钢筋混凝土框架结构设计的探讨.doc

1、1钢筋混凝土框架结构设计的探讨摘要：钢筋混凝土框架机构的设计中经常涉及到一些实际性、概念性的问题，例如：框架计算的简图、抗震的等级确定、周期折减等，根据规范运用设计的理论结合实际的应对解决措施。钢筋混凝土框架结构有足够的强度以及良好的整体性，是目前地震设防的地区里最常见的一种结构形式。在每一个工程中，正确的分析工程的特点，采用合理的结构形式，选用合理的设计方案，以及合理的计算依据，是目前的工程设计人员面对的首要问题。 关键词：钢筋混凝土； 框架结构； 设计； 要点控制 中图分类号： TU528.571 文献标识码： A 文章编号： 引言 钢筋混凝土框架结构是目前乃至今后很长时间仍是我国建筑结构

2、中一种量大面广的结构形式，特别是近年来结构设计出图时间随着市场的要求越来越短，而结构设计、校对、审核、审查各环节主要强调满足规范、规程要求，忽视结构方案优化，这样掌握钢筋混凝土框架结构优化设计的方法就显得尤为重要。 一、 混凝土框架结构设计的要点控制 1、概念设计 1.1 刚柔并济合理的建筑结构体系应该是刚柔相济的。结构太刚则2变形能力差，强大的破坏力瞬间袭来时，需要承受的力很大，容易造成局部受损最后全部毁坏；而太柔的结构虽然可以很好的消减外力，但容易造成变形过大而无法使用甚至全体倾覆。柔多一点虽然造价便宜但是必然产生变形以适应外力，太柔的结果必然是太大的变形，甚至会导致立足不稳而失去根本。

3、1.2 土建结构中多肢墙比单片墙好，框架剪力墙比纯框架好等等，就是体现了多道防线的设计思路。 1.3 抓大放小的原则在框架结构结构体系中具有“强柱弱梁” 、 “强剪弱弯”等说法是钢结构设计中非常重要的概念。简单地说，虽然整个结构体系是由各种构件协调组成一体，但各个构件担任的角色不尽相同，按照其重要性也就有轻重之分。一旦不可意料的破坏力量突然袭来，各个构件协作抵抗的目的，就是为了保住最重要的构件免遭摧毁或者至少是最后才遭摧毁，这时候牺牲在所难免，让谁牺牲呢？明智之举是要让次要构件先去承担灾难。 1.4 打通关节理想的结构体系当然是浑然一体的也就是没有任何关节的，这样的结构体系使任何外力都能迅速传

4、递和消减。基于这个思路，设计者要做的就是要尽可能地把结构中各种各样的关节“打通” ，使力量在关节处畅通无阻。可见设计者是协调者，其任务是让所有互不相关的静态构件相聚之后依然处于静态（也就是使其保持常态） ，或者是处在相对的静态之中。2、正确选取重要的结构计算参数 2.1 结构的抗震等级 工程设计中，地震作用应符合本地区抗震设防烈度的要求，但是抗3震措施（主要体现为抗震等级）在一般情况下，当抗震设防烈度为 68度时，应符合本地区抗震设防烈度提高一度的要求；当为 9 度时，应符合比 9 度抗震设防更高的要求。 2.2 设计基本地震加速度 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

5、，这一项对地震作用效应的影响极大。 2.3 结构周期折减系数 框架结构由于填充墙的存在，使结构的实际刚度大于计算刚度，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。 3 、构造设计 3.1 对于框架柱的构造要求。影响框架柱延性性能的主要因素为柱的剪跨比、轴压比和箍筋配置，规范中都有相应的具体规定，绝大部分设计人员都能够给予足够的重视，但是在建筑抗震设计规范中规定的：一、二、三级框架节点核心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% ，在设计中，轴压比不大的情况下，往

6、往容易被忽视，应严格遵守。 3.2 对于框架梁的构造要求。设计过程中容易造成框架梁的通常配筋率不满足规范要求，混凝土结构设计规范中明确规定了最小配筋率；当框架梁受拉配筋率大于 2%时，箍筋直径应增大 2mm，这也是设计中容易被忽视的一点；框架梁上部的纵筋端部水平锚固长度应满足相关规定；框架梁加密区箍筋肢距应满足混凝土结构设计规范的要求。 4三、结构优化 1、方案阶段工程建设设计过程中建筑师往往为了考虑建筑的立面造型和内部空间，反而造成建筑的结构产生许多不合理之处， 和不必要的浪费。因为在方案阶段结构设计师要根据切实可行和经济方面的考虑与建筑师协调好。 主要有以下几方面：一、控制竖向高宽比，为了

7、保证结构的整体稳定并控制结构的侧向位移，势必要设置较刚强的抗侧力构件来提高结构的侧向刚度，而此类构件的增多势必使得材料用量增多；二、柱网尺寸，住宅的柱网跨度控制在 46 米，厂房的柱网跨度控制在 68 米会比较经济合理。2、施工图在施工图设计设计阶段，要重点注意钢筋和某些大样或者装饰线的设计，要节约用钢量，一是混凝土强度等级不宜过高，二是采用高强度钢筋，减少钢筋的布置形式。对于多高层建筑，柱截面可以采用变截面形式减少混凝土用量，通常每隔 3-4 层变一次截面。 3、梁、柱截面选取与配筋 3.1 柱截面选取与配筋 柱截面按柱轴压比控制, 以绝大多数柱配筋是构造配筋为最优结果。按规范规定, 柱纵筋

8、配筋率大于 3%时, 柱箍筋直径不应小于 8 mm, 且宜采用焊接接头, 这就使得配筋费用变大。 3.2 梁截面选取与配筋 ( 1) 梁截面选取按纵筋配筋率在 1. 0% 2. 0%之间为最佳。梁截面选取应使梁纵筋配筋率在当时市场条件下( 混凝土及钢筋的单价) 的经济配筋率范围内。梁纵筋配筋率 2. 0% 时梁端箍筋加密区范围内的箍筋最小直径要加大 2 mm。 5( 2) 连续梁( 次梁、框架梁) 各跨梁截面应按梁纵筋配筋包络图及剪力包络图选取。连续梁各跨梁截面的选取在满足梁挠度要求的条件下, 使得梁纵筋配筋率在 1. 0% 2. 0% 之间, 同时应使梁纵筋配筋包络图连续均匀地分布在梁上下两

9、侧。梁纵筋配筋在满足纵筋最小净距的条件下, 应使配筋排数最少, 以便使得梁截面有效高度最大。外挑梁截面可设计成变截面, 变截面的斜度根据其剪力及弯矩包络图决定。 3 应用国家推荐的新技术、新材料 随着科学技术的发展, 国内外技术的交流, 用于工程建设的新技术、新材料不断出现并应用于工程实践, 如高强度高性能混凝土、高强度钢材、轻质墙体材料等, 工程技术人员应及时收集这方面的资料及工程应用情况, 从工程经济的角度分析其应用条件, 以使得工程设计经济合理。由于工程综合效益的需要设计宽扁梁时, 宽扁梁的受力纵筋选用 HRB400 钢筋较为合理, 一方面降低了配筋率, 另一方面使得纵筋配筋排数最少, 梁的有效高度增大。 结束语 本文主要讲述了钢筋混凝土框架结构设计中存在的基本问题，设计框架结构，设计人应首先判断实际工程中结构方案的可行性，以及可能碰到的所有问题，提前采取预防措施给予解决，并对计算的结果进行认真的分析、判断，等处准确无误的答案后方可用于实际工程的建设中去。参考文献 1杨新.浅谈钢筋混凝土高层结构设计常见问题J.中华民居,62012,(6):46-47. 2国家标准建筑抗震设计规范GB50011-2010 3曹士伟,林佳伟.钢筋混凝土结构设计中的常见问题分析J.黑龙江科技信息,2010,(31):290.