1、混凝土框架结构设计分析摘要：混凝土框架结构的受力、传力体系虽然相对简单，但在设计中仍然需要关注很多问题，只有在理解规范的基础上，具有良好的结构概念，并有效利用商用软件，才能设计出经济适用的作品。本文作者结合多年来的工作经验，对混凝土框架结构设计进行了研究，具有重要的参考意义。 关键词：混凝土；框架结构；设计要点 中图分类号：TU37 文献标识码： A 在层数和高度合理的情况下，框架结构可为建筑提供较大空间。这种结构可进行灵活的平面布置，能够满足多种工艺和功能的要求。下面介绍几个混凝土框架结构设计的要点。 1.结构的抗震等级选定 在进行结构设计时，先要根据建筑工程抗震设防分类标准（GB50223
2、-2004）来确定建筑的类别。对丙类建筑而言，其抗震等级比照该地的抗震设防烈度进行计算；而对于乙类建筑，地抗震措施应该符合该地的抗震设防烈度要求，但是，若该地抗震设防烈度为，则建筑物的抗震措施（体现为抗震等级）应该符合抗震烈度提高一度的要求；若某地的地震设防烈度为 IX，则建筑物的抗震措施应符合比 IX 的抗震设防烈度更高的要求。 2.振型组合数的选取 振型组合数的选择有相关要求，对于较高的建筑，若不必考虑扭转耦联，则其振型数应3；若振型数须多于 3，则宜取 3 的倍数，但应不大于层数；若建筑物的层数不大于 2，则振型数可选择建筑物层数。对不规则建筑而言，若考虑扭转耦联，那么振型数应9；若结构
3、的层数较多或结构刚度突变较大，那么振型数应多取：例如，若建筑的混凝土结构有转换层或顶部有小塔楼，其振型数应大于 12 甚至更多，但最多不能超过层数的 3 倍；只有在定义弹性楼板，且根据总刚分析法进行分析，认为有必要才可取更多振型。 3.关于混凝土结构计算和参数的要点 3.1 关于计算简图的处理 在混凝土框架结构设计中，能否选择正确的计算简图，直接影响计算结果是否准确。最容易发生问题的就是关于基础梁的处理。一般而言，基础梁是基础的一部分，通常设置在基础的高度范围以内，计算底层高度是则应选取基础顶面到一楼楼板顶面的高度。基础梁只需考虑上部墙体的荷载，因此其构造只要达到普通梁的标准即可。若需设置基础
4、拉梁，其断面和配筋可根据设计，截面的高度选柱中心距的 1/121/18，纵向受力的钢筋取所其连接的柱子的最大轴力设计值的十分之一作为拉力进行计算计算。但是，当基础埋得过深，便需要减少底层的计算高度和底层的位移，此时设计者可在0.000 以下的某个适当位置设置基础拉梁。此时，基础拉梁必须作为单独一层输入，底层计算高度便应取基础顶面到基础拉梁顶面的距离，二层计算高度则是取基础拉梁的顶面到一层楼板顶面的距离。基础拉梁截面及配筋要采用实际的计算结果。此外，若电梯井道采用钢筋混凝土井壁（设计时应尽量避免） ，那么简图定要根据实际情况输入，否则可能造成顶部框架柱的设计存在安全隐患。 3.2 关于结构各种参
5、数的选取 3.2.1 设计基本地震加速度值 根据建筑抗震设计规范(GB500112001)的规定: 若抗震设防烈度为 7 度,设计基本地震加速度值则应分别为 0.1g 和 0.15g 两种，若抗震设防烈度为 8 度，则设计基本地震加速度值分别为 0.2g 和 0.3g 两种。在计算中应该严格根据地震区的划分，选取正确的设计基本地震加速度值。 3.2.2 结构周期折减系数 由于有填充墙存在，结构的实际刚度会大于理论计算刚度，实际周期则会小于计算周期，这样理论算出的地震作用的效应偏小，会使结构处于不安全状态。因此要对结构的计算周期进行进行必要折减。折减系数据填充墙材料及数量在 0.70.9 之间进
6、行选择。 3.2.3 梁刚度放大系数 SATWE 或 TAT 等计算软件的梁输入模型都是矩形截面，没有考虑因楼板形成 T 型截面而引起刚度增大，造成结构实际刚度大于计算刚度，因此算出的地震剪力偏小，从而使整个结构偏于不安全。因此在使用计算软件时应适当放大梁刚度，放大的系数以梁取 2.0 边梁取 1.5 较为适宜。4.混凝土框架结构构造配筋 4.1 框架外挑梁配筋 由于占地面积受到限制，建筑要求某种特定的使用功能或者结构原因，建筑工程有时会在框架的梁端设计挑梁。而框架梁荷载和外挑梁的实际荷载是有不同的，因此框架梁和外挑梁的断面尺寸也会有所不同。有的设计人员在绘制设计图时只将框架梁上的某几根主筋向
7、外挑梁延伸，却不知有些主筋事实上根本无法延伸进挑梁，等到施工时才发现这个问题，但往往为时已晚。 框架梁和外挑梁下经常会设置钢筋混凝土柱。在计算柱的内力和配筋时，有些设计者常会把它误认为构造柱，误认其配筋为构造配筋，悬臂梁也并没有按照计算配筋，这就可能导致水平荷载作用下的承载力不足，危害建筑安全。 4.2 框架边柱柱顶配筋 对于混凝土框架结构的高层建筑，水平荷载对于结构的倾覆力矩以及由此在竖向构件中所引起的轴力和高度的平方成正比；顶点的位移和高度的 4 次方成正比。水平荷载是设计中需要控制的因素。框架顶层的风荷载较大，而屋面结构的荷重传给边柱的轴向总力比楼层边柱的总力要小，显然柱顶会有大偏心问题
8、，顶层边柱节点出现轴向力对截面重心的偏心距大于 0.5 倍的柱截面高（e00.5h） 。根据框架结构的构造要求，横梁上部钢筋应全部伸入柱内，且伸过横梁下边；柱内一部分钢筋伸到顶端，另一部分则伸到横梁内部，而根数依计算确定且不能少于 2 根。设计人员在设计图时会将边柱柱角的钢筋弯入梁内，但由于柱宽大于梁宽，柱角的纵筋要完全伸入梁内是不可能办到的，这应该引起设计人员的注意。 4.3 框架梁、柱箍筋配置 根据建筑抗震设计规范的规定，工程设计中常取的梁、柱箍筋加密区的最大间距是 10 厘米，非加密区的箍筋最大间距为 20 厘米。在电算程序信息中也通常将梁、柱箍筋加密区的间距内定为 10 厘米，由设计人
9、员根据规范确定箍筋的直径和肢数。当框架梁中由于种种原因纵向钢筋超筋时，梁端如果适当加大抗剪承载力对结构抗震很有利，这也是为什么当梁端纵向受拉钢筋配筋率大于 2%时，规定梁的箍筋直径应比最小构造直径增大 2mm。对于框架柱，当框架内定柱加密区箍筋的间距为10 厘米时，有时也有可能因为非加密区箍筋间距采用 20 厘米而引起配箍不足。需指出的是，非加密区在配箍验算时可不考虑强剪弱弯的要求。 结语： 建筑混凝土框架结构体系是建筑结构设计中较为重要的一种结构形式。一直以来，建筑混凝土框架结构设计问题是业内关注的重点，因此，应用本公司工程实际综合研究的“工程结构精化设计” 和“结构杆系最佳组合”两项设计理
10、论，返归与施工现场相结合十多年的设计与竣工实践，对建筑混凝土框架结构设计的原则进行分析，更通过深入探讨建筑混凝土框架结构抗震计算等问题在设计中应注意的一些具体问题，明确了建筑混凝土框架结构设计时的重点及相应对策，以便在今后对建筑混凝土框架结构体系设计中实现物尽其力，使我们设计的作品更加科学、更加准确、更加合理、更加经济实用。 参考文献 1黄光春.工程设计中钢筋混凝土框架结构设计的注意事项J.广东科技，2011（18）：101-102 2朱红，刘国利.钢筋混凝土框架结构设计问题探讨J.黑龙江科技信息，2009（5）：247 3钟佰威.钢筋混凝土框架结构设计探讨J.科技信息，2008（13）：80 4刘素仙.钢筋混凝土框架结构设计的几个问题分析J.中国高新技术企业，2008（1）：144 5朱红，刘国利.钢筋混凝土框架结构设计问题探讨J.黑龙江科技信息，2009（15）. 6郭玉阳.试述建筑框架结构设计的原则与方法J，中小企业管理与科技（下旬刊） ，2009（01）.
