框架结构设计实例及其技术探讨

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1、框架结构设计实例及其技术探讨：结合笔者从事结构设计室实践以及某框架结构设计实例，对该类建筑的结构设计进行剖析，总结了框架结构体系选择的因素及适用范围，提出框架结构平面及竖向布置要点，为同类工程结构设计提供参考。　　关键词：框架结构；结构设计；平面及竖向布置；结构布置　　1．工程概况　　某综合楼规划用地面积29001.22㎡，总建筑面积28550.55㎡，计入容积率总建筑面积21836.36㎡，地下室面积6667.19㎡，建筑占地面积4172.32㎡，综合容积率0.78，绿化率37.64%。综合楼建筑面积17

2、296.2㎡。一类高层及所有地下室为一级,二类高层为二级，该综合楼建筑层数为地上9层，地下1层；建筑最大高度41.6米。建筑结构形式为钢筋混凝土框架结构，建筑结构的类别为丙类，抗震设防烈度为6度（抗震设防措施按6度）；建筑耐久年限等级为二级，使用年限50年。　　2．框架结构体系选取　　对于同一个建筑来说，可选取的结构类型多种多样，而关键是要选取既经济又结构受力合理的结构体系才是关键，而如何合理地选取结构体系是一个重要课题。而框架结构体系是介于砌体结构与框架-剪力墙结构之间的可选结构体系。框架结构设计应符合安

3、全适用、技术先进、经济合理、方便施工的原则，结合笔者的结构设计经验，对于框架结构体系选取需要考虑的因素进行了总结归纳。　　（1）考虑建筑功能的要求，例如多层建筑空间大、平面布置灵活时。（2）考虑建筑高度和高宽比、抗震设防类别、抗震设防烈度、场地条件等因素。（3）框架结构对于非抗震设计时用于多层及高层建筑。抗震设计时一般情况下框架结构多用多层及小高层建筑（7度区以下)。（4）框架结构由于其抗侧刚度较差，因此在地震区不宜设计较高的框架结构。在7度(0.15g)设防区，对于一般民用建筑，层数不宜超过10层，总高度

4、不宜超过28米。在8度（0.3g）层数不宜超过5层，总高度不宜超过20米，结合笔者工程实践表明，超过以上数据时虽然计算指标均满足规范要求，但是不经济。　　3．结构体系设计　　建筑柱X尺寸应当根据建筑类别等进行确定，其常用的柱X有内廊式和等跨式两种。按照抗震设计规范要求，对于内廊式的边跨跨度一般为6~8m，而对于中间跨跨度为2~4m，等跨式的跨度一般为6~12m。对于教学楼来说可采取小柱X和大柱X两类。　　结合实践，为了保证框架结构的抗震安全，结构应具有必要的承载力、刚度、稳定性、延性及耗能等性能。设计中应合

5、理布置抗侧力构件，减少地震作用下的扭转效应;平面布置宜规则、对称，并应具有良好的整体性;结构的侧向刚度宜均匀变化。竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小(不应在同一层同时改变构件的截面尺寸和材料强度)，避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。　　框架结构宜设计成双向梁柱刚架体系以承受纵横两个方向的地震作用或风荷裁.特殊情况下也可以采用一向为刚架，另一向为铰接排架的结构体系。但在铰接排架方向应设置支撑或抗震墙，以保证结构的承载力、刚度和德定。尤其是对于抗震设计的框架结构，不宜采用单跨框架。如果不可

6、避免的话，可设计为框架-剪力墙结构，多层建筑也可仅在单跨方向设置剪力墙。后者框架结构部分的抗震等级应按框架结构选用、而剪力墙部分的抗震等级应按框架-剪力墙结构选用。　　框架结构按抗震设计时，不应采用部分由砌体墙承重之混合形式，框架结构中的楼、电梯间及局部出屋顶的电梯机房、水箱间等，应采用框架承重，不应采用砌体墙承重。对于小高层结构体系笔者建议适宜采用框架结构，首先尽可能将过于狭长的结构用伸缩缝脱开，如果建筑专业不允许，可通过加大端部开间的抗侧刚度达到限制结构扭转效应的目的.具体可将边框架的角柱断面增大，加大

7、框架梁的高度，如条件允许，中同增加框架住，既增加框架的跨数。这些方法可以显著增加结构的抗扭刚度。　　4．框架结构设计要点　　4.1角柱的处理　　位于建筑平面的凸角部、与柱的正交两个方向各只有一根框架粱与之相连接的框架柱。而位于建筑平面的凹角处，若柱的四边各有一根框架梁与之相连，则可不按角柱对待。考虑到角柱承受双向地震作用，扭转效应对内力影响较大且受力复杂等，抗震设计中对其抗震措施和抗震构造措施有一些专门的要求。　　4.2梁的挠度或裂缝宽度较大时的处理　　当梁的挠度不满足规范要求时，可增加梁高或采用梁起拱的措

8、施来解决。不要增加梁宽或加大纵筋。当梁的裂缝宽度不满足规范要求时，首先在保证钢筋面积不变的情况下钢筋根数增加而直径减小，或者在钢筋相同外形情况下降低钢筋级别.。　　4.3非框架梁箍筋不加密　　（1）非框架梁主要承受竖向荷载作用，有无抗震设计均不考虑延性，梁端箍筋不加密，其箍筋按内力计算确定，不要求135度弯钩及10倍直径直段。当利用程序自动形成施工图时应选择非抗震计算。（2）施工图设计时，应根据计算结果配筋，不应