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1、钢筋混凝土框架构造设计问题的思考 1.前言 20世纪90年代以后，随着我国钢材量的不断提高，钢一混凝土组合构造在建筑行业得到了迅速开展，随着建筑造型与建筑功能要求日趋多样化，无论是工业建筑还是民用建筑，在构造设计中遇到的各种难题也日益增多，因而作为一个构造设计者需要在遵循各种标准下大胆灵活的解决一些构造方案上的难点、重点。 2.框架构造方案构思时应考虑以下几点 1.构造的传力路线应简捷明了。在荷载作用下，构造的传力路线越短、越直接，构造的工作效能越高，所消耗的建材也就越少。 2.从力学观点看，在民用与公共建筑的平面布局中，应当尽量使柱网按开间等跨与进深等距或近似于等距布置，这样可以相应减少边跨
2、柱距，也可以充分利用连续梁的受力特点以减少构造中的弯距，可以使各跨梁截面趋于一致，而提高构造的整体刚度。 3.构造方案还应结合工程地质情况与建筑功能要求综合考虑。 3.应从概念设计上着手注意几个问题 1.关于强柱弱梁节点。这是为了实现在罕遇地震作用下，让梁端形成塑形铰，柱端处于非弹性工作状态，而没有屈服，但节点还处于弹性工作阶段。强柱弱梁措施的强弱，也就是相对于梁端截面实际抗弯能力而言柱端截面抗弯能力增强幅度的大小，是决定由强震引起柱端截面屈服后塑性转动能否不超过其塑性转动能力，而且不致形成“层侧移机构，从而使柱不被压溃的关键控制措施。柱强于梁的幅度大小取决于梁端纵筋不可防止的构造超配程度的大
3、小，以及构造在梁、柱端塑性铰逐步形成过程中的塑性内力重分布与动力特征的相应变化。因此，当建筑许可时，尽可能将柱的截面尺寸做得大些，使柱的线刚度与梁的线刚度的比值尽可能大于1，并控制柱的轴压比满足标准要求，以增加延性。验算截面承载力时，人为地将柱的设计弯距按强柱弱梁原那么调整放大，加强柱的配筋构造。梁端纵向受拉钢筋的配筋不得过高，以免在罕遇地震中进入屈服阶段不能形成塑性铰或塑性铰转移到立柱上。注意节点构造，让塑性铰向梁跨内移。 2.关于“强剪弱弯措施：强剪弱弯是保证构件延性，防止脆性破坏的重要原那么，它要求人为加大各承重构件相对于其抗弯能力的抗剪承载力，使这些部位在构造经历罕遇地震的过程中以足够
4、的保证率不出现脆性剪切失效。对于框架构造中的框架梁应注意抗剪验算与构造，使其满足相关标准要求。 3.注意构造措施。对于大跨度柱网的框架构造，在楼梯间处的框架柱由于楼 梯平台梁与其相连，使得楼梯问处的柱可能成为短柱，应对柱箍筋全长加密。这一点，在设计中容易被无视，应引起重视。对框架构造外立面为带形窗时，因设置连续的窗过梁，使外框架柱可能成为短柱，应注意加强构造措施。对于框架构造长度略超过标准限值，建筑功能需要不允许留缝时，为减少有害裂缝标准规定裂缝宽度小于0.3mm，建议采用补偿混凝土浇筑。采用细而密的双向配筋，构造间距宜小于150mm，对屋面宜设置后浇带，后浇带处按构造措施宜适当加强。其它构造
5、措施限于篇幅，这里不再赘述，请详见新标准。 4.构造计算方面的问题 4.1计算简图的处理 构造计算中，计算简图选取的正确与否，直接影响到计算结果的准确性，其中比拟典型的是根底梁的处理。一般情况下，根底梁设置在根底高度范围内，作为根底的一局部，此时构造的底层计算高度应取根底顶面至一层楼板顶面的高度。根底梁仅考虑承当上部墙体荷载，构造满足普通梁的要求即可。当按标准要求需设置根底拉梁时，其断面与配筋可按构造设计，截面高度取柱中心距的1/121/18，纵向受力钢筋取所连接的柱子的最大轴力设计值的10作为拉力来计算。但是，当根底埋深过大时，为了减少底层的计算高度与底层的位移，设计者往往在0.000以下的
6、某个适当位置设置根底拉梁。此时，根底拉梁应作为一层输入，底层计算高度应取根底顶面至根底拉梁顶面的高度，二层计算高度应取根底拉梁顶面至一层楼板顶面的高度。拉梁层无楼板，应开洞处理，并采用总刚分析方法进展计算。根底拉梁截面及配筋按实际计算结果采用。假设因此造成底层框架柱形成短柱，应采取构造措施予以加强。另一个需要注意的是，当框架构造的电梯井道采用钢筋混凝土井壁时设计时应尽量防止，计算简图一定要按实际情况输入，否那么可能会造成顶部框架柱设计不平安。 4.2构造计算参数的选取 1设计根本地震加速度值 ?建筑抗震设计标准?GB50011一2001中规定：抗震设防烈度为7度时，设计根本地震加速度值分别为0
7、.1g与0.15g两种，抗震设防烈度为8度时，设计根本地震加速度值分别为O.2g与0.3g两种，这与89标准差异较大。计算中应严格注意地震区的划分，选取正确的设计根本地震加速度值，这一项对地震作用效应的影响极大。 2构造周期折减系数 框架构造由于填充墙的存在，使构造的实际刚度大于计算刚度，计算周期大于实际周期，因此，算出的地震作用效应偏小，使构造偏于不平安，因而对构造的计算周期进展折减是必 要的。折减系数可根据填充墙的材料及数量选取0.70.9. 3梁刚度放大系数 SATWE或TAT等计算软件的梁输入模型均为矩形截面，未考虑因存在楼板形成T型截面而引起的刚度增大，造成构造的实际刚度大于计算刚度
8、，算出的地震剪力偏小，使构造偏于不平安。因此计算时应将梁刚度进展放大，放大系数中梁取2.0、边梁取1.5为宜。 4活荷载的最不利布置 多层框架，尤其是活荷载较大时，是否进展活荷的最不利布置对计算结果影响较大。即使选用程序中给定的梁设计弯矩放大系数，也不一定能反映出工程的实际受力情况，有可能造成构造不平安或过于保守。考虑目前的计算机计算速度都比拟快，作者建议所有工程都应进展活荷载的最不利布置计算。 4.3独立梁箍筋计算结果需复核 ?混凝土构造设计标准?GB50010-2002中规定：对集中荷载作用下的独立梁，应按公式进展计算，且集中荷载作用点至支座间的箍筋，应均匀配置。但SATWE软件计算梁箍筋
9、时，未考虑独立梁这一情况，都按公式进展计算，有时会造成计算结果偏小，设计中假设遇到有独立梁存在的情况，应对梁箍筋的计算结果进展手算复核。 5.设计构造方面的问题 1.框架节点核芯区箍筋配置应满足要求对于标准中规定的框架柱箍筋加密区的箍筋最小体积配箍率的要求，绝大局部设计人员都能给予足够的重视，但对于?建筑抗震设计标准?GB50011-2001中规定的“一、二、三级框架节点核芯区配箍特征值分别不宜小于0.12、0.10、0.08且体积配箍率分别不宜小于0.6、0.5，0.4。设计中经常被无视，尤其是柱轴压比不大时，常常不满足要求。这一规定是保证节点核芯区延性的重要构造措施，应严格遵守。 2.底层
10、框架柱箍筋加密区范围应满足要求建筑抗震设计标准?GB50011-2001中规定：“底层柱，柱根处箍筋加密区范围为不小于柱净高的1/3这是新增加的要求，设计中应重点说明 3.框架梁的纵向配筋率应注意 ?建筑抗震设计标准?GB50011一2001中规定：“当框架梁梁端纵向受拉钢筋配筋率大于2%时，梁箍筋最小直径的数值应比表6.3.3中规定的数值增大2mm.在目前设计中，这一规定常被无视，造成梁端延性缺乏。 4.框架梁上部纵筋端部水平锚固长度应满足要求 ?混凝土构造设计标准?GB50010-2002中规定：“框架端节点处，当框架梁上都纵筋水平直线段锚固长度缺乏时，应伸至柱外边并向下弯折，弯折前的水平投影长度不应小于0.4LaE.当框架柱截面尺寸小于400400mm时，应注意梁上部纵筋直径 的选择，否那么这一项要求不容易得到保证。 6.完毕语 钢筋混凝土框架构造虽然相对简单，但设计中仍有很多需要注意的问题，只有熟练地掌握标准，并具有良好的构造概念，才能设计出既平安又经济适用的优秀作品。 第 5 页