鋼筋混凝土多層框架房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計的幾個問題摘要：鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)作為一種常用的結(jié)構(gòu)形式，具有傳力明確、結(jié)構(gòu)布置靈活、抗震性和整體性好的優(yōu)點，目前已廣泛地應(yīng)用于各類工業(yè)與民用建筑當中。在此針對框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計，從獨立基礎(chǔ)、結(jié)構(gòu)的抗震、框架梁及柱中的配筋、梁端彎矩調(diào)幅、結(jié)構(gòu)構(gòu)造等方面作了探討，從而使框架結(jié)構(gòu)設(shè)計更合理。關(guān)鍵詞：獨立基礎(chǔ)；結(jié)構(gòu)抗震；框架梁；框架柱；配筋；構(gòu)造措施；結(jié)構(gòu)設(shè)計中圖分類號：ＴＵ312文獻標識碼：Ａ獨立基礎(chǔ)的設(shè)計獨立基礎(chǔ)的荷載鋼筋混凝土多層框架房屋多采用柱下獨立基礎(chǔ)，《抗震規(guī)范》(GB50011-2001)第4.2.1條指出，當?shù)鼗饕芰臃秶鷥?nèi)不存在軟弱粘性土層時，不超過8層且高度在25m以下的一般民用框架房屋或荷載相當?shù)亩鄬涌蚣軓S房，可不必進行地基和基礎(chǔ)的抗震承載力驗算。也就是說，在8度地震區(qū)，大多數(shù)鋼筋混凝土多層框架房屋可不必進行地基和基礎(chǔ)的抗震承載力驗算，但這些房屋在基礎(chǔ)設(shè)計時應(yīng)考慮風荷載的影響。因此，在鋼筋混凝土多層框架房屋的整體計算分析時，必須考慮風荷載影響，不能以為在地震區(qū)高層建筑以外的一般建筑風荷載不起控制作用。另一種情況是，在設(shè)計獨立基礎(chǔ)時，作用在基礎(chǔ)頂面上的外荷載（柱腳內(nèi)力設(shè)計值）只取軸力設(shè)計值和彎矩設(shè)計值，無剪力設(shè)計值，或者甚至只取軸力設(shè)計值。以上兩種情況都會導致基礎(chǔ)設(shè)計尺寸偏小，配筋偏少，影響基礎(chǔ)本身和上部結(jié)構(gòu)的安全。獨立基礎(chǔ)的拉梁當基礎(chǔ)埋置較深,為了減小底層柱計算高度及底層側(cè)向位移,可在±0.000附近設(shè)置基礎(chǔ)拉梁,但不宜按構(gòu)造設(shè)置,宜按照框架要求設(shè)計,定義彈性結(jié)點,按總剛分析法分析計算,且基礎(chǔ)應(yīng)設(shè)成短柱基礎(chǔ)。當基礎(chǔ)埋置不深,地基條件不良或框架柱荷載相差較大時,可采用兩種方法:一是將基礎(chǔ)拉梁做成弱拉梁,此時拉梁截面高度可取為柱中心距的1/15～1/18,縱向受力鋼筋取所連柱最大軸力設(shè)計值的10%作為拉力計算,且不應(yīng)小于相應(yīng)的構(gòu)造要求(上下各2Φ14,8@200),當拉梁上部有荷載時,應(yīng)將截面適當加大,且算出的配筋應(yīng)與上述配筋疊加,拉梁可設(shè)于±0.000附近,基礎(chǔ)按偏心受壓設(shè)計。二是將基礎(chǔ)拉梁做成強拉梁,以此來平衡柱底彎矩,拉梁正負彎矩鋼筋在框架柱內(nèi)的錨固,拉梁箍筋加密及相關(guān)構(gòu)造要求應(yīng)符合框架梁要求。此時拉梁應(yīng)設(shè)置于基礎(chǔ)頂面,按軸心受壓設(shè)計。結(jié)構(gòu)的抗震抗震設(shè)防等級在工程設(shè)計中，多數(shù)房屋建筑按其抗震設(shè)防分類屬于丙類建筑，如民用住宅、辦公樓及一般工業(yè)建筑等等，其抗震等級可根據(jù)烈度、結(jié)構(gòu)類型和房屋的高度按《抗震規(guī)范》表6.1.2確定。而電訊、交通、能源、消防和醫(yī)療等類建筑以及大型體育場館、大型零售商場等公共建筑，首先，應(yīng)當根據(jù)《建筑抗震設(shè)防分標準》（GB50223-95）確定其中哪些建筑屬于乙類建筑，乙、丙類建筑，地震作用均按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度計算。對于乙類建筑，一般情況下，當抗震設(shè)防烈度為6～8度時，抗震措施應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防列度提高一度的要求。所謂抗震措施，在這里主要體現(xiàn)為按本地區(qū)設(shè)防烈度提高一度由《抗震規(guī)范》表6.1.2確定其抗震等級。例如，位于8度地震區(qū)（如北京）的乙類建筑，應(yīng)按9度由《抗震規(guī)范》表6.1.2確定其抗震等級為一級；當8度乙類建筑的高度過表6.1.2規(guī)定的范圍時，還應(yīng)經(jīng)專門研究，采取比一級抗震等級更有效的抗震措施。如國內(nèi)某大型零售商場和某三級醫(yī)院的門診樓本屬乙類建筑，但設(shè)計人員錯當成丙類建筑來設(shè)計，使建筑物的抗震能力為降低，不得不對設(shè)計計算做重大修改。地震力的振型組合地震力的振型組合數(shù)，對高層建筑，當不考扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)計算時，振型數(shù)至少應(yīng)取3；當振型數(shù)多于3時，宜取3的倍數(shù)，但不應(yīng)多于層數(shù)；當房屋層數(shù)≤2時，振型數(shù)可取層數(shù)。對于不規(guī)則的結(jié)構(gòu)，當考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)時，對高層建筑，振型數(shù)應(yīng)取≥9；結(jié)構(gòu)層數(shù)較多或結(jié)構(gòu)剛度突變較大，振型數(shù)應(yīng)多取，如結(jié)構(gòu)有轉(zhuǎn)換層、頂部有小塔樓、多塔結(jié)構(gòu)等，振型數(shù)應(yīng)取≥12或更多，但不能多于房屋層數(shù)的3倍；只有當定義彈性樓板，且采用總剛分析，必要時，振型數(shù)才可以取的更多?！犊拐鹨?guī)范》指出，合適的振型個數(shù)一般可以取振型參與質(zhì)量達到總質(zhì)量的90％所需的振型數(shù)。此外，由耦聯(lián)計算的地震剪力通常小于非耦聯(lián)計算，僅當結(jié)構(gòu)存在明顯示扭轉(zhuǎn)時才采用耦聯(lián)計算，但在必要時應(yīng)補充非耦聯(lián)計算?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的電梯井由于在地震作用下高層框架結(jié)構(gòu)的位移較難控制而多層框架結(jié)構(gòu)的位移控制要比其容易許多，故對于多層的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)電梯井，完全可以采用框架加填充墻形式，只是這時應(yīng)加密填充墻的構(gòu)造柱，且應(yīng)注意加強電梯井周圍的框架梁柱的配筋，因其剛度影響在計算中無法反應(yīng)出來。若要將電梯井做成鋼筋混凝土形式，由于井筒會吸收較大地震力，相應(yīng)減少框架部分吸收的地震力，則框架部分偏于不安全，且井筒基礎(chǔ)設(shè)計也較為困難，故應(yīng)對整個結(jié)構(gòu)按有無鋼筋混凝土井筒分別計算，取最不利結(jié)果配筋，且對井筒墻壁采取做薄墻厚、構(gòu)造配筋、開豎縫、開計算洞等辦法來弱化電梯井剛度。這樣的墻體布置，在地震作用下不至于由于電梯井筒的破壞，而導致結(jié)構(gòu)整體喪失穩(wěn)定性。此外，還要特別指出，對框架結(jié)構(gòu)出屋頂?shù)碾娞蓍g和水箱間等，應(yīng)采用框架承重，不得采用砌體墻承重；而且應(yīng)當考慮鞭梢效應(yīng)乘以增大系數(shù)；雨篷等構(gòu)件應(yīng)從承重梁上挑出，不得從填充墻上挑出；樓梯梁和夾層梁等應(yīng)承重于柱上，不得支承在填充墻上。未梁端彎矩及梁港柱配筋梁端彎矩調(diào)幅魚考慮到梁端負穿彎矩較大，配爆筋較多且施工妹不迎便呆,禾所以在豎向荷幫載作用下，考武慮塑性內(nèi)力重沿分布，將梁端萄負彎矩降低來穴配筋。規(guī)范要欄求，現(xiàn)澆混凝撕土框架結(jié)構(gòu)的聚調(diào)幅系數(shù)捉為番0.題8逼～鼓0.耕9荷，裝配式混凝聯(lián)土的調(diào)幅系數(shù)國為艘0.挪7猶～悼0.苗8可。但同時要注斤意的是，規(guī)范濫規(guī)定，只在豎葡向荷載作用下么梁端負彎矩才錘允許調(diào)幅，而拌水平荷載作用校下的梁端彎矩唐不做調(diào)幅。正輸確的做法是應(yīng)就該先將豎向荷番載產(chǎn)生的彎矩悠進行調(diào)儲幅政(樹同時相應(yīng)的剪步力也應(yīng)做變誕化梁)情，然后與水平御荷載產(chǎn)生的彎款矩進行組合。頭調(diào)幅計算時可凍采用兩種方法顛：一是先將梁昨端的固端彎矩灌做調(diào)幅，然后鉤再進行力矩分械配；二是將由井力矩分配法得腐到的梁端彎矩職直接乘以調(diào)幅偏系數(shù)。否框架梁配筋的袍調(diào)整賓在滿足梁柱的塑截面和配筋率蛋的情況下，仍席需在計算配筋形后進行梁的裂陵縫寬度的驗算娃和滿足梁端斜漆截怖面亡“奧強剪弱榜彎片”懂條件下的梁端竹配筋調(diào)整。忠框架梁的裂縫紅寬度驗算往往寺被工程設(shè)計人辛員忽視，對此卡應(yīng)引起注意。淋影響裂縫寬度速的主要因素有普兩方面。一是鉤混凝土強度等覽級，二是鋼筋暮的級別和直徑只。對于普通的朽混凝土構(gòu)件，腐混凝土強度等鼓級的提高對梁后的裂縫寬度影謝響不大，一般字情況宜采用增杏大梁的配筋率詠或增大梁的截津面尺寸的方法旨來減小梁的裂犬縫寬度。猴在框架結(jié)構(gòu)的宣設(shè)計中，應(yīng)力笑求做到地震作掩用下框架梁端廉斜截面受剪承俯載力高于受彎謙承載力，擊即鴉“促強剪弱鮮彎菌”戴。為了保證這湯一點，可進行帽以下幾項調(diào)整紡：一是適當增月大梁端截面；駝二是適當增大渠梁端粗箍筋直徑，加跑密箍筋間距；揮三是梁端負彎杰矩鋼筋不放大套，梁跨中受拉熔鋼筋適當放肢大欲1.弓1會倍故～臣1.壁3鉛倍。膀框架柱配筋的筋調(diào)整朵框架柱的配筋蘭率一般都很低螺，有時計算結(jié)逢果為構(gòu)造配筋文，但是實際工釀程中均不會按貨此配筋。因為已在地震作用下?lián)目蚣苤?，特慰別是角犬柱納,屬所受的扭轉(zhuǎn)剪仗力最大，同時蘿又受雙向彎矩開作用，而橫梁恐的約適束又較小，工農(nóng)作狀態(tài)下處于誤雙向偏心受壓樸狀態(tài)，所以其豈震害嚴重于內(nèi)能柱。對于質(zhì)量竟分布不均勻的半框架結(jié)構(gòu)尤為往明顯。息為了滿足框架踐柱在多種內(nèi)力膨組合下的強度利要求，在配筋香計算時應(yīng)注意寧以下問題：毒1巴）選擇最不利涉的方向分別進癥行框架計算，紐也可對兩個方茂向均進行計算購后取較大方向稀的配筋，并采鞠用對稱配筋；掙2蠟）控制柱的單掛邊方向縱筋的促最少根數(shù)；籠3凝）將構(gòu)造配筋螞的框架柱的配庫筋適當放大。晚根據(jù)設(shè)計經(jīng)驗刻，一般控制落在彎1.漂2火倍?！q1.捆6懼倍，其中角是柱幸1.及4持倍，邊毯柱護1.益3涂倍，中桃柱惹1.禍2佩倍。詢框架柱的箍筋慢形式應(yīng)選用菱蝴形或井字形，祥以提高箍筋對英混凝土的約束蓄對于二、三級氣的框架底層柱蜓縱筋宜采用焊祖接，而且當柱筋縱筋的總配筋換率大蘋于哭3碧%抬時，箍筋的直誠徑不應(yīng)小象于宮8唯ｍｍ，并應(yīng)焊笑接。圈多層框架計算原時，常不考慮俘溫度應(yīng)力和基攝礎(chǔ)的不均勻沉架降，當多層框武架的水平尺寸演較大及地基軟賄弱土層較厚或診地基土質(zhì)不均畏勻時，可以再談適當放大柱的今配筋，且宜在尖縱、橫兩個方蜘向設(shè)置基礎(chǔ)梁駱，其配筋不宜受按構(gòu)造設(shè)置，岡應(yīng)按框架梁進陵行設(shè)計，并應(yīng)末設(shè)置箍筋加密耕區(qū)。結(jié)構(gòu)構(gòu)造關(guān)框架梁的通長枝面積配筋蟲率梳ρ絕s粥v進不滿足規(guī)范要維求。奴Ｇ免Ｂ發(fā)50010射200米2會《混凝土結(jié)構(gòu)展設(shè)計規(guī)范裙》諸11.3.倍9廈明確規(guī)定了最甜小面積配筋率迅，容易被忽視習。如：二級框康架慧，鮮50給0分ｍ廚ｍ鈔×80蒜0躁ｍｍ，脈Ｃ歪4慢0蓋，非加密區(qū)箍芹筋勵8@20畫0司，四肢箍要拋求味ρ外sv撥≥進0.2從8僻ｆ馬ｔ子/諸ｆｙ陸ｖ屯=(0.28翠×1.71)丑/210=0竿.0022盞8萍，實藍際盈ρ蠅sv顫=(50.3坐×4)/(2肉00×500刑)=0.00城200<0.螞0022任8格，不滿足設(shè)計纖規(guī)范。晝當框架梁端縱少向受拉筋配筋脆率大題于貍2擔%檔時，箍筋直徑簽沒有增倉大踐2井ｍｍ。松設(shè)計中經(jīng)常碰助到梁端縱向受侍拉筋配筋率大界于據(jù)2椒%薄的情況，往往愈不注意Ｇ些Ｂ細50010墳200偉2那《混凝土結(jié)構(gòu)歇設(shè)計規(guī)范斧》平鍬嫁3店的規(guī)債定遷,幼導致箍筋直徑鋪偏小。如：某景二級框架梁截廣面尺寸栗為領(lǐng)25階0晴ｍ五ｍ卸×40能0辰ｍ捧ｍ盞,打梁端負筋半為航4轟Φ桑2蠢5燥，混凝土為牽Ｃ混3彩0京，箍筋富為謎8@10埋0盈，可知梁端縱夜向受拉筋配筋預(yù)率看為終(490.9競×4)/(2塞50×365紗)=2.15映%>2閃%止，故箍筋直徑柿應(yīng)至少燕為蜂1集0爭ｍｍ，原配箍趟筋直徑偏小。箏框架梁加密區(qū)盡箍筋肢距不滿躺足規(guī)范要求。紋如：姨寬偷30獲0建ｍｍ框架梁，諷箍筋植為絡(luò)10@10陜0洋，兩肢箍，此粱時箍筋肢距騾為芹26群0娘ｍｍ。當抗震尺等級標為叮1賤級營～授3歷級時，不滿足雀Ｇ撓Ｂ棄50010受200滑2頃《混凝土結(jié)構(gòu)賽設(shè)計規(guī)范膊》命11.3.吧8尤的規(guī)定，應(yīng)在偵加密區(qū)范圍內(nèi)琴加一根拉筋，和成三肢箍，可忙滿足要求。騾框架柱縱筋間屢距和凈距不滿乞足規(guī)范要求。陣按Ｇ銳Ｂ歉50010晶200愁2途《混凝土結(jié)構(gòu)翁設(shè)計規(guī)范姜》蛛航憐3持和奶暫3鮮的規(guī)定，框架殊柱縱筋的凈距婚不宜小楚于茫5蓬0翅ｍｍ，且當柱抗截面尺寸大忍于笛40成0士ｍｍ時縱筋的由間距不宜大續(xù)于浪20擋0效ｍｍ。邊柱有緣可能會遇到這懇種情況，特別頑是當邊跨較長仿，柱的計算長忍度較長，沿邊穿跨方向框架的緩抗側(cè)剛度較弱難時。這時框架做柱邊跨方向計吃算配筋較大，銜另一方向配筋雀較小，如某框躺架柱站高素7.爬0?。?，截面尺寸疏為非50叨0同ｍ蓬ｍ檢×70臣0呼ｍｍ，短邊皮配虹8畜Φ繞2礦5聯(lián)，長邊噸配泉4逗Φ憶2大5選，兩方向均不究滿足規(guī)范要求欺。藝地下室頂板厚耗度不夠胡按《建筑抗震偵設(shè)計規(guī)范質(zhì)》蔬6.1.代4筋的規(guī)定，當作佛為上部嵌固部沉位時，應(yīng)避免有開大洞口，采罵用現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，浸且板厚不宜小管于姓18迫0詢ｍｍ，實際設(shè)叫計中在此種情梅況下經(jīng)常會忽閱視此條規(guī)定，勝導致板厚偏小億。珍短柱位置未明杜確練樓梯平臺梁或蹈者雨篷梁支撐野在框架柱上，世容易形成短柱呢，應(yīng)按要求全喪長加密箍筋。備框架外圍填充擔墻開窗，由于燕窗臺處砌體對鉤框架柱作用，凡容易形成短柱盜，也應(yīng)全長加季密。若不加密屬，可將砌體墻濾與框架柱設(shè)成發(fā)柔性連旺接拴(滑如：墻柱之間木留有縫隙，填專充一些松散材儉料，但應(yīng)有鋼葵筋與柱拉礦結(jié)絲)查，或從邊框梁在處出挑挑耳，再上砌砌體填充旁墻，消除對框門架柱的作用。結(jié)語傳以上就框架結(jié)蟲構(gòu)設(shè)計中的幾叫個問題進行了何初步探討，只躺有熟練掌握規(guī)瞞范艷虧，并在工程實重踐中不斷總結(jié)損、積累經(jīng)驗，晴才能使框架結(jié)記構(gòu)設(shè)計更合理脾。參考文獻：下[1洗]風Ｇ贊Ｂ威50010番200藥2禮，《混凝土結(jié)查構(gòu)設(shè)計規(guī)范》氏[2樂]暑Ｇ著Ｂ抱50011爪200聰1坑，《建筑抗震偶設(shè)計規(guī)范》枝[3加]蒙Ｇ齡Ｂ什50007榨200媽2甘，《建筑地基最基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范病》籌[4燦]楚Ｇ篩Ｂ賣50223-籮9貴5泊，《建筑抗震腿設(shè)防分標準》航[5捆]狐周起敬，《混懲凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)造煌手冊》北京：熔中國建筑工業(yè)貓出版社缺，覺1994社[6時]桌國家標準圖集部：混凝土結(jié)構(gòu)笛施工圖平面整槐體表示方法制暈圖規(guī)則和構(gòu)造飄詳學圖許0禿0失Ｇ些Ｂ挪10扶1碰北京：中國建延筑標準設(shè)計研裝究所出版繡，巷2002雜[7]墓纏龔思禮，《建城筑抗震設(shè)計手盈冊》，北京：墻中國建筑工業(yè)胡出版社厘，杠1994.5賄773減[8]勉珍四校合編教科泳書，《混凝土園建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計戰(zhàn)》，北京：中送國建筑工業(yè)出斧版社乎[9賊]彩呂西林，《高覆層建筑結(jié)構(gòu)》虹，武漢：武漢余理工大學出版宮社志[10我]抗郭繼武，《建雷筑抗震設(shè)計》千，北京：中國配建筑工業(yè)出版豎社限The軍Proble啄ms撞袍of照S榜tructu秋re宣D插esign縱吹in使走Reinfo孝rcedc馬oncret狀e吸已Abstra沉ct耽:梢The廁Reinfo蔑rcedc趣oncret麗e集frame鬧isa提kindo劃fS己tructu程re部型incom伐monus微e劇,hav場esome賴trait蟻s