钢筋混凝土框架结构设计问题探讨.docx

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钢筋混凝土框架结构设计问题探讨

建l筑l工l程科稚蠢钢筋混凝土框架结构设计问题探讨

朱红1刘国利2

（1、浙江省温岭市规划设计院。

浙江汪岭3175002、华磊建筑设计咨询（杭州有限公司,浙江杭州310000

捆赛:

在我四现在的多高层建筑中,钢筋混疑土框架结构是最常用的结构形式,因为其具有足够的强度,良好的延性和较强的摊哇.目前已藿广泛应用。

在钢筋混凝土框榘结构的设计过程中,通过切身体会。

总结归纳了一些设计中应注意的问题.仅供同行参考。

关t词:

钢筋混凝土;框架结构;设计

l框架结构体系的特点

1.1建筑平面布置灵活,使用空间大.1.2延性较好。

1.3整体侧向刚度较小.水平力作用下侧向变形较大（呈剪切型,所以建筑高度受到限制。

1.4非结构构件破坏比较严重。

2框架结构方案构思时应考虑以下几点2.1结构的传力路线应筒捷明了。

在荷载作用下,结构的传力路线越短、越直接,结构的工作效能越高,所耗费的建材也就越少。

2.2从力学观点看,在民用和公共建筑的平面布局中.应当尽量使柱网按开间等跨和进深等距（或近似于等距布置.这样可以相应减少边跨柱距.也可以充分利用连续梁的受力特点以减少结构中的弯距,可以使各跨粱截面趋于一致,而提高结构的整体刚度。

2.3结构方案还应结合工程地质情况和建筑功能要求综合考虑。

3概念设计上应注意的几个问题

3.1关于强柱弱粱节点。

这是为了实现在罕遇地震作用下,让粱端形成塑形铰,柱端处于非弹性工作状态,而没有屈服.但节点还处于弹性工作阶段。

强柱弱粱措施的强弱,也就是相对于粱端截面实际抗弯能力而言柱端截面抗弯能力增强幅度的大小,是决定由强震引起柱端截面屈服后塑性转动能否不超过其塑性转动能力.而且不致形成“层侧移机构”,从而使柱不被压溃的关键控制措施。

柱强于粱的幅度大小取决于粱端纵筋不可避免的构造超配程度的大小,以及结构在粱、柱端塑性铰逐步形成过程中的塑性内力重分布和动力特征的相应变化。

因此,当建筑许可时,尽可能将柱的截面尺寸做得大些,使柱的线刚度与粱的线刚度的比值尽可能大于l,并控制柱的轴压比满足规范要求,以增加延性。

3.2关于“强剪弱弯”措施:

强剪弱弯是保证构件延性,防止脆性破坏的重要原则,它要求人为加大各承重构件相对于其抗弯能力的抗剪承载力,使这些部位在结构经历罕遇地震的过程中以足够的保证率不出现脆性剪切失效。

对于框架结构lII的框架梁应注意抗剪验算和构造,使其满足相关规范要求。

3.3注意构造措施。

（1对于大跨度柱网的框架结构,在楼梯问处的框架柱由于楼梯平台梁与其丰}I连,使得楼梯问处的柱可能成为短柱,应对柱箍筋全长加密。

这一点,在设计中容易被忽视,应引起重视。

（2对框架结构外立面为带形窗时.因设置连续的窗过粱.使外框架柱可能成为短柱.应注意加强构造措施。

（3对于框架结构长度略超过规范限ff!

【,建筑功能需要不允许留缝时.为减少有害裂缝（规范规定裂缝宽度小于0.3姗.建议采用补偿混凝土浇筑。

采用

细而密的双向配筋。

构造问距宜小于150ram.

对屋面宜设置后浇带.后浇带处按构造措施宜

适当加强。

（4其它构造措施限于篇幅,这里不

再赘述。

请详见新规范。

4结构计算方面的问题

。

4.I计算筒图的处理

结构计算中,计算简图选取的正确与否.

直接影响到计算结果的准确性,其中比较典型

的是基础梁的处理。

一般情况下,基础粱设置在

基础高度范围内.作为基础的一部分,此时结构

的底层计算高度应取基础顶面至一层楼板顶面

的高度。

基础粱仅考虑承担上部墙体荷载。

构造

满足普通粱的要求即可。

当按规范要求需设置

基础拉梁时.其断面和配筋可按构造设计.截面

高度取柱中心距的1/12—1/18,纵向受力钢筋取

所连接的柱子的最大轴力设计值的10%作为

拉力来计算。

但是,当基础埋深过大时,为了减

少底层的计算高度和底层的位移,设计者往往

在:

tO.000以下的某个适当位置设置基础拉梁。

此时,基础拉梁应作为一层输入。

底层计算高度

应取基础顶面至基础拉梁顶面的高度,二层计

算高度应取基础拉梁顶面至一层楼板顶面的高

度。

拉梁层无楼板。

应开洞处理,并采用总刚分

析方法进行计算。

基础拉粱截面及配筋按实际

计算结果采用。

若因此造成底层框架柱形成短

柱,应采取构造措施予以加强。

另一个需要注意

的是,当框架结构的电梯井道采用钢筋混凝土

井壁时（设计时应尽量避免,计算简图~定要

按实际情况输入,否则可能会造成顶部框架柱

设计不安全。

4.2结构计算参数的选取’

（1设计基本地震加速度值。

健筑抗震设

计规范（GBsooll-2001巾规定:

抗震设防烈

度为7度时,设计基本地震加速度值分别为

O.19和0.159两种.抗震设防烈度为8度时.设

计基本地震加速度值分别为0.29和0.39两种.

这与1989规范差别较大。

计算中应严格注意地

震区的划分.选取正确的设计基本地震加速度

值.这一项对地震作用效应的影响极大。

（2结

构周期折减系数。

框架结构llI于填充墙的存在.

使结构的实际刚度大于计算剐度,计算周期大

于实际周期.因此,算出的地震作用效应偏小,

使结构偏于不安全,因而对结构的计算周期进

行折减是必要的。

折减系数可根据填充墙的材

料及数量选取0.7-0.9。

（3粱刚度放大系数。

SJl盯WE或TAT等计算软件的梁输入模型均为

矩形截面,未考虑因存在楼板形成T型截面而

引起的刚度增大,造成结构的实际刚度大于计

算刚度.算出的地震鲍力偏小,使结构偏于不安

全。

因此计算时应将粱刚度进行放大.放大系数

中梁取2.0、边粱取1.5为宜。

（4活荷载的最不

利布置。

多层框架,尤其是活荷载较大时.是否进行活荷的最不利布置对计算结果影响较大。

即使选用程序中给定的粱设计弯矩放大系敛.也不一定能反映出工程的实际受力情况,有可能造成结构不安全或过于保守。

考虑目前的计算机计算速度都比较快,建议所有工程都应进行活荷载的最不利布置计算。

4.3独立梁箍筋计算结果需复核

<混凝土结构设计规范（GB50010-2002中规定:

对集中荷载作用下的独立粱,应按公式进行计算,且集中荷载作用点至支座问的箍筋。

应均匀配置。

但SATWE软件计算粱箍筋时.未考虑独立梁这一情况,都按公式进行计算,有时会造成计算结果偏小,设计中若遇到有独立梁存在的情况,应对梁箍筋的计算结果进行手算复核。

5设计构造方面的问题

5.1框架节点核芯区箍筋配置应满足要求对于规范中规定的框架柱箍筋加密区的箍筋最小体积配箍牢的要求.绝大部分设计人员都能给予足够的重视,但对于<建筑抗震设计规范（GB500l1—2001中规定的“一、二、三级框架节点核芯区配箍特征值分别不宜小于0.12,0.10、0.08且体积配箍率分别不宜小于0.6%、0.5%,0.4%。

”设计中经常被忽视,尤其是柱轴压比不大时,常常不满足要求。

这一规定是保证节点核芯区延性的重要构造措施,应严格遵守。

5.2底层框架柱箍筋加密区范围应满足要求。

<建筑抗震设计规范》（GB50011-2001中规定:

“底层柱,柱根处箍筋加密区范围为不小于柱净高的I,3”这是新增加的要求,设计中应重点说明。

5.3.框架粱的纵向配筋率应注意。

（建筑抗震设计规范》（GB500ll一2001中规定:

“当框架梁粱端纵向受拉钢筋配筋率大于2%时.梁箍筋最小直径的数值应比规定的数值增大2mm。

1在目前设计中,这一规定常被忽视.造成粱端延性不足。

5.4框架粱上部纵筋端部水平锚固长度应满足要求。

《混凝土结构设计规范（GB50010—2002中规定:

“框架端节点处,当框架粱上都纵筋水平直线段锚固长度不足时,应仲至柱外边并向下弯折,弯折前的水平投影长度不应小于0.41..aE。

”当框架柱截面尺寸小于400ramX400ram时,应注意粱上部纵筋直径的选择,否则这一项要求不容易得到保证。

结束语

钢筋混凝土框架结构虽然相对简单.但设计中仍有很多需要注意的问题,只有熟练地掌握规范.并具有良好的结构概念.才能设计出既安全又经济适用的优秀作品。

万方数据

钢筋混凝土框架结构设计问题探讨

作者:

朱红,刘国利

作者单位:

朱红（浙江省温岭市规划设计院,浙江,温岭,317500,刘国利（华磊建筑设计咨询,杭州,有限公司,浙江,杭州,310000

刊名:

黑龙江科技信息

英文刊名:

HEILONGJIANGSCIENCEANDTECHNOLOGYINFORMATION

年,卷（期:

2009,（15

引用次数:

0次

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2010年5月10日