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1、科技与生活201og第9期论科199框架结构设计中的几个关键问题及应对措施温正慧,李陈燕(1.西安建筑科技大学,陕西西安710068;2.深圳市中外建建筑设计有限公司杭州分公司,浙江杭州310007)摘要钢筋混凝土框架结构是一种由梁、柱组成的超静定结构体系,在地震、风荷载等作用下需设计成延性结构,以便很好地吸收和耗散能量,保汪结构具有足够的抵抗变形能力,确保结构安全。对框架结构设计中几个关键问题进行分析总结,并提出相应的应对措施。一但处理不当或计算过程中未加考虑,便会导致结构不合理,甚至结构不安全。结构工程师在精于结构电算分析的同时,更应注意在
2、设计过程中遇到的类似问题,使施1二图的设计更完备,保证结构安全。关键词框架结构;刚度;偏心;短柱;柱间梁;铰接;沉重;方案;配筋中图分类号TU3文献标识码A文章编号1673—9671一(20101051—0199一O1O引言大量的楼层剪力,造成平面内各柱子的刚度不均匀,特别是当局部凸出钢筋混凝土框架结构作为一种常用的结构形式,具有传力明确、结部位在端部或平面中不对称将产生扭转效应。构布置灵活、抗震性和整体『生好的优点,目前已被广泛地应用于各类多1.4不应采用部分砌体墙承重的混合形式层的T业与民用建筑中。近年来,随着计算机技术的不断发展,框架结《
3、高规》6.1.6中(强制性条文)规定,框架结构按抗震时,不应采构的计算也由手算转向电算,计算精度13益提高,设计人员的工作强度用由砌体承重的混合形式。框架结构中的楼、电梯间及局部出屋顶的电逐渐降低。但是,在框架结构的设计中,仍然存在着一些概念性和实际梯机房、楼梯间和水箱间,应采用框架承重,不应采用砌体墙承重。性的问题需要设计人员予以重视,以确保设计质量的提高。2应对措施1设计中一些关键问题的处理2.1梁、柱截面的确定1.1梁与柱的中心线宜重合首先根据经验初步确定梁、柱的截面尺寸,此时应注意尽可能使柱规范规定,框架、梁、柱中心线宜重合,当梁、柱中
4、心线不重合的线刚度与梁的线刚度的比值大于1.0,满足强柱弱梁、强节点的要求,时,在计算时应考虑偏心对梁柱节点核心区受力和构造的不利影响,以初步确定尺寸输入电脑经结构计算后,粱、柱会出现以下3种情况。及梁上的荷载对柱子的偏心影响。若偏心距大于该方向上柱高宽度的1/41)梁的超配筋显示或梁的裂缝宽度>O.3或梁的挠度值大于允许值。时,可以采用增设梁的水平方向加腋等措施。柱的轴压比超限或柱的超配筋显示。此时可放大梁、柱截面尺寸或提高有模拟水平地震作用的研究表明,当框架梁、柱中心线偏心距大于混凝土的标号等级或提高钢筋的强度等级,再进-.5-u>~。该方
5、向柱宽的114时。节点核心区除了出现斜裂缝,还会出现竖向裂缝。2)部分梁、柱的构造配筋,此时可依据梁的裂缝宽度和柱的轴压因此当梁、柱偏心距大于该方向柱宽的1/4时应采用梁水平腋的措施,加比适当减小梁、柱的截面尺寸再试算。腋的构造见《高层建筑规范》(以下简称《高规》)6.1,3条,加腋后的3)梁、柱的截面尺寸均满足要求,此时可进一步观察梁、柱的配粱在验算梁的剪压比和受弯承载力时,一般不计加腋部分截面的有利影筋率是否合适。响。水平加腋部分斜向设置的水平钢筋的直径不宜小于14,间距不小2-2框架梁柱的配筋于200mm,附加箍筋直径不宜小于8。1)框架
6、梁的配筋。对梁纵向钢筋的配筋率为0.5%~1.5%较为适1.2避免短柱的出现宜,在配筋率一定时,用较细的钢筋可以增加混凝土的握裹面积,可减框架的柱端一般同时存在着弯矩M和剪力v,长、短柱的确定是小梁的裂缝宽度,增大配筋率是减小梁裂缝的最直接方法,但是只提高根据柱的剪跨比=M/Vho确定(h0与弯矩平行方向柱截面有效高度)混凝土的强度等级对梁裂缝的影响就较小。≤1.5时为极短柱,1.5<≤2时为短柱,>2时为长柱。试验表明极在地震作用下,为满足强剪弱弯,就应做到梁端斜截面受剪承载力短柱发生剪切斜拉破坏,属于脆性破坏,短柱多数发生剪切破坏,长柱高于
7、正截面受弯承载力,在具体设计时,可将梁端负弯矩筋乘以系数一般发生弯曲破坏。0.85~1.O梁中正弯距乘以1.1~1_3,梁端箍筋的直径可增~H2mm。框架结构中由于楼梯间休息平台梁或因层高矮而柱截面大等原因,2)框架柱的配筋。框架柱的配筋一般都较低,电算结果往往都是某些工程中短柱难以避免如果同一层均为短柱,各柱刚度相差不大,这构造配筋,由于抗震上强柱弱梁的要求,也就是要适当增大柱的配筋而种情况进行内力分析和结构设计安全是可以保证。减小梁的配筋,可见,柱子承担的责任最大。为了保证在地震时柱在最1.3双向梁柱抗侧力体系的布置后失效。必须设计成强柱弱
8、粱,人为把梁设计成相对薄弱的环节,使框架结构既要承受竖向荷载,又要承受水平荷载,因此必须设计成其破坏在先以最大限度地减少可能出现的损失。若把梁、柱同等
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