框架結構設計方案中疑難問題的處理

1、框架結構設計中疑難問題的處理白雪（甘肅建筑職業(yè)技術學院，甘肅蘭州730050）曲破壞。摘 要：介紹了框架結構設計中一些疑難問題的處理方法，對新舊建筑抗震設計規(guī)范進行了比較， 提岀了一些工程中常見疑難問題的解決方法。 關鍵詞：框架結構、中心線、配筋、裂縫 引言框架結構由梁、柱、樓板等主要構件組成， 其特點是柱網(wǎng)布量靈活，便于獲得較大的使用空 間，延性較好，但橫向側移剛度較小，因此對層數(shù) 不多，需要大空間的建筑非常適用。由于近幾年新 規(guī)范的相繼頒布執(zhí)行，新舊規(guī)范有許多內(nèi)容不同之 處，針對現(xiàn)有規(guī)范下框架結構中一些疑難問題提供 一些建議。1、框架結構一些疑難問題處理1.1 框架梁與柱的中心線宜重合。規(guī)

2、范規(guī)定，框架、梁、柱中心線宜重合，當 梁、柱中心線不重合時，在計算時應考慮偏心對梁 柱節(jié)點核心區(qū)受力和構造的不利影響，以及梁上的 荷載對柱子的偏心影響。若偏心距大于該方向上柱 高寬度的1/4時，可以采用增設梁的水平方向加腋 等措施。有模擬水平地震作用的研究表明，當框架梁、 柱中心線偏心距大于該方向柱寬的1/4時，節(jié)點核心區(qū)除了出現(xiàn)斜裂縫，而且還出現(xiàn)豎向裂縫。因此， 當梁、柱偏心距大于該方向柱寬的1/4的時，應采用梁水平腋的措施，加腋的構造見高層建筑結構 設計規(guī)范條，加腋后的梁在驗算梁的剪壓比 和受彎承載力時，一般不計加腋部分截面的有利影 響。水平加腋部分斜向設置的水平鋼筋的直筋不宜 小于 14

3、，間距不小于200mm，附加箍筋直徑不宜 小于 8200。1.2 盡量避免短柱的出現(xiàn)框架的柱端一般同時存在著彎矩M和剪力V ,長、短柱的確定是根據(jù)柱的剪跨比入=M/Vho確定，（ho與彎矩平行方向柱截面有效高度 ），入w 1.5時為極短柱，1.5 V入w 2時為短柱，入2時為 長柱。試驗表明極短柱發(fā)生剪切斜拉破壞，屬于脆 性破壞，短柱多數(shù)發(fā)生剪切破壞，長柱一般發(fā)生彎框架結構中由于樓梯間休息平臺梁或因層高 矮而柱截面大等原因，某些工程中短柱難以避免。 如果同一層均為短柱，各柱剛度相差不大，這種情 況下進行內(nèi)力分析和結構設計安全是可以保證的。 對于一層中岀現(xiàn)少量的短柱，因為這些少數(shù)短柱的 抗側剛度

4、遠大于一般柱的抗側剛度，在水平力作用 下，會吸收較大的水平剪力，一旦地震超過設防裂 度，就可能使少數(shù)短柱最先破壞，同樓層的各柱再 被各個擊破，這對結構安全十分不利。框架結構的樓梯間休息平臺處若設置柱間梁 時將使支架梁的柱形成短柱，為了不岀現(xiàn)短柱可在 休息平臺靠樓梯踏步處設置梯梁，再在梯梁兩端設 置從樓層框架梁上支承的小柱，樓梯平臺板采用樓 梯跑板外懸挑處理。平臺板外端不用設置柱間梁， 樓梯間的短柱就可避免岀現(xiàn)。1.3、除個別部位可采用鉸接外，應布置成雙向梁柱抗側力體系。框架結構即要承受豎向荷載，又要承受水平 荷載，因此必須設計成雙向梁、柱抗側力體系，并 且應具有足夠的側向剛度，以滿足規(guī)范規(guī)定的

5、樓層 層間最大位移與層高之比的限值。由于建筑平面和立面的需要，主體結構個別 部位可采用鉸接處理（見圖1），A、B點可采用鉸接 處理，對于B、C兩點由于靠的較近，如在 B點加 柱或形成B、C合一的扁柱，將會使相鄰雙柱或扁 柱在水平地震力作用下吸收大量的樓層剪力，造成 平面內(nèi)各柱子的剛度不均勻，特別是當局部凸岀部 位在端部或平面中不對稱將產(chǎn)生扭轉效應。圖1框架梁個別鉸接1.4、不應采用部分砌體墻承重的混合形式高規(guī)中(強制性條文)規(guī)定，框架結構 按抗震時，不應采用由砌體承重的混合形式?？蚣?結構中的樓、電梯間及局部岀屋頂?shù)碾姌菣C房，樓 梯間、水箱間，應采用框架承重，不應采用砌體墻 承重。若框架結構中

6、采用砌體墻承重時，由于計算 時不計入砌體墻的剛度，在地震作用時反應比僅按 純框架抗側力剛度時大，砌體墻會在地震時首先遭 受破壞，而框架結構又未按實際剛度確定內(nèi)力和配 筋，將會使結構構件被各個擊破，這是十分危險的。許多震害表明在框架結構中承重砌體都岀現(xiàn)了嚴 重開裂，局部岀屋頂?shù)臉?、電梯間因采用砌體承重 墻都嚴重裂縫，有的甚至被甩岀。1.5、梁、柱截面的確定首先根據(jù)經(jīng)驗初步確定梁、柱的截面尺寸， 此時應注意盡可能使柱的線剛度與梁的線剛度的 比值大于1.0，這是為當出現(xiàn)罕遇地震作用下，可 使梁端形成塑性鉸時，柱端鉸可處于非彈性工件狀 態(tài)而沒有屈服，而節(jié)點還處于彈性工件階段的目 的。即滿足強柱弱梁、強

7、節(jié)點的要求，初步確定 尺 寸輸入電腦經(jīng)結構計算后，梁、柱會岀現(xiàn)以下幾種 情況：1) 梁的超配筋顯示或梁的裂縫寬度0.3或梁的撓度值大于允許值。柱的軸壓比超限或柱的 超配筋顯示。此時可放大梁、柱截面尺寸或提高砼 的標號等級或提高鋼筋的強度等級，再進一步試算。2) 部分梁、柱的構造配筋，此時可依據(jù)梁 的裂縫寬度和柱的軸壓比適當減小梁、柱的截面尺 寸再試算。3) 梁、柱的截面尺寸均滿足要求，此時可 進一步觀察梁、柱的配筋率是否合適。1.6、框架梁柱的配筋1.6.1 框架梁的配筋對梁縱向鋼筋的配筋率為 0.5%1.5%較為適 宜，在配筋率一定時，用較細的鋼筋可以增加砼的 握裹面積，可減小梁的裂縫寬度，

8、增大配筋率是減 小梁裂縫的最直接方法，但是只提高砼的強度等級 對梁裂縫的影響就較小。如改用小直徑后梁的裂縫 寬度仍然超限就應加大梁的截面尺寸，或增加梁的 配筋。在地震作用下，為滿足強剪弱彎，就應做到 梁端斜截面受剪承載力高于正截面受彎承載力，在具體設計時，可將梁端負彎矩筋乘以系數(shù) 0.851.0, 梁中正彎距乘以1.11.3,梁端箍筋的直徑可增加2mm.1.6.2 框架柱的配筋框架柱的配筋一般都較低，電算結果往往都 是構造配筋，由于抗震上強柱弱梁的要求，也就是 要適當增大柱的配筋而減小梁的配筋?？梢?，柱子 承擔的責任最大。為了保證在地震時柱在最后失效，必須設計 成強柱弱梁，人為把梁設計成相對薄

9、弱的環(huán)節(jié)，使 其破壞在先以最大限度的減少可能出現(xiàn)的損失。若 把梁、柱同等看待，企圖讓他們都強，則可能會造 成同時破壞，后果會更糟糕，損失會更大。所以在 電算時一些參考的調整十分重要，對框架柱的縱向 配筋結果一般可以乘以1.21.6,柱箍筋的直徑宜增 加2mm，其中角柱大些，邊柱次之，中柱可小一些， 柱箍箍的形式宜采用井字形，以增強箍筋對砼的 約束，箍筋的重疊不宜多于兩個箍筋，具體做法見 圖2。由于多層框架電算時不考慮溫度應力，基礎不 均勻沉降的問題，對適當放大框架柱的配筋的系 數(shù)，要由設計人員的經(jīng)驗確定。圖2柱箍筋形式2、結語隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，許多建筑體形越來越 多樣，經(jīng)常出現(xiàn)一些疑難問題，

10、而使工程人員出現(xiàn) 對規(guī)范有不同的理解和疑問。通過以上對一些問題 的處理，僅提供給建筑結構人員參考。Framework for the designwith difficult problems參考文獻1、GB50011-2001。建筑抗震設計規(guī)范2、JGJ-2002。高層建筑混凝土結構技術規(guī)程3、GB40010-2002?；炷两Y構設計規(guī)范of the structure of the dealBai-xue) a number of difficult( Gansu Construction Vocational Technical College, lanzhou 730050 Abstract : The structural design of the framework of problems in the handling of the seismic designof the old and the