鋼筋混凝土框架結構的設計探析

1、鋼筋混凝土框架結構的設計探析論文關鍵詞鋼筋混凝土 框架結構 結構設計 論文摘要在我國現(xiàn)在的多高層建造中，鋼筋混凝土結構應用最普遍，其中鋼筋混凝土框架結構是最常用的結構形式。依據(jù)GB 5002022022 混凝土結構設計規(guī)范和GB 5001122022 建造結構抗震設計規(guī)范，對抗震等級的選取，振型組合數(shù)的合理選取，軸壓比限值等問題的計算簡單被設計人員，舉行初步探討，并取得較好的效果，可供設計人員參考。 一、概述 在我國現(xiàn)在的多高層建造中，鋼筋混凝土框架結構是最常用的結構形式。由于其具有足夠的強度，良好的延性和較強的整體性，目前廣泛用于地震設防地區(qū)。 在多層鋼筋混凝土框架結構的設計過程中，筆者通過

2、切身體味，總結歸納了一些不符合規(guī)范要求的問題。較常見的有在結構施工圖中將場地類別寫成了場地土類別，結構設計使用年限與建造施工圖不全都，抗震措施和抗震構造措施不明確，柱縱筋在基礎內錨固長度不足，周期該折減而未折減等，應引起足夠的重視。 二、框架結構的耗能機理 框架結構主要是以壓彎構件豎向框架柱和以彎剪構件水平框架梁組成的。實際工程計算的例子表明，框架結構的延性很大程度上取決于框架梁和框架柱構件本身的延性和屈服彎矩。 在地震作用下，框架結構每經(jīng)過一個循環(huán)，加載時先是結構吸收或儲存能量，卸載時釋放能量，但兩者不相等。兩者之差為結構或構件在一個循環(huán)中的“耗失能量”(耗能) ，也即一個滯回環(huán)內所含的面積

3、。結構吸收的地震能量可以由力位移曲線所包圍的面積來表示。 三、鋼筋混凝土框架結構設計中的兩個留意問題 （一）抗震等級的選取 對于乙類建造，建造抗震設計規(guī)范3.1.322規(guī)定:地震作用應符合本地區(qū)抗震設防烈度的要求，但是抗震措施(主要體現(xiàn)為抗震等級)在一般狀況下，當抗震設防烈度為6度8度時，應符合本地區(qū)抗震設防烈度提高一度的要求。實際設計中常常發(fā)生抗震等級選錯的狀況，如:位于8度區(qū)的某乙類建造，應按9度由建造抗震設計規(guī)范表6.1.2決定，為一級抗震等級。 （二）振型組合數(shù)的合理選取 應按以下規(guī)章選取:對于較高層建造，當不考慮扭轉耦聯(lián)時，振型數(shù)應不小于3；當振型數(shù)多于3時，宜取為3的倍數(shù)(因為程序

4、按3個振型一頁輸出)，但不能多于層數(shù)。當房屋層數(shù)不大于2時，振型數(shù)可取層數(shù)。對于不規(guī)章建造，當考慮扭轉耦聯(lián)時，振型數(shù)應不小于9，但不能超過結構層的3倍，惟獨定義彈性樓板且按總剛分析法分析時，才可以取更多的振型。建造抗震設計規(guī)范在條文說明中明確指出:振型數(shù)可以取振型參加質量達到總質量90%所需的振型數(shù)。 目前satwe等程序已有這種功能，這是一個重要指標。如:對于某一建造，選取的振型數(shù)為15，但振型參加質量系數(shù)惟獨50%，說明振型數(shù)取得不夠，可能因為此建造過于復雜或因為某些桿件不繼續(xù)導致局部震驚引起的，應認真復核。 四、自立基礎拉梁的問題 當基礎埋置較深，為了減小底層柱計算高度及底層側向位移，可

5、在±0. 000附近設置基礎拉梁，但不宜按構造設置，宜根據(jù)框架要求設計，應留意此時需將板厚取為0，定義彈性結點，按總剛分析法分析計算，且基礎應設成短柱基礎。 五、構造方面的若干問題 （一）框架梁的通常面積配筋率sv不滿意規(guī)范要求 GB 5001022022混凝土結構設計規(guī)范11.3.9明確規(guī)定了最小面積配筋率，簡單被忽略。如：二級框架，500mm×800mm，C40，非加密區(qū)箍筋8200，四肢箍要求sv0.28ft/fyv=(0.28×1.71)/210=0.00228，實際sv=(50.3×4)/(200×500)=0.002000.0022

6、8，不滿意設計規(guī)范。 （二）當框架梁端縱向受拉筋配筋率大于2%時，箍筋直徑?jīng)]有增大2mm 設計中常常遇到梁端縱向受拉筋配筋率大于2%的狀況，往往不留意GB 5001022022混凝土結構設計規(guī)范11.3.623的規(guī)定，導致箍筋直徑偏小。如：某二級框架梁截面尺寸為250mm×400mm，梁端負筋為425，混凝土為C30，箍筋為8100，可知梁端縱向受拉筋配筋率為(490.9×4)/(250×365)=2.15%2%，故箍筋直徑應至少為10mm，原配箍筋直徑偏小。 （三）框架梁加密區(qū)箍筋肢距不滿意規(guī)范要求 如：寬300mm框架梁，箍筋為10100，兩肢箍，此時箍筋肢距

7、為260mm。當抗震等級為1級3級時，不滿意GB 5001022022混凝土結構設計規(guī)范11.3.8的規(guī)定，應在加密區(qū)范圍內加一根拉筋，成三肢箍，可滿意要求。 （四）框架柱縱筋間距和凈距不滿意規(guī)范要求 按GB 5001022022混凝土結構設計規(guī)范10.3.123和11.4.13的規(guī)定，框架柱縱筋的凈距不宜小于50mm，且當柱截面尺寸大于400mm時縱筋的間距不宜大于200mm。邊柱有可能會碰到這種狀況，特殊是當邊跨較長，柱的計算長度較長，沿邊跨方向框架的抗側剛度較弱時。這時框架柱邊跨方向計算配筋較大，另一方向配筋較小，如某框架柱高7.0m，截面尺寸為500mm×700mm，短邊配8

8、25，長邊配425，兩方向均不滿意規(guī)范要求。 （五）地下室頂板厚度不夠 按建造抗震設計規(guī)范6.1.4的規(guī)定，當作為上部嵌固部位時，應避開開大洞口，采用現(xiàn)澆結構，且板厚不宜小于180mm，實際設計中在此種狀況下常常會忽略此條規(guī)定，導致板厚偏小。 （六）短柱位置未明確 樓梯平臺梁或者雨篷梁支撐在框架柱上，簡單形成短柱，應按要求全長加密箍筋。框架外圍填充墻開窗，因為窗臺處砌體對框架柱作用，簡單形成短柱，也應全長加密。若不加密，可將砌體墻與框架柱設成柔性銜接(如:墻柱之間留有縫隙，填充一些松散材料，但應有鋼筋與柱拉結)，或從邊框梁處出挑挑耳，上砌砌體填充墻，消退對框架柱的作用。 六、關于框架結構電梯井的問題 因為在地震作用下高層框架結構的位移較難控制，而多層框架結構的位移控制要比其簡單很多，故對于多層的鋼筋混凝土框架結構電梯井，徹低可以采用框架加填充墻形式，只是這時應加密填充墻構造柱，且應留意加強電梯井四周的框架梁柱的配筋，因其剛度影響在計算中無法反映出來。若要將電梯井做成鋼筋混凝土形式，因為井筒會吸收較大地震力，相應削減框架部分吸收的地震力，則框架部分偏于不平