關(guān)于框架結(jié)構(gòu)設(shè)計的若干注意事項

孫平

摘 要：多層框架結(jié)構(gòu)是常見的結(jié)構(gòu)形式，我們近幾年的教學(xué)中學(xué)生在設(shè)計框架結(jié)構(gòu)時會遇到一些常見的錯誤，對于學(xué)生常出現(xiàn)的問題我總結(jié)歸納了一下，基本上有以下幾種，供大家參考。

關(guān)鍵詞：框架結(jié)構(gòu)；概念設(shè)計；構(gòu)造要求；常出現(xiàn)的問題

中圖分類號：TU375 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

一、概念設(shè)計

（一）填充墻的設(shè)置

1.填充墻能使結(jié)構(gòu)的整體剛度增大，結(jié)構(gòu)實際受到的地震作用會大于計算值，會使結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計偏于不安全，程序計算時，用折減系數(shù)來反應(yīng)填充墻對結(jié)構(gòu)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(dāng)，可能會引起結(jié)構(gòu)實際受力時的扭轉(zhuǎn)過大或上下樓層側(cè)向剛度的突變。

因此，填充墻平面和豎向布置，宜均勻?qū)ΨQ，盡可能地減少因填充墻的偏心布置而加大結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，避免形成上下層剛度差異過大。

（二）框架結(jié)構(gòu)電梯井墻的做法

對于框架結(jié)構(gòu)電梯井墻的設(shè)置，學(xué)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(gòu)造要求配置鋼筋。對于第兩種做法，如果按框架結(jié)構(gòu)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(gòu)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(dǎo)致與其相連的構(gòu)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(gòu)件也同時受有更大的力，造成結(jié)果不安全。所以，第一種做法應(yīng)按框架結(jié)構(gòu)。第二種按框架剪力墻結(jié)構(gòu)。

（三）對于框架結(jié)構(gòu)，樓梯是否考慮參與整體計算

《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》6.1.15條規(guī)定：對于框架結(jié)構(gòu)，樓梯間的布置不應(yīng)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)平面特別不規(guī)則，樓梯構(gòu)件與主體結(jié)構(gòu)整澆時，應(yīng)計入樓梯構(gòu)件對地震作用及效應(yīng)的影響，應(yīng)進(jìn)行樓梯構(gòu)件的抗震承載力驗算，宜采取構(gòu)造措施，減少樓梯構(gòu)件對主體結(jié)構(gòu)剛度的影響。

對于框架剪力墻結(jié)構(gòu)及剪力墻結(jié)構(gòu)，由于這兩種結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)及剪力墻結(jié)構(gòu)，樓梯構(gòu)件與主體結(jié)構(gòu)整澆時，可以不考慮樓梯參與整體計算。但對于框架結(jié)構(gòu)，樓梯構(gòu)件與主體結(jié)構(gòu)整澆時，應(yīng)考慮樓梯參與整體計算。但對于框架結(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)不能用不同的材料承重

《高規(guī)》6.1.6條規(guī)定，框架結(jié)構(gòu)按抗震設(shè)計時，不應(yīng)采用部分由砌體墻承重之混合形式，框架結(jié)構(gòu)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(yīng)采用框架承重，不應(yīng)采用砌體墻承重。

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

女兒墻在建筑設(shè)計中應(yīng)按受力構(gòu)件考慮，所以框架結(jié)構(gòu)的女兒墻應(yīng)是鋼筋混凝土女兒墻。

（五）對樓梯設(shè)計時采取的措施

1.樓梯間的布置應(yīng)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(shè)置小柱，用以支撐梯梁，

這種柱一般都為短柱，柱應(yīng)全高箍筋加密。

3.對由于設(shè)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(yīng)進(jìn)行受剪承載力驗算，同時箍筋全高加密。

4.加強樓梯間填充墻與主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件的拉接，四角及梯段上下端對應(yīng)墻體處設(shè)構(gòu)造柱，樓梯間的非承重墻，應(yīng)采取與主體結(jié)構(gòu)可靠地連接和錨固等措施。

5.樓梯間四角宜設(shè)框架柱。

二、構(gòu)造要求

（一）框架角柱如何設(shè)計

建筑物角柱是結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位，角柱是結(jié)構(gòu)的重要構(gòu)件，雙向受力作用十分明顯，水平地震作用下扭轉(zhuǎn)效應(yīng)對內(nèi)力影響較大且受力復(fù)雜，角柱震害較重。

1.按抗震規(guī)范，除進(jìn)行強柱弱梁、強剪弱彎、強低層柱等內(nèi)力調(diào)整外，彎矩及剪力設(shè)計值還應(yīng)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(shè)計。

4.角柱雖然受荷面積小，但角柱雙向受壓，受力復(fù)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(shè)計和6～8度抗震設(shè)計時不宜大于柱截面在該方向?qū)挾鹊?/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(jié)語

鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)雖然是一種很簡單的結(jié)構(gòu)形式，但在工程設(shè)計中也會出現(xiàn)一些問題，只有平時以規(guī)范為依據(jù)多學(xué)習(xí)勤思考，不能重計算輕構(gòu)造，同時要結(jié)合概念設(shè)計，才能設(shè)計出經(jīng)濟(jì)安全的工程。

參考文獻(xiàn)

[1] GB 50011-2010，建筑抗震設(shè)計規(guī)范[S].

[2] JGJ 3-2010，高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)程[S].