1、对高层建筑框架结构设计的探讨摘要：建筑结构设计是建设工程设计的重要环节，是保障建筑结构安全、实现建筑使用功能的灵魂。现代高层建筑框架结构设计过程中特别注重对基础、柱、梁、板等部分的设计。本文结合工作经验，对高层建筑框架结构的设计做了简要的分析。 关键词：高层建筑;框架结构 Abstract: The design of building structures is an important link of construction engineering design, is to protect the safety of building structure, building funct
2、ion of soul. In this paper, combining with the work experience, a brief analysis of the design of the frame structure of high-rise building. Key words: high-rise building; frame structure 中图分类号：TU972+.9 文献标识码：A 文章编号： 前言 钢筋混凝土框架结构由梁和柱刚性连接的骨架所组成，框架的连接点是刚节点，是一个几何不变体。钢筋混凝土框架结构是一种抗震、抗风较好的结构体系，建筑平面布置灵活，使用
3、空间大，延性较好易于满足建筑物设置大房间的要求，还可以减轻建筑物的重量。在现代工业与民用建筑中被广泛应用。 对于高层建筑，在结构方面有以下几方面的要求：第一是要考虑高层建筑遇到巨大风力和地震力时所产生的水平侧向力；第二要严格控制高层建筑体型的高宽比例，以保证其稳定性；第三要使建筑平面、体型、立面的质量和刚度尽量保持对称和匀称，使整体结构不出现薄弱环节；第四要妥善处理因风力、地震、温度变化和基础沉降带来的变形节点构造；最后还要考虑在重量大、基础深的地质条件下如何保证安全可靠的设计技术和施工条件问题。 1 建筑框架结构的基础部分设计 柱下扩展基础宽度较宽或地基不均匀及地基较软时，宜采用柱下条基，并
4、应 考虑节点处基础底面积双向重复使用的不利因素，适当加宽基础。建筑地段较好， 基础埋深大于 3m 时，结构工程师应建议甲方做地下室。当地基承载力满足设计要求时，地下室底板可不再外伸以利于防水。每隔 3040m设一后浇带，两个月后再用微膨胀混凝土浇注。设置地下室可降低地基的附加应力，提高地基的承载力，减少地震作用对上部结构的影响。在设计过程中不应设局部地下室，且地下室应有相同的埋深。抗震缝、伸缩缝在地面以下可不设，连接处应加强，但沉降缝两侧墙体基础一定要分开。新建建筑物基础不宜深于周围已有基础，如深于原有基础，其基础间的净距应不少于基础高差的 2 倍，否则应打抗滑移桩，防止原有建筑的破坏。 同时
5、独立基础偏心不能过大，必要时可与相近的基础做成柱下条基。柱下条 形基础的底板偏心不能过大，必要时可做成三面支承一面自由板（类似筏基中间 开洞） 。两根柱的柱下条基的荷载重心和基础底版的形心宜重合，基础底板可做 成梯形或台阶形，或调整挑梁两端的出挑长度。独立基础的拉梁宜通长配筋，其 下应垫焦碴。底层内隔墙一般不用做基础，可将地面的混凝土垫层局部加厚。此 外考虑到一般建筑沉降为锅底形，结构的整体弯曲和上部结构与基础的协同作用，顶、底板钢筋应拉通，且纵向基础梁的底筋也应该拉通。2 建筑框架结构的柱部分设计 地上为圆柱时，地下部分应改为方柱，以方便施工。圆柱纵筋根数最少为 8 根，箍筋用螺旋箍，并注明
6、端部应有一圈半的水平段。方柱箍筋应使用井字箍，并按规范加密。角柱、楼梯间柱应增大纵筋、并全柱高、加密箍筋。原则上柱的纵筋宜大直径、大间距，但间距不宜大于200。柱内埋管，管截面面积占柱截面 4以下时，可不必验算。柱断面不宜小于 450X450，混凝土不宜小于 C25，否则梁纵筋锚入柱内的水平段不容易满足 0.45La 的要求，不满足时应加横筋；否则在梁柱节点处钢筋太密，会导致混凝土浇筑困难。异型柱结构，梁纵筋一排根数不宜过多，柱端部纵筋不宜过密，否则节点混凝土浇筑困难。当有部分矩形柱部分异型柱时，应注意异型柱的刚度要和矩形柱相接近，不要相差太大。柱应尽量采用高强度混凝土来满足轴压比的限制，以减
7、小断面尺寸。同时要尽量避免使用短柱，短柱箍筋应全高加密，短柱纵筋不宜过大。独立柱上或柱的中部(半层处)有挑梁时，挑梁长度应有限制。此外考虑到竖向地震作用，柱子的轴压比及配筋宜留有余地。 3 建筑框架结构的梁部分设计 梁上有次梁处(包括挑梁端部)应附加箍筋和吊筋，宜优先采用附加箍筋。附加筋一般要有，但不应绝对。一般来说位于梁下部或梁截面高度范围内的集中荷载，应全部由附加横向钢筋承担，这也就是说，位于梁上的集中力如梁上柱、梁 上后做的梁如水箱下的垫梁不必加附加筋。位于梁下部的集中力应加附加筋。但梁截面高度范围内的集中荷载可根据具体情况而定。当主次梁截面相差不大，次梁荷载较大时，应加附加筋。当主梁高
8、度很高，次梁截面很小、荷载很小时，如快接近板上附加暗梁，主梁可不加附加筋。当主次梁截面均很大，如工艺要求形成的主次深梁，而荷载相对不大，主梁也可不加附加筋。当外部梁跨度相差不大时，梁高宜等高，尤其是外部的框架梁。当梁底距外窗顶尺寸较小时，宜加大梁高做至窗顶。外部框架梁尽量做成外皮与柱外皮平齐。梁也可偏出柱边一较小尺寸。梁与柱的偏心可大于 14 柱宽，并宜小于 13 柱宽。 梁上有次梁时，应避免次梁搭接在主梁的支座附近，否则应考虑由次梁引起的主梁抗扭，或增加构造抗扭纵筋和箍筋。原则上梁纵筋宜小直径小间距，有利于抗裂，但应注意钢筋间距要满足要求，并与梁的断面相应。箍筋按规定在梁端头加密，布筋时应将
9、纵筋等距，箍筋肢距可不等，小断面的连续粱或框架梁，上、下纵筋均应采用同直径的，尽量不在支座搭接。端部与框架梁相交或弹性支承在墙体上的次梁，梁端支座可按简支考虑，但梁端箍筋应加密。上反粱的板吊在梁底下，板荷载宜由箍筋承受，或适当增大箍筋。梁支承偏心布置的墙时宜做下挑沿。挑梁宜做成等截面(大挑梁外露者除外)。与挑板不同，挑梁的自重占总荷载的比例很小，做成变截面不能有效减轻自重。挑梁端部有次梁时，注意要附加箍筋或吊筋，一般挑梁根部不必附加斜筋，除非受剪承载力不足。对于大挑梁，梁的下部宜配置受压钢筋以减小挠度，挑梁配筋应留有余地。梁上开洞时，不但要计算洞口加筋，更应验算梁洞口下偏拉部分的裂缝宽度。而挑
10、梁出挑长度小于梁高时，应按牛腿计算或按深梁构造配筋。 此外扁梁宽度不必过大，只要钢筋能正常摆下及受剪满足即可。因为在挠度计算时，梁宽对刚度影响不大，加宽一倍，挠度减小 20左右。相对来讲，增大钢筋更经济，钢筋加大一倍，挠度减小 60左右，同时梁的上筋应大部分通长布置，以减小混凝土徐变对挠度的增大，如果上筋不小于下筋，挠度减小 20。当一宽框架梁托两排间距较小的柱时，可加一刚性挑梁，两个柱支承在刚性挑梁的端头。梁宽大于 350 时，应采用四肢箍。 4 建筑框架结构的板部分设计 板的钢筋宜采用大直径大间距，但间距不大于 200，间距尽量用200。板上下钢筋间距宜相等，直径可不同，但钢筋直径类型也不
11、宜过多。相连几个房间的同型号同间距板底钢筋宜连通。配筋计算时，可考虑塑性内力重分布，将板上筋乘以 0.80.9 的折减系数，将板下筋乘以1.11.2 的放大系数。支承在外圈框架梁上的板负筋不宜过大，否则将对梁产生过大的附加扭距。一般：板厚150 时采用 10200。否则用8200。当厚板与薄板相接时，薄板支座按固定端考虑是适当的，但厚板就不合适，宜减小厚板支座配筋，增大跨中配筋。非矩形板宜减小支座配筋，增大跨中配筋。室内轻隔墙下一般不应加粗钢筋，一是轻隔墙有可能移位，二是板整体受力，应整体提高板的配筋。只有垂直单向板长边的不可能移位的隔墙，如厕所与其他房间的隔墙下才可以加粗钢筋。5 结语 高层建筑采用框架结构形式，可形成内部大空间，同时也能进行灵活的建筑平面布置。因此，框架结构体系在结构设计中已被广泛应用。为了保证工程质量，要求设计单位和结构设计人员要积极运用科学化的设计理念和方法，并结合工程实际情况灵活应对，既确保了框架结构设计工作的有序进行，又实现框架结构的优化设计，促进我国建筑水平的不断提升。 参考文献： 1JGJ 32002高层建筑混凝土结构技术规程s 2胡小军，陈宏宇现代建筑基础工程施工与技术管理M京：中国建设工业出版社，2007
