建筑框架結構設計要點綜合分析

王金剛

邢臺市人民醫院總務科，河北邢臺 054001

建筑框架結構設計要點綜合分析

王金剛

邢臺市人民醫院總務科，河北邢臺 054001

建筑結構中，框架結構的應用越來越廣泛，框架結構的基本設計和特殊應力要求的設計都關系到建筑物的穩定性。對結構體進行全面細致的分析，得出更合理的、好的設計方案是設計人員必須具備的。對每一個工程方案都做到細致入微，避免不合理的設計要素，綜合的全面考慮是本文論述的重點。

框架；設計；荷載

1 框架結構與框剪結構的區別

1.1 框架-剪力墻結構，出稱為框剪結構

它是框架結構和剪力墻結構兩種體系的結合，在結構平面布置上除了布置了框架還增加了部分剪力墻（或稱抗震墻）吸取了各自的長處，既能為建筑平面布置提供較大的使用空間，又具有良好的抗側力性能。框剪結構中的剪力墻可以單獨設置，也可以利用電梯井、樓梯間、管道井等墻體。因此，這種結構已被廣泛地應用于各類房屋建筑。

1.2 水平荷載主要由剪力墻來承受

從受力特點看，由于框剪結構中的剪力墻側向剛度比框架的側向剛度大得多，在水平荷載作用下，一般情況下，約80%以上用剪力墻來承擔。因此，使框架結構在水平荷載作用下所分配的樓層剪力，沿高度分布比樣均勻，各層梁柱的彎矩比較接近，有利于減小梁柱規格，便于施工。

2 多層現澆鋼筋混凝土框架結構的上部設計

1）框架柱的截面尺寸：截面高度h=1/6 ～1/12 H，截面寬度b=1～1/1.5 h，其中H為房屋層高。也可按軸心受壓柱估算，考慮彎矩的影響，將軸力乘以1.2～1.4的放大系數。框架主梁的截面尺寸：截面高度h=1/10～1/14 L，截面寬度b=1/2～1/3 h，其中L為梁的計算跨度。可根據跨數、荷載、承重、非承重選取大者或小者，一般可取h=L/10，b不宜小于200mm，也不宜小于h/4。次梁的截面高度h=1/12～1/16 L，應比框架主梁高度至少小50mm，可以的話，最好比主梁小100mm。次梁的截面最好比主梁寬度小50mm，一般可取200mm或250mm，但不應小于150mm。主次梁相交處應注意附加箍筋或附加吊筋的增設。

2）樓板的結構體系常用的有雙向板和單向板兩種。一般情況下，可通過次梁使樓板盡量成為雙向板結構，這樣可以使整體受力更加合理，配筋也更加均勻，樓板厚度也可以比單向板要薄一些。通常，單向板板厚可取h=1/30～1/35 L，雙向板板厚可取h=1/35～1/45 L，可根據荷載、跨數及使用實際情況取大者或小者。一般來說，框架結構的樓板板厚不宜小于100mm。另外，還要注意樓板開洞的各種處理方法。

3）要注意樓面梁和屋面梁的不同，屋面梁要有防水的翻邊處理。在設計結構詳圖時，要跟建筑專業密切配合，力爭結構合理，形狀美觀，功能到位。在結構詳圖中要特別注意構造最小配筋率的要求和分布鋼筋的布置。結構詳圖要做到尺寸明確，鋼筋小樣明確，標高和平面位置明確定位。

4）結構的構造要求是保證計算簡圖正確性的必要條件。由于實際情況和計算簡圖的差異，所以必須因地制宜進行合理的調整（包括內力和構造）。

5）荷載的取值并不是越大就越安全的，要根據實際情況，具體問題具體分析，選用最不利組合進行設計計算。

3 砼框架結構設計手算步驟

3.1 框架側移剛度計算

計算梁柱線剛度，計算各層D值，判斷是否規則框架。分別計算框架縱橫兩個方向。

計算自振周期

T1=（0.6或0.7）X1.7Xsqrt(Ut)

Ut___假想把集中在各層樓面處的重力荷載代表值作為水平荷載而算得的結構頂點位移。0.6或0.7為考慮填充墻的折減系數。對于帶屋面局部突出的房屋，Ut應取主體結構頂點位移，而不是突出層位移。此時將突出層重力荷載折算到主體結構的頂層。

Ge=Gn+1(1+1.5h1/H)+G n+2(1+1.5(h1+h2)/H)

分別計算縱橫框架。

3.2 風荷載作用下彈性位移驗算

對于框架結構應將所得的分布風荷載按靜力等效的原則化為樓面處的集中荷載，以便于內力計算。由水平集中風荷載計算內力及位移（D值法），檢查是否滿足層間位移及頂點位移要求。如不滿足，應返回修改梁柱截面尺寸強度等級。應分別計算縱橫向框架內力位移。

3.3 多遇地震作用下彈性位移驗算

40m以下采用底部剪力法等計算水平地震作用，T1＞1.4Tg時考慮頂部附加地震作用。計算各質點水平地震作用。水平地震作用下位移驗算。檢查是否滿足彈性位移限制，如不滿足應返回修改梁柱截面尺寸強度等級。D值法分別計算縱橫向框架內力位移。

3.4 豎向荷載作用下框架內力計算

活荷載不利布置。當活荷載與恒載之比不大于1時可按滿布考慮，跨中彎矩乘1.1～1.2系數予以調整。常用彎矩分配法計算縱橫向框架內力。對計算出的內力進行彎矩調幅。

4 基礎平面圖及詳圖

1）在柱下擴展基礎寬度較寬(大于4m)或地基不均勻及地基較軟時宜采用柱下條基。并應考慮節點處基礎底面積雙向重復使用的不利因素，適當加寬基礎；

2）當基礎下有防空洞或枯井等時，可做一大厚板將其跨過；

3）混凝土基礎下應做墊層。當有防水層時，應考慮防水層厚度；

4）建筑地段較好，基礎埋深大于3m時，應建議甲方做地下室。地下室底板，當地基承載力滿足設計要求時，可不再外伸以利于防水。每隔30～40m設一后澆帶，并注明兩個月后用微膨脹混凝土澆注。設置地下室可降低地基的附加應力，提高地基的承載力(尤其是在周圍有建筑時有用)，減少地震作用對上部結構的影響。不應設局部地下室，且地下室應有相同的埋深。可在筏板區格中間挖空墊聚苯來調整高低層的不均勻沉降；

5）地下室外墻為混凝土時，相應的樓層處梁和基礎梁可取消；

6）抗震縫、伸縮縫在地面以下可不設縫，連接處應加強。但沉降縫兩側墻體基礎一定要分開；

7）新建建筑物基礎不宜深于周圍已有基礎。如深于原有基礎，其基礎間的凈距應不少于基礎之間的高差的1.5～2倍，否則應打抗滑移樁，防止原有建筑的破壞。建筑層數相差較大時，應在層數較低的基礎方格中心的區域內墊焦碴來調整基底附加應力；

8）獨立基礎偏心不能過大，必要時可與相近的柱做成柱下條基。柱下條形基礎的底板偏心不能過大，必要時可作成三面支承一面自由板(類似筏基中間開洞)。兩根柱的柱下條基的荷載重心和基礎底版的形心宜重合，基礎底板可做成梯形或臺階形，或調整挑梁兩端的出挑長度。

[1]袁國青，曹志遠.鋼筋混凝土框架結構的單參數破壞反演[J].上海力學，1999，20(3).

[2]梁偉杰，杜建霞，胡辰鎖.淺析鋼筋混凝土巨型框架結構主框架的施工[J].山西建筑，2010(8).

[3]李曉杰.梁體施工方法分析[J].中國新技術新產品，2010 (9).

TU20

A

1674-6708（2010）24-0047-02