對(duì)于框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力，目前多采用計(jì)算機(jī)輔助軟件來(lái)進(jìn)行分析和計(jì)算。但是，目前有的工程設(shè)計(jì)人員過(guò)分地依賴計(jì)算機(jī)的計(jì)算結(jié)果,而缺少獨(dú)立分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力,致使在一些圖紙中出現(xiàn)不必要的問(wèn)題,為以后事故的發(fā)生埋下隱患.因此，筆者就多層框架電算結(jié)果中梁、柱的配筋調(diào)整和設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題進(jìn)行了分析,并提供了一些改進(jìn)措施和方法。

　　摘　要：多層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，是一種由梁和柱以剛接或鉸接相連接成承重體系的房屋建筑結(jié)構(gòu)。多層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)文件與圖紙是最主要的依據(jù)之一,全面理解設(shè)計(jì)文件,并規(guī)范進(jìn)程加以實(shí)施,是結(jié)構(gòu)方案的主要工作。然而，一旦處理不好或計(jì)算過(guò)程中未加考慮便會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)不合理，甚至結(jié)構(gòu)不安全。設(shè)計(jì)人員在精于結(jié)構(gòu)電算分析的同時(shí)，更應(yīng)注意到在設(shè)計(jì)過(guò)程中碰到的問(wèn)題，使施工圖的設(shè)計(jì)更完善，保證結(jié)構(gòu)的安全。針對(duì)框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中容易出現(xiàn)的且易疏忽的問(wèn)題進(jìn)行了探討。

　　關(guān)鍵詞：土木工程論文,框架結(jié)構(gòu),鋼筋混凝土,民用建筑

　　一、截面尺寸的選擇

　　梁、柱的截面尺寸的選擇是框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的前提,除應(yīng)滿足規(guī)范所要求的取值范圍,還應(yīng)注意盡可能使柱的線剛度與梁的線剛度的比值大于1,以達(dá)到在罕遇地震作用下,梁端形成塑性鉸時(shí),柱端處于非彈性工作狀態(tài)而沒(méi)有屈服,節(jié)點(diǎn)仍處于彈性工作階段的目的,即規(guī)范所要求的“強(qiáng)柱弱梁強(qiáng)節(jié)點(diǎn)”。

　　二、框架計(jì)算簡(jiǎn)圖不合理

　　基礎(chǔ)埋深較淺時(shí)現(xiàn)澆的框架結(jié)構(gòu)梁柱剛接，計(jì)算簡(jiǎn)圖的確定主要是確定底層柱的計(jì)算長(zhǎng)度。無(wú)地下室的鋼筋混凝土多層框架房屋,獨(dú)立基礎(chǔ)埋置較深,在0.05m左右設(shè)有基礎(chǔ)拉梁時(shí),應(yīng)將基礎(chǔ)拉梁按層1輸入。以某學(xué)生宿舍樓為例,該項(xiàng)目為3層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),丙類建筑,建筑場(chǎng)地為ll類:層高3.3m,基礎(chǔ)埋深4.0m 基礎(chǔ)高度0.8m,室內(nèi)外高差0.45m。根據(jù)《抗震規(guī)范》第6.12條,在8度地震區(qū)該工程框架結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)為二級(jí)。設(shè)計(jì)者按3層框架房屋計(jì)算,首層層高取3.35m,即假定框架房屋嵌固在0.05m處的基礎(chǔ)拉梁頂面基礎(chǔ)拉梁的斷面和配筋按構(gòu)造設(shè)計(jì)。

　　基礎(chǔ)按中心受壓計(jì)算。顯然,選取這樣的計(jì)算簡(jiǎn)圖是不妥當(dāng)?shù)摹Ｒ驗(yàn)?第一,按構(gòu)造設(shè)計(jì)的拉梁無(wú)法平衡柱腳彎矩;第二,《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010一2002)第7.3.11條規(guī)定,框架結(jié)構(gòu)底柱的高度應(yīng)取基礎(chǔ)頂面至首層樓蓋頂面的高度。工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)表明, 這樣的框架結(jié)構(gòu)宜按4層進(jìn)行整體分析計(jì)算,即將基礎(chǔ)拉梁層按層1輸入,拉梁上如作用有荷載,應(yīng)將荷載一并輸入。這樣,計(jì)算剪力的首層層高為H1-4—0.8—0.05=3.15m,層2層高為3.35m,層3、4層高為3.3m。根據(jù)《抗震規(guī)范》第6.2.3條,框架柱底層柱腳彎矩設(shè)計(jì)值應(yīng)乘以增大系數(shù)1.25。當(dāng)設(shè)拉梁層時(shí),一般情況下,要比較底層柱的配筋是由基礎(chǔ)頂面處的截面控制還是由基礎(chǔ)拉梁頂面處的截面控制。考慮到地基土的約束作用,對(duì)這樣的計(jì)算簡(jiǎn)圖,在電算程序總信息輸入中,可填寫地下室層數(shù)為1,并復(fù)算一次,按兩計(jì)算結(jié)果的包絡(luò)圖進(jìn)行框架結(jié)構(gòu)底層柱的配筋。　　 　　三、框架柱配筋的調(diào)整

　　框架柱的配筋率一般都很低，電算結(jié)果往往是構(gòu)造配筋即可。按柱的構(gòu)造配筋率0.8%配筋，只相當(dāng)于定額指標(biāo)的1/2-2/3，有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)者是不會(huì)采用的。因?yàn)槭艿卣鹱饔玫目蚣苤�，尤其是角柱和大開(kāi)間、大進(jìn)深的邊柱，一般均處于雙向偏心受壓狀態(tài)，而電算程序則是按兩個(gè)方向分別為單向偏心受壓的平面框架計(jì)算配筋，結(jié)果往往導(dǎo)致配筋不足。框架柱配筋的調(diào)整可做以下幾項(xiàng)。

　　一是應(yīng)選擇最不利的方向進(jìn)行框架計(jì)算，也可兩個(gè)方向均進(jìn)行計(jì)算后比較各柱的配筋，取其較大值，并采用對(duì)稱配筋。二是調(diào)整柱單邊鋼筋的最小根數(shù)：柱寬≤450mm時(shí)3根，450mm<柱寬≤750mm時(shí)4根，750mm<柱寬≤900mm時(shí)5根。三是將框架柱的配筋放大1.2-1.6倍。其中角柱放大多些(不小于1.4倍)，邊柱次之，中柱放大小些(1.2倍)。四是由于多層框架時(shí)電算常不考慮溫度應(yīng)力和基礎(chǔ)不均勻沉降問(wèn)題，當(dāng)多層框架水平尺寸和垂直尺寸較大以及地基軟弱土層較厚或地基土層不均勻時(shí)，再適當(dāng)放大一點(diǎn)框架柱的配筋也是可以理解的。具體放大多少，就要由設(shè)計(jì)人的經(jīng)驗(yàn)決定了。五是框架柱的箍筋形式應(yīng)選菱形或井字形，以增強(qiáng)箍筋對(duì)混凝土的約束。柱箍筋直徑宜增加2mm。

　　四、框架梁、柱截面尺寸的調(diào)整

　　在滿足梁柱的截面尺寸和配筋率的情況下,仍需在計(jì)算配筋后進(jìn)行梁的裂縫寬度的驗(yàn)算和滿足梁端斜截面“強(qiáng)剪弱彎”條件下的梁端配筋調(diào)整。

　　1.梁、柱截面尺寸的調(diào)整

　　設(shè)計(jì)人員根據(jù)教科書建議的梁,柱截面尺寸的取值范圍,結(jié)合自已的經(jīng)驗(yàn)先對(duì)所有構(gòu)件的大小初步確定一個(gè)尺寸.此時(shí)須注意盡可能使柱的線剛度ic與梁的線剛度iB的值大于1.這是為了實(shí)現(xiàn)在罕遇地震作用下,讓梁端形成塑性鉸時(shí),柱端仍可處于非彈性工作狀態(tài)而沒(méi)有屈服,但節(jié)點(diǎn)還處于彈性工作階段的目的.即“強(qiáng)柱弱梁強(qiáng)節(jié)點(diǎn)”。將初步確定的尺寸輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行試算，一般可得到下述三種結(jié)果。一是部分梁、柱僅為構(gòu)造配筋。此時(shí)，可根據(jù)電算顯示的梁的裂縫寬度和柱的軸壓比大小適當(dāng)減小梁、柱的截面尺寸再試算。二是部分梁顯示超筋或裂縫寬度>0.3mm,部分柱的軸壓比超限或配筋率過(guò)大(試算時(shí)可控制柱的配筋率不大于3%).此時(shí),可適當(dāng)放大這部分梁、柱的截面尺寸再試算。三是梁、柱的截面尺寸均合適，勿需調(diào)整。此時(shí)，要進(jìn)一步觀察梁、柱的配筋率是否合適。

　　2.梁端斜截面的配筋調(diào)整

　　框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)力求做到在地震作用下框架梁的梁端斜截面受剪承載力應(yīng)高于正截面受彎承載力。即“強(qiáng)剪弱彎”。具體在調(diào)整梁的配筋時(shí)，筆者建議可做以下幾項(xiàng)調(diào)整：梁端負(fù)彎矩鋼筋可縮小(系數(shù)采用0.85);梁的跨中受拉鋼筋可放大1.1-1.3倍;梁端箍筋的直徑可增加2mm;按構(gòu)造要求對(duì)于跨度大于6m的框架梁設(shè)彎起鋼筋。

　　3.在電算中合理、準(zhǔn)確運(yùn)用彎矩的調(diào)幅

　　規(guī)范規(guī)定只有在豎向力作用下梁端彎矩可調(diào)幅,水平力作用下梁端彎矩不允許調(diào)幅,因此在計(jì)算時(shí)必須先將豎向荷載作用下的梁端彎矩調(diào)幅后,再將水平荷載產(chǎn)生的梁端彎矩疊加。在此可采用兩種方法:一是將梁端的固定彎矩調(diào)幅后,再進(jìn)行力矩分配;二是將由力矩分配法算得的梁端負(fù)彎矩直接乘以調(diào)幅系數(shù)。

　　五、框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的其它問(wèn)題

　　在框架結(jié)構(gòu)中不允許采用兩種不同的結(jié)構(gòu)型式,樓、電梯間、局部突出屋頂?shù)姆块g,均不得采用磚墻承重,因?yàn)榭蚣芙Y(jié)構(gòu)是一種柔性結(jié)構(gòu)體系,而磚混結(jié)構(gòu)是一種剛性結(jié)構(gòu)。為了使結(jié)構(gòu)的變形相互協(xié)調(diào),不應(yīng)采用不同結(jié)構(gòu)混合受力。

　　加強(qiáng)短柱的構(gòu)造措施:在工程施工過(guò)程中頂棚可能要吊頂或其它裝修,甲方為了節(jié)約開(kāi)支。往往要求柱間填充墻不到頂或者是在墻上任意開(kāi)門窗洞,這樣往往會(huì)造成短柱,由于短柱剛度大,吸收地震作用使其受剪,當(dāng)混凝土抗剪強(qiáng)度不足時(shí),則產(chǎn)生交叉裂縫及脆性錯(cuò)斷,從而引起建筑物或構(gòu)筑物的破壞甚至倒塌,所以在設(shè)計(jì)中應(yīng)采取如下措施:1)盡量減弱短柱的樓層約束,如降低相連梁的高度、梁與柱采用鉸接等;2)增加箍筋的配置,在短柱范圍內(nèi)箍筋的間距不應(yīng)大于l00mm,柱的縱向鋼筋間距≤150mm;3)采用良好的箍筋類型,如螺旋箍筋、復(fù)合螺旋箍筋、雙螺旋箍筋等。

　　由于建筑的需要,有時(shí)需要框架梁外挑,且梁下設(shè)置鋼筋混凝土柱。在柱的內(nèi)力和配筋計(jì)算中,有些設(shè)計(jì)人員對(duì)其受力概念不清,誤認(rèn)為此柱為構(gòu)造柱,并且其配筋為構(gòu)造配筋,懸臂梁也未按計(jì)算配筋,這樣有可能導(dǎo)致水平荷載作用下承載力不足,為事故的發(fā)生埋下隱患。實(shí)際上,在結(jié)構(gòu)的整體計(jì)算中,此柱為偏心受壓構(gòu)件,柱與梁端交接處類似于框架梁、柱節(jié)點(diǎn),應(yīng)考慮懸臂梁梁端的協(xié)調(diào)變形。所以對(duì)于此柱應(yīng)作為豎向構(gòu)件參與結(jié)構(gòu)的整體分析,并且柱與梁端交接處應(yīng)按框架梁、柱的節(jié)點(diǎn)處理。

　　六、結(jié)語(yǔ)

　　隨著我國(guó)建筑行業(yè)的發(fā)展,鋼筋混凝土多層框架結(jié)構(gòu)由于具有結(jié)構(gòu)傳力明確、結(jié)構(gòu)靈活、整體性強(qiáng)、抗震能力強(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn),因此被廣泛的應(yīng)用于現(xiàn)代建筑中。雖然,其結(jié)構(gòu)形式看上去比較簡(jiǎn)單,但是設(shè)計(jì)時(shí)若考慮不周全、不仔細(xì)就會(huì)出現(xiàn)這樣或者那樣的錯(cuò)誤,給建筑工程的建設(shè)造成不良的影響,有些錯(cuò)誤甚至?xí)�給建筑結(jié)構(gòu)的安全造成影響,因此我們?cè)谶M(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),必須針對(duì)以上問(wèn)題逐一進(jìn)行落實(shí),確保建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量。

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