房屋建筑钢筋混凝土框架结构设计与应用

王俊龙

摘 要：国家经济的快速发展，带动各行各业的发展迅速，建筑行业尤为突出，在世界领域也取得相当不错的成绩。那么建筑业发展的同时，对于施工中的材料运用也应该给予足够的重视。在现阶段，我国大量的建筑中都会用到钢筋混凝土。根据多年的实践工作经验来看，房屋建筑钢筋混凝土框架结构的优点主要体现在：空间分隔灵活，自重轻，节省材料等方面。本文对房屋建筑钢筋混凝土框架结构特点、应用范围，设计原则等进行了阐述，讨论了其具体施工措施。

关键词：房屋建筑；钢筋混凝土；框架结构；设计与应用

1 引言

随着我国建筑行业技术和水平的不断提升，房屋建筑发展也相当迅速，其成果也得到了业内的认可。目前，在国内外的建筑行业中，在对建筑物进行构建时，多采用钢筋混凝土框架结构设计。且随着社会的不断进步与科技的不断创新，现代的钢筋混凝土框架结构设计方法层出不穷，再加上计算机技术的快速发展，如何在房屋建筑的施工过程中，对各个钢筋混凝土框架结构的设计方案进行分析与管理，成为当下建筑结构设计中不可忽视的问题。钢筋混凝土框架结构存在着一定的优点与长处，但在设计过程中也存在着一定的缺陷与不足。因此，在设计过程中，有许多问题需要我们注意以及解决。所以，我们必须对钢筋混凝土框架结构设计做出较为恰当的分析与研究。

2 房屋建筑钢筋混凝土框架结构特点

房屋建筑钢筋混凝土框架结构的优点主要体现在：空间分隔灵活，它自重轻，节省材料；具有可以较灵活地配合建筑平面布置的优点，利于安排需要较大空间的建筑结构；框架结构的梁、柱构件易于标准化、定型化，便于采用装配整体式结构，以缩短施工工期；采用现浇混凝土框架时，结构的整体性、刚度较好，设计处理好也能达到较好的抗震效果，而且可以把梁或柱浇注成各种需要的截面形状。

3 钢筋混凝土框架的结构设计中所存在的现状

3.1 框架中所存在的问题

在对钢筋混凝土框架的结构设计中，框架中所存在的问题是多种多样的。框架的梁、柱配筋方面等都存在着不少的问题。譬如框架的箍筋间距问题，箍筋在加密区和非加密区的设置问题，不能保证梁的抗剪力等问题。

3.2 设计人员容易出现的问题

在对混凝土的框架结构的设计过程中，设计人员处于主导地位。因此，为避免设计人员在设计时出现多种多样的问题，应对设计人员在设计时出现的问题进行分析与讨论。在设计时，设计人员往往把配筋视为构造配筋，这样就会给房屋建筑安全带来一定的隐患。此外，设计人员在计算框架梁的内力问题时，易忽视一些细节问题。譬如水平尺寸和垂直尺寸的差距较大、地基中的软土较厚、土质不均匀、温度应力等问题。因此，在对混凝土的框架结构进行设计时，应特别注意这些问题。

4 房屋建筑钢筋混凝土框架结构设计与应用

4.1 在设计框架的结构时，要符合国家规范

在设计框架梁的配筋时，要符合相应的国家规范与要求。在计算时，应注意最小的配筋率，不仅和框架的抗震等级有关，还与混凝土的轴心和钢筋的抗拉强度的比值有关。准确的设计框架梁的配筋率，在一定程度上可增强框架结构的整体稳定性。此外，设计人员在设计时应注意区分配筋与构造配筋，以避免安全隐患事故的发生。此外，在选择箍筋形式时，为促进箍筋对混凝土的约束力，可以优先选择菱形或井形。

4.2 合理设计框架结构

我们根据以上的要求进行设计的前提下，为了实现设计水平提升，我们还需要对进行施工的建筑进行了解，采取相应的办法，根据以往的惯例，我们常用直接与间接法，最后实现提高设计水平的目的。

（1）框架直接设计。为了建筑更好的运行和发挥效益，我们需要充分的考虑结构稳定性与可靠性，对工业厂房存在的缺点进行改善和弥补。假如，我们在进行现场浇筑时需要根据图纸进行更换混凝土型号的时候，如果换了之后的混凝土不能满足强度要求，就需要我们改变构件的尺寸，采取何种办法进行弥补，能够保证构件的稳定性，有效地提高管理能力。还有就是针对施工的过程，需要我们进行专门的防火处理，使结构构件保持良好的整体性与安全性。

（2）框架结构间接设计。所谓的间接设计就是采用预制构件模拟受力的作用，根据承受压力效果，再进行图纸的设计。这种方法能够有效地防御问题，会减少设计完之后的设计变更。我们主要是通过预应力水平拉杆，将混凝土受压力的构件进行设计。我们可以通过间接设计来进行整个建筑的承压实验，以便在进行施工的时候，能够使设计中的要求得到满足。这种设计方法能够更好的提升设计水平，保证设计的规则性、刚度以及延性的要求。

（3）梁、柱节点的设计。我们在房屋设计梁柱节点时，通常出现多根梁交叉在一起的现象，主次梁的负弯矩钢筋多层也会叠加在一起，这样会对梁截面造成较大的影响。这也是房屋在建时它的成本很难控制的一方面。在此，笔者建议可采取降低次梁底面的标高和降低主梁底面标高的有关措施来加以控制。

4.3 变形的分析

一旦结构产生了过度变形，就会产生与之相对应的裂缝。一般来说，结构的过度变形是结构稳定性不足或者刚度不足的标志，它并没有直接反映出结构强度。导致结构变形的因素有跨度、截面的尺寸、支座的形式、材料的质量和荷载等，结构变形是鉴定房屋安全的重要内容。

4.4 结构设计布置要均匀

从房屋建筑结构的特点看，临街的房屋建筑物，往往会因为商业的需要，底部几层有大空间的设置。非临街的房屋建筑物，底部也可能门厅、餐厅或停车场，而出现大空间。在这种结构中，上部的钢筋混凝土抗震墙或竖向支撑或砌体墙体到此被中止，而下部须采取框架体系。也就是说，上部各层为全墙体系或框架一抗震墙体系，而底层或底部两三层则为框架体系，整个结构属“框托墙”体系。

4.5 应注意建筑物的抗震以及防水能力

根据相关的建筑物抗震能力以及防水能力的等级及要求，合理地设计钢筋混凝土的框架结构。此外，在设计时，还要加强对非结构设计的抗震强度，比如女儿墙，应采取结构构造措施来加强抗震能力。对结构体系来说足够的承载能力和变形能力是两个同时需要满足的条件。结合概念设计的理念，对上述两种结构体系进行对比分析，电算程序可以采用中国建筑科学研究院编制的结构空间有限元分析软件SATWE。在结构设计中，不仅要求结构具有足够的承载能力，还要求其有适当的刚度。高层结构的使用功能和安全与其侧移的大小密切相关，过大的侧向变形会使隔墙、维护墙及其饰面材料出现裂缝或损坏。结构分别按考虑5%的偶然偏心和双向地震力作用的不利情况计算出各结构体系层间位移角，剪力墙结构小于框剪结构，但均小于规范要求，且富裕量较大，说明两种结构体系满足刚度要求。但就使用性能方面，剪力墙结构由于墙体太多，结构自重大，导致了较大的地震作用，混凝土和钢材用量也较高，同时也增加了基础工程的投资，而且限制了建筑上的灵活使用。而框架一剪力墙结构的特点是平面使用灵活，适用性强，结构合理，能使框架、剪力墙两种有着不同变形性能的抗侧力结构很好地协同发挥作用。在水平荷载作用下，具有较纯框架和纯剪力墙结构更為有利的水平变形曲线。由框架构成自由灵活的使用空间，容易满足不同建筑功能的要求；同时剪力墙具有相当大的抗侧移刚度，从而使框一剪结构具有较好的抗震能力，也大大减少了结构的侧移。

5 结语

钢筋混凝土框架结构虽然相对简单，但设计中仍有很多需要注意的问题，只有熟练地掌握规范，并具有良好的结构概念，才能设计出既安全又经济适用的优秀作品。

参考文献：

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