張亮

摘 要：隨著我國經濟的快速健康發(fā)展，建筑業(yè)發(fā)展水平也越來越高。鋼筋混凝土多層框架結構是目前應用較廣泛的建筑結構形式之一，它是由梁、柱、樓板和基礎組成的承重結構體系，其柱網布置的靈活性使得該類建筑可以提供寬闊的空間及較高的空間利用率，在一些寫字樓、住宅小區(qū)及商業(yè)建筑中應用非常廣泛。但是該結構體系設計中也存在著一些問題，需要解決和重視，本文從框架結構設計、多層框架結構設計計算參數(shù)的選取，例如抗震等級、地震力振型組合數(shù)、結構周期折減系數(shù)以及框架梁、柱箍筋間距的選取，還有在多層框架結構設計中經常出現(xiàn)的一些問題進行了總結和分析，為設計工作者提供一些幫助和指導。

關鍵詞：鋼筋混凝土結構；多層框架結構；設計問題

1 前言

鋼筋混凝土框架結構是當今建筑普遍采用的一種結構形式。鋼筋混凝土結構與砌體結構相比較，具有承載力大、結構自重輕、抗震性能好、建造的工業(yè)化程度高等優(yōu)點。與鋼結構相比，具有造價低、材料來源廣泛、耐火性好、結構剛度大、使用維修費用低等優(yōu)點。

2 框架結構設計

框架結構體系是指通過節(jié)點連接的由梁和柱組成的一個整體，同時抵抗作用在整個結構上的水平向和豎向的載荷?？蚣芙Y構則是指通過連接梁將若干個平面的框架連接起來形成的空間結構體系，按照平面框架的布置方向即基本承重結構的布置方向，將框架體系分為：

①橫向框架承重方案，在這種方案中，主要承重框架沿房屋的橫向布置，板和連系梁沿房屋的縱向設置。②縱向框架承重方案，在這種方案中，主要承重框架沿房屋的縱向布置，板和連系梁沿房屋的橫向設置。③縱橫向框架混合承重方案，在這種方案中，主要承重框架沿房屋的縱、橫向布置。

框架結構按照材料的不同可分為兩種類型，R.C框架和全鋼框架。R.C框架又可按照施工方法的不同分為：現(xiàn)澆整體式框架（全現(xiàn)澆框架）、半現(xiàn)澆式框架、裝配式框架以及裝配整體式框架四種類型?，F(xiàn)澆整體式框架即全現(xiàn)澆框架，優(yōu)點是整體性較好，建筑布置靈活性能高，有利于抗震，缺點就是工程量大，模板耗費多，工期長。裝配式框架的構件全部是預制的，在施工現(xiàn)場進行吊裝和連接，優(yōu)點是節(jié)約模板，縮短工期，有利于施工機械化。裝配整體式框架是將預制梁、柱和板現(xiàn)場安裝就位后，在構件連接處澆搗混凝土，使之形成整體，其優(yōu)點就是，省去了預埋件，減少了用鋼量，整體性要比裝配式提高，缺點就是節(jié)點施工復雜?？蚣芙Y構布置包括總體高寬比，柱網布置、承重框架布置、層高設置變形縫的設置以及主次梁布置等。

3 框架結構的優(yōu)缺點

框架結構體系是由橫梁與柱子連接而成.梁柱連接處（稱為節(jié)點）一般為剛性連接，有時為便于施工和其他構造要求，也可以將部分節(jié)點做成鉸接或者半鉸接.柱支座一般為固定支座，必要時也可以設計成鉸支座.框架結構可以分為現(xiàn)澆整體式，裝配式，現(xiàn)澆裝配式。

框架結構的布置靈活，容易滿足建筑功能和生工藝的多種要求。同時，經過合理設計，框架結構可以具有較好的延性和抗震性能。但是，框架結構承受水平力（如風荷載和水平地震作用）的能力較小。當層數(shù)較多或水平力較大時，水平位移較大，在強烈地震作用下往往由于變形過大而引起非結構構件（如填充墻）的破壞。因此，為了滿足承載力和側向剛度的要求，柱子的截面往往較大，既耗費建筑材料，又減少使用面積。這就使框架結構的建筑高度受到一定的限制。目前，框架結構一般用于多層建筑和不考慮抗震設防，層數(shù)較少的的高層建筑（比如，層數(shù)為10層或高度為30米以下）。

4 多層鋼筋混凝土框架結構計算中應注意的問題

4.1 獨立基礎設計的荷載取值

鋼筋混凝土多層框架房屋的基礎形式多采用的是柱下獨立基礎。在基礎設計中，合理地選取荷載設計值，是基礎結構設計的重要環(huán)節(jié)。實際工作中，常會出現(xiàn)2種情況：①依據(jù)GB50011-2001《建筑抗震設計規(guī)范》第4.2.1條指出的“當?shù)鼗饕芰臃秶鷥炔淮嬖谲浫跽承酝翆訒r，不超過8層且高度在25m以下的一般民用框架房屋或基礎荷載相當?shù)亩鄬涌蚣軓S房，可不必進行天然地基和基礎的抗震承載力驗算”的要求，忽略風荷載的影響；②在設計獨立基礎時，作用在基礎頂面上的外荷載（柱腳內力設計值）只取軸力設計值、彎矩設計值而無剪力設計值，甚或只取軸力設計值。工程設計實踐證明，這2種情況的設計結果都會導致基礎尺寸偏小、配筋偏少。如果在涉及混凝土多層框架房屋的整體計算分析中輸入風荷載，讓軸力設計值、彎矩設計值和剪力設計值共同作用于柱腳，基礎本身及其上部結構的安全就更為可靠。

4.2 基礎拉梁層計算模型的選定

用TAT或SATWE等電算程序進行框架整體計算時，對于基礎拉梁層無樓板的情況下，樓板厚度應取0，并定義彈性節(jié)點，用總綱分析方法進行分析計算。當房屋平面不規(guī)則時，雖然樓板厚度取0，也定義彈性節(jié)點但未采用總綱分析，程序分析時卻自動按剛性樓面假定進行計算，這與實際情況不符，設計過程中要特別注意這一點。

4.3 結構的抗震等級

在工程設計中，多數(shù)房屋建筑按其抗震設防分類屬于丙類建筑，如民用住宅、辦公樓及一般工業(yè)建筑等等，其抗震等級可根據(jù)烈度、結構類型和房屋的高度按《建筑抗震設計規(guī)范》表6.1.2確定。對于電訊、交通、能源、消防和醫(yī)療等類建筑以及大型體育場館、大型零售商場等公共建筑，可首先根據(jù)GB50223-2004《建筑抗震設防分類標準》確定其中哪些建筑屬于乙類建筑（可能還有甲類建筑，本文不涉及）。若為丙類建筑，其地震作用均按本地區(qū)抗震設防烈度計算；若為乙類建筑，一般情況下，當抗震設防烈度為Ⅵ～Ⅷ度時，抗震措施應符合本地區(qū)抗震設防烈度提高I度的要求。例如，位于Ⅷ度地震區(qū)（如北京）的乙類建筑，應按Ⅸ度由《建筑抗震設計規(guī)范》表6.1.2確定其抗震等級為一級；當Ⅷ度乙類建筑的高度超過表6.1.2規(guī)定的范圍時，還應經專門研究，采取比一級抗震等級更有效的抗震措施。

4.4 地震力的振型組合數(shù)

地震力的振型組合數(shù)，對高層建筑，當不考慮扭轉耦聯(lián)計算時，至少要取3；當振型數(shù)多于3時，宜取3的倍數(shù)，但不應多于層數(shù)；當房屋層數(shù)≤2時，振型數(shù)可取層數(shù)。對于不規(guī)則的結構，當考慮扭轉耦聯(lián)時，對高層建筑，振型數(shù)應取>19：結構層數(shù)較多或結構剛度突變較大，振型數(shù)應多取。如結構有轉換層、頂部有小塔樓、多塔結構等，振型數(shù)應取l2或更多，但不能多于房屋層數(shù)的3倍；只有當定義彈性樓板，且采用總剛分析，必要時振型數(shù)才可以取得較少?！督ㄖ拐鹪O計規(guī)范》指出，合適的振型個數(shù)一般可以取振型參與質量達到總質量的90%所需的振型數(shù)。SATWE等電算程序已有這種功能，可以很方便地輸出這種參與質量的比值。有些設計人員不大重視電算程序使用手冊的應用，選取振型數(shù)時比較隨意，這是應當改進的。此外，對于耦聯(lián)計算，可在必要時補充非耦聯(lián)計算。

5 結束語

在開展鋼筋混凝土多層框架結構建筑的設計時，工作人員要嚴格按照設計規(guī)范要求，結合工程實際，對多層框架結構中的板、柱、梁以及結構體系中的關鍵給予關注和重視，對有可能出現(xiàn)的問題和現(xiàn)象，提前采用應對措施予以解決，并對計算結果進行判斷、分析，經過驗算、確認無誤后再投入工程施工。

參考文獻：

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