试谈多层关于多层框架建筑结构设计中一些深思

论文导读：屈服阶段，不能形成塑性铰或塑性铰转移到柱上。3对裂缝控制的策略裂缝对于现浇混凝土建筑结构的影响是显著的，但在处理裂缝时必须要从早期环节开始，这样才能有效控制裂缝的形成。3.1建筑平面布置设计建筑平面时要尽量规则，防止平面出现非常不规则变化。当平面出现凹口时，要对凹口处边缘增设拉梁，凹口周边的楼
[摘要] 随着经济的高速发展，建筑发展迅速，设计思想在不断更新，建筑平面布置与竖向体形也越来越复杂，这就对结构设计和施工提出更高的要求。采用框架结构形式，可形成内部大空间，能进行灵活的建筑平面布置，因此，框架结构体系在结构设计中应用甚广。本文将多层框架房屋结构设计中常见的几个问题予以分析总结，期待结构设计人员不断探讨和研究。  
[关键词]  框架房屋  结构选型  裂缝控制  拉梁计算  参数选择  
      
0引言
框架结构是指由梁和柱以刚接或铰接相连接而构成承重体系的结构，即由梁和柱组成框架体系，共同抵抗水平荷载和竖向荷载。钢筋混凝土多层框架结构空间分隔灵活、自重轻、节省 材料 ，且具有结构传力明确、整体性强、抗震能力强等诸多优点，因此被广泛应用于现代建筑中。虽然该种结构形式看上去比较简单， 但框架节点应力集中，框架结构的侧向刚度小，属柔性结构框架，在强烈地震作用下，结构所产生水平位移较大，在设计时，若把握不好，将会出现很多问题。以下是本人根据多年的设计经验提出来的几个多层框架结构设计中的几点看法，以供大家参考。
1结构选型
建筑物的结构 设计 ，不仅要求具有足够的承载力，而且必须使结构具有足够抵抗侧力的刚度，使结构在水平力作用下所产生的侧向位移限制在规定的范围内。 建筑设计应重视其平面、立面和竖向剖面的规则性对抗震性能及经济合理性的影响，宜择优选用规则的形体，其抗侧力构件的平面布置宜规则对称、侧向刚度沿竖向宜均匀变化、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、避免侧向刚度和承载力突变。总之，框架刚度布置要相对比较均匀，在满足建筑功能情况下，尽量减少平面扭转对结构的影响.
2强柱弱梁的设计理念
“强柱弱梁”是一个从结构抗震设计角度提出的一个结构概念。通俗地讲，“强柱弱梁”就是柱子不先于梁破坏。因为梁破坏属于构件破坏，是局部性的，柱子破坏将危及整个结构的安全，可能会整体倒塌，后果严重。所以要保证柱子更相对安全，故要“强柱弱梁。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规范要求，以增加延性。验算截面承载力时，人为地将柱的设计弯矩按强柱弱梁原则进行调整，即放大柱端弯矩，加强柱的配筋。梁端纵向受拉钢筋的配筋不能过高，以免在罕遇地震时进入屈服阶段，不能形成塑性铰或塑性铰转移到柱上。
3对裂缝控制的策略
裂缝对于现浇混凝土建筑结构的影响是显著的，但在处理裂缝时必须要从早期环节开始，这样才能有效控制裂缝的形成。

3.1建筑平面布置

设计建筑平面时要尽量规则，防止平面出现非常不规则变化。当平面出现凹口时，要对凹口处边缘增设拉梁，凹口周边的楼板要增大厚度且增加配筋。房屋的长度应严格按照规范设计。当房屋长度超出规范范围且超出较小时，可对其中部设置收缩后浇带，当房屋长度超出规范范围且超出较大时，则要添加变形缝。

3.2结构构件厚度

设计时要掌握规范中关于钢筋锚固和耐久性等方面的内容，严格限制现浇构件的最小厚度。现浇板板厚最好控制在L/35～L/30内（L为板的计算跨度）。通常对于民用建筑板厚要控制在100mm以上，从目前的实际施工作业来看，板厚较薄时会造成收缩裂缝。

3. 3混凝土强度等级

混凝土强度等级越高，水泥用量越多，水灰比越大，出现裂缝的可能性就越大。现浇板因其平面尺寸较大，一般现浇楼板的强度等级不宜大于C30，现浇梁与楼板的混凝土强度等级宜一致。当柱和墙的混凝土强度等级高于梁和板时，节点核心区的混凝土强度等级应与柱及墙相同。

3.4 钢筋配筋设计

适当的提高构件的配筋率，对控制构件的裂缝宽度很有效。在《混凝土结构设计规范2010》中，对受拉钢筋的最小配筋率作出了明确规定：0.2和45ft/fy中的较大值。对梁和板等不同构件，规范对其配筋率和钢筋间距都有明确规定，对板的受力钢筋的配置，宜以选用直径较小间距较密为原则，这样可以相对减小构件裂缝。因此，在满足计算要求的同时，各种混凝土构件严格按规范的规定进行构造配筋（包括钢筋的直径和间距论文导读：
），对混凝土结构的裂缝控制起至关重要的作用。
4薄弱层的判定与处理
薄弱层是指在强烈地震下，结构首先屈服并产生较大弹塑性位移的部位，这些部位的承载力是满足设计地震作用下抗震承载力要求的。对于薄弱层的判断，有个人指定和计算判定两种方式。在广厦软件里，根据《建筑抗震设计规范2010》第5.5.4条规定或个人经验可以直接指定哪一层为薄弱层。软件在计算时，如果结构的抗侧移刚度不规则，某层的抗侧移刚度小于相邻上一层的70%，或小于其上相邻三个楼层侧向刚度平均值的80%，或楼层承载力突变满足《建筑抗震设计规范2010》第3.4.3条竖向不规则的规定，软件自动将该层指定为薄弱层。如果结构存在转换层，即竖向抗侧力构件不连续，那么不管该层刚度与上层或上三层的比值是否满足规范要求，或楼层承载力是否满足规范要求，必须强制认为该层为薄弱层。
薄弱层是对抗震极为不利的结构层，原则上应避免出现薄弱层。避免出现薄弱层的最基本方法是加大该层的抗侧移刚度，即加大该层的柱截面或梁截面。如果条件允许，可以改变该层层高或减少基础埋深。当无法避免出现薄弱层时，在结构计算和出图时必须按照规范规定采取相应的措施。根据《建筑抗震设计规范2010》第3.4.4.2条及第5.5.2条至第5.5.5条的规定，除对薄弱层的地震剪力乘以

1.15倍的放大系数外，还应对结构的楼层屈服强度系数进行验算。

楼层屈服强度系数为按构件实际配筋和材料强度标准值计算的楼层受剪承载力和按罕遇地震作用标准值计算的楼层弹性地震剪力的比值。在地震烈度7度至9度地区的结构楼层屈服强度系数小于0.5时，应对结构进行弹塑性变形验算，并应符合《建筑抗震设计规范2010》表5.5.5的规定。如果不符合表5.5.5的规定，必须对结构布置进行调整。
5短柱处理
在框架结构中，如果柱净高与柱截面高度之比≤4或剪跨比≤2，则该柱为短柱。短柱在地震作用下，容易发生脆性破坏。因为短柱的受剪承载力及变形能力不足，会引起建筑物的严重破坏，设计时应尽量避免。
短柱的形成主要有两种原因。一种是由于楼梯间休息平台或结构局部错层造成两个框架梁之间的框架柱净高较小；另一种是填充墙设置不当，造成某层的框架柱两侧一部分无填充墙，一部分有填充墙，有填充墙的柱净高与柱截面之比往往小于等于4，形成短柱。
处理短柱主要是增加柱的抗剪承载力及改善其变形能力。其具体措施为箍筋采用复合箍筋，箍筋沿全高加密，同时，应使短柱的纵向钢筋对称布置，且每侧的纵向钢筋配筋率不大于1.2%。
6基础拉梁设计问题  
拉梁是基础之间的联系梁，其计算方法根据拉梁作用而异。拉梁作用和计算方法如下：   ①拉梁加强基础的整体性
拉梁仅为调节各基础间的不均匀沉降，消除或减轻框架结构对沉降的敏感性作用。拉梁计算方法：取拉梁拉结的各柱轴力较大者的1/10，按受拉计算配筋，钢筋通长配置。拉梁在实际施工及使用中，由于其基底下的土为老土或者源于：本科论文www.7ctime.com
施工中形成压实土层，在协调变形的过程中会遭受一定的两边基础的变形差异带来的影响。因此，保守做法为，拉梁上下部均配置受力钢筋，一般可以使上下部钢筋配筋一致。按此法计算时，柱基础按偏心受压考虑。基础上土质较好时，建议采用该方法。   ②拉梁平衡柱底弯矩   拉梁仅为平衡柱底弯矩作用。拉梁按受弯构件计算，考虑到柱底弯矩方向的反复性，钢筋通长配置且上下配筋一致。此时基础按中心受压基础考虑。    ③拉梁承托首层墙体或其他竖向荷载   拉梁承托首层墙体或其他竖向荷载时，将竖向荷载所产生的拉梁内力与上述①②两种结果之一组合进行计算。