基于建筑框架結構設計要點的探析

劉培

摘? ? 要：框架混凝土結構是當前結構設計常見結構體系，由于框架混凝土結構體系主要包括框架柱、框架梁等構件，這些構件形成了超靜定受力結構形式，在地震作用下該結構具有延性體系特點，因此能夠吸收外部能量，確保框架結構滿足受彎抗剪要求，滿足框架結構對安全的需求。

關鍵詞;多層框架結構;設計關鍵點;有效措施

1? 前言

多層框架體系在我國城市建設大潮中得到廣泛應用，該結構體系不僅在確保建筑主體結構可靠方面還在外立面造型方面都發揮重要作用，而結構設計人員，應當優先判斷建筑結構設計方案經濟性、可操作性，對常見一些問題需要采取科學有效措施，同時對結構的設計演算結構復核，直至確認沒有問題后才能應用建筑工程中為建設單位服務。本文結合筆者多年結構設計工作經驗，對于框架結構的關鍵點進行詳細闡述，并闡述積極有效對策，以供同仁參考之用。

2? 多層框架結構基礎設計關鍵點

（1）要正確地閱讀和使用地質報告。熟悉勘察報告的主要內容，了解勘察結論和計算指標的可靠程度，進而判斷報告中的建議對該項工程的適用性。這里，要把場地的工程地質條件與擬建建筑物的具體情況和要求聯系起來進行綜合分析。

（2）在滿足承載力和變形的基本要求下，盡量采用比較經濟的天然地基上的淺基礎。地基持力層的選擇應從地基基礎和上部結構的整體性出發，綜合考慮場地土層的分布情況及穩定性，土層的物理力學性質，建筑物的體型、結構類型和荷載性質與大小，還要考慮地下水的影響。

（3）多層房屋一般采用條形基礎或獨立基礎。一般先由地基承載力和變形確定基礎底面尺寸，然后再進行基礎截面設計驗算。基礎高度由混凝土抗沖切和剪切條件確定，基礎配筋則由基礎驗算截面的抗彎能力確定。除滿足計算要求以外，還要滿足一些規范規定的構造要求。要注意的是，在確定基礎底面尺寸或計算基礎沉降時，應考慮設計地面以下基礎及其上覆土重力的作用;而在進行基礎截面設計中，應采用不計上覆土重力作用時的地基凈反力進行計算。

（4）在地基處理時，要針對地質報告條件和水文地質條件選用合適的地基處理方法。要特別注意所選的方法必須符合土力學的基本原理和重視當地的實際工程經驗。

3? 框架柱與梁的連接設計要點

多層框架結構在抗震計算過程中，受力構件的矩計算主要是由框架梁、柱的剛度來決定，即哪個受力構件分配剛度較大大，其對應彎矩計算數值也就越大，因此，當建筑許可時，盡可能將柱的截面尺寸做得大些，使柱的線剛度與梁的線剛度的比值盡可能大于1，并控制柱的軸壓比滿足規范要求，以增加延性。驗算截面承載力時，人為地將柱的設計彎距按強柱弱梁原則調整放大，加強柱的配筋構造。梁端縱向受拉鋼筋的配筋不得過高，以免在罕遇地震中進入屈服階段不能形成塑性鉸或塑性鉸轉移到立柱上，注意節點構造，讓塑性鉸向梁跨內移。

除此以外，大部分結構設計人員一開始確定結構設計方案時采用彈性受力分析法，然而框架梁作為受彎構件則采用的彈塑性受力分析法。在《高層建筑混凝土結構技術規程》中對于框架結構體系的框梁彎矩調幅方面進行詳細敘述，通常取0.8～1，筆者通常在結構計算中取值0.85，這在某種意義上控制框架梁支座抗彎能力，形成我們結構常見的塑性鉸，增強了結構受彎構件的變形能力，這就在抗震作用下，框架結構體系主要特點就是能將結構構件發生形變從而能夠轉化內部能量甚至逐步消耗，實現震預計目標。

4? 框架柱設計關鍵點

在多層框架結構設計過程中，為了造型需要將上部框架柱布置為圓柱，為了便于實際施工，地下部分仍可使用方柱，圓柱鋼筋縱向數量不得少于8根，并采用螺旋箍，在圓柱端部要布置水平箍筋段，對于方形框柱其箍筋應采用井字箍，并結合規范要求對齊加密處理，對角柱、梯柱不僅需要對縱筋適當放大，箍筋更是全場加密，在設計中對框柱縱筋間距、規格有明確要求，即其不得大于200mm。對于框架柱內埋設管道，其管道小于框柱4%，對于框架柱其混凝土標號也有所規定，不得低于C25級。對于異型柱框架結構，梁鋼筋縱筋較多的情況無需一排布置，否則造成混凝土在連接部位澆筑困難，同時異形柱與框架剛度要注意控制，其偏差不要過大。在框架混凝土結構體系中，框架柱高度與截面尺寸比值少于4且框架結構的剪跨比不大于2，該框架柱則為短柱，筆者認為短柱容易在地震條件下，造成構件出現脆性破壞，除此以外構件的變形情況受到限值，必然造成建筑物產生破壞，筆者建議在設計過程中應當杜絕采用短柱，而造成短柱主要由于樓梯平臺以及結構錯層造成凈高受限。一旦在混凝土框架結構體系中布置短柱需要提高框柱自身抗剪能力與變形保留數值，還需要布置復合箍筋，沿短柱全長加密，確保短柱鋼筋布置合理對稱。

5? 混凝土框架結構薄弱層注意要點

混凝土框架結構薄弱層主要是在偶遇地震作用下，薄弱層結構出現一定位移，而結構薄弱層在設計過程中其承載極限數值應符合抗震承載受力標準，筆者結合自身設計經驗認為如震級超過7級時，框架結構體系易產生薄弱情況，在設計過程中結構應出現薄弱層，而消除結構薄弱層需要采取有效措施，提高樓層抗側移水平，還應擴大薄弱層的梁、柱構件尺寸，除此以外可通過調整薄弱樓層高度或者控制基礎埋置尺寸，在業主的要求上其薄弱層應在施工圖與結構計算中，確保根據規范標準采取構造措施，設計人員需要進一步驗算薄弱層自身的屈服強度，其樓層屈服系數需要根據構件的材料標準與實際配筋展開計算，并結合樓層受剪力與地震作用力來復核樓層地震剪力數值，如地震烈度超過7度時，其樓層屈服系數低于0.5的情況下，還需演算主體結構的彈性變形數值，確保其滿足建筑抗震規范的具體要求，一旦不符合上述情況，同時需要二次調整混凝土框架結構體系。

6? 結束語

綜上所述，多層框架結構體系在建筑中得到廣泛應用，隨著建設單位對于使用功能與立面造型要求日益豐富化、多樣化的情況下，造成廣大設計人員的設計難度不斷提高，結構設計人員應當基于設計規范要求，解放思想、開拓思維、創新方法，在多層框架結構設計中不斷優化與完善，更好為業主服務。

參考文獻：

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