多層建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)分析

1、<p>　　多層建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)分析</p><p>　　摘要：框架結(jié)構(gòu)由于具有受力清晰、空間使用率高、工程造價(jià)較低的特點(diǎn)，被廣泛的應(yīng)用在工民建中。隨著城市土地資源的減少，多層建筑越來越多，框架結(jié)構(gòu)是多層建筑中常見的一種結(jié)構(gòu)形式。本文主要對(duì)多層建筑框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行深入的分析。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：多層建筑；框架結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) </p><

2、p>　　中圖分類號(hào)：TU318文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A </p><p>　　一、多層框架房屋地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要點(diǎn)&#160;&#160; </p><p>　?。ㄒ唬┮_地閱讀和使用地質(zhì)報(bào)告。熟悉勘察報(bào)告的主要內(nèi)容，了解勘察結(jié)論和計(jì)算指標(biāo)的可靠程度，進(jìn)而判斷報(bào)告中的建議對(duì)該項(xiàng)工程的適用性。這里，要把場(chǎng)地的工程地質(zhì)條件與擬建建筑物的具體情況和要求聯(lián)系起來進(jìn)行綜合分析。&

3、#160;&#160; </p><p>　?。ǘ┰跐M足承載力和變形的基本要求下，盡量采用比較經(jīng)濟(jì)的天然地基上的淺基礎(chǔ)。地基持力層的選擇應(yīng)從地基基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)的整體性出發(fā)，綜合考慮場(chǎng)地土層的分布情況及穩(wěn)定性，土層的物理力學(xué)性質(zhì)，建筑物的體型、結(jié)構(gòu)類型和荷載性質(zhì)與大小，還要考慮地下水的影響。&#160; </p><p>　　（三）多層房屋一般采用條形基礎(chǔ)或獨(dú)立基礎(chǔ)。一般先

4、由地基承載力和變形確定基礎(chǔ)底面尺寸，然后再進(jìn)行基礎(chǔ)截面設(shè)計(jì)驗(yàn)算?；A(chǔ)高度由混凝土抗沖切和剪切條件確定，基礎(chǔ)配筋則由基礎(chǔ)驗(yàn)算截面的抗彎能力確定。除滿足計(jì)算要求以外，還要滿足一些規(guī)范規(guī)定的構(gòu)造要求。要注意的是，在確定基礎(chǔ)底面尺寸或計(jì)算基礎(chǔ)沉降時(shí)，應(yīng)考慮設(shè)計(jì)地面以下基礎(chǔ)及其上覆土重力的作用；而在進(jìn)行基礎(chǔ)截面設(shè)計(jì)中，應(yīng)采用不計(jì)基礎(chǔ)與上覆土重力作用時(shí)的地基凈反力進(jìn)行計(jì)算。&#160;&#160; </p><p

5、>　?。ㄋ模┰诘鼗幚頃r(shí)，要針對(duì)地質(zhì)報(bào)告條件和水文地質(zhì)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(xué)的基本原理和重視當(dāng)?shù)氐膶?shí)際工程經(jīng)驗(yàn)。要有長(zhǎng)期荷載重心和基礎(chǔ)形心盡量相重合的概念。要有基礎(chǔ)整體性的概念，通過增設(shè)基礎(chǔ)連系梁和基礎(chǔ)圈梁等措施來保證。&#160;&#160; </p><p>　　二、多層建筑框架結(jié)構(gòu)配筋設(shè)計(jì)的要點(diǎn) </p><p>　?。ㄒ?/p>

6、）框架柱配筋的調(diào)整&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160; </p><p>　　框架柱的配筋率一般都很低,有時(shí)電算結(jié)果為構(gòu)造配筋,但是實(shí)際工程中均不會(huì)按此配筋,因?yàn)樵诘卣鹱饔孟碌目蚣苤?尤其是角柱,所受的扭轉(zhuǎn)剪力最大,同時(shí)又受雙向彎矩作用,而橫梁的約束又較小,工作狀態(tài)下又處于雙向偏心受壓狀態(tài),所以其震害重于內(nèi)柱,對(duì)于質(zhì)量分布不均勻的

7、框架尤為明顯,因此應(yīng)選擇最不利的方向進(jìn)行框架計(jì)算,另外也可分別從縱、橫兩個(gè)方向計(jì)算后比較同一側(cè)面的配筋,取其較大值,并采用對(duì)稱配筋的原則,為了滿足框架柱在多種內(nèi)力組合作用下其強(qiáng)度要求,在配筋計(jì)算時(shí)應(yīng)注意以下問題:&#160;&#160; </p><p>　　角柱、邊柱及抗震墻端柱在地震作用組合下會(huì)產(chǎn)生偏心受拉時(shí),其柱內(nèi)縱筋總截面面積應(yīng)比計(jì)算值增大25%;框架柱的配筋可放大1.2～1.6倍,其中角

8、柱1.4倍,邊柱1.3倍,中柱1.2倍;框架柱的箍筋形式應(yīng)選用菱形或井字形,以增強(qiáng)箍筋對(duì)混凝土的約束;對(duì)于二、三級(jí)框架的底層柱底和底部加強(qiáng)部位縱筋宜采用焊接,且當(dāng)柱縱向鋼筋的總配筋率超過3%時(shí),箍筋的直徑不應(yīng)小于8,并應(yīng)焊接。&#160;&#160; </p><p>　　另外多層框架電算時(shí)常不考慮溫度應(yīng)力和基礎(chǔ)的不均勻沉降,當(dāng)多層框架水平尺寸和垂直尺寸較大以及地基軟弱土層較厚或地基土質(zhì)不均勻時(shí),

9、可以適當(dāng)放大框架柱的配筋,且宜在縱、橫兩個(gè)方向設(shè)置基礎(chǔ)梁,其配筋不宜按構(gòu)造設(shè)置,應(yīng)按框架梁進(jìn)行設(shè)計(jì),并按規(guī)范要求設(shè)置箍筋加密區(qū)。&#160; </p><p>　?。ǘ┛蚣芡馓袅号浣?</p><p>　　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)挑梁。由于框架梁的荷載與外挑梁的實(shí)際荷載值不同，因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

10、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?，這不僅影響了施工進(jìn)度，而且也造成了不必要的損失?？蚣芰和馓袅合鲁ＴO(shè)置鋼筋混凝土柱。在柱的內(nèi)力和配筋計(jì)算中，有些設(shè)計(jì)人員對(duì)其受力概念不清，誤認(rèn)為此為構(gòu)造柱，并且其配筋為構(gòu)造配筋，懸臂梁也未按計(jì)算配筋，這樣有可能導(dǎo)致水平荷載作用下承載力不足，為事故的發(fā)生埋下隱患。 </p><

11、;p>　　（三）框架邊柱柱頂配筋 </p><p>　　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在豎向構(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。框架頂 </p><p>　　層的風(fēng)荷載較大，而屋面結(jié)構(gòu)荷重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

12、大于0.5倍的柱截面高度。根據(jù)框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要求，橫梁上部鋼筋應(yīng)全部伸人柱內(nèi)，且伸過橫梁下邊；柱內(nèi)一部分鋼筋伸到頂端，另一部分鋼筋伸到橫梁內(nèi)，其根數(shù)依據(jù)計(jì)算確定且不少于2根。設(shè)計(jì)人員在圖中經(jīng)常容易將邊柱柱角的鋼筋彎入梁內(nèi)，對(duì)這類問題，缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的工程技術(shù)人員不易立即發(fā)現(xiàn)，而要等施工時(shí)才會(huì)察覺。問題的癥結(jié)在于柱寬大于梁寬，柱角的縱筋要完全伸人梁內(nèi)是辦不到的，對(duì)這種差錯(cuò)應(yīng)引起設(shè)計(jì)人員的重視。 </p><p>　　

13、三、樓板開大洞結(jié)構(gòu)計(jì)算注意問題 </p><p>　　樓板開洞的結(jié)構(gòu)比較普通，如果開洞面積大于該層樓面面積30％，就屬于平面不規(guī)則了，計(jì)算時(shí)必須進(jìn)行處理以PKPM軟件為例來說，TAT和SAT、IVE分別采用了兩種方式進(jìn)行處理。TAT軟件是將無樓板的節(jié)點(diǎn)定義為彈性節(jié)點(diǎn)，也就是表明該節(jié)點(diǎn)不受剮性樓板假定的限制，其平動(dòng)自由度獨(dú)立（在這里所指的節(jié)點(diǎn)為梁柱交點(diǎn)）；SAT—WE軟件是將所有樓板定義為彈IS膜，由軟件真實(shí)地計(jì)算

14、樓板的平面內(nèi)剛度,忽略樓板的片面外剛度。 </p><p>　　建議如果某層洞口面積大于樓層面積的30％以上時(shí)，應(yīng)將全樓所有樓板定義為彈性膜比較符合實(shí)際，也可以將該層洞口邊緣節(jié)點(diǎn)定義為彈性節(jié)點(diǎn)（即不考慮樓板的剛度）；如果屋面為剛網(wǎng)架時(shí)，應(yīng)輸入～板厚，定義為彈性膜。真實(shí)計(jì)算樓板的平面內(nèi)剛度，比較符合實(shí)際。在正確定義了彈性節(jié)點(diǎn)或彈性膜后，在后續(xù)計(jì)算中必須采用總剛計(jì)算法，否則側(cè)剛度計(jì)算法仍按剛性樓板計(jì)算結(jié)構(gòu)內(nèi)力和配筋，

15、計(jì)算時(shí)應(yīng)特別注意這一點(diǎn)。 </p><p>　　四、在多層框架抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)&#160; </p><p>　　為滿足抗震規(guī)范要求的“梁鉸型”側(cè)移框架，在設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題。&#160; </p><p>　　1、在進(jìn)行框架內(nèi)分析時(shí),梁的剛度取值應(yīng)客觀、準(zhǔn)確。當(dāng)不易取準(zhǔn)時(shí),寧可取值略大些,且勿偏小。由于非地震區(qū)的設(shè)計(jì)習(xí)慣影響，在進(jìn)行框架的內(nèi)力分析時(shí)，往

16、往易使梁的剛度取值偏小,導(dǎo)致內(nèi)力分析時(shí)，梁剛度取值偏低。對(duì)此，過去的習(xí)慣認(rèn)識(shí)介偏于安全的，只是多用一點(diǎn)材料。在實(shí)際中，我們通過對(duì)框架計(jì)算結(jié)果的分析比較，認(rèn)識(shí)到，內(nèi)力分析時(shí)梁剛度取值低，在垂直荷載作用下，對(duì)框架邊節(jié)點(diǎn)、將使梁端負(fù)彎矩的計(jì)算結(jié)果比實(shí)際偏大;對(duì)中間節(jié)點(diǎn),也會(huì)使跨度大的一側(cè)的梁端負(fù)彎矩配筋量偏大。這樣一來導(dǎo)致了梁端負(fù)率矩配筋量偏大,抗彎安全儲(chǔ)備偏高,對(duì)于地震區(qū)的設(shè)計(jì),將影響梁端鉸的優(yōu)先產(chǎn)生,影響框架的延性,是與設(shè)計(jì)的初衷相悖的。

17、大震時(shí),可能導(dǎo)致其余部位優(yōu)先成鉸,是抗震設(shè)計(jì)中不可忽視的不安全因素,再者,由于梁端抗彎能力的偏高,可能導(dǎo)致抗剪強(qiáng)度反而偏低。達(dá)不到強(qiáng)剪弱彎的要求,易產(chǎn)生剪切形脆性破壞.這也是抗震設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量避免的。鑒于上述討論,可以看出,在計(jì)算時(shí),梁剛度取值比實(shí)際偏低,對(duì)抗震設(shè)計(jì)可能存在潛在不安全因素。&#160; </p><p>　　2、在進(jìn)行框架配筋時(shí)，梁端負(fù)筋寧低勿高。在我們已往的設(shè)計(jì)中，進(jìn)行實(shí)際配筋時(shí)，習(xí)慣上略

18、高于計(jì)算值，這在設(shè)計(jì)中是允許的。但在地震區(qū)，對(duì)梁端負(fù)筋，為保證梁端朔性鉸的及時(shí)出現(xiàn)，必須改變以往的作法，在我們?cè)O(shè)計(jì)的一些工程中，遵循的原則是梁端負(fù)筋配置量正好或略低于需要量，而跨中配筋略為放寬點(diǎn)，再則，對(duì)多層框架，為施工和用料方便，往往將幾層配筋相差在±5%以內(nèi)的梁合為一種配筋，對(duì)此，如全按大者配置，會(huì)影響某些層的“梁鉸型”。對(duì)此，我們的作法是：梁端負(fù)筋隨小者配置，跨中鋼盤隨大者再略放寬配置。如此，即保證了強(qiáng)度要求，又滿足了“

19、鉸梁型”的要求。三則，在施工中進(jìn)行材料代換時(shí)，對(duì)梁鉸負(fù)筋應(yīng)切實(shí)注意，決不可因代換而增加配置量。&#160; </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1]孫琰.多層建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)研究[j]. 商品與質(zhì)量·建筑與發(fā)展, 2013年11期. </p><p>　　[2]王小軍.多層框架結(jié)構(gòu)建筑