1、鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)注意的問題    鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)注意的問題2011-10-10 11:16 來源：未知 瀏覽次數(shù)： 關(guān)鍵字： 鋼筋混混凝土 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)注意的問題黃承梁摘要：隨著建筑業(yè)的發(fā)展，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)越來越多地出現(xiàn)在建筑設(shè)計(jì)中。筆者根據(jù)多年的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，就鋼筋混凝土框架配筋問題和框架電算結(jié)果的人工調(diào)整進(jìn)行了分析探討。關(guān)鍵詞：鋼筋混混凝土 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)是由樓板、梁、柱及基礎(chǔ)四種承重構(gòu)件組成的，由主梁、柱與基礎(chǔ)構(gòu)成平面框架，各平面框架再由連續(xù)梁連接起來而形成的空間結(jié)構(gòu)體系。在合理的高度

2、和層數(shù)的情況下，框架結(jié)構(gòu)能夠提供較大的建筑空間，其平面布置靈活，可適合多種工藝與使用功能的要求。一、鋼筋混凝土框架配筋問題（一）框架邊柱柱頂配筋問題對(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> 0. 5 倍的柱截面高度( e0 > 0. 5 h) 。根據(jù)框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要求，橫梁上部鋼筋應(yīng)全部伸入柱內(nèi)，且伸過橫梁下邊la

3、；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入梁內(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。（二）框架外挑梁配筋問題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)

4、暴露出來，但為時(shí)已晚、許多鋼筋已截?cái)喑尚停@不僅影響了施工進(jìn)度，也造成了不必要的損失。（三）框架梁下部縱筋是否伸入支座許多設(shè)計(jì)人員將框架梁下部的縱筋不加區(qū)別地統(tǒng)統(tǒng)伸入支座，這種做法是不合理的。抗震設(shè)計(jì)的基本原則是“強(qiáng)柱弱梁”，在地震發(fā)生時(shí)，控制塑性鉸出現(xiàn)在梁端而不是柱端，以保證結(jié)構(gòu)的整體性。為達(dá)到這一目的，設(shè)計(jì)時(shí)需要對(duì)梁端部的縱筋配筋值加以控制，以使其具有足夠的延性。正是基于這一思想，GB 50010 2002混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)梁端上部縱筋的最大配筋率和框架柱的最小總配筋率提出了限值。但是，控制梁端部縱筋的配筋值，不能片面地理解為僅控制梁端上部縱筋，對(duì)梁下部縱筋的控制同樣也是十分重要的。對(duì)于

5、非抗震設(shè)計(jì)，梁端下部一般為受壓區(qū)，顯然不需要與梁跨中下部同樣高的配筋值(梁端配筋計(jì)算按雙筋考慮時(shí)需另作分析) 。因此，在滿足受力要求和構(gòu)造要求的前提下，將部分不需要的梁下部鋼筋在支座外斷開，不僅節(jié)約了鋼材，而且可使結(jié)構(gòu)更合理，避免節(jié)點(diǎn)區(qū)鋼筋過多、過密，有利于減輕節(jié)點(diǎn)區(qū)的負(fù)擔(dān)，保證工程質(zhì)量。當(dāng)然，鋼筋斷開數(shù)量應(yīng)符合GB 50010 2002混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定，其截?cái)帱c(diǎn)距支座邊的距離取0. 05 L n ( L n 為本跨框架的凈跨值) 。二、框架電算結(jié)果的人工調(diào)整問題（一）框架梁、柱截面尺寸的人工調(diào)整根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，先初步確定框架梁、柱的截面尺寸，然后將初步確定的構(gòu)件尺寸及有關(guān)信息輸入計(jì)算機(jī)

6、進(jìn)行試算，一般可得出以下3 種結(jié)果:一是部分梁、柱僅為構(gòu)造配筋，此時(shí)可根據(jù)電算結(jié)果顯示的梁的裂縫寬度和柱的軸壓比，適當(dāng)減小梁、柱的截面尺寸再試算；二是部分梁超筋或裂縫寬度大于規(guī)范要求，部分柱的軸壓比超過規(guī)定限度或配筋率過大，此時(shí)可適當(dāng)加大這部分梁、柱的截面尺寸再試算；三是梁、柱的配筋在規(guī)范的規(guī)定之內(nèi)，此時(shí)梁、柱的截面尺寸均合適，不需再作調(diào)整。（二）框架梁配筋的人工調(diào)整框架梁配筋的人工調(diào)整，其目的是解決梁的裂縫寬度超限和“強(qiáng)剪弱彎”問題。（1）裂縫寬度超限問題以矩形截面梁構(gòu)件為例，由GB 50010 2002混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中梁的最大裂縫寬度計(jì)算公式  小梁的裂縫寬度，但這

7、種影響較小。當(dāng)裂縫寬度超限時(shí)，首先應(yīng)考慮將大直徑的鋼筋改用小直徑的鋼筋驗(yàn)算，如裂縫寬度仍然超限，就應(yīng)增大梁的配筋和混凝土的強(qiáng)度等級(jí)，或加大梁的截面尺寸，調(diào)整至滿足規(guī)范的要求。（2）“強(qiáng)剪弱彎”問題在框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)力求做到在地震荷載作用下框架的梁端斜截面受剪承載力高于正截面受彎承載力，即“強(qiáng)剪弱彎”。為了保證這一點(diǎn)，可進(jìn)行以下幾項(xiàng)調(diào)整:一是適當(dāng)增大梁端截面；二是適當(dāng)增大梁端箍筋直徑，加密箍筋間距；三是梁端負(fù)彎矩鋼筋不放大，梁跨中受拉鋼筋適當(dāng)放大1. 11. 3 倍；四是按構(gòu)造要求對(duì)跨度> 6 m 的框架梁增加彎起鋼筋。（3）對(duì)框架柱配筋的人工調(diào)整在地震力作用下，框架柱尤其是角柱和大開間

8、、大進(jìn)深的邊柱，一般均處于雙向偏心受壓狀態(tài)，而電算程序是按兩個(gè)方向分別為單向偏心受壓的平面框架計(jì)算配筋。因此，框架柱配筋應(yīng)進(jìn)行如下調(diào)整:一是選擇最不利的方向進(jìn)行框架計(jì)算，也可對(duì)兩個(gè)方向均進(jìn)行計(jì)算后取較大值方向的配筋，并采用對(duì)稱配筋；二是控制柱單邊方向鋼筋的最少根數(shù)。例如柱寬b 450 mm 時(shí)，最少取3 根；450 mm < 柱寬b< 750 mm 時(shí)，最少取4 根；三是將框架柱的配筋適當(dāng)放大。根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，一般放大控制在1. 21. 5 倍，其中角柱、邊柱放大1. 4 倍，中柱放大一般1. 2 倍；四是選擇井字形或菱形的框架柱箍筋形式，以增強(qiáng)箍筋對(duì)混凝土的約束；五是由于多層框架電算一般不考慮溫度應(yīng)力和基礎(chǔ)不均勻沉降問題，當(dāng)多層框架水平尺寸較大以及地基為軟弱土層或地基土層不均勻時(shí)，可適當(dāng)再稍放大框架柱的配筋。對(duì)框架電算結(jié)果調(diào)整完畢后，就可以繪制框架施工圖。三、結(jié) 語以上根據(jù)鋼筋混凝土框架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，就框架電算結(jié)果的人工調(diào)整和框架配筋問題進(jìn)行了分析。只有熟練掌握規(guī)范，并在工程實(shí)踐中不斷總結(jié)、積累經(jīng)驗(yàn)，才能使框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)更加合理、