浅谈框架设计要点

浅谈框架设计要点

刘娟

江苏徐州221000

摘要：建筑框架结构设计属于建筑结构设计中一种重要的形式。文章通过对框架结构设计中几个关键问题进行分析总结,并提出相应的应对措施。

关键词：框架结构设计混凝土梁柱

0前言

现在社会飞速发展，高楼大厦拔地而起，住宅楼、写字楼、厂房、商场、教学楼等在我们的身边随处可见。而框架结构是一种比较常用的结构形式之一，本人在工作中也接触了很多。

1框架结构的特点

框架结构是一种由梁、柱组成的超静定结构体系,在地震、风荷载等作用下需设计成延性结构,以便能很好地吸收和耗散能量,保证结构具有足够的抵抗变形能力,确保结构安全。

它同时承受竖向荷载和水平荷载。其主要优点是建筑平面布置灵活，可形成较大的建筑空间，建筑立面处理也比较方便；主要缺点是侧向刚度较小，当层数较多时，会产生过大的侧移，易引起非结构性构件（如隔墙、装饰等）破坏，而影响使用。在非地震地区，框架结构一般不超过15层。框架结构的内力分析通常是用计算机进行精确分析。常用的手工近似法是：竖向荷载作用下的分层计算法；水平荷载作用下的反弯点法。风荷载和地震力可简化成节点上的水平集中力进行分析。

2框架结构注意问题

2.1一般要求

框架结构的平面布置宜规则、对称，并应有良好的整体性。结构的侧向刚度宜均匀变化，避免突变。影响侧向刚度的变化因素主要有层高、竖向构件不连续等。框架结构应设计成双向梁柱抗侧力体系，以抵抗纵横两个方向的地震作用和风作用，此外，不宜设计成单跨框架结构体系。框架柱网一般采用6~9米。特殊要求时，可以更大些。

框架结构的楼层宜设计成统一标高上，应尽量避免出现错层、夹层。

2.2柱、梁、板构件尺寸的确定

柱：现浇框架柱一般采用矩形截面。截面宽度及高度不宜小于300。采用圆柱时，最小直径不宜小于350。柱子的截面与主要结构所承担竖向力有关，原则是层数越高、负担荷载越大，柱截面越大。

梁：梁截面高度h，视梁承受的荷载及跨度大小而定。一般框架梁取（1/8~1/12）L；次梁高h取（1/12~1/18）L；一般悬臂梁取（1/15~1/6）L。梁截面b，一般b≥200。板：各类现浇楼板厚度应满足强度和刚度要求。板的最小厚度：密肋楼盖取80~100，梁式板取100、110、120。一般高层住宅建筑板厚100~120。对于多层建筑的屋面板厚可取120；对于高层建筑的屋面板取150。板式楼梯的板厚最小为100，一般民用建筑的板式楼梯的板厚取L/30。（L为板跨度）

2.3概念设计上着重注意的问题

框架结构梁和柱节点的连接构造直接影响结构安全、经济及施工的方便。因此，对梁与柱节点的混凝土强度等级，梁、柱纵向钢筋深入节点内的长度，梁与柱节点区域的钢筋布置等，都应符合规范的构造规定。

在用PKPM软件计算梁柱时，应尽量采用TAT或SATWE三维软件。相对平面框架PK来讲，第一，计算结果更接近实际受力状态，如地震力或风力是按抗侧移刚度分配，而不是按框架的楼面从属面积，还如从框架柱出挑的梁和从次梁出挑的梁，因次梁的支座(框架梁)发生下沉变形，内力重分布，从框架柱出挑的挑梁配筋将较大。第二，快速方便，三维软件整体计算，不必生成单榀框架，再人工归并，可整楼归并。第三，TAT或SATWE还可以进行井式梁的计算，由于PKPM软件计算梁时仅按矩形计算，而井式梁的断面较小，有可能超筋，此时可取出弯距再按Ｔ型梁补充计算，不必直接加大梁高。在绘制施工图时，较大直径的钢筋连接宜用机械连接取代焊接，造价相差不大，但机械连接可靠并易于检查。机械连接接头位置可任意，但一次截断的钢筋不大于50%，接头位置应错开70d。

3重点注意或设计原则:

1）当有地下水时，应在图纸上注明采取降水措施，并采取措施防止周围建筑及构筑物因降水不能正常使用(开裂及下沉)，及何时才能停止降水(通过抗浮计算决定)。当地下水位很高时，应做防水。有地下室时，混凝土应抗渗，等级S6或S8，混凝土等级应大于等于C25，混凝土内应掺入膨胀剂。混凝土外墙应注明水平施工缝做法，一般加金属止水片，较薄的混凝土墙做企口较难。

3）抗震验算时不同的楼盖及布置(整体性)决定了采用刚性、刚柔、柔性理论计算。抗震验算时应特别注意场地土类别。8度超过5层有条件时，尽量加剪力墙，可大大改善结构的抗震性能。框架结构应设计成双向梁柱刚接体系，但也允许部分的框架梁搭在另一框架梁上。应加强垂直地震作用的设计，从震害分析，规范给出的垂直地震作用明显不足。

4）建筑长度宜满足伸缩缝要求，否则应采取措施。如：增大配筋率，通长配筋，改善保温，铺设架空层，加后浇带等。柱子轴压比宜满足规范要求。角柱、边柱及抗震墙端柱在地震作用组合下产生偏心受拉时，其柱内纵筋总截面面积应比计算值增大25%。框架柱的箍筋形式应选用菱形或井字形，以增强箍筋对混凝土的约束。

5）框架梁、柱的混凝土等级宜相差一级。由于某些原因造成梁或过梁等截面较大时，应验算构件的最小配筋率。当采用井字梁时，梁的自重大于板自重，梁自重不可忽略不计。周边一般加大截面的边梁。过街楼处的梁上筋应通长，按偏拉构件设计。采用扁梁时，应注意验算变形。较大跨度的挑梁下柱子内跨梁传来的荷载将大于梁荷载的一半。挑板道理相同。

6）雨蓬不得从填充墙内出挑。大跨度雨蓬、阳台等处梁应考虑抗扭。考虑抗扭时，扭矩为梁中心线处板的负弯距乘以跨度的一半。电线管集中穿板处，板应验算抗剪强度或开洞形成管井。电线管竖向穿梁处应验算梁的抗剪强度。挑梁、板的上部筋，伸入顶层支座后水平段即可满足锚固要求时，因钢筋上部均为保护层，应适当增大锚固长度或增加一10d的垂直段。

7）当建筑布局很不规则时，结构设计应根据建筑布局做出合理的结构布置，并采取相应的构造措施。如建筑方案为两端较大体量的建筑中间用很小的结构相连时(哑铃状)，此时中间很小的结构的板应按偏拉和偏压考虑。板厚应加厚，并双层配筋。

进行框架结构设计时，设计人员还应掌握如下设计规范：建筑结构荷载规范、抗震规范、混凝土结构设计规范、建筑地基处理技术规范等。并应考虑当地地方性的建筑法规。设计人员应熟悉当地的建筑材料的构成、货源情况、大致造价及当地的习惯做法，设计出经济合理的结构体系。

4结束语

只有熟练掌握规范，并在工程实践中不断总结、积累，才能使框架结构设计更加合理，配筋适宜，满足技术先进、经济合理、安全适用、确保质量的要求。

参考文献

[1]于晓辉，吕大刚，范峰。基于易损性指数的钢筋混凝土框架结构地震损伤评估[J].工程力学，2017,01:69-75+100.

[2]白久林。钢筋混凝土框架结构地震主要失效模式分析与优化[D].哈尔滨工业大学，2015.

[3]《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）.

[4]《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）.