建筑框架结构设计要点综合分析

王金刚

邢台市人民医院总务科，河北邢台 054001

建筑框架结构设计要点综合分析

王金刚

邢台市人民医院总务科，河北邢台 054001

建筑结构中，框架结构的应用越来越广泛，框架结构的基本设计和特殊应力要求的设计都关系到建筑物的稳定性。对结构体进行全面细致的分析，得出更合理的、好的设计方案是设计人员必须具备的。对每一个工程方案都做到细致入微，避免不合理的设计要素，综合的全面考虑是本文论述的重点。

框架；设计；荷载

1 框架结构与框剪结构的区别

1.1 框架-剪力墙结构，出称为框剪结构

它是框架结构和剪力墙结构两种体系的结合，在结构平面布置上除了布置了框架还增加了部分剪力墙（或称抗震墙）吸取了各自的长处，既能为建筑平面布置提供较大的使用空间，又具有良好的抗侧力性能。框剪结构中的剪力墙可以单独设置，也可以利用电梯井、楼梯间、管道井等墙体。因此，这种结构已被广泛地应用于各类房屋建筑。

1.2 水平荷载主要由剪力墙来承受

从受力特点看，由于框剪结构中的剪力墙侧向刚度比框架的侧向刚度大得多，在水平荷载作用下，一般情况下，约80%以上用剪力墙来承担。因此，使框架结构在水平荷载作用下所分配的楼层剪力，沿高度分布比样均匀，各层梁柱的弯矩比较接近，有利于减小梁柱规格，便于施工。

2 多层现浇钢筋混凝土框架结构的上部设计

1）框架柱的截面尺寸：截面高度h=1/6 ～1/12 H，截面宽度b=1～1/1.5 h，其中H为房屋层高。也可按轴心受压柱估算，考虑弯矩的影响，将轴力乘以1.2～1.4的放大系数。框架主梁的截面尺寸：截面高度h=1/10～1/14 L，截面宽度b=1/2～1/3 h，其中L为梁的计算跨度。可根据跨数、荷载、承重、非承重选取大者或小者，一般可取h=L/10，b不宜小于200mm，也不宜小于h/4。次梁的截面高度h=1/12～1/16 L，应比框架主梁高度至少小50mm，可以的话，最好比主梁小100mm。次梁的截面最好比主梁宽度小50mm，一般可取200mm或250mm，但不应小于150mm。主次梁相交处应注意附加箍筋或附加吊筋的增设。

2）楼板的结构体系常用的有双向板和单向板两种。一般情况下，可通过次梁使楼板尽量成为双向板结构，这样可以使整体受力更加合理，配筋也更加均匀，楼板厚度也可以比单向板要薄一些。通常，单向板板厚可取h=1/30～1/35 L，双向板板厚可取h=1/35～1/45 L，可根据荷载、跨数及使用实际情况取大者或小者。一般来说，框架结构的楼板板厚不宜小于100mm。另外，还要注意楼板开洞的各种处理方法。

3）要注意楼面梁和屋面梁的不同，屋面梁要有防水的翻边处理。在设计结构详图时，要跟建筑专业密切配合，力争结构合理，形状美观，功能到位。在结构详图中要特别注意构造最小配筋率的要求和分布钢筋的布置。结构详图要做到尺寸明确，钢筋小样明确，标高和平面位置明确定位。

4）结构的构造要求是保证计算简图正确性的必要条件。由于实际情况和计算简图的差异，所以必须因地制宜进行合理的调整（包括内力和构造）。

5）荷载的取值并不是越大就越安全的，要根据实际情况，具体问题具体分析，选用最不利组合进行设计计算。

3 砼框架结构设计手算步骤

3.1 框架侧移刚度计算

计算梁柱线刚度，计算各层D值，判断是否规则框架。分别计算框架纵横两个方向。

计算自振周期

T1=（0.6或0.7）X1.7Xsqrt(Ut)

Ut___假想把集中在各层楼面处的重力荷载代表值作为水平荷载而算得的结构顶点位移。0.6或0.7为考虑填充墙的折减系数。对于带屋面局部突出的房屋，Ut应取主体结构顶点位移，而不是突出层位移。此时将突出层重力荷载折算到主体结构的顶层。

Ge=Gn+1(1+1.5h1/H)+G n+2(1+1.5(h1+h2)/H)

分别计算纵横框架。

3.2 风荷载作用下弹性位移验算

对于框架结构应将所得的分布风荷载按静力等效的原则化为楼面处的集中荷载，以便于内力计算。由水平集中风荷载计算内力及位移（D值法），检查是否满足层间位移及顶点位移要求。如不满足，应返回修改梁柱截面尺寸强度等级。应分别计算纵横向框架内力位移。

3.3 多遇地震作用下弹性位移验算

40m以下采用底部剪力法等计算水平地震作用，T1＞1.4Tg时考虑顶部附加地震作用。计算各质点水平地震作用。水平地震作用下位移验算。检查是否满足弹性位移限制，如不满足应返回修改梁柱截面尺寸强度等级。D值法分别计算纵横向框架内力位移。

3.4 竖向荷载作用下框架内力计算

活荷载不利布置。当活荷载与恒载之比不大于1时可按满布考虑，跨中弯矩乘1.1～1.2系数予以调整。常用弯矩分配法计算纵横向框架内力。对计算出的内力进行弯矩调幅。

4 基础平面图及详图

1）在柱下扩展基础宽度较宽(大于4m)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）当基础下有防空洞或枯井等时，可做一大厚板将其跨过；

3）混凝土基础下应做垫层。当有防水层时，应考虑防水层厚度；

4）建筑地段较好，基础埋深大于3m时，应建议甲方做地下室。地下室底板，当地基承载力满足设计要求时，可不再外伸以利于防水。每隔30～40m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。可在筏板区格中间挖空垫聚苯来调整高低层的不均匀沉降；

5）地下室外墙为混凝土时，相应的楼层处梁和基础梁可取消；

6）抗震缝、伸缩缝在地面以下可不设缝，连接处应加强。但沉降缝两侧墙体基础一定要分开；

7）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之间的高差的1.5～2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；

8）独立基础偏心不能过大，必要时可与相近的柱做成柱下条基。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。

[1]袁国青，曹志远.钢筋混凝土框架结构的单参数破坏反演[J].上海力学，1999，20(3).

[2]梁伟杰，杜建霞，胡辰锁.浅析钢筋混凝土巨型框架结构主框架的施工[J].山西建筑，2010(8).

[3]李晓杰.梁体施工方法分析[J].中国新技术新产品，2010 (9).

TU20

A

1674-6708（2010）24-0047-02