框架结构设计
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框架结构设计范文第1篇
关键词：框架结构布置计算简图
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
1框架结构
框架结构与一般结构设计相同，其设计应当保证在荷载作用下结构有足够的承载能力及刚度，能保证结构的安全和正常使用。在使用荷载及风荷载作用下，结构应处于弹性阶段或仅有微小的裂缝出现。结构应满足承载能力及侧向位移限制的要求。在地震作用下，结构用两阶段设计方法，要求达到三水准目标。在第一阶段设计中，除要满足承载力及侧向位移限制要求外，还要满足延性要求。延性要求通过抗震措施来实现。在某些情况下，要求进行第二阶段验算，即进行罕遇地震作用的验算，以满足弹塑性层间变形的限制要求。
框架结构体系是目前应用最广泛的结构形式之一。其优点很多，由于内隔墙可有可无，故建筑平面布置较为灵活，能形成较大的空间，立面也容易处理。其使用功能也可以有条件地予以改变。框架结构采用梁、柱组成的结构体系作为建筑竖向承重结构，并同时承受水平荷载。通常梁、柱断面尺寸都不能太大，否则影响使用面积和净高。因此，框架结构的侧向刚度较小，水平侧移较大，这是它的主要缺点，并因此限制了框架结构的建造高度。
2科学的框架结构布置
框架梁布置应本着尽可能使纵横两个方向的框架梁与框架柱相交的原则进行。由于高层建筑纵横两个方向都承受较大水平力，因此在纵横两个方向都应按框架设计。框架梁、柱构件的轴线宜重合。如果二者有偏心，梁、柱中心线之间的偏心距，9度抗震设计时不应大于柱截面在该方向宽度的l／4；非抗震设计和6—8度抗震设计时不宜大于柱截面在该方向宽度的1／4。根据楼盖上竖向荷载的传力路线，框架结构又可分为横向承重、纵向承重及双向承重等几种布置方式，如图1所示。
图1框架承重体系
在通常情况下，承重框架比非承重框架梁的截面高度要大一些，使该方向的框架抗侧移刚度增大，有利于抵抗该方向的水平荷载。但由于梁截面高度大而使房屋的净空减小，不利于其垂直方向的管道布置。沿高度方向柱子截面变化时应尽可能做到轴线不变或变化不大，使柱子上下对齐或仅有较小的偏心。当楼层高度不同而形成楼板错层或在某些轴线上取消柱子形成不规则框架时，都对抗震相当不利，应尽可能避免。否则，应通过相应的计算及构造措施予以加强，防止出
2合理的梁柱尺寸
框架柱截面的尺寸要根据所承受轴力和弯矩的大小确定。在地震区，柱断面尺寸受到轴压比限制，不能过小。同时为了保证纵、横两个方向都有的足够的承载力、刚度和相近的动力特性，柱截面宜采用方形、圆形、多边形以及接近方形的矩形截面。 此外还应满足以下构造要求：柱的截面高度不宜小于300 mm；小于300 mm时，其承载力折减20％；在纵横两个方向上不宜相差过大。矩形柱边长比不宜超过1．5，一般采用方形柱；柱净高与截面高度之比不宜小于4；小于4时，变形能力要求较高，因为短柱刚度大易剪坏，需设全长加密箍筋；层高与柱截面高度之比不宜大于15，大于15时不易满足水平侧移要求。
3 选择合理便于计算的框架计算简图
横向中间各榀框架，由于间距和各自抗侧刚度相同，作用的各荷载相同，常取一榀横向框架作为计算单元 但有差异时，应分别计算。多层框架结构实际上由纵、横框架组成的空间结构，为了简化计算，常忽略纵、横向空间联系，忽略各构件的抗扭作用，分别按纵向和横向平面框架进行计算。纵向框架因作用荷载不同，应取不同框架计算 当采用横向承重，纵向柱多时，抗侧刚度大，可不计算，按构造设计。
对于作用于各计算单元上的荷载按该单元的负载面积计算。计算前，初步确定截面形状和尺寸梁截面形状有矩形 T形 形等，尺寸：主梁（1/10-1/12 ） L，次梁（1/12-1/15 ） L；矩形梁宽（1/2-1/3 ） h柱截面形状常采用矩形 方形 圆形，尺寸：取层高的1/15-1/20。跨度与层高：梁跨度取柱子轴线距离，当上下层柱截面尺寸变化时，一般取最小柱截面形心线作为柱的轴线；层高取建筑层高，底层取基础顶至二层楼板顶面。对于节点简化，通常现浇钢筋混凝土节点常简化为刚性节点。
4框架柱配筋的调整
框架柱的配筋率一般都很低， 有时电算结果为构造配筋， 但是实际工程中均不会按此配筋。 因为在地震作用下的框架柱， 尤其是角柱， 所受的扭转剪力最大， 同时又受双向弯矩作用， 而横梁的约束又较小， 工作状态下又处于双向偏心受压状态， 所以其震害重于内柱。 对于质量分布不均匀的框架尤为明显。 因此应选择最不利的方向进行框架计算， 另外也可分别从纵、 横两个方向计算后比较同一侧面的配筋， 取其较大值， 并采用对称配筋的原则。
4结构柱部分的设计
在建筑结构设计过程中，当建筑结构上部柱设计为圆形的时候，下班应该设计为方形柱，这样比较方便施工。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。 方柱箍筋应使用井宁箍,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450×450,混凝土不宜小于C25,否则梁纵筋锚人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。柱应尽量采用高强度混凝土来满足轴压比的限制,以减小断面尺寸。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。 同时，还应该考虑柱子的轴压比以及配筋宜预留有一定的距离，这样才能满足抗震的要求。 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。
结语：
设计人员在结构设计的时候还应该对相关规范熟练的掌握。并且还需考虑到当地的建筑法规，对当地建筑材料要熟悉，这样才能设计出经济合理的建筑物，这样的建筑物不但在结构上合理而且在经济上也比较符合建设单位的要求，为国家的发展做出贡献。
参考文献
[1]潘悦框架结构设计的一些技术措施 [J]科技资讯2008 （04）
[2]林正刚建筑框架结构在设计中技术问题 [J] 信息与经济2005
[3]原长庆高层建筑混凝土结构设计 [M] 哈尔滨工业大学出版社 2008( 01)
框架结构设计范文第2篇
关键词:框架结构；计算简图；框架柱；抗震等级
中图分类号：TU984 文献标识码：A 文章编号：
钢筋混凝土框架结构以抗震性能好著称，其主要由梁和柱组成，这种结构具有较强的灵活性，有利于平面布置，是目前主流的建筑结构之一，得到了广泛的应用。但是这种建筑结构在设计时如果不加以注意，其后果和影响也比较严重。随着建筑造型和建筑功能要求日趋多样化,无论是工业建筑还是民用建筑,建筑框架结构设计作为现行比较常用的实际模式,已经广泛应用在各类建筑中。钢筋混凝土框架结构是由楼板、梁、柱及基础4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。在合理的高度和层数的情况下，框架结构能够提供较大的建筑空间，其平面布置灵活，可适合多种工艺与使用功能的要求。但是，在框架结构的设计中，仍然存在着一些概念性和实际性的问题需要设计人员予以重视，以确保设计质量的提高。本文从几个方面提出了这些问题，并给出了解决措施。
1 框架计算简图的确定
没有地下室的多层框架房屋，一般来说基础埋的较深，对于不同的深浅度，要有不同的设计。在基础埋的比较深的时候，为了增加房屋底部的整体性，减小位移有时在±0.000附近设置基础连系梁。将基础连系梁以下的部分看作底层，层高H取基础顶面至连系梁顶面的高度，而把实际建筑的底层作为第二层考虑，层高H取连系梁顶层至一层楼面高度。基础埋深较浅时现浇的框架结构梁柱刚接，计算简图的确定主要是确定底层柱的计算长度。根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010(以下简称《结构规范》)第6.2.20条规定：一般多层房屋中梁柱为刚接的框架结构，底层柱的计算长度取基础顶面到一层楼盖顶面的高度H，装配式框架取1.25H。对于带地下室的多层框架结构，合理确定上部结构的嵌固位置是一个关键问题。《结构规范》和《建筑抗震设计规范》GB50011-2010(以下简称《抗震规范》)，都没有明确地提出具置，需要具体问题具体分析。对于能够满足《抗震规范》第6.1.14条规定的地下室结构或采用箱型基础时，可将地下室顶作为框架上部结构的嵌固位置，在利用PKPM软件进行设计时，楼层总数仅输入地下室以上的实际层数，底层的层高H取实际层高。这样计算出的地震作用与实际情况较为接近。对于不能满足《抗震规范》第6.1.14条规定的地下室结构或者采用筏板式基础时，嵌固位置最好取在基础顶面。此时，利用电算进行楼层组合时，总层数应为实际的楼层数加上地下室的层数。
2 振型组合数的合理选取
应按以下规则选取：对于较高层建筑，当不考虑扭转耦联时，振型数应不小于3；当振型数多于3时，宜取为3的倍数(由于程序按3个振型一页输出)，但不能多于层数。当房屋层数不大于2时，振型数可取层数。对于不规则建筑，当考虑扭转耦联时，振型数应不小于9，但不能超过结构层的3倍，只有定义弹性楼板且按总刚分析法分析时，才可以取更多的振型。建筑抗震设计规范在条文说明中明确指出：振型数可以取振型参与质量达到总质量90％所需的振型数。目前许多程序已有这种功能，这是一个重要指标。如：对于某一建筑，选取的振型数为15，但振型参与质量系数只有50％ ，说明振型数取得不够，可能由于此建筑过于复杂或由于某些杆件不连续导致局部震动引起的，应仔细复核。
3 结构计算方面
3.1 计算简图的处理
结构计算中，计算简图选取的正确与否，直接影响到计算结果的准确性，其中比较典型的是基础梁的处理。一般情况下，基础梁设置在基础高度范围内，作为基础的一部分，此时结构的底层计算高度应取基础顶面至一层楼板顶面的高度。基础梁仅考虑承担上部墙体荷载，构造满足普通梁的要求即可。当按规范要求需设置基础拉梁时，其断面和配筋可按构造设计，截面高度取柱中心距的1／12～1／18，纵向受力钢筋取所连接的柱子的最大轴力设计值的10％作为拉力来计算。
3.2 结构计算参数的选取
3.2.1 设计基本地震加速度值
健筑抗震设计规范》(GB5001I一2001)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，这与89规范差别较大。计算中应严格注意地震区的划分，选取正确的设计基本地震加速度值，这一项对地震作用效应的影响极大。
3.2.2 结构周期折减系数
框架结构由于填充墙的存在，使结构的实际刚度大于计算刚度，计算周期大于实际周期，因此，算出的地震作用效应偏小，使结构偏于不安全，因而对结构的计算周期进行折减是必要的。折减系数可根据填充墙的材料及数量选取0.7～0.9。
3.2.3 梁刚度放大系数
SATWE或TAT等计算软件的梁输入模型均为矩形截面，未考虑因存在楼板形成T型截面而引起的刚度增大，造成结构的实际刚度大于计算刚度，算出的地震剪力偏小，使结构偏于不安全。因此计算时应将梁刚度进行放大，放大系数中梁取2.0、边梁取1.5为宜。
3.2.4 活荷载的最不利布置
多层框架，尤其是活荷载较大时，是否进行活荷的最不利布置对计算结果影响较大。即使选用程序中给定的梁设计弯矩放大系数，也不一定能反映出工程的实际受力情况，有可能造成结构不安全或过于保守。考虑目前的计算机计算速度都比较快，笔者建议所有工程都应进行活荷载的最不利布置计算。
4 加强短柱设计意识
抗震设计中要求构件具有一定的延性，破坏时尽可能成延性，但对于短柱，其破坏形式一般为剪切破坏或纵筋的粘结滑移破坏，均属脆性破坏，所以设计时应尽量避免短柱的出现。然而实际工程中，由于楼板错层、楼梯间平台梁、层高较低等客观条件的制约仍然会出现一些短柱，这就需要设计者予以充分的重视并采取相关措施。
首先短柱在图纸中应以醒目的表示提醒施工人员。另外， 以往一直采用的箍筋沿短柱全长加密以防止剪切破坏的措施经震害证明仍有不妥之处，而采用复合矩形螺旋箍筋和高强复式螺旋箍筋不仅可有效地提高柱子的抗剪承载力，而且可以加强对混凝土的约束，提高其抗压承载力，改善短柱的抗震性能。
5 框架配筋问题
5.1 框架边柱柱顶配筋问题
对于框架结构的高层建筑，水平荷载对结构的倾覆力矩以及由此在竖向构件中所引起的轴力与建筑高度的平方成正比；顶点位移与建筑高度的4次方成正比。水平荷载是结构设计中的控制因素。框架顶层的风荷载较大，而屋面结构荷重传给边柱的轴向总力比楼层边柱总力要小，显然柱顶有大偏心问题，顶层边柱节点出现轴向力对截面重心的偏心距>0．5倍的柱截面高度(e。>0.5 h)。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，另一部分钢筋伸到横梁内，其根数依据计算确定且不少于2根。设计人员在图中经常容易将边柱柱角的钢筋弯入梁内，对这类问题，缺乏实践经验的工程技术人员不易立即发现，而要等施工时才会察觉。问题的症结在于柱宽大于梁宽，柱角的纵筋要完全伸入梁内是办不到的，对这种差错应引起设计人员的重视。
5.2 框架外挑梁配筋问题
由于占地面积的限制、使用功能的要求或结构上的原因，工程上常在框架的梁端设计挑梁。由于框架梁的荷载与外挑梁的实际荷载值不同，因而框架梁与外挑梁的断面尺寸会有所不同，而有的设计人员在绘图时只是将框架梁上的某些主筋向外挑梁延伸了事，殊不知有些主筋根本无法伸进挑梁，这些差错一般在施工时才会暴露出来，但为时已晚、许多钢筋已截断成型，这不仅影响了施工进度，也造成了不必要的损失。
6 结束语
钢筋混凝土框架结构是目前应用最广泛的结构形式之一，但目前的设计中还是经常存在一些问题，需要加以注意。钢筋混凝土框架结构虽然相对简单，但设计中仍有很多需要注意的问题，只有熟练地掌握规范，并具有良好的结构概念，才能设计出既安全又经济适用的优秀作品。
参考文献:
[1] 宋益斌．框架结构设计中的力学问题解析[J]．新疆化工．2010．(01)．
框架结构设计范文第3篇
[关键词]：钢管混凝土结构；SP预应力空心板楼盖；设计
中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：
钢管混凝土结构因其具有承载力高、抗震性能好、施工方便等优点，越来越广泛地应用于单层和多层工业厂房、大宽度和空间结构、商业广场、多层办公楼及住宅、高层和超高层建筑以及桥梁结构中，并取得良好的经济效益和建筑效果。本文将结合某工程来探讨钢管混凝土柱-焊接H型钢梁-SP预应力空心板楼盖体系结构设计要点。
工程概况
本工程为商用综合楼，抗震设防烈度为8度，结构抗震等级为二级，主体工程地上四层，局部五层，平均层高将近5m, 建筑总面积约3万平方米，钢管混凝土框架结构。本工程柱网尺寸布置灵活，主要以12000×8800mm为主。框架梁采用焊接H型钢，楼盖采用大跨SP预应力空心板，独立柱基础。
2.钢管混凝土柱设计
本工程楼面活荷载与恒载均为5KN/m2，楼、屋面吊设荷载为0.4KN/m2, 柱距较大，因此框架柱须承担很大的荷载。本工程所在地属于8度抗震设防地区，如果采用钢筋混凝土柱，则对其轴压比要求比较严格，而采用钢管混凝土柱只需控制柱子长细比而不限制轴压比，因此采用承载力较大的钢管混凝土柱是非常合理的。底层柱柱截面为 φ478×8mm，Q235钢材和C45混凝土，如果采用钢筋混凝土柱，截面将为600×600mm，面积则增大一倍以上。采用钢管混凝土柱后，柱截面减小，建筑使用面积增大，柱自重的减轻，地震反应也随之减小，因此获得很大的经济效益。本工程最大柱截面φ478×8，最小柱截面φ325×6，一二层柱截面相同，从第三层开始，柱截面变小。
1-内衬管，2焊缝连接，3-环形封顶，
5、4-钢管混凝土上、下柱，6-上柱加劲板，
7-下柱加强环勒板，8、9-下柱上、下加强环
图1 钢管拼接
管径相同的钢管拼接时，采用等强度坡口焊缝，管内加短衬管，管端加横隔板（隔板上沿距下柱管端50mm）如图1（1） 所示。其中，内衬板厚50mm,板壁厚6mm，外径比钢管柱内径小2mm;环形封顶板厚12mm，板壁厚40mm，内衬管和环形封顶板采用Q345钢材。
对于管径不同的上下柱拼接时，一般采用喇叭管过渡段来连接上下柱，但这种设计方法比较复杂，而且喇叭管的过渡段楼盖的结构高度范围内，不利于施工，本工程采用一种便于施工安装的设计方法，具体构造如图1（2）所示。上柱钢管伸入下柱钢管20mm，上柱底部焊一带加劲板的环板，环板再与下柱上加强环用八个均匀布置在环板上的M16高强螺栓连接。
钢结构安装时，为了便于连接，减少施工工作量，在工厂直接在钢管柱上焊接好加强环和垂直肋板，然后在现场先用高强螺栓与预制钢梁拼接，最后将工字梁的上下翼缘用对接焊缝连接，钢管采用坡口焊的办法。钢管混凝土柱采用泵送顶升浇注法，在钢管柱底部安装一个带阀门的进料支管，直接与泵车的输送管连接，由泵车将混凝土连续不断地自下而上注入钢管柱，无需震捣，每根柱一次连续泵送灌注至混凝土稍微溢出柱顶溢浆孔而完成。钢管混凝土柱具有良好的塑性和延性，抗震性能远比钢筋混凝土柱优越，因而提高了整个建筑物的可靠度。
3. H型钢梁设计
本工程中，梁的最大跨度为12000mm,截面尺寸设计为850×300×8×10，自重仅约为1KN/m，如果设计成钢筋混凝土梁，梁高1000mm、宽400mm左右，自重将达10KN/m左右。在设防烈度为8度的地区采用钢梁从抗震的角度来考虑是非常合理的对减小地基压力，对降低基础造价是非常有利的。另外一方面，钢梁与钢管混凝土柱连接较混凝土粱与钢管混凝土柱连接方便；钢筋混凝土梁钢筋密布，与柱钢筋交叉，构造十分复杂，不但建造费工，增加工时费用，影响施工速度，而且混凝土不易填充密实，势必影响工程质量。
本工程焊接H型钢梁采用Q235B结构用钢。H型钢梁需要拼接的构件采用全融透对接焊缝等强度拼接，上、下翼缘和腹板中的拼接位置错开，并避免与加劲板重合，腹板拼接焊缝和它平行的加劲板至少相距200mm,与上、下翼缘拼接焊缝至少相距200mm。横向加劲板的间距不大于两倍梁截面高度，加劲板厚8mm。
4.节点设计
节点是连接梁柱的关键部位，在框架中起着传递内力、分配内力和保证结构整体性的作用。本工程中，钢管混凝土框架节点为钢梁-钢管混凝土柱节点。节点设计一般遵循的原则是：传力途径简捷、明确，使计算分析与节点的实际受力情况一致；有足够的强度，使结构不致因连接较弱而引起破坏；具有良好的延性，满足抗震设计要求；尽量简化节点构造，以便于加工及安装时容易就位和调整。
4.1梁柱节点
本工程采用外加强环式梁柱节点。加强环式节点是迄今为止研究最成熟、应用较多的一种节点，其传力路径简洁明确，节点刚度大、承载力高，强环有利于翼缘拉力梁柱间的有效传递，减小柱壁的局部变形，截面设计实现“强柱弱梁，节点更强”后具有良好的抗震性能。
外加强环式节点，如图2所示，是钢管混凝土柱在梁的上下翼缘位置设加强环，与梁熔透焊缝连接，上下环分别承受拉压力，形成力偶来抵抗梁端弯矩，同时在上下环间焊一肋板，用角焊缝与钢管柱表相连，通过高强螺栓与梁腹板相连以传递梁端剪力，满足刚接节点的设计要求，且传力明确，节点的刚度在钢管混凝土柱的基础上加大了许多，符合强节点的抗震要求。加强环式节点没有任何穿心构件，当采用多层钢管混凝土柱一次泵送顶升浇灌法时，管内没有障碍物，有利于施工。
加强环板的最小宽度应根据其抗拉能力不小于梁翼缘板抗拉能力的0.7倍这一条件来确定。工程中，加强环及其肋板采用Q345钢材，肋板与梁的腹板用高强螺栓连接，上下加强环与梁上下翼缘厚度相同，且采用焊缝连接，对于四根尺寸不相同的梁连接在同一个节点上时，具体构造如图2（2-2）所示。
3-钢管混凝土柱，4-H型钢梁，5-上加强环，
6-下加强环，7-加劲板（板厚同加强环勒板），
8-高强螺栓连接，M16，9-加强环勒板
图2梁柱节点
4.2柱脚
钢管混凝土柱与基础固接，本工程采用端承式柱脚，端承式柱脚的设计和构造与钢结构露出式柱脚相同。柱脚的构造是在管的底端焊一带加劲板的圆形柱脚板，加劲板与钢管焊缝连接，环板与基柱通过锚拴连接，柱管中混凝土大部分与基础混凝土连在一起，因而管中混凝土的内力，直接传入基础混凝土中。钢管混凝土柱的轴力通过管中混凝土传递给基础，剪力和弯矩依靠柱脚底板和锚栓传递给基础， 柱脚构造如图3 所示。
2-圆形柱脚板，厚20mm,3-锚拴预埋件，4-柱脚加劲板，厚12mm,
5-双螺母，6-基础柱，7-后筑细石混凝土垫层，C30 ,厚50mm。
双螺母与垫板点焊，垫板与环板围焊。
图3柱脚构造
5. SP预应力空心板楼盖设计
5.1 SPD叠合板楼盖设计
本工程楼盖采用大跨SPD叠合板。SP板的主要特点有：跨度大，板长可达18m，可以满足大开间、大进深等不同结构的使用要求；与同类产品相比，承载力可提高19％―70％；外观平整，尺寸精确，防水、抗震和隔音性能好等等，在跨度较大的框架结构中使用SP板可以达到很好的经济效益。本工程采用SPD25A叠合预应力混凝土空心板，SP板最大跨度8600mm,板宽1200mm、厚250mm，SP板上浇注50mm厚叠合层，SPD叠合板自重3.645KN/m2；若采用普通现浇楼盖，板厚取250mm，板自重约为6KN/m2。
SP预应力空心板每块板底的预埋件与焊接H型钢梁焊缝连接，如图4所示。根据国家规范，相邻两板板缝宽度取50mm,板缝内配置直径10mm的钢筋网片，采用C30的细石混凝土灌缝，使相邻SP板之间能更好地相互传递剪力协调垂直变位。
图4 框架中板端节点做法
5.2板缝对框架侧移的影响
据作者研究可知，对于SP预应力空心板楼盖体系框架，板缝灌缝混凝土强度越大，框架侧移越小；缝宽越大则框架侧移越大。随着灌缝混凝土强度的提高，缝宽度对框架侧移的影响逐渐减少；当灌缝混凝土强度与SP预应力空心板的强度很接近时，板缝宽度对整个楼盖刚度、框架侧移影响很小；缝宽小于40～50mm时，缝宽变化对框架侧移影响较大。因此，本工程中缝宽取50mm是比较合理的。
SP板的布置方式将影响到梁截面的大小，本工程中，板沿梁格的短边方向布置。对于SP板的设计可参考《SP预应力空心板》（99ZG408）标准图集。
框架结构设计范文第4篇
【关键词】六度地震区；框架结构；抗震设计；结构设计
引言
从众多地震灾害调查结果表明，框架结构设计时其抗震设计不可忽视，而且占有重要作用，是减轻未来地震灾害最有效、最积极的措施。然而对于大多数从事结构设计的人员来说，对6度地震区的抗震设防理解并不清晰，存在一种设计思想就是认为6度地震区的框架结构不需考虑其抗震设计，因此，对于6度地震区框架结构设计时并没有严格按照抗震规范设计进行抗震设计，这导致所设计的框架结构并不利于其抗震，导致其存在一定的安全隐患。如1984年江苏南沙所发生的6.2 级地震，造成地处6度地震区的南通市3人死亡，500户房屋倒塌，海门县1000余间房屋被震坏。这事件表明了对于6 度地震区来说，也应该重视该地震区的框架结构抗震设计。本文将结合某6度地震区的宿舍楼结构设计实例，对6度地震区的框架结构设计过程中的一些问题进行深入探讨。
1 项目简介
本工程为某中学宿舍楼，该宿舍楼建筑总层数为6 层，建筑宽 15.24m，长 50.04m，占地面积为722.30m2，建筑面积为3860.50m2，结构类型为现浇钢筋混凝土框架结构。本工程结构设计使用年限为50年，该宿舍楼位于6 度抗震设防区，设计基本地震加速度为0.05g，宿舍楼的抗震设防类别为乙类，建筑结构安全等级为二级。该宿舍楼平面图见图1所示。
2 6度地震区框架结构体系特点及震害特点
2.1 框架结构体系特点
框架结构体系是指由有梁、柱等杆系构件组成的，能承受竖向和水平荷载作用的承重结构体系。其优点是建筑平面布置灵活，自身重量较轻因而产生的地震作用也较小。在结构设计时，通过采取合理抗震设计措施，将会使其具有良好的延性性能，因此能借此可以耗散地震时输入到结构中的能量。但是框架结构体系的缺点是侧向刚度较小，地震时会产生较大的水平变形，容易引起非结构构件的破坏，有时甚至造成主体结构的破坏。
2.2 6度区框架结构震害特点
即使在6度地震区，如果框架结构设计不合理将会造成框架在地震灾害中出现因强度和延性不足而发生破坏。其震害通常表现为：（1）框架柱的震害重于框架梁；角柱的震害重于内柱；短柱的震害重于一般柱；柱上端震害重于下端。（2）柱端弯剪破坏，上下柱端出现水平和斜裂缝，有时也有交叉裂缝，混凝土局部压碎，梁端形成塑性铰。（3）柱身剪切破坏，柱身出现交叉斜裂缝，箍筋屈服崩断。（4）角柱破坏，地震时房屋发生扭转，角柱受剪力最大，同时受双向弯矩作用，其约束较小，震害较大；短柱破坏，短柱能吸收较大的地震剪力，常发生剪切破坏，形成交叉裂缝甚至脆断。（5）框架梁的震害多发生在梁端。在地震作用下，梁端纵向钢筋屈服，出现上下贯通的垂直裂缝和交叉裂缝。（6）在梁负弯矩钢筋切断处，由于抗弯能力消弱也容易产生裂缝，造成梁剪切破坏，是脆性破坏；框架梁、柱节点核芯抗剪强度不足引起的破坏。（7）节点区剪压比较大时，箍筋可能尚未屈服，混凝土被剪压，酥碎破坏。（8）节点处构造措施不当引起的破坏；节点搭接不合理引起的破坏。（9）框架中填充墙的产生的震害。
3 6度地震区框架结构设计理念
对于6度地震区的建筑来说，抗震规范明确规定这些建筑不需要进行地震作用计算，但要对建筑进行抗震构造措施。因此，可以看出对于6度地震区的框架结构设计来说，更重要的偏向于对框架结构进行概念设计以及构造措施。
3.1 建筑平面和立面布置力求对称、规则，质量和刚度变化均匀。建筑平面、立面和竖向剖面的规则性对抗震性能的影响较大，规则的布置能提高抗震性能。因此，宜选择规则的形体，其抗侧力构件的平面布置宜规则对称、侧向刚度沿竖向宜均匀变化、竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小，避免侧向刚度和承载力突变。建筑平面不规则，容易加大扭转振动、局部振动和空间振动；竖向不规则，常引起过大的局部振动和应力变形的集中。本工程中，建筑平面和立面布置均规则，有利于抗震。
3.2 严把主体结构质量关。框架结构设计上，应充分考虑抗震构造措施，选择合理的承重方案，纵、横墙应尽量对齐，上下墙体也要对齐。合理布置楼梯间，同时还要加强构造措施。圈梁、构造柱应按要求设置。当墙体有削弱时，应进行验算，必要时应予加强措施。窗间墙、墙角等细部应符合规范要求。基础设计也应满足抗震需要。在施工中,应严格按要求作好墙体砌筑、构造柱的浇灌等。
4 6度地震区框架结构设计要点
鉴于大部分结构设计人员对6度地震区框架结构设计时抗震设防的理解认识不清，并没有严格按照抗震规范设计进行框架结构的抗震设计，这将会导致的一旦发生地震，为框架结构带来严重破坏。为此，现将结合笔者结构设计实践经验，探讨对于6度地震区来说，框架结构设计要点。
4.1 严格控制轴压比，增加安全储备。混凝土柱的受压破坏是一种脆性破坏，2010版《建筑抗震设计规范》第6.3.6确规定四级框架柱的轴压比不应大于0.90，6度区多层框架结构大部分为四级框架。限制框架柱的轴压比主要为了控制框架结构的延性，因为轴压比越大，柱的延性就越差，在地震作用下柱发生脆性破坏。限制框架柱轴压比可增加安全储备。本工程中，考虑到经济的原因，轴压比一般都在0.80-0.09之间。
4.2 重视“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点和强锚固”设计。要使地震灾害最小，及要求结构具有足够的延性。要保证构件（尤其是重要构件）有足够的延性才能保证结构有足够的延性。我国的建筑抗震设计规范规定采用“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点和强锚固”进行抗震设计，以保证结构的延性。因此，在进行抗震设计时，应按照节点处梁端实际受弯承载力小于柱端实际受弯承载力进行设计；抗震设计应要求构件的受剪承载力大于其屈服时达到的实际剪力；需要对框架节点核芯区截面抗震验算以及保证纵向钢筋具有足够的锚固长度。
4.3 重视框架结构抗震构造措施。构造措施在一定程度上影响着框架结构的抗震性能，可以采用以下构造措施，提高框架的抗震性能。1）梁截面尺寸不宜小于200mm，高宽比不宜大于4，净跨与截面高之比不宜小于4；2）梁的纵向钢筋配置和端部箍筋的配置也应满足相关的规定，梁的纵向钢筋配置沿梁全长顶面和底面的配筋，四级不应少于 2Ф12，梁端加密区的箍筋肢距，四级不宜大于 300mm，以防止地震中梁底出现正弯矩时过早屈服或破坏过重而影响承载力和变形能力的正常发挥，梁端箍筋在6d-8d时，能提高梁的延性；3）柱的截面的宽度和高度均不宜小于300mm，圆柱直径不宜小于 350mm， 剪跨比宜大于2，截面长边与短边的边长比不宜大于 3；4）柱纵向钢筋的配置应满足最小总配筋率要求，柱箍筋在规定的范围内应加密，以提高柱的抗压能力和变形能力；5）框架节点核芯区箍筋的最大间距和最小直径宜按柱箍筋加密的要求采用。
5 结语
本文结合某框架工程设计实例以及笔者从事结构设计实践经验，对6度地震区的框架结构体系特点以及框架结构震害特点进行了系统阐述，表明6度地震区框架结构进行抗震设计的必要性。同时提出6度地震区的框架结构设计理念以及设计要点。分析表明对于6度地震区来说，框架结构设计时应该注意轴压比的控制、强柱弱梁、强剪弱弯、强节点和强锚的概念设计、建筑平面和立面布置和抗震构造措施，同时提出在设计过程中应注意的事项及相关的解决措施或方法。
参考文献：
[1]刘桂娟．框架结构设计的过程和要点[J]．黑龙江科技信息，2009，16(05)：255～256．
[2]李辉．关于6度区抗震设计中某些问题的探讨[J]．浙江工业大学学报，2005，33(03)：349～351．
框架结构设计范文第5篇
关键词框架；结构；设计；方案；原理；荷载；计算；
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
引言
随着社会经济形势的不断好转，人们的生活水平得以快速提高，在这种环境背景的影响下，人们对于建筑物的使用功能和质量性能都有了更高的要求，为更好的满足人们对于现代建筑物实际的生活和心理追求，建筑框架结构设计便成为人们所关注的焦点。建筑空间、平面布局等都包含在建筑的框架结构设计中，对满足人们的需求方面起着至关重要的作用。
一、框架结构的定义和类型
1.1 定义
框架结构是指由梁和柱以刚接或者铰接相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。框架结构是多层房屋的主要结构形式,也是高层建筑的基本结构单元。
1.2 类型
(1)按构件组成划分可分为梁板式结构和无梁式结构两种两种类型。
梁板式结构是指由梁、板、柱三种基本构件组成的骨架结构;无梁式结构是指由板和柱子组成的骨架结构。
(2)按框架的施工方法划分可分为现浇整体式框架、装配式框架、半现浇框架及装配整体框架。
(3)按材料组成区分可分为钢框架和混凝土框架
钢框架是指有钢梁或钢柱组成的能承受垂直和水平荷载的结构。混凝土框架是指由混凝土为汉族要材料建造的工程结构,包括素混凝土结构、钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构等。
二、框架结构设计的基本原理
在建筑结构中框架结构设计的基本原理主要包括两个方面:一是建筑结构的荷载,二是极限状态设计法。
2.1 建筑结构的荷载
荷载:施加在结构上的集中力或分布力,称之为直接荷载;引起结构外加变形或约束变形,称之为间接荷载。荷载效应:由作用引起的结构国构件的反映。结构抗力:结构或结构构件承受效应的能力。
2.2 极限状态设计法
为了保证框架结构设计的安全性、耐久性与实用性,必须对其极限状态进行验算。同时,这也是框架结构设计的方法。安全性:满足特定的与建筑物功能相适应的承载力极限状态;耐久性:保证结构的承载力的持续时间与环境使用度;实用性:保证结构在正常使用中时具有良好的工作性能。
三、框架结构设计及其计算要点分析
3.1框架计算简图的确定
没有地下室的多层框架房屋，一般来说基础埋的较深，对于不同的深浅度，要有不同的设计。在基础埋的比较深的时候，为了增加房屋底部的整体性，减小位移有时在±0.000附近设置基础连系梁。将基础连系梁以下的部分看作底层，层高H取基础顶面至连系梁顶面的高度，而把实际建筑的底层作为第二层考虑，层高H取连系梁顶层至一层楼面高度。基础埋深较浅时现浇的框架结构梁柱刚接，计算简图的确定主要是确定底层柱的计算长度。根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010(以下简称《结构规范》)第6.2.20条规定：一般多层房屋中梁柱为刚接的框架结构，底层柱的计算长度取基础顶面到一层楼盖顶面的高度H，装配式框架取1.25H。对于带地下室的多层框架结构，合理确定上部结构的嵌固位置是一个关键问题。《结构规范》和《建筑抗震设计规范》GB50011-2010(以下简称《抗震规范》)，都没有明确地提出具置，需要具体问题具体分析。对于能够满足《抗震规范》第6.1.14条规定的地下室结构或采用箱型基础时，可将地下室顶作为框架上部结构的嵌固位置，在利用PKPM软件进行设计时，楼层总数仅输入地下室以上的实际层数，底层的层高H取实际层高。这样计算出的地震作用与实际情况较为接近。对于不能满足《抗震规范》第6.1.14条规定的地下室结构或者采用筏板式基础时，嵌固位置最好取在基础顶面。此时，利用电算进行楼层组合时，总层数应为实际的楼层数加上地下室的层数。
3.2钢筋混凝土保护层厚度的取值
混凝土保护层在保护钢筋不受锈蚀方面起着重要作用，能够有效保证钢筋的粘结锚固性能，对于构件的耐久性和钢筋的受力性能影响比较大。《结构规范》规定，保护层厚度计算应由最外层钢筋开始计算，梁柱保护层计算需考虑由箍筋及构造筋边开始计算至混凝土表面的距离。实际工作中设计人员的不重视，常会出现以下问题：1)主梁与次梁交叉处、主梁、次梁和板的钢筋关系处理不明确，造成板负筋保护层厚度不足或构件有效截面高度损失，直接影响到构件的安全性;2)地上部分与地下部分的柱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。
3.3.1梁的设计
设计梁要注意梁度差，当梁度差较小时，两高也要与之相同。如果梁底与窗定的尺寸相差的小，大粱的高度就该与窗顶一致．外部的框架梁尽梁尽量保持外皮与住外皮的一 平。有次梁的时候，尽量使主梁和次梁分开，以免引起主次梁的抗扭。 使抗扭的纵箍筋增加。上梁纵筋的间距在满足抗裂的同时．也要注意 将梁端头的箍筋加密。小面积的梁及框架梁，上下部的纵筋避免支座 搭接。由于挑梁在总负荷中所占的比例较小。将挑粱变成截面不能够 有效的减轻自重，变截面梁时，其挠度也大于截面梁。如果挑梁的端部有次梁，要注意对其加固。一般情况下。只有当剪承载力不足时，挑梁根部才可以加斜筋。挑梁配筋必须留有空间．而就大梁而言．在梁的下部必须配置受压钢筋来减少挠度。为了保证梁的变形能力，使框架结构具有较好的抗震性能，梁端纵向受拉钢筋的配筋率应能使梁端截面的受压区相对高度满足以下要求：一级框架≤0.25ho;二、三级框架≤0.35ho，同时，纵向受拉钢筋的配筋率不应大于2.5%。为了保证梁有足够的延性，提高塑性铰区压区混凝土的极限压应变值，并防止在塑性铰区内最终发生斜裂缝破坏，在梁端纵筋屈服范围内加密封闭式箍筋，对提高梁的变形能力十分有效。同时，为了防止压筋过早压曲，应严格遵照《抗震规范》限制箍筋的间距。
3.3.2柱的设计
柱的设计主要从三个方面阐述，分别是柱截面尺寸、柱纵向钢筋的配置、柱的箍筋。柱的平均剪应力太大，会使柱产生脆性的剪切破坏。平均压应力或轴压比太大会使柱产生混凝土压碎破坏，为了使柱有足够的延性，柱截面尺寸应符合以下要求：柱截面的长边应小于柱净高的1/4；且矩形截面柱，抗震等级为四级或层数不超过2层时，其最小截面尺寸不宜小于300mm，一、二、三级抗震等级且层数超过2层时不宜小于400mm；圆柱的截面直径，抗震等级为四级或层数不超过2层时不宜小于350mm，一、二、三级抗震等级且层数超过2层时不宜小于450mm；柱截面长边与短边的边长比不宜大于3；当剪压比保持较低时，可获得较好的延性，为此柱端截面的平均剪应力一般宜小于3N/mm。
结束语
建筑框架结构是我国建筑工程领域近几年所采用的，各项设计技术以及施工工艺方法还不够成熟，为此我国建筑工程领域在进行框架结构设计与建设时需要不断地在实践中丰富设计经验，提高设计质量标准，为我国建筑框架结构设计在建筑工程施工领域的健康发展奠定坚实的基础。
参考文献
[1] 蒋新梅;;论高层建筑结构设计之常见问题的分析[J];四川建材;2009
框架结构设计范文第6篇
关键词:建筑框架结构；设计技术；措施；结构设计
Abstract: With the development of architectural style and the functional requirements of the construction is becoming more diverse, whether it is industrial structure or civil building, the building frame structure design as the practical mode is used. It has been widely used in various buildings, structural design of technical measures of different types, the purpose is to help design a leak, reducing error reduction in the design of the frame structure, optimization design and implementation of building frame structure.
Keywords: frame structure; design; measures; structural design
中图分类号：TB482.2文献标识码：A文章编号：
在我国,框架结构是主要的建筑结构形式，但其设计原理还是滞不前，进来我国地震频发，这也对于坐落在地震带上的建筑带来一定的挑战，建筑物框架的好坏决定了建筑物的耐用抗震程度。建筑物框架结构的缓慢发展不仅束缚了国家经济的快速发展，也影响着人民正常的生产生活。随着计算机技术的发展，现今的建筑框架设计大多利用辅助的计算机软件来分析和设计，这样就造成部分的设计人员太过于依赖计算机辅助软件，而忽略了提高自身的分析问题的能力，也导致在一些建筑的结构设计上出现不少不该出现的问题。
1、建筑框架结构计算简图不合理
以常见的3层学生宿舍楼的框架房屋为例，一般为三层钢筋混凝土框架结构，属于丙类建筑物，这样的框架结构的抗震等级在我国的《抗震规范》中要求在八度地震区为二级。建筑场地为第II类，楼高33m，基础埋深为4m，基础高度为0.8m，室内外高差0.45m。首层层高度为3.35m，在基础埋置的0.05m左右设有基础拉梁时，应将基础拉梁按层1输入。
但是只利用这些数据的计算简图是不合理的。实践证明，这样的框架构造的拉梁是不能平衡柱脚弯矩，按照我国的《混凝土结构设计规范》，建筑框架结构中底柱的高度应约等于基础顶面至首层楼顶的高度。这样的结构就最好按照四层架构来分析计算，基础拉梁层按层1输入。
这样，首层高为H1-4-0.8-0.05=3.15m，第二层高为3.35m，第三、四层高为3.3m，底层的柱脚弯矩再乘以1.25。对这样的建筑框架简图，在计算机辅助程序信息输入时，输入地下室层数为一，再重复计算一次，按两次计算的结果再得出建筑框架结构底层柱的配置。
2、框架柱配筋的调整
《抗震设计规范》(GB50011-2001)中规定：“底层柱，柱根处箍筋加密区范围为不小于柱净高的1／3”，在建筑框架结构设计中应重点参照这个新增加的要求。
计算机辅助结果虽然为构造配筋，但是在真正构建均不会按此计算配筋，如果在地震作用下，角柱受到双向弯矩作用，而且受到的扭转力最大。横梁在实际应用中处于双向偏心的受压状态，其受地震危害重明显大于内柱，这种情况对于一些质量分布不均的建筑框架结构表现的更加明显。因此在实际应用中必须挑最可能受伤的地方进行建筑框架计算，采用对称配筋的基本原则在纵、横方向上分析计算，比较同一侧面的配筋情况并取较大值。
3、框架斜截面配筋调整
根据《抗震规范》的规定，建筑框架实际上惯取梁、柱箍筋加密区最大间距为100mm，非加密区箍筋最大间距为200mm。计算机辅助软件输入信息中通常也以此为依据，分析并计算出加密区和非加密区箍筋面积。但是在实际情况中，采用200mm在非加密区箍筋间距会导致配箍不足，因此建议计算机辅助软件将此数据改为取梁的非加密区间距200mm。
根据《建筑抗震设计规范》(GBS0011-2001)规定：“当框架梁端纵向受拉钢筋配筋率大于2％时，梁箍筋最小直径的数值应比表6．3．3中规定的数值增大2mm”。纵向钢筋超筋时，梁的箍筋直径应比最小构造直径大2mm，对结构抗震十分有利。但是在目前的建筑框架结构设计中，却被设计人员所忽略，从而导致梁端延展性不足。
在满足梁端斜截面“强剪弱弯”和截面尺寸、配筋率的条件下，设计人员要同时进行梁的裂缝宽度的验算，并对梁端配筋进行合理的调整。在具体方案设计时，有如下调整措施(1)加大梁的跨中受力钢筋 (2)增唱梁端箍筋的直径大小(3)在构建的支座处尽可能的不设弯起钢筋，而是设置箍筋。
《混凝土结构设计规范))(GB50010-2002)中规定：“框架端节点处，当框架梁上都纵筋水平直线段锚固长度不足时，应伸至柱外边并向下弯折，弯折前的水平投影长度不应小于0．4ImE”。当框架柱的截面面积不足400*400mm时，要格外注意调整好梁上部纵筋的直径大小，否则框架梁上部纵筋端部水平锚固长度会不够。
4、框架裂缝宽度的调整
在设计过程中，框架梁裂缝宽度的分析和计算常常不被重视。框架的裂缝宽度主要受以下两方面的影响：（1）混凝土的强度，（2）钢筋的强度级别和直径大小。对于一般的混凝土建筑减小梁的裂缝宽度而言，混凝土的级别高低影响不大，在实际情况下，都会采用加大梁的配筋率或截面面积的方法。在计算机辅助软件输入建筑结构建模的数据中，设计人员需要注意将恒、活载数值分开输入，不要为了方便讲两种数值合并输入，可能会导致梁、柱内力和裂缝宽度计算错误，最终就是会使机构设计图不能被实际采用。
5、抗震等级
一般的民用建筑都在我国的《抗震规范》中属于丙类建筑，比如说：教学楼，住宅楼，办公楼及工业楼等。一般的公共建筑物比如：大型的百货商城，大型体育馆，大型的娱乐场所或者医疗、消防、交通、通讯等建筑物，这些都属于乙类建筑。根据我国的《抗震规范》规定，其抗震等级实依据建筑物的结构类型、楼层高度和当地的历史地震强度等确定。在抗震设防烈度为6～8度时，对于乙类建筑的抗震措施要比当地的抗震强度高一度，
6、其它方面
我国《高层建筑混凝土结构技术规程》中强制性规定:框架结构按抗震设计时，不应采用由砌体承重的混合形式。因为框架结构是柔性结构，砖混结构是刚性结构。为了协调结构的相互变形，不应采用不同结构混合受力。在地震过后，专家对建筑物的震后损害进行分析发现，混合形式的结构中的砌体结构部分会最先遭到严重的破坏，而混合形式的结构中框架结构没有按实际情况安装好内力和配筋，特别是有砌体墙时，在地震中整个结构就会由于地震波而被严重损害，这对于人身财产安全是十分危险的，而纯框架因为抗侧力刚度好情况则好的多。与此同时，也有很多研究表明在地震中混合形式的框架结构由于承重问题，都使得砌体的严重交叉开裂。所以，在建筑框架结构设计过程中，设计人员要时刻注意这点。
设计人员在建筑框架结构设计中要避免用短柱，因为在现今的抗震方面的研究中，由于其刚度较大，当混凝土的等价强度不够时，在地震中就会使其产生交叉裂缝，最终引起建筑物受到不同程度的破坏，而且短柱的抗震性相对较差也已得到专家的验证，但是因楼梯的休息平台、建筑方为了减少成本而在柱间只是装墙没有到顶、随意的开门开窗等等因素而造成要用到短柱。所以，在这种不可避免的情况中，设计人员就要对短柱进行部分的技术性处理，增强短柱在建筑结构中的抗震能力。可采取以下方法:（1）缩小短柱的楼与楼之间约束，比如说降低相连梁的高度等;（2）增加箍筋，短柱箍筋的间距＜l00mm，柱之间的纵向钢筋≤150mm;（3）在建筑过程里使用如复合螺旋箍筋等质量良好的箍筋型。
建筑框架设计的造型与功能的要求日趋多样，设计过程中遇到的难点也日益增多，上述的建筑框架结构设计的几个问题都是比较常见的，却又很多设计人员没有引起足够的重视，时常被施工方忽略。设计人员在进行建筑框架结构设计时，不仅要熟悉国家所规定的硬性要求和遵循各种规范，还要依据实际工作的经验，合理利用计算机技术，选择合适的参数指标和结构体系，大胆灵活的处理和解决结构方案上相关的问题，在工作中不断的进步和完善。
参考文献：
[1]唐世润．钢筋混凝土框架结构设计的智能CAD系统[D]．哈尔滨工业大学，2006．
框架结构设计范文第7篇
关键词：高层建筑；框架；结构设计
中图分类号：TU3文献标识码：A文章编号：
在民用建筑的多层框架结构设计中，结构设计师要在了解建筑结构设计的基本内容的基础上，认真面对多层框架结构设计中出现的问题：表现在计算简图不合理、多层框架柱配筋调配不合理以及对框架梁裂缝宽度的忽视等问题。需要结构设计师在进行民用建筑多层框架结构设计中注意进行问题的改进，另外还要从多层框架的基础设计上以及多层框架的上部设计来进行改进，保证多层框架的民用建筑更加安全、稳定和实用。
1 截面尺寸的选择
梁、柱的截面尺寸的选择是框架结构设计的前提,除应满足规范所要求的取值范围,还应注意尽可能使柱的线刚度与梁的线刚度的比值大于1,以达到在罕遇地震作用下,梁端形成塑性铰时,柱端处于非弹性工作状态而没有屈服,节点仍处于弹性工作阶段的目的,即规范所要求的“强柱弱梁强节点”。
2 框架计算简图不合理
无地下室的钢筋混凝土多层框架房屋,独立基础埋置较深,在0.05m左右设有基础拉梁时,应将基础拉梁按层1输入。以某学生宿舍楼为例,该项目为3层钢筋混凝土框架结构,丙类建筑,建筑场地为ll类:层高33m,基础埋深4.0m 基础高度0.8m,室内外高差0.45m。根据《抗震规范》第6.12条,在8度地震区该工程框架结构的抗震等级为二级。设计者按3层框架房屋计算,首层层高取3.35m,即假定框架房屋嵌固在0.05m处的基础拉梁顶面基础拉梁的断面和配筋按构造设计。
基础按中心受压计算。显然,选取这样的计算简图是不妥当的。因为,第一,按构造设计的拉梁无法平衡柱脚弯矩;第二,《混凝土结构设计规范》(GB50010一2002)第7.3.11条规定,框架结构底柱的高度应取基础顶面至首层楼盖顶面的高度。工程设计经验表明, 这样的框架结构宜按4层进行整体分析计算,即将基础拉梁层按层1输入,拉梁上如作用有荷载,应将荷载一并输入。
这样,计算剪力的首层层高为H1-4―0.8―0.05=3.15m,层2层高为3.35m,层3、4层高为3.3m。根据《抗震规范》第6.2.3条,框架柱底层柱脚弯矩设计值应乘以增大系数1.25。当设拉梁层时,一般情况下,要比较底层柱的配筋是由基础顶面处的截面控制还是由基础拉梁顶面处的截面控制。考虑到地基土的约束作用,对这样的计算简图,在电算程序总信息输入中,可填写地下室层数为1,并复算一次,按两计算结果的包络图进行框架结构底层柱的配筋。
3 框架柱配筋的调整
框架柱的配筋率一般都很低,有时电算结果为构造配筋,但是实际工程中均不会按此配筋,因为在地震作用下的框架柱,尤其是角柱,所受的扭转剪力最大,同时又受双向弯矩作用,而横梁的约束又较小,工作状态下又处于双向偏心受压状态,所以其震害重于内柱,对于质量分布不均匀的框架尤为明显,因此应选择最不利的方向进行框架计算,另外也可分别从纵、横两个方向计算后比较同一侧面的配筋,取其较大值,并采用对称配筋的原则,为了满足框架柱在多种内力组合作用下其强度要求,在配筋计算时应注意以下问题:
角柱、边柱及抗震墙端柱在地震作用组合下会产生偏心受拉时,其柱内纵筋总截面面积应比计算值增大25%;框架柱的配筋可放大1.2～1.6倍,其中角柱1.4倍,边柱1.3倍,中柱1.2倍;框架柱的箍筋形式应选用菱形或井字形,以增强箍筋对混凝土的约束;对于二、三级框架的底层柱底和底部加强部位纵筋宜采用焊接,且当柱纵向钢筋的总配筋率超过3%时,箍筋的直径不应小于8,并应焊接。
另外多层框架电算时常不考虑温度应力和基础的不均匀沉降,当多层框架水平尺寸和垂直尺寸较大以及地基软弱土层较厚或地基土质不均匀时,可以适当放大框架柱的配筋,且宜在纵、横两个方向设置基础梁,其配筋不宜按构造设置,应按框架梁进行设计,并按规范要求设置箍筋加密区。
4 多层框架民用建筑上部设计的注意事项
首先，在抗震设防地区，应注意遵循强柱弱梁、强剪弱弯、强节点强锚固的设计原则，一项成延性框架。恰当的运用“强柱弱梁”的原则可以节约费用，做到经济实惠；还可以使楼层的净空高度得到加大；来提高建筑的整体刚度。其次，在框架梁的配筋设计上，主要在主梁和次梁之间相交的地方要增加箍筋和吊筋来保证稳定性。比如，当梁端的纵向受拉钢筋的配筋率大于2%时，要加大箍筋的最小直径到至少2 mm，结构设计师不能忽视这个问题，要根据实际情况及时的调整，这也不代表在进行框架计算时荷载取值并不是越大越好，要结合各种具体的情况来进行设计计算等。最后，在现浇楼板设计中的注意事项是：由于楼板通常包括单向板和双向板，在普遍情况下，可以运用次梁把楼板变为双向板的结构，保证整体的受力合理，配筋的均匀等，双向板的厚度一般要薄于单向板。
5 框架结构设计中应注意的其它问题
在框架结构中不允许采用两种不同的结构型式,楼、电梯间、局部突出屋顶的房间,均不得采用砖墙承重,因为框架结构是一种柔性结构体系,而砖混结构是一种刚性结构。为了使结构的变形相互协调,不应采用不同结构混合受力。
加强短柱的构造措施:在工程施工过程中顶棚可能要吊顶或其它装修,甲方为了节约开支。往往要求柱间填充墙不到顶或者是在墙上任意开门窗洞12I,这样往往会造成短柱,由于短柱刚度大,吸收地震作用使其受剪,当混凝土抗剪强度不足时,则产生交叉裂缝及脆性错断,从而引起建筑物或构筑物的破坏甚至倒塌,所以在设计中应采取如下措施:1)尽量减弱短柱的楼层约束,如降低相连梁的高度、梁与柱采用铰接等;2)增加箍筋的配置,在短柱范围内箍筋的间距不应大于l00mm,柱的纵向钢筋间距≤150mm;3)采用良好的箍筋类型,如螺旋箍筋、复合螺旋箍筋、双螺旋箍筋等。
由于建筑的需要,有时需要框架梁外挑,且梁下设置钢筋混凝土柱。在柱的内力和配筋计算中,有些设计人员对其受力概念不清,误认为此柱为构造柱,并且其配筋为构造配筋,悬臂梁也未按计算配筋,这样有可能导致水平荷载作用下承载力不足,为事故的发生埋下隐患。实际上,在结构的整体计算中,此柱为偏心受压构件,柱与梁端交接处类似于框架梁、柱节点,应考虑悬臂梁梁端的协调变形。所以对于此柱应作为竖向构件参与结构的整体分析,并且柱与梁端交接处应按框架梁、柱的节点处理。
6 结束语
对于框架结构的内力目前多采用计算机辅助软件来进行分析和计算,但是目前有的工程设计人员过分地依赖计算机的计算结果,而缺少独立分析问题、解决问题的能力,致使在一些图纸中出现不必要的问题,为以后事故的发生埋下隐患。因此本文就多层框架电算结果中梁、柱的配筋调整和设计中应注意的问题进行了分析,并提供了一些改进措施和方法。
参考文献:
[1] 中华人民共和国建设部.混凝土结构设计规范GB50010-2002:中国建筑工业出版社:2002
[2] 陈风杨,赵琳.工程建筑抗震.东南大学出版社,2007.
[3] 谢闯.浅述多层框架民用建筑结构设计常见的问题[J].山西建筑,2012,（11）.
框架结构设计范文第8篇
钢筋混凝土框架结构设计中值得注意的问题，对同行有一定的借鉴意义。
关键词：钢筋混凝土；框架结构；配筋；结构设计
Abstract: The housing construction in the application of reinforced concrete frame structures are very common through the analysis of the selection criteria of the structural parameters in the design of reinforced concrete frame structure, the structural measures, the design requirements proposed
Noteworthy issues in the design of reinforced concrete frame structure, the reference to the peer.
Keywords: reinforced concrete; frame structure; reinforcement; structure design.
中图分类号：TU37文献标识码：A 文章编号：
0概述
随着我国城市化进程的加快和建筑行业的迅猛发展，钢筋混凝土框架结构设计在房屋建筑结构设计中应用越来越普遍。然而，在框架结构设计中，目前仍然存在着一些问题和困难。因而，在遵循各种规范的前提下，结构设计者必须高度重视结构设计质量，要有大胆灵活的解决方法，着力处理结构设计中碰到的疑难问题。
1结构参数的选取标准
1.1设计基本地震加速度值
《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）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，这与89规范差别较大。计算中应严格注意地震区的划分，选取正确的设计基本地震加速度值，这一项对地震作用效应的影响极大。
1.2地震力振型组合数
对于较高层建筑，当不考虑扭转耦联时，振型数应不小于3；当振型数多于 3时，宜取为3的倍数，但不能多于层数；当房屋层数不大于2时，振型数可取层数，对于不规则建筑，当考虑扭转耦联时，振型数应不小于9；结构层数较多或结构刚度突变较大时，振型数应多取，如结构有转换层，顶部有小塔楼等，振型数应大于12或更多，但不能多于房屋层数的3倍；只有定义弹性楼板且按总刚分析法分析，有必要时才可以取更多的振型。
1.3结构周期折减系数
框架结构由于填充墙的存在，使结构的实际刚度大于计算刚度，计算周期大于实际周期，因此算出的地震作用效应偏小，结构不安全，因而对结构的计算周期进行折减是必要的。折减系数可根据填充墙的材料及数量选取0.7～0.9。
1.4梁刚度放大系数
SATWE或TAT等计算软件的梁输入模型均为矩形截面，未考虑因存在楼板形成T型截面而引起的刚度增大，造成结构的实际刚度大于计算刚度，算出的地震剪力偏小。因此计算时应将梁刚度进行放大，放大系数中梁取2.0、边梁取1.5为宜。
2框架结构构造配筋
2.1框架边柱柱顶配筋
对于框架结构的高层建筑，水平荷载对结构的倾覆力矩以及由此在竖向构件中所引起的轴力与建筑高度的平方成正比；顶点位移与建筑高度的4次方成正比，水平荷载是结构设计中的控制因素，框架顶层的风荷载较大，而屋面结构荷重传给边柱的轴向总力比楼层边柱总力要小，显然柱顶有大偏心问题，顶层边柱节点出现轴向力对截面重心的偏心距大于0.5倍的柱截面高度（）。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，另一部分钢筋伸到横梁内，其根数依据计算确定且不少于2根，设计人员在图中经常容易将边柱柱角的钢筋弯入梁内，对这类问题，缺乏实践经验的工程技术人员不易立即发现，而要等施工时才会察觉。问题的症结在于柱宽大于梁宽，柱角的纵筋要完全伸入梁内是办不到的，对这种差错应引起设计人员的重视。
2.2框架外挑梁配筋
由于占地面积的限制，使用功能的要求或结构上的原因，工程上常在框架的梁端设计挑梁。由于框架梁的荷载与外挑梁的实际荷载值不同，因而框架梁与外挑梁的断面尺寸会有所不同，而有的设计人员在绘图时只是将框架梁上的某些主筋向外挑梁延伸，殊不知有些主筋根本无法伸进挑梁，这些差错一般在施工时才会暴露出来，但为时已晚。许多钢筋已截断成型，这不仅影响了施工进度，而且也造成了不必要的损失。
2.3框架梁、柱箍筋配置
根据《建筑抗震设计规范》规定，工程习惯上常取的梁、柱箍筋加密区最大间距为100mm，非加密区箍筋最大间距为200mm。电算程序信息中通常也内定梁、柱箍筋加密区间距为100mm，由设计人员根据规范确定箍筋直径和肢数。当框架梁中由于种种原因纵向钢筋超筋时，梁端适当加大抗剪承载力对结构抗震非常有利，这也是当梁端纵向受拉钢筋配筋率大于2%时，规范规定梁的箍筋直径应比最小构造直径增大2mm的原因。对于框架柱，当框架内定柱加密区箍筋间距为100mm时，在某些情况下，亦可能因非加密区箍筋间距采用200mm引起配箍不足。这里需要指出的是，梁、柱箍筋非加密区配箍验算时可不考虑强剪弱弯的要求，即剪力设计值取加密区终点处外侧的组合剪力设计值，并且不乘以剪力增大系数。
3多层框架结构设计要求
3.1强剪弱弯剪力墙设计
为了提高抗震墙的变形能力，避免发生剪切破坏，对于一道截面较长的抗震墙，应该利用洞口设置弱连梁，使墙体分为小开口墙、多肢墙或单肢墙，并使每个墙段的高宽比不小于2。所谓弱连梁，是指在地震作用下各层连梁的总约束弯矩不大于该墙段总地震弯矩的20%；连梁不能太强，以免水平地震作用下某个墙肢出现全截面受拉，这是比较危险的。但是，考虑到耗能，连梁又不能太弱，连梁弱到成为一般小梁时，墙肢就变成单肢墙，而单肢墙的延性很差，仅为多肢墙的一半，且单肢墙仅具有一道抗震防线，超静定次数少，在地震作用下是很不利的。目前，有许多设计人员将结构中门洞连梁、窗洞连梁都改为截面高度极小的二力杆件，这对结构抗震是很不好的。在实际设计中，对连梁的刚度都要进行折减，这是因为剪力墙的刚度一般都很大，在水平力作用下，剪力墙中的连梁会因为很大的内力而超过截面允许值，可靠的办法是让这些连梁先屈服，要使连梁能形成塑性铰而不发生脆性破坏，连梁首先就必须满足强剪弱弯的要求，对连梁的刚度进行折减实际上就是降低其抗弯能力。
强剪弱弯是保证构件延性，防止脆性破坏的重要原则。它要求人为加大各承重构件相对于其抗弯能力的抗剪承载力，使这些部位在结构经历罕遇地震的过程中以足够的保证，率不出现脆性剪切失效。对于多层钢筋混凝土框架结构中的多层钢筋混凝土框架结构梁应注意抗剪验算和构造，使其满足相关规范要求。
3.2强柱弱梁节点设计
这是为了实现在罕遇地展作用下，让梁端形成塑形铰，柱端处于非弹性工作状态，而没有屈服，但节点还处于弹性工作阶段。强柱弱梁措施的强弱，也就是相对于梁端截面实际抗弯能力而言柱端截面抗弯能力增强幅度的大小，是决定由强震引起柱端截面屈服后塑性转动能否不超过其塑性转动能力，而且不致形成“层侧移机构”，从而使柱不被压溃的关键控制措施，柱强于梁的幅度大小取决于梁端纵筋不可避免的构造超配程度的大小，以及结构在梁、柱端塑性铰逐步形成过程中的塑性内力重分布和动力特征的相应变化。因此，当建筑许可时，尽可能将柱的截面尺寸做得大些，使柱的线刚度与梁的线刚度的比值尽可能大于1，并控制柱的轴压比满足规范要求，以增加延性。验算截面承载力时，人为地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。梁端纵向受拉钢筋的配筋不得过高，以免在罕遇地展中进入屈服阶段不能形成塑性铰或塑性铰转移到立柱上。注意节点构造，让塑性铰向梁跨内移。
4结语
建筑造型和建筑功能要求的进一步提高，不管是工业建筑，还是民用建筑，在结构设计中所遇到的难题也越来越多，一个合格的结构设计人员需要遵循各种规范，大胆、灵活的解决结构方案上的难题，不断总结，只有熟练地掌握规范，并具有良好的结构概念，才能设计出既安全又经济适用的优秀作品。
参考文献：