框架结构设计常见的问题及对策

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【摘要】随着经济的发展，城市建设日新月异。同时，在建筑结构设计中，又尤其是对框架结构楼房设计的要求也越来越高。本文是作者对框架结构设计及产生问题的处理措施相关问题进行了简要的阐述和分析。

【关键词】：框架结构；存在问题；对策；

【 abstract 】：with the development of economy, urban construction with each passing day. At the same time, in the building structure design, and especially The frame structure of the building is to the requirements of the design more and more is also high. This paper is the author of frame structure design and produce The treating measures related problems are explained and analyzed.

【 key words 】：frame structure; Existing problems; countermeasures；

中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：

0引言

框架结构是指由梁和柱以刚接连接而成构成承重体系的结构，即由梁和柱组成框架共同抵抗适用过程中出现的水平荷载和竖向荷载。采用结构的房屋墙体不承重，仅起到围护和分隔作用。因此框架结构具有结构空间布置灵活，建筑物自重小，有较好的抗震能力和结构的整体性、刚度较好等特点。框架结构在我国已经成为了一种很常见建筑结构形式，普遍运用在各种工业与民用建筑当中。

本文分析了当前框架结构设计中应存在的一些问题和对策，方便结构设计者在遵循各种规范的前提下快速把握框架结构设计原则和一些容易忽略的问题，以提高建筑框架结构设计水平。

1 框架结构设计原则

1） 合理的建筑结构体系应该是刚柔相济的。结构太柔虽然可以很好的消耗地震力，但容易造成变形过大而无法使用甚至整体倾覆：结构太刚变形能力就差，在高设防烈度地区，承受的地震力较大，容易造成局部受损最后全部毁坏。结构是刚一点好，还是柔一点好，这个问题结构专家历来有争论，现行的的规范也只是给出了限值。

2)多道防线。安全的结构体系是层层设防的, ,如果把结构的安全全部寄托在某个单一的构件上,是非常非常危险的。如土建结构中多肢墙比单片墙好,框架剪力墙比纯框架好等等,就是体现了多道防线的设计思路。框架结构中填充墙的存在增加了框架结构的整体刚度，在遭遇地震时，填充墙率先破坏，填充墙充当了整个框架结构的第一道抗震防线。但同时填充墙对框架结构的承载力、刚度、变形都有影响，因此结构设计时要考虑其对结构的影响、

3）框架结构结构体系应满足“强柱弱梁”、“强剪弱弯，强节点强锚固的基本设计原则。

基于以上原则在进行框架结构设计时，把握好结构方案，满足承载力、变形、裂缝、挠度等要求是结构设计人基本的设计步骤。此处就不再赘述。

2 框架结构设计常见的问题及对策

1）为了满足柱轴压比的要求，同时又要满足控制柱截面的要求，柱子采用较高强度等级的混凝土。而对于以受弯为主的楼层梁板混凝土强度等级却不必过高。在实际工程设计中合适的楼盖混凝土强度等级通常采用 C20～C35。由此可见，高层建筑混凝土框架结构的柱混凝土设计强度高于梁板的设计强度必然存在，而且随着建筑物高度的增大，两者的设计强度差距会越大。 目前混凝土的浇筑施工一般都是用商品混凝土泵送工艺，各施工单位通常将竖向构件与水平构件分批集中浇筑。如果要求对其中的梁柱节点进行单独浇筑，那么将导致供应量及浇筑时间不易控制和节点区与梁板之间的分隔难度大。 针对这个问题在结构设计中应做的对高层建筑混凝土结构的竖向和水平构件的混凝土强度要进行合理取值；整个工程的竖向构件混凝土强度等级种类不应过多，且与竖向构件截面的变化要错层同步；水平构件的混凝土强度等级取值要符合规范要求，尽可能与竖向构件相匹配，使实际施工简单化，尽量减少梁柱节点单独浇筑混凝土。

2）混凝土保护层的作用是保护钢筋不发生锈蚀，并保证钢筋的粘结锚固性能，从而直接影响构件的耐久性和钢筋的受力性能，但由于设计人员的不重视，常会出现以下问题：在梁或柱中，只会注意到主筋的保护层厚度，然而却忽略了箍筋的保护层厚度，造成箍筋外露或保护层厚度不足；主梁与次梁交叉处、主梁、次梁和板的钢筋关系处理不到位，造成板负筋保护层厚度不足或构件有效截面高度损失。这些问题直接影响到构件的安全性，设计人员针对保护层的问题应重视。

正确处理构件内各类钢筋的相互关系，按钢筋的正确位置确定构件内钢筋的保护层厚度及构件有效截面高度，并进行构件的截面设计。根据规范要求确定梁柱内箍筋的保护层厚度，然后确定箍筋的正确位置，主筋的保护层厚度可采用a+d1（a为箍筋保护层最小厚度，d为箍筋直径），并大于规范规定的最小厚度，以此确定主筋的正确位置；根据各种钢筋的正确位置，确定相关构件的有效截面高度并进行配筋计算，在施工图中标出相关构件中钢筋的位置。

②地上部分与地下部分的柱子因所处的环境条件不同，根据规范要求，应采取不同的保护层厚度。地下部分的柱子可将其断面加大，满足其保护层厚度的要求，同时保证柱子钢筋上下位置的一致性，满足钢筋受力要求。

3)钢筋混凝土框架结构时,由于钢筋混凝土的自重较大,作为建筑的底层柱,其所承担的轴向压力会随着建筑高度的增加而不断增加,在层高一定的情况下,为了提高抗震规范对构件的延性要求,就要将轴压比控制在一定范围之内不能过大,这就必然导致柱截面的增大,从而形成短柱、甚至形成剪跨比小于1.5的超短柱。对于大跨度柱网的框架结构，框架柱在楼梯间处与楼梯平台梁相连，使得楼梯间处的柱可能成为短柱，这时就应对柱箍筋全长加密。这一点，在设计中容易被忽视，新抗规明确规定框架结构楼梯间须整体建模，这个问题以后应该会被重视。当框架结构的外立面为条形窗时。因设置连续的窗过梁，使外框架柱可能成为短柱，应注意加强柱的构造措施。

4)对于框架结构长度略超过规范限值。建筑功能需要不允许留缝，结构设计经常会遇到这种问题。为减少有害裂缝(规范规定裂缝宽度小于0．3)，可采用细而密的双向配筋，构造间距宜小于150，建议采用补偿混凝土浇筑。对屋面宜设置后浇带。后浇带处按构造措施宜适当加强。

4）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，施工不方便。变截面梁的挠度也大于等截面梁。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。

5）根据《建筑抗震设计规范》第3[注明标准号].7.1 条规定，非结构构件，包括建筑非结构构件和建筑附属机电设备、自身及其与结构主体的连接，应进行抗震设计。比如框架结构中女儿墙构造柱的设置，尤其注意女儿墙高度大于1.0 m 时，应注意采取结构构造措施，保证女儿墙的稳定。

3 结语

总之，本文提出的都是些框架结构设计中容易出现的疏忽的问题。如果处理不好或计算过程中未加考虑不但会导致结构不合理，甚至结构不安全。从事设计的人员在精于结构电算分析的同时，更应注意到以上所提到的在设计过程中碰到的类似问题，使施工图的设计更完善，保证结构的安全、经济、耐久、适应。

参考文献

【1】方部华．高层建筑结构设计【M】．北京：中国建工出版社．2003。

【2】葛楠，侯爱波，周锡元．矩形高层建筑结构扭转风振反应时程的分析计算【J】．建筑科学．2007。

【3】木建强．高层建筑结构的振动控制【J】．山西建筑．2007。