關于框架結構設計的若干注意事項

孫　平

（長春建筑學院，吉林 長春 130607）

關于框架結構設計的若干注意事項

孫平

（長春建筑學院，吉林 長春 130607）

多層框架結構是常見的結構形式，我們近幾年的教學中學生在設計框架結構時會遇到一些常見的錯誤，對于學生常出現(xiàn)的問題我總結歸納了一下，基本上有以下幾種，供大家參考。

框架結構；概念設計；構造要求；常出現(xiàn)的問題

一、概念設計

（一）填充墻的設置

1.填充墻能使結構的整體剛度增大，結構實際受到的地震作用會大于計算值，會使結構抗震設計偏于不安全，程序計算時，用折減系數(shù)來反應填充墻對結構的影響。但這只是大致估算。

2.填充墻的平面及豎向布置不當，可能會引起結構實際受力時的扭轉過大或上下樓層側向剛度的突變。

因此，填充墻平面和豎向布置，宜均勻對稱，盡可能地減少因填充墻的偏心布置而加大結構的扭轉效應，避免形成上下層剛度差異過大。

（二）框架結構電梯井墻的做法

對于框架結構電梯井墻的設置，學生有兩種做法：第一種方法是電梯井四周的墻用混凝土空心砌塊填充墻。第二種方法是電梯井四周的墻用鋼筋混凝土剪力墻，且剪力墻用的是按構造要求配置鋼筋。對于第兩種做法，如果按框架結構上機計算是錯誤的，由于剪力墻的剛度大，地震時，剪力墻會吸收更多的地震能量，剪力墻承受更大的地震力，剪力墻按構造配筋不一定能滿足承載力要求，同時框架與剪力墻協(xié)同工作，導致與其相連的構件也同時受到較大的地震力，使樓層框架部分受力加大，但用PKPM軟件計算時，并沒考慮與之相連構件也同時受有更大的力，造成結果不安全。所以，第一種做法應按框架結構。第二種按框架剪力墻結構。

（三）對于框架結構，樓梯是否考慮參與整體計算

《建筑抗震設計規(guī)范》6.1.15條規(guī)定：對于框架結構，樓梯間的布置不應導致結構平面特別不規(guī)則，樓梯構件與主體結構整澆時，應計入樓梯構件對地震作用及效應的影響，應進行樓梯構件的抗震承載力驗算，宜采取構造措施，減少樓梯構件對主體結構剛度的影響。

對于框架剪力墻結構及剪力墻結構，由于這兩種結構類型建筑物剛度較大，樓梯的存在對建筑物整體剛度影響很小，用PKPM計算時，框架剪力墻結構及剪力墻結構，樓梯構件與主體結構整澆時，可以不考慮樓梯參與整體計算。但對于框架結構，樓梯構件與主體結構整澆時，應考慮樓梯參與整體計算。但對于框架結構，現(xiàn)在常采納的方法是梯段一端整澆一端鉸支的做法，這種做法可以不考慮樓梯參與整體計算。

（四）同一結構不能用不同的材料承重

在地方，倡導儒學教育與傳授、誦讀儒家經傳最有力者，當屬范宣、范寧。在范宣隱居講學中，居江州之半的豫章郡中“諷誦之聲，有若齊、魯”[2](P2360)。太元年間，范寧為豫章太守時，“在郡立鄉(xiāng)校，教授恒數(shù)百人。由是江州人士并好經學，化二范之風也”[2](P2360)。由于他倆極力倡導儒學,試圖振興有別于魏晉玄學化經學的傳統(tǒng)經學，使玄學風氣沒能在江州盛行，儒學及其儒家經傳的傳播，則在東晉時的江州地區(qū)進入了一個新的時期——上承漢末經學而下啟南朝儒學。

《高規(guī)》6.1.6條規(guī)定，框架結構按抗震設計時，不應采用部分由砌體墻承重之混合形式，框架結構中的樓電梯間及局部出屋頂?shù)碾娞輽C房、樓梯間、水箱間等，應采用框架承重，不應采用砌體墻承重。

《抗震規(guī)范》7.1.7條指出，不應采用砌體墻和混凝土墻混合承重的結構體系。

女兒墻在建筑設計中應按受力構件考慮，所以框架結構的女兒墻應是鋼筋混凝土女兒墻。

（五）對樓梯設計時采取的措施

1.樓梯間的布置應盡量減小其造成的平面不規(guī)則。

2.樓梯間中間平臺通常設置小柱，用以支撐梯梁，

這種柱一般都為短柱，柱應全高箍筋加密。

3.對由于設置平臺梁而使樓梯間四角框架柱形成短柱，對四角框架柱應進行受剪承載力驗算，同時箍筋全高加密。

5.樓梯間四角宜設框架柱。

二、構造要求

（一）框架角柱如何設計

建筑物角柱是結構的關鍵部位，角柱是結構的重要構件，雙向受力作用十分明顯，水平地震作用下扭轉效應對內力影響較大且受力復雜，角柱震害較重。

1.按抗震規(guī)范，除進行強柱弱梁、強剪弱彎、強低層柱等內力調整外，彎矩及剪力設計值還應乘以1.1的增大系數(shù)。

2.抗震等級為1、2級的框架角柱，箍筋全高范圍加密。

3.角柱是指位于建筑物角部，與柱正交的兩個方向各有一根框架梁與之相連的柱。所以，位于建筑平面凸角處的框架柱一般為角柱，而位于框架凹角處的框架柱，若柱的四邊各有一根框架梁與之相連接，不必按角柱設計。

4.角柱雖然受荷面積小，但角柱雙向受壓，受力復雜，故截面尺寸可以同邊柱。

（二）《高規(guī)》規(guī)定：梁柱中心線之間的偏心距，非抗震設計和6～8度抗震設計時不宜大于柱截面在該方向寬度的1/4。邊框梁宜靠柱外皮平齊，所以如果邊柱截面尺寸在550mm及以上尺寸的，邊梁寬度不宜小于300mm。

例：柱550mm×550mm

梁300mm寬

則：275-150=125＜550/4=137.5符合規(guī)范

例：柱550mm×550mm

梁250mm寬

則：275-125=150＞550/4=137.5mm不符合規(guī)范

結語

鋼筋混凝土框架結構雖然是一種很簡單的結構形式，但在工程設計中也會出現(xiàn)一些問題，只有平時以規(guī)范為依據多學習勤思考，不能重計算輕構造，同時要結合概念設計，才能設計出經濟安全的工程。

[1]GB 50011-2010，建筑抗震設計規(guī)范[S]．

[2]JGJ 3-2010，高層建筑混凝土結構設計規(guī)程[S]．

TU375

A