建筑框架结构设计相关几个问题探析

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1、建筑框架结构设计相关几个问题探析　　摘要：框架结构是由楼板、粱、柱及基础4种承重构件组成的，由主梁、柱与基础构成平面框架，各平面框架再由连续梁连接起来而形成的空间结构体系。在合理的高度和层数的情况下，框架结构能够提供较大的建筑空间，其平面布置灵活，可适合多种工艺与使用功能的要求。但是，在框架结构的设计中，仍然存在着一些概念性和实际性的问题需要设计人员予以重视，以确保设计质量的提高。本文笔者对框架结构设计过程中常见几个关键问题谈谈自己的看法及认识。关键词：建筑工程；框架结构；设计一、建筑的框架结构设计原则性框架结构设计的目的是使建筑物安全并能够适

2、应使用的要求，因此我们在结构设计中要遵循这样4个基本原则：抓大放小；多道防线；刚柔相济；打通关节。（1）抓大放小。虽然建筑结构设计是一个整体概念，但组成这个整体需要很多构件，并且每个构件在整个建筑中所起的作用并不相同，当然重要程度也不相同，如“强柱弱梁”和“强剪弱弯”这两个概念就是遵循了抓大防小原则。6（2）多道防线。多道防线是建筑结构体系的安全概念原则，也就是说，当有灾难发生的时候，把生存的希望分开放在多个构件上面。（3）刚柔相济。刚柔相济是建筑结构体系合理化的前提条件，因为结构刚度太大容易造成局部严重受损，而太柔的结构容易造成变形过大而无法

3、使用。（4）打通关节。打通关节的目的是使建筑永远处于原始的静态，否则，框架结构就会发生变化，建筑物就无法维持长久平衡。二、基础设计问题（1）对于柱下扩展基础宽度较宽（大于4米）或地基不均匀及地基较软时宜采用柱下条基。并应考虑节点处基础底面积双向重复使用的不利因素，适当加宽基础。（2）建筑地段较好，基础埋深大于3米时，应建议甲方做地下室。当地基承载力满足设计要求时，地下室底板可不再外伸以利于防水。每隔30～40米设一后浇带，并注明两个月后用微膨胀混凝土浇注。设置地下室可降低地基的附加应力，提高地基的承载力（尤其是在周围有建筑时有用），减少地震作用

4、对上部结构的影响。不应设局部地下室，且地下室应有相同的埋深。（3）下室外墙为混凝土时，相应的楼层处梁和基础梁可取消。（4）抗震缝、伸缩缝在地面以下可不设，连接处应加强。但沉降缝两侧墙体基础一定要分开。6（5）新建建筑物基础不宜深于周围已有基础。如深于原有基础，其基础间的净距应不少于基础高差的2倍，否则应打抗滑移桩，防止原有建筑的破坏。建筑层数相差较大时，应在层数较低的基础方格中心的区域内垫焦碴来调整基底附加应力。（6）独立基础偏心不能过大，必要时可与相近的基础做成柱下条基。柱下条形基础的底板偏心不能过大，必要时可作成三面支承一面自由板（类似筏基

5、中间开洞）。两根柱的柱下条基的荷载重心和基础底版的形心宜重合，基础底板可做成梯形或台阶形，或调整挑梁两端的出挑长度。（7）独立基础的拉梁宜通长配筋，其下应垫焦碴。拉梁顶标高宜较高，否则底层墙体过高。（8）底层内隔墙一般不用做基础，可将地面的混凝土垫层局部加厚。（9）考虑到一般建筑沉降为锅底形，结构的整体弯曲和上部结构与基础的协同作用，顶、底板钢筋应拉通（多层的负筋可截断1/2或1/3），且纵向基础梁的底筋也应拉通。（10）基础底板混凝土不宜大于C3O，一是没用，二是容易出现裂缝。（11）础底面积不应因地震附加力而过分加大，否则地震下安全了而常规

6、情况下反而沉降差异较大，本末倒置。三、截面尺寸的选择问题6梁、柱的截面尺寸的选择是框架结构设计的前提，除应满足《混凝土结构设计规范》所要求的取值范围，还应注意尽可能使柱的线刚度与梁的线刚度的比值大于1，以达到在罕遇地震作用下，梁端形成塑性铰时，柱端处于非弹性工作状态而没有屈服，节点仍处于弹性工作阶段的目的。四、梁柱的节点设计问题框架梁柱节点承受由梁端和柱端传递来的轴力、弯矩和剪力，受它们共同作用且受力状态复杂。因此节点要求具有足够的强度，以抵抗相邻构件承受的各种荷载，保证整个结构体系坚固和安全可靠。框架结构设计的基本原则是“强柱弱梁”、“强剪弱

7、弯”、“更强节点”的原则。“强剪弱弯”就是避免构件（梁、柱、墙）剪力较大的部位在梁端达到塑性变形能力极限之前发生非延性破坏，即控制脆性破坏形式的发生。“更强节点”就是节点的承载力应大于梁端和柱端的承载力。节点区设计应遵循以下几个方面：（1）节点区的强度应相对要大。（2）节点区的钢筋应有足够的锚固长度和粘结性能。（3）节点区的钢筋构造应尽量简单，以保证节点区混凝土的浇捣质量，使实际的受力情况符合设计要求。为此，规范规定，一、二级抗震等级的框架结构，因对其进行节点核心区的承载力设计；三、四级抗震等级的框架结构，其节点应符合规范的构造要求。6五、梁、

8、柱的适宜配筋率问题框架梁的配筋在设计中应掌握“适中”的原则，一般情况下其配筋率宜取0.4%～1.5%，框架柱的全部纵向受力钢筋的配筋率宜取1%～3%。