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1、混凝土框架结构设计要点控制分析摘要：随着我国经济社会的快速发展，建筑业的发展也在蒸蒸日上，建筑结构的复杂多样性使得结构设计所需要注意的要点和相关问题变的愈加突出，建筑结构设计成为设计中的重点。钢筋混凝土框架结构是最常见的承重结构体系，也是目前应用最广泛的结构形式之一，然而在框架结构设计中仍然存在一些概念和实质方面的问题，在设计过程中应该予以重视。本文从框架结构设计中的概念设计、相关结构计算、构造要求等方面进行了框架结构的设计要点控制及相关问题的注意事项，为广大结构设计人员在进行相关建筑框架结构设计过程中提供指导和帮助，提高框架结构设计质量。关键词：钢筋混凝土； 框架结构； 设计； 要点控制1
2、引言 随着我国经济社会的快速发展，建筑业的发展水平得到很大提高，从各大城市的建筑的多样性可以看到我国建筑的复杂多变性，其中建筑结构的多样性是建筑多样性的关键。钢筋混凝土框架结构是目前应用最广泛的建筑结构形式之一，它是由梁、柱、楼板和基础组成的承重结构体系，梁柱和基础构成平面框架结构，通过连续梁将各层平面框架结构连接在一起形成空间结构体系，它的柱网布置的灵活性使得该类建筑能够提供宽阔的空间以及较高的空间利用率，在一些写字楼、教学楼、住宅小区及商业建筑中常常采用此结构体系。但是在该结构体系设计中存在一些问题需要得到解决和重视，本文从框架结构设计中的概念设计、相关结构计算、构造要求等方面进行了介绍和
3、分析，确保结构设计的质量满足要求，为设计人员提供一些帮助和指导。 2 混凝土框架结构设计的要点控制 2.1 概念设计 在框架结构设计中，遵循设计原则是一个设计人员应该具备的基本要求，以下通过几个方面进行概念设计上的探讨和分析： 1)保证结构延性、防止结构脆性破坏的原则。强剪弱弯是指抗剪承载力高，保证结构构件的延展性。人为的加大承重结构构件的抗剪承载力，保证在经受较大的破坏过程中不会出现脆性的剪切破坏，该抗剪承载力的大小是相对于其抗弯能力来讲，在框架结构设计中的注意事项就是框架梁的抗剪验算和构造措施要满足相关建筑规程规范的要求。 2)强柱弱梁原则。为了保证在强震破坏下，柱端在非弹性状态下且未屈服
4、，节点处于弹性状态，即让梁端形成塑性铰。强柱弱梁是指相对于梁端截面实际抗弯能力而言，柱端截面抗弯能力较大，强震作用下造成柱端截面屈服而产生塑性转动，该转动的大小不超过梁的塑性转动能力，避免形成层侧移机构，使得柱不被压溃。柱强梁弱取决于梁端纵筋不可避免的构造超配程度的大小和梁、柱塑性铰各自形成过程中内力重分布及动力特征的变化。建筑许可范围下的做法就是将柱的截面尺寸扩大、提高其线刚度，使得其线刚度大于梁的线刚度，同时控制柱的轴压比，满足规范的要求，提高延性。在进行截面承载力验算时，将柱的设计弯矩按强柱弱梁原则调整放大，加强柱的配筋构造。 3)构造措施。对于大跨度柱网的框架结构，根据设计经验，设计时
5、容易忽视的是楼梯间处的框架柱。由于楼梯间处的框架柱连接楼梯平台梁，使得该楼梯间处的框架柱很有可能成为短柱，短柱是设计中避免出现的，因此应对柱箍筋全长加密。在框架结构体系中的带型窗的设置，会一并设置连续的窗过梁，使外框架柱可能成为短柱，在设计时应注意加强构造措施。对于框架结构长度要求大于规范规定的限值，建筑又不允许留缝的情况下，用补偿混凝土浇筑的措施，来减少有害裂缝。 2.2 结构计算参数选取 1)设计基本地震加速度值。建筑抗震设计规范中规定：抗震设防烈度为7度时，设计基本地震加速度值分别为0.1g和0.15g 两种，抗震设防烈度为8度时，设计基本地震加速度值分别为0.2g和0.3g两种。上述取
6、值与89规范差别较大，计算中地震区的划分十分重要，在划分过程中应注意选取正确的设计基本地震加速度值，地震作用效应受该计算值的选取影响很大。 2)结构周期折减系数。对结构周期的折减是十分必要的，因为在框架结构计算过程中，实际刚度大于计算刚度的原因是框架结构中有填充墙的存在，从而使得其计算周期大于实际周期，算出的地震作用效应相对偏小，这就使得结构安全度不高，因此必须对计算周期进行折减。折减系数考虑因素是填充墙的材料和数量，系数选取在0.7-0.9之间。 3)梁刚度放大系数。大多计算软件，如SATWE或TAT等，在计算软件中，输入梁模型的时候，其截面形式均为矩形，而实际中因为楼板的存在使得梁的形式变
7、为T型，刚度增大，结果计算刚度偏小，算出的地震剪力也偏小，结构安全度降低。因此，在计算时应将梁的刚度系数进行放大处理，梁的放大系数按经验一般取2.0，边梁一般取1.5为宜。 4)计算时活荷载的布置。在框架结构设计计算中，当活荷载成为主要的荷载来源和影响结构安全的主要影响因素时，若要反映真实的工程实际受力情况，就必须进行活荷载的最不利布置的计算。即便是选用程序中给定的梁设计弯矩放大系数，若不进行活荷载最不利布置计算，就反映不出结构的实际受力情况，造成的结果就是结构过于保守或者结构安全度降低。当活荷载很大，当前计算机的计算速度快、精度高，不会影响和耗费太多的时间和设计过程，建议必须进行最不利布置的
8、活荷载计算。 2.3 构造设计 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，往往容易被忽视，应严格遵守。另外，柱的剪跨比易大于2、截面高宽比不宜大于3，当剪跨比小于等于2时，设计时按短柱处理。 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
9、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。 3 结束语 混凝土框架结构设计是建筑结构体系的重要组成部分，虽然其结构相对简单，但是在设计中仍然存在很多问题和需要注意的事项。因此，作为设计者不仅要深刻理解概念设计的内涵，依照原则出发进行设计，把握每个细节，还要具有扎实的理论和实践经验，充分发挥主观能动性，熟练掌握各种规程规范的同时，将更多的经验加以利用，不断提高混凝土框架结构设计的质量，提高建筑混凝土框架结构的适用性、安全性、经济性。 参考文献： 【1】郭猛,涂远军. 框架结构梁柱节点区优化设计施工.施工技术，2007 (6) 【2】黄顺河. 高层建筑结构设计的一个实例. 建筑设计管理. 2010.03 【3】国家标准建筑抗震设计规范GB50011-2010