關于框架結構設計及注意的問題探討

靳小偉

摘? ? 要：作為建筑設計最為基礎的設計內容，框架結構設計對建筑結構設計的整體質量有著至關重要的影響，框架結構設計也因其對建筑物質量有著非常重要的影響，而成為社會各界所普遍關注的問題之一。為此本文針對建筑框架結構設計存在的問題以及解決對策展開探討。

關鍵詞：框架結構;配筋;抗震設計

1? 引言

隨著經濟的高速發展，我國建筑發展迅速，設計思想在不斷更新，建筑平面布置與豎向體形也越來越復雜，這就給結構設計和施工提出更高的要求。采用框架結構形式，可形成內部大空間，能進行靈活的建筑平面布置，因此，框架結構體系在結構設計中應用甚廣。由于鋼筋混凝土框架結構由梁和柱組成，是一種抗震，抗風較好的結構體系，這種體系的側向剛度小，平面布置靈活，易于滿足建筑物設置大房間的要求，在工業與民用建筑中被廣泛應用。但常因設計不當而造成施工環節質量難以保證，給工程安全留下隱患，筆者就設計中的問題進行分析。

2? 框架結構設計中計算模型領域所面臨的問題

在框架結構設計當中，受力學模型計算結構精準度的影響，建筑結構中條形基礎的寬度以及條形基礎的面積與實際需求存在一定的偏差。當條形基礎面積不足時，在有較大的并且相對集中地作用力通過墻體向地基進行不均勻擴散時，對建筑結構的基礎地基將形成一定不良的影響，為此在進行設計時必須對受力模型進行精準的計算，避免不均勻作用力對基礎所造成的不良影響，影響建筑結構的穩固性。目前常用的框架結構空間分析計算軟件都是以整幢樓的梁、柱整體參加工作進行計算分析的，對部分梁而言，盡管相交梁截面尺寸不同，相互之間卻不存在主、次梁關系，設計人員在繪制施工圖時，應注意配筋形式與受力分析相匹配。框架結構經空間分析程序電算，所有按主梁輸人模型的梁是整體工作的，部分梁將產生扭轉問題。

3? 配筋問題

3.1? 框架柱配筋問題

（1）對于框架結構的高層建筑，水平荷載對結構的傾覆力矩以及由此住豎向構件中所引起的軸力與建筑高度的平方成正比;頂點位移與建筑高度的4次方成正比。水平荷載是結構設計中的控制因素。框架頂層的風荷載較大，而屋面結構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，頂層邊柱節點出現軸向力對截面重心的偏心距>0.5倍的柱截面高度，因此，頂層邊柱的配筋會加大。

（2）當地上為圓柱時，地下部分應改為方柱，方便施工。圓柱縱筋根數最少為八根.箍筋用螺旋箍，并注明端部應有一圈半的水平段。方柱箍筋應使用井寧箍，并按規范加密。角柱、樓梯間柱應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≤200mm。柱內埋管，由于梁的縱筋錨入柱內，一般情況下僅在柱的四角才有條件埋設較粗的管，管截面面積占柱截面4%以下時可不必驗算。

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構上的原因，工程上常在框架的梁端設計挑粱。而框架梁與外挑梁的斷面尺寸會有所不同，而有的設計人員在繪圖時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挑梁，這些差錯一般在施工時才會暴露出來，但為時已晚、許多鋼筋已截斷成型，這不僅影響了施工進度，也造成了不必要的損失。粱上有次粱處應附加箍筋和吊筋，宜優先采用附加箍筋。梁也可偏出柱邊較小的尺寸。但梁與柱的偏心應小于四分之一柱寬。折梁陰角在下時縱筋應斷開，并錨入受壓區內，還應加附加箍筋。

4? 優化建筑框架結構設計的對策

4.1? 薄弱層問題的解決對策

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，就要提高薄弱層的抗側移水平，這個問題可以從擴大它的梁截面和柱截面入手，如果可以適當地減少建筑層高或基礎埋置的深度就更好了。但在實際施工階段中，避免薄弱層是很有難度的一項工作，那么就只能根據相關規定科學準確地計算結構，并且要考慮多種情況和影響因素。若計算的結果不符合標準，就要對框架結構進行重新調整。

4.2? 短柱問題的解決對策

如果框架結構中出現短柱時，要從增強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。因為短柱的抗彎性比抗剪性水平高，但地震會破壞短柱的抗彎性，所以提高短柱的抗剪能力就成了關鍵。一般的做法是使用復合箍筋，也就是將箍筋沿全高加密，并確保短柱的縱向鋼筋能對稱布置。

4.3? 柱的抗震設計問題

當前的建筑框架結構中，應用防震技術的主要是在西南地區以及部分山區，然而隨著建筑結構的發展，越來越多的高層建筑屹立在國內，因此框架結構的防震技術問題，也體現得勢在必行。具體柱防震措施為：（1）柱截面尺寸：柱的平均剪應力太大，會使柱產生脆性的剪切破壞。平均壓應力或軸壓比太大會使柱產生混凝土壓碎破壞，為了使柱有足夠的延性，柱截面尺寸應符合以下要求：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，當剪壓比保持較低時，可獲得較好的延性，為此柱端截面的平均剪應力一般宜小于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《抗震規范》的要求，縱向鋼筋的連接方法應符合《高規》第6.5.3條。在縱向鋼筋連接區段內宜加密箍筋，防止縱向鋼筋的壓曲，增加粘結強度。（3）柱的箍筋：在地震力的反復作用F，柱端鋼筋保護層往往首先碎落，這時，如無足夠的箍筋約束，縱筋就會向外膨曲，柱端破壞。箍筋對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變，從而有效增加柱的延性。

5 結語

在現在的社會發展過程中，建筑的框架結構設計受到了人們越來越多的關注，它是保證建筑物質量的重要基礎之一。因此，只有不斷的規范設計人員的計算程序，提高其專業知識水平以及實際的設計水平，并根據建筑框架設計中出現的問題及時的總結經驗，改正建筑框架結構設計之中的不足，這樣才能保證建筑工程的質量，促進建筑行業的向前發展。

參考文獻：

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