钢筋混凝土多层框架房屋结构设计心得

摘要：

随着我国经济的快速健康发展，建筑业发展水平也越来越高。钢筋混凝土多层框架结构是目前应用较广泛的建筑结构形式之一，它是由梁、柱、楼板和基础组成的承重结构体系，其柱网布置的灵活性使得该类建筑可以提供宽阔的空间及较高的空间利用率，在一些写字楼、住宅小区及商业建筑中应用非常广泛。但是该结构体系设计中也存在着一些问题，需要解决和重视，本文从框架结构设计、多层框架结构设计计算参数的选取，还有在多层框架结构设计中经常出现的一些问题进行了总结和分析。

关键字：多层钢筋混凝土；框架结构；设计；

中图分类号：TV331 文献标识码： A

一、钢筋混凝土框架结构的受力特点

框架结构由梁柱杆系构成，能够承受竖向和水平荷载作用的承重结构体系。一般设计成双向梁柱抗侧力体系，主体结构均宜采用刚接模式。抗震设计时，为协调变形和合理分配内力，框架结构不宜设计成单跨结构。

竖向荷载作用下，框架结构以梁受弯为主要受力特点，梁端弯矩和跨中弯矩成为梁结构的控制内力。水平荷载作用下，框架柱承担水平剪力和柱端弯矩，并由此产生水平侧移，在梁柱节点处，由于协调变形使梁端产生弯矩和剪力。因此产生于柱上下端截面的轴力、弯矩和剪力是柱的控制内力。

在多高层建筑中，抵抗水平力成为确定和设计结构体系的关键问题。多高层建筑中常用的结构体系有框架，剪力墙，框架剪力墙，筒体以及组合高层建筑随着层数和高度的增加作用对地震作用和风荷载，高层建筑的承载能力、抗震性能、材料用量和造价高低，与其所采用的结构体系又密切相关。不同的结构体系适用于不同的层数、高度和功能。

二、框架结构设计原则

抗震验算时不同的楼盖及布置（整体性）决定了采用刚性、刚柔、柔性理论计算。抗震验算时应特别注意场地土类别。8度超过5层有条件时，尽量加剪力墙，可大大改善结构的抗震性能。框架结构应设计成 シ双向梁柱刚接体系，但也允许部分的框架梁搭在另一框架梁上。应加强垂直地震作用的设计，从震害分析，规范给出的垂直地震作用明显不足。

三、钢筋混凝土框架结构设计应注意的问题

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避免的构造超配程度的大小，以及结构在梁、柱端塑性铰逐步形成过程中的塑性内力重分布和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距按强柱弱梁原则调整放大，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则，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，使这些部位在结构经历罕遇地震的过程中以足够的保证率不出现脆性剪切失效。对于框架结构中的框架梁应注意抗剪验算和构造，使其满足相关规范要求。

四、混凝土框架结构设计的要点分析

1、概念设计

1.1刚柔并济合理的建筑结构体系应该是刚柔相济的。结构太刚则变形能力差，强大的破坏力瞬间袭来时，需要承受的力很大，容易造成局部受损最后全部毁坏；而太柔的结构虽然可以很好的消减外力，但容易造成变形过大而无法使用甚至全体倾覆。柔多一点虽然造价便宜但是必然产生变形以适应外力，太柔的结果必然是太大的变形，甚至会导致立足不稳而失去根本。

1.3抓大放小的原则在框架结构结构体系中具有“强柱弱梁”、“强剪弱弯”等说法是钢结构设计中非常重要的概念。简单地说，虽然整个结构体系是由各种构件协调组成一体，但各个构件担任的角色不尽相同，按照其重要性也就有轻重之分。一旦不可意料的破坏力量突然袭来，各个构件协作抵抗的目的，就是为了保住最重要的构件免遭摧毁或者至少是最后才遭摧毁，这时候牺牲在所难免，让谁牺牲呢？明智之举是要让次要构件先去承担灾难。 1.4打通关节理想的结构体系当然是浑然一体的―也就是没有任何关节的，这样的结构体系使任何外力都能迅速传递和消减。基于这个思路，设计者要做的就是要尽可能地把结构中各种各样的关节“打通”，使力量在关节处畅通无阻。可见设计者是协调者，其任务是让所有互不相关的静态构件相聚之后依然处于静态（也就是使其保持常态），或者是处在相对的静态之中。

2、正确选取重要的结构计算参数

2.1结构的抗震等级

工程设计中，地震作用应ด符合本地区抗震设防烈度的要求，但是抗震措施（主要体现为抗震等级）在一般情况下，当抗震设防烈度为6―8度时，应符合本地区抗震设防烈度提高一度的要求；当为9度时，ฬ应符合比9度抗震设防更高的要求。

2.2设计基本地震加速度

计算中应严格注意地震区的划分，选取正确的设计基本地震加速度值，这一项对地震作用效应的影响极大。

2.3结构周期折减系数

框架结构由于填充墙的存在，使结构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，使结构偏于不安全，因而对结构的计算周期进行折减是必要的。

3 、构造设计

3.2对于框架梁的构造要求。设计过程中容易造成框架梁的通常配筋率不满足规范要求，混凝土结构设计规范中明确规定了最小配筋率；当框架梁受拉配筋率大于2%时，箍筋直径应增大2mm，这也是设计中容易被忽视的一点；框架梁上部的纵筋端部水平锚固长度应满足相关规定；框架梁加密区箍筋肢距应满足混凝土结构设计规范的要求。

结语：

因为钢筋混凝土本身的特性决定，在很多的建筑物都有所应用，所以在建材市场上钢筋混凝土也占据很大的份额。钢筋混凝土的应用℃是需要设计师进行规范设计的，但是现在建筑行业的设计师水平参差不齐，在专业知识上和业务水准上都存在着很大的差异性，他们受到的教育背景不同，学到的专业知识不同，接触到的实际案例也不同，在理念认知上也存在不同的，所以在对钢筋混凝土进行设计的时候，也会出现不同的设计风格，那么在对一些容易出现问题的环节上，所处理的方式也是不同的。