浅谈钢筋混凝土框架的结构设计

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【摘要】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。

【关键词】钢筋混凝土；框架；结构设计

框架是由横梁和立柱联合组成能同时承受竖向荷载和水平荷载的结构构件。在一般的工业和民用建筑中，框架的横梁和立柱都是刚性连接的，它们间的夹角在受力前后是保持一致的。钢筋混凝土框架结构是由楼板、粱、柱及基础四种承重构件组成的，由主梁、柱与基础构成平面框架，各平面框架再由连续梁连接起来而形成的空间结构体系。钢筋混凝土多层框架结构是一种常用的结构形式，具有传力明确、结构布置灵活、抗震性和整体性好的优点，目前已被广泛地应用于各类多层的工业与民用建筑中。

1、基础部分

（1）对于柱下扩展基础宽度较宽（大于4m）或地基不均匀及地基较软时宜采用柱下条基；并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。

（2）建筑地段较好、基础埋深大于3m 时，应建议做地下室。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30～40m 设一后浇带，并注明两个月后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(尤其是在周围有建筑时有用)，减少地震作用对上部结构的影响。不应设局部地下室，且地下室应有相同的埋深。

（3）地下室外墙为混凝土时，相应的楼层处梁和基础梁可取消。

（4）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。

（5）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。建筑层数相差较大时，应在层数较低的基础方格中心的区域内垫焦碴来调整基底附加应力。

（6）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。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。

（7）独立基础的拉梁宜通长配筋。拉梁顶标高宜较高，否则底层墙体过高。

（8）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。

（9）基础底板混凝土不宜大于C3O，一是没用；二是容易出现裂缝。

2、柱子部分

（1）地上为圆柱时，地下部分应改为方柱，方便施工。圆柱纵筋根数最少为8 根，箍筋用螺旋箍，并注明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。幼儿园不宜用方柱。

（2）原则上柱的纵筋宜大直径、大间距，但间距不宜大于200。

（3）柱内埋管，由于梁的纵筋锚入柱内，一般情况下仅在柱的四角才有条件埋设较粗的管。管截面面积占柱截面4%以下时，可不必验算。柱内不得穿暖气管。

（4）柱断面不宜小于450×450，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，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。

（5）柱应尽量采用高强度混凝土来满足轴压比的限制，减小断面尺寸。

（6）尽量避免短柱，短柱箍筋应全高加密，短柱纵筋不宜过大。

（7）考虑到竖向地震作用，柱子的轴压比及配筋宜留有余地。

3、梁部分

（1）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。规范说得清楚，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。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。还有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。

（2）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。梁也可偏出柱边一较小尺寸。梁与柱的偏心可大于1/4 柱宽，并宜小于1/3柱宽。

（3）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。当采用现浇板时，抗扭问题并不严重。

（4）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。布筋时应将纵筋等距，箍筋肢距可不等。小断面的连续梁或框架梁，上、下纵筋均应采用同直径的，尽量不在支座搭接。

（5）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。

（6）挑梁宜作成等截面(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，作成变截面不能有效减轻自重。变截面挑梁的箍筋，每个都不一样，难以施工。变截面梁的挠度也要大于等截面梁。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。

（7）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。梁从构造上能保证不发生冲切破坏和斜截面受弯破坏。

（8）挑梁出挑长度小于梁高时，应按牛腿计算或按深梁构造配筋。

（9）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。相对来讲，增大钢筋更经济。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。

（10）梁宽大于350 时，应采用四肢箍。

4、现浇板部分

（1）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(一般跨度小于6.6m 的板的裂缝均可满足要求)。板上下钢筋间距宜相等，直径可不同，但钢筋直径类型也不宜过多。

（2）相连几个房间的同型号、同间距板底钢筋宜连通。

（3）配筋计算时，可考虑塑性内力重分布，将板上筋乘以0.8～0.9 的折减系数，将板下筋乘以1.1～1.2 的放大系数。

（4）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。一般来说，板厚>150 时采用φ10@200 ；否则用φ8@200 。

（5）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。

总之，在设计过程中对梁、柱、板以及结构体系中的一些注意点应该有清晰的认识，使设计的工程既经济又合理。设计人员要从一个个基本的构件算起，深刻理解规范和规程的含义，并密切配合其它专业来进行设计。