關(guān)于框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及注意的問題探討

靳小偉

摘? ? 要：作為建筑設(shè)計(jì)最為基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)內(nèi)容，框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體質(zhì)量有著至關(guān)重要的影響，框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也因其對(duì)建筑物質(zhì)量有著非常重要的影響，而成為社會(huì)各界所普遍關(guān)注的問題之一。為此本文針對(duì)建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的問題以及解決對(duì)策展開探討。

關(guān)鍵詞：框架結(jié)構(gòu);配筋;抗震設(shè)計(jì)

1? 引言

隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我國建筑發(fā)展迅速，設(shè)計(jì)思想在不斷更新，建筑平面布置與豎向體形也越來越復(fù)雜，這就給結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工提出更高的要求。采用框架結(jié)構(gòu)形式，可形成內(nèi)部大空間，能進(jìn)行靈活的建筑平面布置，因此，框架結(jié)構(gòu)體系在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用甚廣。由于鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)由梁和柱組成，是一種抗震，抗風(fēng)較好的結(jié)構(gòu)體系，這種體系的側(cè)向剛度小，平面布置靈活，易于滿足建筑物設(shè)置大房間的要求，在工業(yè)與民用建筑中被廣泛應(yīng)用。但常因設(shè)計(jì)不當(dāng)而造成施工環(huán)節(jié)質(zhì)量難以保證，給工程安全留下隱患，筆者就設(shè)計(jì)中的問題進(jìn)行分析。

2? 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中計(jì)算模型領(lǐng)域所面臨的問題

在框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中，受力學(xué)模型計(jì)算結(jié)構(gòu)精準(zhǔn)度的影響，建筑結(jié)構(gòu)中條形基礎(chǔ)的寬度以及條形基礎(chǔ)的面積與實(shí)際需求存在一定的偏差。當(dāng)條形基礎(chǔ)面積不足時(shí)，在有較大的并且相對(duì)集中地作用力通過墻體向地基進(jìn)行不均勻擴(kuò)散時(shí)，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)地基將形成一定不良的影響，為此在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)必須對(duì)受力模型進(jìn)行精準(zhǔn)的計(jì)算，避免不均勻作用力對(duì)基礎(chǔ)所造成的不良影響，影響建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性。目前常用的框架結(jié)構(gòu)空間分析計(jì)算軟件都是以整幢樓的梁、柱整體參加工作進(jìn)行計(jì)算分析的，對(duì)部分梁而言，盡管相交梁截面尺寸不同，相互之間卻不存在主、次梁關(guān)系，設(shè)計(jì)人員在繪制施工圖時(shí)，應(yīng)注意配筋形式與受力分析相匹配?？蚣芙Y(jié)構(gòu)經(jīng)空間分析程序電算，所有按主梁輸人模型的梁是整體工作的，部分梁將產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)問題。

3? 配筋問題

3.1? 框架柱配筋問題

（1）對(duì)于框架結(jié)構(gòu)的高層建筑，水平荷載對(duì)結(jié)構(gòu)的傾覆力矩以及由此住豎向構(gòu)件中所引起的軸力與建筑高度的平方成正比;頂點(diǎn)位移與建筑高度的4次方成正比。水平荷載是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的控制因素?？蚣茼攲拥娘L(fēng)荷載較大，而屋面結(jié)構(gòu)荷載傳給邊柱的軸向總力比樓層邊柱總力要小，顯然柱頂有大偏心問題，頂層邊柱節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)軸向力對(duì)截面重心的偏心距>0.5倍的柱截面高度，因此，頂層邊柱的配筋會(huì)加大。

（2）當(dāng)?shù)厣蠟閳A柱時(shí)，地下部分應(yīng)改為方柱，方便施工。圓柱縱筋根數(shù)最少為八根.箍筋用螺旋箍，并注明端部應(yīng)有一圈半的水平段。方柱箍筋應(yīng)使用井寧箍，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。柱的縱筋宜大直徑大間距，但間距應(yīng)≤200mm。柱內(nèi)埋管，由于梁的縱筋錨入柱內(nèi)，一般情況下僅在柱的四角才有條件埋設(shè)較粗的管，管截面面積占柱截面4%以下時(shí)可不必驗(yàn)算。

3.2? 框架梁的配筋問題

由于占地面積的限制、使用功能的要求或結(jié)構(gòu)上的原因，工程上常在框架的梁端設(shè)計(jì)挑粱。而框架梁與外挑梁的斷面尺寸會(huì)有所不同，而有的設(shè)計(jì)人員在繪圖時(shí)只是將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無法伸進(jìn)挑梁，這些差錯(cuò)一般在施工時(shí)才會(huì)暴露出來，但為時(shí)已晚、許多鋼筋已截?cái)喑尚停@不僅影響了施工進(jìn)度，也造成了不必要的損失。粱上有次粱處應(yīng)附加箍筋和吊筋，宜優(yōu)先采用附加箍筋。梁也可偏出柱邊較小的尺寸。但梁與柱的偏心應(yīng)小于四分之一柱寬。折梁陰角在下時(shí)縱筋應(yīng)斷開，并錨入受壓區(qū)內(nèi)，還應(yīng)加附加箍筋。

4? 優(yōu)化建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的對(duì)策

4.1? 薄弱層問題的解決對(duì)策

地震很容易將薄弱層破壞掉，就理論上來說，要想避免薄弱層的出現(xiàn)，就要提高薄弱層的抗側(cè)移水平，這個(gè)問題可以從擴(kuò)大它的梁截面和柱截面入手，如果可以適當(dāng)?shù)販p少建筑層高或基礎(chǔ)埋置的深度就更好了。但在實(shí)際施工階段中，避免薄弱層是很有難度的一項(xiàng)工作，那么就只能根據(jù)相關(guān)規(guī)定科學(xué)準(zhǔn)確地計(jì)算結(jié)構(gòu)，并且要考慮多種情況和影響因素。若計(jì)算的結(jié)果不符合標(biāo)準(zhǔn)，就要對(duì)框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新調(diào)整。

4.2? 短柱問題的解決對(duì)策

如果框架結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)短柱時(shí)，要從增強(qiáng)短柱的承載力以及縮小短柱的截面尺寸入手，采取各種有效的措施提高短柱的延性，提高短柱的抗震性能。因?yàn)槎讨目箯澬员瓤辜粜运礁?，但地震?huì)破壞短柱的抗彎性，所以提高短柱的抗剪能力就成了關(guān)鍵。一般的做法是使用復(fù)合箍筋，也就是將箍筋沿全高加密，并確保短柱的縱向鋼筋能對(duì)稱布置。

4.3? 柱的抗震設(shè)計(jì)問題

當(dāng)前的建筑框架結(jié)構(gòu)中，應(yīng)用防震技術(shù)的主要是在西南地區(qū)以及部分山區(qū)，然而隨著建筑結(jié)構(gòu)的發(fā)展，越來越多的高層建筑屹立在國內(nèi)，因此框架結(jié)構(gòu)的防震技術(shù)問題，也體現(xiàn)得勢在必行。具體柱防震措施為：（1）柱截面尺寸：柱的平均剪應(yīng)力太大，會(huì)使柱產(chǎn)生脆性的剪切破壞。平均壓應(yīng)力或軸壓比太大會(huì)使柱產(chǎn)生混凝土壓碎破壞，為了使柱有足夠的延性，柱截面尺寸應(yīng)符合以下要求：柱截面的寬度和高度均不宜小于300mm剪跨比宜大干2截面高寬比不宜大于3，當(dāng)剪壓比保持較低時(shí)，可獲得較好的延性，為此柱端截面的平均剪應(yīng)力一般宜小于3N/mm2。（2）4t縱向鋼筋的配置，柱中縱向鋼筋宜對(duì)稱配筋，為了保證柱有足夠的延性，柱的最小配筋率必須滿足《抗震規(guī)范》的要求，縱向鋼筋的連接方法應(yīng)符合《高規(guī)》第6.5.3條。在縱向鋼筋連接區(qū)段內(nèi)宜加密箍筋，防止縱向鋼筋的壓曲，增加粘結(jié)強(qiáng)度。（3）柱的箍筋：在地震力的反復(fù)作用F，柱端鋼筋保護(hù)層往往首先碎落，這時(shí)，如無足夠的箍筋約束，縱筋就會(huì)向外膨曲，柱端破壞。箍筋對(duì)柱的核心混凝土起著有效的約束作用，提高配箍率可以顯著提高受壓混凝土的極限壓應(yīng)變，從而有效增加柱的延性。

5 結(jié)語

在現(xiàn)在的社會(huì)發(fā)展過程中，建筑的框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)受到了人們?cè)絹碓蕉嗟年P(guān)注，它是保證建筑物質(zhì)量的重要基礎(chǔ)之一。因此，只有不斷的規(guī)范設(shè)計(jì)人員的計(jì)算程序，提高其專業(yè)知識(shí)水平以及實(shí)際的設(shè)計(jì)水平，并根據(jù)建筑框架設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問題及時(shí)的總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，改正建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之中的不足，這樣才能保證建筑工程的質(zhì)量，促進(jìn)建筑行業(yè)的向前發(fā)展。

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