黃清華 胡 潔

（吉安市建筑設(shè)計(jì)規(guī)劃研究院，江西 吉安 343000）

隨著建筑造型和建筑功能要求日趨多樣化，無(wú)論是工業(yè)建筑還是民用建筑，建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作為現(xiàn)行比較常用的實(shí)際模式，已經(jīng)廣泛應(yīng)用在各類(lèi)建筑中，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中遇到的各種難題也日益增多，因而作為一個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者需要在遵循各種規(guī)范下大膽靈活的解決一些結(jié)構(gòu)方案上的難點(diǎn)、重點(diǎn)。

1 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則

1.1 剛?cè)岵?jì)

合理的建筑結(jié)構(gòu)體系應(yīng)該是剛?cè)嵯酀?jì)的。結(jié)構(gòu)太剛則變形能力差，強(qiáng)大的破壞力瞬間襲來(lái)時(shí)，需要承受的力很大，容易造成局部受損最后全部毀壞；而太柔的結(jié)構(gòu)雖然可以很好的消減外力，但容易造成變形過(guò)大而無(wú)法使用甚至全體傾覆。結(jié)構(gòu)是剛多一點(diǎn)好，還是柔多一點(diǎn)好?剛到什么程度或柔到什么程度才算合適呢?我個(gè)人認(rèn)為剛多點(diǎn)使工程不經(jīng)濟(jì)，造成造價(jià)過(guò)高，而且應(yīng)變能力差。柔多一點(diǎn)雖然造價(jià)便宜但是必然產(chǎn)生變形以適應(yīng)外力，太柔的結(jié)果必然是太大的變形，甚至?xí)?dǎo)致立足不穩(wěn)而失去根本。這些問(wèn)題歷來(lái)都是專(zhuān)家們爭(zhēng)論的焦點(diǎn)，現(xiàn)今的規(guī)范給出的也只是一些控制的指標(biāo)，但無(wú)法提供精確答案。

1.2 多道防線

安全的結(jié)構(gòu)體系是層層設(shè)防的，災(zāi)難來(lái)臨，所有抵抗外力的結(jié)構(gòu)都在通力合作，前仆后繼。這時(shí)候，如果把“生存”的希望全部寄托在某個(gè)單一的構(gòu)件上，是非常非常危險(xiǎn)的。如土建結(jié)構(gòu)中多肢墻比單片墻好，框架剪力墻比純框架好等等，就是體現(xiàn)了多道防線的設(shè)計(jì)思路。

1.3 抓大放小

在框架結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)體系中具有“強(qiáng)柱弱粱”、“強(qiáng)剪弱彎”等的說(shuō)法也是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中非常重要的概念。有人問(wèn)：為什么不是“強(qiáng)柱強(qiáng)梁”“強(qiáng)剪強(qiáng)彎”呢?為什么所有構(gòu)件都很強(qiáng)的結(jié)構(gòu)體系反而不好，甚至?xí)邪踩[患呢?這里面首先包含著一個(gè)簡(jiǎn)單的道理：絕對(duì)安全的結(jié)構(gòu)是沒(méi)有的。簡(jiǎn)單地說(shuō)，雖然整個(gè)結(jié)構(gòu)體系是由各科，構(gòu)件協(xié)調(diào)組成一體，但各個(gè)構(gòu)件擔(dān)任的角色不盡相同，按照其重要性也就有輕重之分。一旦不可意料的破壞力量突然襲來(lái)，各個(gè)構(gòu)件協(xié)作抵抗的目的，就是為了保住最重要的構(gòu)件免遭摧毀或者至少是最后才遭摧毀，這時(shí)候犧牲在所難免，讓誰(shuí)犧牲呢?明智之舉是要讓次要構(gòu)件先去承擔(dān)災(zāi)難?！皩帪橛袼?，不為瓦全”，如果平均用力，可能會(huì)“玉石俱粉”，損失則更大矣!在鋼框架結(jié)構(gòu)中，柱倒了，粱會(huì)跟著倒；而梁倒了，柱還可以不倒的。可見(jiàn)柱承擔(dān)的責(zé)任比梁大，柱不能先倒。為了保證柱是在最后失效，我們故意把梁設(shè)計(jì)成相對(duì)薄弱的環(huán)節(jié)，使其破壞在先，以最大限度減少可能出現(xiàn)的損失。如果梁柱等同看待，企圖讓他們都“堅(jiān)不可摧”，則可能會(huì)造成同時(shí)破壞，后果會(huì)更糟糕，損失會(huì)更大。所以關(guān)鍵時(shí)刻要分清主次，抓大放小，也就是要取大舍小。有舍才有得，舍是為了得。

1.4 打通關(guān)節(jié)

理想的結(jié)構(gòu)體系當(dāng)然是渾然一體的一也就是沒(méi)有任何關(guān)節(jié)的，這樣的結(jié)構(gòu)體系使任何外力都能迅速傳遞和消減?；谶@個(gè)思路，設(shè)計(jì)者要做的就是要盡可能地把結(jié)構(gòu)中各種各樣的關(guān)節(jié)“打通”，使力量在關(guān)節(jié)處暢通無(wú)阻。中醫(yī)上云：“通則不痛，痛則不通”，結(jié)構(gòu)就像一個(gè)人，氣穴若不能暢通，癥結(jié)和隱患就會(huì)產(chǎn)生。在設(shè)計(jì)的四項(xiàng)基本原則中，“剛?cè)嵯酀?jì)”，“多道防線”，“抓大放小”是設(shè)計(jì)概念中的戰(zhàn)略問(wèn)題，但要想得讓這些戰(zhàn)略思想得以實(shí)現(xiàn)，靠的是“打通關(guān)節(jié)”這個(gè)原則作為保證的，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的具體操作，最后全都?xì)w到“打通關(guān)節(jié)”的貫徹和實(shí)施上來(lái)。打通關(guān)節(jié)保持平衡的目的其實(shí)就是使其永遠(yuǎn)處于原始的靜態(tài)，當(dāng)力量不能暢通時(shí)，構(gòu)件與構(gòu)件之間，構(gòu)件的組成元素與元素之間的靜態(tài)平衡一旦被破壞，結(jié)構(gòu)變成機(jī)動(dòng)，“動(dòng)”即是死，即為終結(jié)?？梢?jiàn)設(shè)計(jì)者是協(xié)調(diào)者，其任務(wù)是讓所有互不相關(guān)的靜態(tài)構(gòu)件相聚之后依然處于靜態(tài) (也就是使其保持常態(tài))，或者是處在相對(duì)的靜態(tài)之中。其實(shí)處理和成就世間萬(wàn)物，必須使動(dòng)為動(dòng)，靜為靜，才能平衡：必須動(dòng)者動(dòng)之，靜者靜之，才能持久；必須知其本源，施以規(guī)則，順之導(dǎo)之，才能達(dá)至繁榮昌盛。一切的一切，以順應(yīng)自然為始，達(dá)到平衡為終，諸多規(guī)則，只是手段，只為平衡，只為暢通。

2 建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)措施

在用PKPM軟件計(jì)算梁柱時(shí),應(yīng)盡量采用TAT或SATWE三維軟件。第一，計(jì)算結(jié)果更接近實(shí)際受力狀態(tài)，如地震力或風(fēng)力是按抗側(cè)移剛度分配，而不是按框架的樓面從屬面積，還如從框架柱出挑的梁和從次梁出挑的梁，因次梁的支座(框架梁)發(fā)生下沉變形，內(nèi)力重分布，從框架柱出挑的挑梁配筋將較大。第二，快速方便，三維軟件整體計(jì)算，不必生成單榀框架，再人工歸并，可整樓歸并。第三，TAT或SATWE還可以進(jìn)行井式梁的計(jì)算，由于PKPM軟件計(jì)算梁時(shí)僅按矩形計(jì)算，而井式梁的斷面較小，有可能超筋,此時(shí)可取出彎距再按T型梁補(bǔ)充計(jì)算，不必直接加大梁高。在繪制施工圖時(shí)，較大直徑的鋼筋連接宜用機(jī)械連接取代焊接，造價(jià)相差不大，但機(jī)械連接可靠并易干檢查。機(jī)械連接接頭位置可任意，但一次截?cái)嗟匿摻畈淮笥?0%，接頭位置應(yīng)錯(cuò)開(kāi)70d。

3 多層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

多層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)。多層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)文件與圖紙是最主要的依據(jù)之一，全面理解設(shè)計(jì)文件，并規(guī)范進(jìn)程加以實(shí)施，是結(jié)構(gòu)方案的主要工作。全面理解設(shè)計(jì)意圖和設(shè)計(jì)要求，看懂容懂圖紙的每項(xiàng)內(nèi)容，達(dá)到按圖紙施工的要求，對(duì)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題通過(guò)會(huì)審加以解決，對(duì)其遺誤交易糾正，是保證施工質(zhì)量的前提，必須認(rèn)真地組織與實(shí)施，該項(xiàng)工作由甲方或委托監(jiān)理工程師進(jìn)行。

根據(jù)設(shè)計(jì)文件和相關(guān)規(guī)范、規(guī)程、編制和審查施工組織設(shè)計(jì)。鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)由水平承重體系一各層樓蓋和屋蓋連接形成空間的整體結(jié)構(gòu)體系。其中各平面鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)形成豎向承重體系，它們承受由樓蓋和屋蓋傳來(lái)的豎向和水平荷載并再傳給地基基礎(chǔ)。

做好多層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)技術(shù)交底，根據(jù)設(shè)計(jì)要求和施工隊(duì)的技術(shù)素質(zhì)狀況對(duì)其不熟悉的施工工藝過(guò)程，經(jīng)批準(zhǔn)實(shí)施的新工藝、新材料、新結(jié)構(gòu)等，必須認(rèn)真進(jìn)行技術(shù)交底。明確各項(xiàng)工藝參數(shù)指標(biāo)、操作方法、質(zhì)量要求和檢測(cè)辦法，并認(rèn)真的加以實(shí)施。

現(xiàn)澆式框架即梁、柱、樓蓋均為現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)澆式多層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的整體性強(qiáng)、抗震性能好,因此在實(shí)際工程中采用比較廣泛。但現(xiàn)場(chǎng)澆筑混凝土的工作量較大。

預(yù)制裝配式框架是指梁、柱、樓板均為預(yù)制，通過(guò)焊接拼裝連接成的多層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。其優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)件均為預(yù)制，可實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、工廠化,機(jī)械生產(chǎn)。因此，施工速度快、效率高。但整體性較差,抗震能力弱，不宜在地震區(qū)應(yīng)用。

現(xiàn)澆預(yù)制框架是指梁、柱、樓板均為預(yù)制,在預(yù)制構(gòu)件吊裝就位后，對(duì)連接節(jié)點(diǎn)區(qū)澆筑混凝土，從而將粱、柱、樓板在連成整體多層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。現(xiàn)澆預(yù)制框架既具有較好的整體性和抗震能力，又可采用預(yù)制構(gòu)件，減少現(xiàn)場(chǎng)澆筑混凝土的工作量。因此它兼有現(xiàn)澆式框架和裝配式框架的優(yōu)點(diǎn)。

4 總結(jié)

以上幾點(diǎn)是我在工程設(shè)計(jì)中對(duì)框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)體會(huì)，希望這些設(shè)計(jì)體會(huì)能給各位同行在今后的工程設(shè)計(jì)中有些幫助，以提高工程設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

[1]GB 50010-2002,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2002

[2]GB 50007-2002,建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3]簡(jiǎn)明建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M],北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2002.