)在建筑施工中的發(fā)展與進(jìn)步。因此，在進(jìn)行框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)結(jié)合安全和經(jīng)濟(jì)兩方面因素進(jìn)行綜合的分析，設(shè)計(jì)出最科學(xué)經(jīng)濟(jì)的框架結(jié)構(gòu)，保證建筑整體性的安全。

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