1、浅析建筑钢筋混凝土框架结构设计摘要：本文作者结合实际工作经验，对建筑钢筋混凝土框架结构设计进行了分析探讨，供大家参考。 关键词：建筑；钢筋混凝土；框架结构设计 中图分类号：TU984 文献标识码：A 文章编号： 随着社会发展的不断需要和改善，无论是工业建筑还是民用建筑，建筑钢筋混凝土框架结构的设计方案已经在各个领域得到广泛的应用。基于此，本文对建筑钢筋混凝土框架结构设计进行了探讨。 1 设计构造方面的问题 1.1建筑抗震设计规范 （GB50011-2010）及高层建筑混凝土结构技术规程 （JGJ3-2010）都针对不同抗震等级的框架梁、柱箍筋加密区的最小箍筋直径和最大箍筋间距做了明确规定。根据
2、这些规定，工程习惯上常取框架梁、柱箍筋加密区最大间距为 100mm，非加密区箍筋最大间距为 200mm。电算程序总信息中通常也内定框架梁、柱箍筋加密区间距为 100mm，非加密区箍筋最大间距为 200mm。根据梁框架梁、柱端剪力及跨中剪力分别计算出加密区及非加密区箍筋面积，由设计人员依据规范中对于箍筋直径及箍筋肢距的相应要求确定箍筋规格。这样即可保证框架梁、柱的抗剪承载力，又可使框架梁、柱的强剪性能得到充分体现。当框架梁由于种种原因纵向钢筋配筋率较大时，梁端适当加大抗剪承载力对结构抗震非常有利，这也是为什么建筑抗震设计规范 （GB50011一 2010）中规定：“当框架梁梁端纵向受拉钢筋配筋率
3、大于 2%时，梁箍筋最小直径的数值应比表 6.3.3 中规定的数值增大 2mm”的原因。然而这一规定常被忽视，无法将强剪弱弯这一理念在设计中充分应用。 1.2 框架梁上部纵筋端部水平锚固长度应满足混凝土结构设计规范（GB50010-2010）中规定：“框架端节点处，当框架梁上都纵筋水平直线段锚固长度不足时，应伸至柱外边并向下弯折，弯折前的水平投影长度不应小于 0.4LaE.”当框架柱截面尺寸小于 400mm400mm 时，应注意梁上部纵筋直径的选择，否则框架梁端上部纵筋在柱中的锚固长度不容易得到保证。 1.3 底层框架柱箍筋加密区范围应满足要求建筑抗震设计规范（GB50011-2010）中规定
4、：“底层柱的下端箍筋加密区范围不小于柱净高的 1/3 且刚性地面上下各 500mm”，该条在其他楼层中未作要求仅对于底层柱有该条规定，设计中应重点说明。 1.4 建筑抗震设计规范 （GB50011-2010）规定：“剪跨比不大于2 的柱、因设置填充墙等形成的柱净高与柱截面高度之比不大于 4 的柱、框支柱应全高加密” ，在楼梯间处由于楼层半高处平台梁的设置常出现柱净高与柱截面高度之比不大于 4，从而在施工图的绘制过程中楼梯间处的框架柱常常应人为的将箍筋调整为全高加密。 1.5 框架节点核芯区箍筋配置应满足要求，对于规范中规定的框架柱箍筋加密区的箍筋最小体积配箍率的要求，绝大部分设计人员都能给予足
5、够的重视，但对于建筑抗震设计规范 （GB50011-2010）中规定的“一、二、三级框架节点核芯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。 ”设计中经常被忽视，尤其是柱轴压比不大时，常常不满足要求。这一规定是保证节点核芯区延性的重要构造措施，应严格遵守。 2 建筑结构的抗震等级 在工程设计中，多数房屋建筑按其抗震设防分类属于标准设防类建筑，如民用住宅、办公楼及一般工业建筑等等，其抗震等级可根据烈度、结构类型和房屋的高度按建筑抗震设计规范 （GB50011-2010）表6.1.2 确定。而电讯、交通、能源、消防和医疗等类建筑以及大型体
6、育场馆、大型零售商场等公共建筑，首先，应当根据建筑抗震设防分标准（GB50223-2008）确定其中哪些建筑属于重点设防类建筑（可能还有特殊设防类建筑，本文不涉及） 。标准设防类、重点设防类建筑，地震作用均按本地区抗震设防烈度计算。对于重点设防类建筑，一般情况下，当抗震设防烈度为 68 度时，抗震构造措施应符合本地区抗震设防列度提高一度的要求。所谓抗震构造措施，在这里主要体现为按本地区设防烈度提高一度由建筑抗震设计规范 （GB50011-2010）表 6.1.2 确定其抗震等级。例如，位于 8 度地震区（如北京）的重点设防类建筑，应按 9度由建筑抗震设计规范 （GB50011-2010）表 6
7、.1.2 确定其抗震等级为一级；当 8 度重点设防类建筑的高度过表 6.1.2 规定的范围时，还应经专门研究，采取比一级抗震等级更有效的抗震措施。如北京某大型零售商场和某三级医院的门诊楼本属重点设防类建筑，但设计人员错当成标准设防类建筑来设计，使建筑物的抗震能力降低，不得不对设计计算做重大修改。 3 地震力的振型组合数 地震力的振型组合数，对高层建筑，当不考扭转耦联计算时，至少应取 3；当振型数多于 3 时，宜取 3 的倍数，但不应多于层数；当房屋层数2 时，振型数可取层数。对于不规则的结构，当考虑扭转耦联时，对高层建筑，振型数应取9；结构层数较多或结构刚度突变较大，振型数应多取，如结构有转换
8、层、顶部有小塔楼、多塔结构等，振型数应取12 或更多，但不能多于房屋层数的 3 倍；只有当定义弹性楼板，且采用总刚分析，必要时，振型数才可以取的更多。 建筑抗震设计规范（GB50011-2010）指出，合适的振型个数一般可以取振型参与质量达到总质量的 90所需的振型数。SATWE 等电算程序已有这种功能，可以很方便地输出这种参与质量的比值。有些设计人员不重视电算程序使用手册的应用，选取振型数时比较随意，应当改进。此外，由耦联计算的地震剪力通常小于非耦联计算，仅当结构存在明显扭转时才采用耦联计算，但在必要时应补充非耦联计算。 4 结构周期折减系数 框架结构及框架抗震墙等结构，由于填充墙的存在，使
9、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，算出的地震剪力偏小，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，但对框架结构的计算周期不折减或折减系数取得过大都是不妥当的。对框架结构，采用砌体填充墙时，周期折减系数可取 0.60.7；砌体填充墙较少或采用轻质砌块时，可取 0.70.8；完全采用轻质墙体板材时，可取 0.9。只有无墙的纯框架，计算周期才可以不折减。 5 框架梁、柱、现浇板 鉴于便于后期施工、满足使用功能及丰富建筑立面等方面的需求，在框架梁、柱设计过程中应注意以下问题： 5.1 地上为圆柱时，地下部分应改为方柱，便于支模方便施工。柱箍筋的配筋形式，应考虑浇筑混凝
10、土的工艺要求，在柱截面中心部位应留出浇筑混凝土所用导管的空间。框架梁支座筋在选取时，在满足规范的前提下应尽量减少钢筋根数，否则在梁柱节点处钢筋太密，混凝土浇筑困难。 5.2 框架柱应尽量采用高强度混凝土，在满足结构抗侧刚度及轴压比的同时减小柱截面，使框架柱突出墙面较少，即增加了使用空间，也使室内较为美观。 5.3 幼儿园等建筑为了减少幼儿在玩耍中碰撞引起的伤害，不宜用方柱应尽量采用圆柱或同墙体等厚的异形柱。 5.4 现代建筑立面的丰富、多样化使得框架柱中部有悬挑梁，此时挑梁长度应有限制，有效避免挑梁的附加弯矩对框架柱的影响。 5.5 由于现在人们对于建筑使用功能及舒适性的要求，楼板开大洞形成竖
11、向通透，尤其是商业建筑如商场等，在结构设计过程中应采取对洞口周边楼板加厚，提高配筋率并应双层双向配筋以及加宽洞口周边框架梁并加强框架梁抗扭腰筋等措施予以加强。 6 结束语 随着建筑造型和建筑功能要求日趋多样化，无论是工业建筑还是民用建筑，在设计中所遇到的各种难题也是日益增多，而作为一个结构设计者需要在遵循各种规范的前提下大胆灵活的解决一些结构方案上的难点重点并在工作中不断的总结和完善。 参考文献: 1 GB50010-2010 凝土结构设计规范P. 中国建筑工业出版社，2010. 2 GB50011-2010 建筑抗震设计规范P：中国建筑工业出版社，2010. 3 JGJ3-2010 高层建筑混凝土结构技术规程P：中国建筑工业出版社，2010.
