寧夏工業(yè)設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司 王小蛟

鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

寧夏工業(yè)設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司 王小蛟

鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)是一種抗震、抗風(fēng)性能較好的結(jié)構(gòu)，具有建筑平面布置靈活、使用空間大、延性較好等特點(diǎn)，不僅能滿(mǎn)足建筑物設(shè)置大房間的要求，而且還可以減輕建筑物的重量，在現(xiàn)代工業(yè)和民用建筑中應(yīng)用廣泛。

一、構(gòu)思框架結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)要求

1.結(jié)構(gòu)的傳力路線(xiàn)應(yīng)簡(jiǎn)捷明了。在荷載作用下，結(jié)構(gòu)的傳力路線(xiàn)越短、越直接，其工作效能就會(huì)越高，所耗費(fèi)的建材也就越少。

2.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)符合力學(xué)規(guī)律。從力學(xué)觀點(diǎn)看，在民用和公共建筑的平面布局中，應(yīng)當(dāng)盡量使柱網(wǎng)按開(kāi)間等跨和進(jìn)深等距（或近似于等距）的方式進(jìn)行布置，這樣可以相應(yīng)減少邊跨柱距，也可以充分利用連續(xù)梁的受力特點(diǎn)，以減少結(jié)構(gòu)中的彎矩。

3.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要結(jié)合實(shí)際。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)綜合考慮工程地質(zhì)實(shí)際情況和建筑功能要求等因素。

二、在概念設(shè)計(jì)上需注意的問(wèn)題

1.基礎(chǔ)部分。設(shè)計(jì)基礎(chǔ)部分需要注意的問(wèn)題如下。

（1）在柱下擴(kuò)展基礎(chǔ)寬度較寬、地基不均勻或地基較軟時(shí)，宜采用柱下條基，并應(yīng)考慮節(jié)點(diǎn)處基礎(chǔ)底面積雙向重復(fù)使用的不利因素，適當(dāng)加寬基礎(chǔ)。

（2）建筑地段較好，基礎(chǔ)埋深大于3 m時(shí)，應(yīng)建議甲方做地下室。當(dāng)?shù)鼗休d力滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求時(shí)，地下室底板可不再外伸以利于防水?？擅扛?0～40 m設(shè)一條后澆帶，并注明兩個(gè)月后用微膨脹混凝土澆筑。地下室外墻為混凝土?xí)r，相應(yīng)的樓層處梁和基礎(chǔ)梁可取消。

（3）地面以下可不設(shè)抗震縫、伸縮縫，連接處則應(yīng)加強(qiáng)抗震縫、伸縮縫的設(shè)置，沉降縫兩側(cè)墻體基礎(chǔ)一定要分開(kāi)。

2.柱部分。設(shè)計(jì)柱部分時(shí)需要考慮的問(wèn)題如下。

（1）原則上柱的縱筋宜采用大直徑、大間距。

（2）由于梁的縱筋錨入柱內(nèi)，因此，一般情況下僅在柱的四角才有條件埋設(shè)較粗的管。管截面面積占柱截面4%以下時(shí)，可不必驗(yàn)算。柱內(nèi)不得穿暖氣管。

（3）柱應(yīng)盡量采用高強(qiáng)度混凝土來(lái)滿(mǎn)足軸壓比的限制，從而減小斷面尺寸。

3.梁部分。設(shè)計(jì)梁部分時(shí)需要注意的問(wèn)題如下。

（1）當(dāng)外部梁跨度相差不大時(shí)，梁宜等高，尤其是外部的框架梁。當(dāng)梁底距外窗頂尺寸較小時(shí)，宜加大梁高至窗頂。外部框架梁應(yīng)盡量做成外皮與柱外皮平齊。梁也可略偏出柱邊，兩者的偏心可大于1/4柱寬，但不要超過(guò)1/3柱寬。

（2）梁上有次梁時(shí)，應(yīng)避免次梁搭接在主梁的支座附近，否則應(yīng)考慮由次梁引起的主梁抗扭，并采取增加構(gòu)造抗扭縱筋和箍筋等措施。采用現(xiàn)澆板時(shí)，抗扭問(wèn)題一般并不嚴(yán)重。

（3）端部與框架梁相交或彈性支承在墻體上的次梁時(shí)，梁端支座可按簡(jiǎn)支考慮，但梁端箍筋應(yīng)加密。

4.現(xiàn)澆板部分。設(shè)計(jì)現(xiàn)澆板部分要注意的如下問(wèn)題。

（1）板鋼筋宜采用大直徑、大間距，間距一般不小于200 mm。一般跨度小于6.6 m的板的裂縫均可滿(mǎn)足要求。板上下的鋼筋間距宜相等，但鋼筋直徑類(lèi)型可不同（也不宜過(guò)多）。相連幾個(gè)房間的同型號(hào)、同間距板底的鋼筋宜連通。配筋計(jì)算時(shí)，要考慮到塑性的內(nèi)力重分布，將將板上筋乘以0.8～0.9的折減系數(shù)，將板下筋乘以1.1～1.2的放大系數(shù)。

（2）支承在外圈框架梁上的板負(fù)筋不宜過(guò)大，否則將對(duì)梁產(chǎn)生過(guò)大的附加扭矩。

三、設(shè)計(jì)中的處理措施

1.建筑許可時(shí)，應(yīng)盡可能將柱的截面尺寸作得大些，使柱與梁的線(xiàn)剛度比盡可能大于1，并控制柱的軸壓比，以增加延性。驗(yàn)算截面承載力時(shí)，要加強(qiáng)柱的配筋構(gòu)造。梁端縱向受拉鋼筋的配筋不得過(guò)高。注意節(jié)點(diǎn)構(gòu)造，讓塑性鉸向梁跨內(nèi)移。

2.“強(qiáng)剪弱彎”是保證構(gòu)件延性、防止脆性破壞的重要原則，它要求人為加大各承重構(gòu)件相對(duì)于其抗彎能力的抗剪承載力，使這些部位結(jié)構(gòu)在經(jīng)歷罕遇地震時(shí)不會(huì)出現(xiàn)脆性剪切而失效。

四、結(jié)構(gòu)計(jì)算方面的問(wèn)題

1.設(shè)計(jì)基本地震加速度值 。《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011– 2001）中規(guī)定：抗震設(shè)防烈度為7度時(shí)，設(shè)計(jì)基本地震加速度值分別為0.1 g和0.15 g兩種；抗震設(shè)防烈度為8度時(shí)，設(shè)計(jì)基本地震加速度值分別為0.2 g和0.3 g兩種。這與“89規(guī)范”差別較大，應(yīng)加以注意。計(jì)算中還應(yīng)嚴(yán)格注意地震區(qū)的劃分，選取正確的設(shè)計(jì)基本地震加速度值。

2.結(jié)構(gòu)周期折減系數(shù)。由于填充墻的存在，框架結(jié)構(gòu)的實(shí)際結(jié)構(gòu)剛度會(huì)大于計(jì)算剛度，而計(jì)算周期會(huì)大于實(shí)際周期，因而會(huì)導(dǎo)致算出的地震作用效應(yīng)偏小，使結(jié)構(gòu)偏于不安全，所以對(duì)結(jié)構(gòu)的計(jì)算周期進(jìn)行折減是十分必要的。折減系數(shù)可根據(jù)填充墻的材料及數(shù)量選取，一般為0.7～0.9。

3.梁剛度放大系數(shù)。SATWE或TAT等計(jì)算軟件的梁輸入模型均為矩形截面，未考慮因存在樓板形成T形截面而引起的剛度增大，因而導(dǎo)致算出的地震剪力偏小，使結(jié)構(gòu)偏于不安全。因此，計(jì)算時(shí)應(yīng)將梁剛度進(jìn)行放大，放大系數(shù)以中梁取2.0、邊梁取1.5為宜。