鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計探討

【摘 要】本文首先闡述了鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計中的要點問題，然后提出了具體的改進和處理方法，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計是結(jié)構(gòu)設(shè)計中較為基礎(chǔ)的設(shè)計，也是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中較為重要的一種形式，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計問題是業(yè)內(nèi)關(guān)注的重點。本文在此提出了自己的觀點和看法，可供同行參考和借鑒。

【關(guān)鍵詞】鋼筋混凝土；框架結(jié)構(gòu)；設(shè)計

一、前言

鋼筋混凝土連體結(jié)構(gòu)是不斷發(fā)展起來的一種新式結(jié)構(gòu)方式，帶有連體結(jié)構(gòu)的鋼筋混凝土由于結(jié)構(gòu)系統(tǒng)復(fù)雜，受力分析通常相對較難，連體結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)設(shè)計上顯得更為復(fù)雜。

二、鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計中的要點問題

抗震驗算時不同的樓蓋及布置（整體性）決定了采用剛性、剛?cè)?、柔性理論計算?？拐痱炈銜r應(yīng)特別注意場地土類別。8度超過5層有條件時，盡量加剪力墻，可大大改善結(jié)構(gòu)的抗震性能?？蚣芙Y(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)計成雙向梁柱剛接體系，但也允許部分的框架梁搭在另一框架梁上。應(yīng)加強垂直地震作用的設(shè)計，從震害分析，規(guī)范給出的垂直地震作用明顯不足。

雨蓬不得從填充墻內(nèi)出挑。大跨度雨蓬、陽臺等處梁應(yīng)考慮抗扭。考慮抗扭時，扭矩為梁中心線處板的負彎距乘以跨度的一半；框架梁、柱的混凝土等級宜相差一級；由于某些原因造成梁或過梁等截面較大時，應(yīng)驗算構(gòu)件的最小配筋率；出屋面的樓電梯間不得采用磚混結(jié)構(gòu)；框架結(jié)構(gòu)中的電梯井壁宜采用煤矸石磚砌筑，但不能采用磚墻承重。應(yīng)采用每層的梁承托每層的墻體重量。梯井四角加構(gòu)造柱，層高較高時宜在門洞上方加圈梁。因樓電梯間位置較偏，梯井采用混凝土墻時剛度很大，其它地方不加剪力墻，對梯井和整體結(jié)構(gòu)都十分不利；鋼筋混凝土長度宜滿足伸縮縫要求，否則應(yīng)采取措施。如：增大配筋率，通長配筋，改善保溫，鋪設(shè)架空層，加后澆帶等；柱子軸壓比宜滿足規(guī)范要求；當(dāng)采用井字梁時，梁的自重大于板自重，梁自重不可忽略不計。周邊一般加大截面的邊梁；當(dāng)鋼筋混凝土布局很不規(guī)則時，結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)根據(jù)鋼筋混凝土布局做出合理的結(jié)構(gòu)布置，并采取相應(yīng)的構(gòu)造措施；當(dāng)?shù)叵滤缓芨邥r，暖溝應(yīng)做防水。一般可做u型混凝土暖溝，暖氣管通過防水套管進入室內(nèi)暖溝。有地下室時，混凝土應(yīng)抗?jié)B，等級P6或P8，混凝土等級應(yīng)大干等于C25，混凝土內(nèi)應(yīng)摻人膨脹劑?；炷镣鈮?yīng)注明水平施工縫做法，一般加金屬止水片，較薄的混凝士墻做企El較難。

三、框架結(jié)構(gòu)設(shè)計中所要遵循的原則

1、剛度適中的原則

合理的體系應(yīng)該是剛?cè)嵯酀模摻罨炷两Y(jié)構(gòu)剛度太大，則它的變形能力會很差，如果瞬間強大破壞力來襲時，就要承受很大的力，這樣很容易出現(xiàn)鋼筋混凝土局部的破壞，最后導(dǎo)致鋼筋混凝土全部毀壞。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)太柔也不好，雖然它可以有效地消減外力的作用，但是很容易造成鋼筋混凝土因為變形過大而無法使用，甚至出現(xiàn)鋼筋混凝土傾覆。因此，框架結(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)計成雙向梁柱抗側(cè)力體系。主體結(jié)構(gòu)除個別部位外，不應(yīng)采用鉸接。甲、乙類鋼筋混凝土以及高度大于24米的丙類鋼筋混凝土，不應(yīng)采用單跨框架結(jié)構(gòu)，高度不大于24米的丙類鋼筋混凝土不宜采用單跨框架結(jié)構(gòu)。以增大結(jié)構(gòu)的剛度和整體性。

2、合理傳力途徑原則

結(jié)構(gòu)的傳力途徑要力求簡單、合理。能夠有效承擔(dān)豎向荷載和水平荷載。結(jié)構(gòu)構(gòu)件受力明確，傳力簡單，避免扭轉(zhuǎn)。結(jié)構(gòu)平面布置宜簡單、規(guī)則、均勻、對稱。減少過大內(nèi)收和外凸，減少凹角處應(yīng)力集中。質(zhì)心與剛心相接近，減少扭轉(zhuǎn)影響。側(cè)向剛度沿豎向均勻變化，框架截面尺寸和材料強度自下向上逐漸減小，避免抗側(cè)剛度和承載力突變。

四、鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計要點研究

1、框架結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)設(shè)計

框架結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)設(shè)計主要指地基部位的設(shè)計，在這個設(shè)計中，主要考慮地基部位的的承受能力和影響承受能力的相關(guān)因素，在地基部位較軟的情況下，應(yīng)當(dāng)考慮柱下條基的采用，并要充分考慮節(jié)點處基礎(chǔ)底面積雙向重復(fù)使用的不利因素，在設(shè)計中對這種情況要對地基部位適當(dāng)?shù)倪M行加寬設(shè)計，當(dāng)柱下擴展基礎(chǔ)的寬度大于四米的時候，也要對基礎(chǔ)部位進行適當(dāng)?shù)募訉捥幚恚辉诳蚣芙Y(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)設(shè)計中對抗震縫、伸縮縫在地面以下部位可以不設(shè)縫，連接處應(yīng)適當(dāng)加強。對于沉降縫兩側(cè)的墻體基礎(chǔ)一定要分開。

對于新建的框架結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土，在基礎(chǔ)的設(shè)計上要盡量淺于周圍已有的基礎(chǔ)，如果由于相關(guān)因素的影響，必須要深于周圍基礎(chǔ)時，在設(shè)計上新舊基礎(chǔ)間的凈距要大于基礎(chǔ)之間高度差的1.5-2倍，如果做不到這一點，則應(yīng)該進行對基礎(chǔ)的加固處理，比如打抗滑移樁。這樣設(shè)計主要考慮到新建的框架結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土的牢固性以及防止對已有鋼筋混凝土的破壞性。如果新建的框架結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土與已有鋼筋混凝土的高度、層數(shù)相差的比較大，應(yīng)在層數(shù)較低的基礎(chǔ)方格中心的區(qū)域內(nèi)墊焦碴來調(diào)整基底附加應(yīng)力。對于基礎(chǔ)底板混凝土的強度等級要求來說，一般要低于C30，因為如果基礎(chǔ)底板混凝土的強度過大，在承受較大壓力的情況下，容易出現(xiàn)裂縫?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)設(shè)計中如果基礎(chǔ)需要留洞，對洞口的要求也很嚴，當(dāng)洞口超過300時應(yīng)在此處加過梁.暖溝應(yīng)加通氣孔；基礎(chǔ)埋深較淺時，基礎(chǔ)留洞有可能比基礎(chǔ)還低，此時基礎(chǔ)應(yīng)局部降低。

2、框架結(jié)構(gòu)的梁設(shè)計

框架結(jié)構(gòu)的梁設(shè)計，要注意以下要點：第一，如果外部梁跨度相差比較小，尤其是外部的框架梁，當(dāng)粱底距外窗預(yù)尺寸較小時，要適當(dāng)?shù)募哟罅桓?，高度要至窗頂。梁中心宜與柱中心對齊，當(dāng)外部框架梁必須做成外皮與柱外皮齊平時。粱與柱的偏心應(yīng)總體上控制在四分之一柱寬到三分之一柱寬之間。第二，如果梁上有次梁處，應(yīng)在此處附加箍筋或者吊筋，一般來講附加箍筋的效果要好一些，所以附加箍筋是設(shè)計中的首選。第三，如果出現(xiàn)折梁陰角部位在下的情況，縱筋應(yīng)斷開，同時對該部位還應(yīng)加附加箍筋。第四，梁上如果出現(xiàn)次梁的時候。應(yīng)避免次梁搭接在主梁的支座附近，否則應(yīng)考慮由次梁引起的主梁抗扭，或增加構(gòu)造抗扭縱筋和箍筋。第五，應(yīng)該選用直徑比較小的梁縱筋，在能滿足要求的情況下，要盡量縮小鋼筋之間的距離，這樣設(shè)計主要是處于對梁體抗裂的考慮，同時，按照相關(guān)的規(guī)定，箍筋在梁端頭要進行加密處理。對箍筋的布置上，縱筋要保持等距，箍筋肢距可不等。對于小斷面的連續(xù)梁或框架梁，上、下部縱筋均應(yīng)采用同直徑的，盡量不要在支座搭接，以減少此處的承受力。第六，端部與框架梁相交或彈性支承在墻體上的次梁，梁端支座可適當(dāng)?shù)倪M行簡單設(shè)計，但梁端箍筋一定要進行加密處理。第七，框架結(jié)構(gòu)的挑梁宜作成等截面，這樣有利于施工。但對于挑梁端部有次梁的情況，要充分進行考慮，對這種情況要附加箍筋或吊筋。而對于比較大的挑梁，在粱的下部要配置受壓鋼筋，這樣有利于減小撓度，增加抗壓性。第八，如果梁的凈高大于500時，要在此處加設(shè)腰筋，間距的設(shè)計一般為200，否則易出現(xiàn)垂直裂縫。

3、框架結(jié)構(gòu)的柱設(shè)計

框架結(jié)構(gòu)的柱設(shè)計，要考慮以下要點：第一，對于鋼筋混凝土的地上柱設(shè)計，如果為圓柱時，底下部分應(yīng)該設(shè)計成方柱，這樣有利于施工。對地上圓柱的設(shè)計要注意縱筋的根數(shù)，縱筋的根數(shù)應(yīng)該大于8根，同時，箍筋要盡量用螺旋箍，端部應(yīng)設(shè)計有一圈半的水平段，方柱箍筋應(yīng)使用井字箍，并按規(guī)范加密。角柱、樓梯間柱應(yīng)增大縱筋并全柱高加密箍筋。第二，柱的縱筋與梁的縱筋設(shè)計要求相反，柱的縱筋應(yīng)該盡量做到大直徑大間距，但總體應(yīng)該控制在200以內(nèi)。

五、結(jié)束語

鋼筋混凝土連體結(jié)構(gòu)是一種非常復(fù)雜的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，關(guān)于混凝土而言，一個相對獨特的結(jié)構(gòu)就是連體型的，這對于鋼筋混凝土連體結(jié)構(gòu)設(shè)計技能的分析與介紹具有十分必要的意義。

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