淺談我國(guó)混凝土框架結(jié)構(gòu)

淺談我國(guó)混凝土框架結(jié)構(gòu)摘要：混凝土框架結(jié)構(gòu)作為一種較為普遍的建筑結(jié)構(gòu)形式，因其適用范圍較廣，造價(jià)相對(duì)低廉以及材料來(lái)源廣泛等優(yōu)點(diǎn)，在我國(guó)的各項(xiàng)工程建設(shè)中被廣泛采用?；炷量蚣芙Y(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則就是要保證結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的安全性、適用性和耐久性。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)合理的建筑布置來(lái)滿足人們的各種需求。關(guān)鍵詞：框架結(jié)構(gòu)，建筑設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)隨著社會(huì)的發(fā)展，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的建筑物越來(lái)越普遍。由于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)與砌體結(jié)構(gòu)相比較具有承載力大、結(jié)構(gòu)自重輕、抗震性能好、建造的工業(yè)化程度高等優(yōu)點(diǎn)；與鋼結(jié)構(gòu)相比又具有造價(jià)低、材料來(lái)源廣泛、耐火性好、結(jié)構(gòu)剛度大、使用維修費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。因此，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是多層框架中最常用的結(jié)構(gòu)型式。近年來(lái)，世界各地的鋼筋混凝土多層框架結(jié)構(gòu)發(fā)展十分迅速，應(yīng)用越來(lái)越廣泛。

框架結(jié)構(gòu)通常由樓板、梁、柱及基礎(chǔ)4種承重構(gòu)件組成的，由主梁、柱與基礎(chǔ)構(gòu)成平面框架，各平面框架再由連續(xù)梁連接起來(lái)而形成的空間結(jié)構(gòu)體系。在合理的高度和層數(shù)的情況下，框架結(jié)構(gòu)能夠提供較大的建筑空間，其平面布置比較的靈活，可滿足多種使用功能的要求。

多層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以分為四個(gè)階段：一是方案設(shè)計(jì)，二是結(jié)構(gòu)分析，三是構(gòu)件設(shè)計(jì)，四是繪施工圖。結(jié)構(gòu)分析和構(gòu)件設(shè)計(jì)是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的計(jì)算階段，已由電子計(jì)算機(jī)承擔(dān)這一工作，常采用PKPM建模計(jì)算。但是，結(jié)構(gòu)的計(jì)算并不能代替結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。良好結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要前提，應(yīng)該是合理組織與綜合解決結(jié)構(gòu)的傳力系統(tǒng)、傳力方式，良好的結(jié)構(gòu)方案是良好結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要前提?；炷量蚣芙Y(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)及設(shè)計(jì)要求梁柱連接處(稱為節(jié)點(diǎn))一般為剛性連接，有時(shí)為便于施工和其他框架結(jié)構(gòu)構(gòu)造要求，也可以將部分節(jié)點(diǎn)做成鉸接或者半鉸接。柱支座一般為固定支座，必要時(shí)也可以設(shè)計(jì)成鉸支座?？蚣芙Y(jié)構(gòu)可以分為現(xiàn)澆整體式，裝配式，現(xiàn)澆裝配式?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的布置靈活，容易滿足建筑功能和生工藝的多種要求。同時(shí)，經(jīng)過(guò)合理設(shè)計(jì)，框架結(jié)構(gòu)可以具有較好的延性和抗震性能。但是，框架結(jié)構(gòu)承受水平力(如風(fēng)荷載和水平地震作用)的能力較小。當(dāng)層數(shù)較多或水平力較大時(shí)，水平位移較大，在強(qiáng)烈地震作用下往往由于變形過(guò)大而引起非結(jié)構(gòu)構(gòu)件(如填充墻)的破壞。因此，為了滿足承載力和側(cè)向剛度的要求，柱子的截面往往較大，既耗費(fèi)建筑材料，又減少使用面積。這就使框架結(jié)構(gòu)的建筑高度受到一定的限制。目前，框架結(jié)構(gòu)一般用于多層建筑和不考慮抗震設(shè)防，層數(shù)較少的高層建筑，比如，層數(shù)為10層或高度為30米以下的建筑?；炷量蚣芙Y(jié)構(gòu)的布置：多層框架結(jié)構(gòu)的平面布置形式非常的靈活，將框架結(jié)構(gòu)按照承重方式的不同分為以下三類：

(1)橫向框架承重方案以框架橫梁作為樓蓋的主梁，樓面荷載主要由橫向框架承擔(dān)。由于橫向框架數(shù)較少，主梁沿橫向布置有利于增強(qiáng)房屋的橫向剛度。同時(shí)，主梁沿橫向布置還有利于建筑物的通風(fēng)和采光。但由于主梁截面尺寸較大，當(dāng)房屋需要大空間時(shí)，凈空較小，且不利于布置縱向管道。(2)縱向框架承重方案以框架縱梁作為樓蓋的主梁，樓面荷載由框架縱梁承擔(dān)。由于橫梁截面尺寸較小，有利于設(shè)備管線的穿行，可獲得較高的室內(nèi)凈空。但房屋橫向剛度較差，同時(shí)進(jìn)深尺度受到預(yù)制板長(zhǎng)度的限制。

(3)縱橫向框架混合承重方案縱橫向框架混合承重方案是沿縱橫兩個(gè)方向上均布置有框架梁作為樓蓋的主梁，樓面荷載由縱、橫向框架梁共同承擔(dān)。它具有較好的整體工作性能。

雙向板的截面設(shè)計(jì)構(gòu)造及配筋

對(duì)于周邊與梁整澆的雙向板，由于在兩個(gè)方向受到支撐構(gòu)件的變形約束，整塊板內(nèi)存在穹頂作用，使板內(nèi)的彎矩大大減小。為了利用這一有利的因素，規(guī)范允許對(duì)四邊與梁整結(jié)板，起彎矩的設(shè)計(jì)值根據(jù)一定的條件進(jìn)行折減。雙向板的厚度不宜小于80mm。由于撓度不另作驗(yàn)算，雙向板的板厚與短跨跨長(zhǎng)的比值應(yīng)滿足：簡(jiǎn)支板、連續(xù)板。雙向板按照彈性理論方法設(shè)計(jì)時(shí)，所求得的跨中正彎矩鋼筋數(shù)量是指板的中央處的數(shù)量，靠近板的兩邊，其數(shù)量可以逐漸減小?？紤]到施工方面，將板的兩個(gè)邊方向上各分為3個(gè)板帶。兩個(gè)方向的邊緣板帶寬度軍為均為短邊長(zhǎng)度的1/4，其余則為中間板帶。在中間板帶上，按跨中最大正彎矩求得的單位板寬內(nèi)的鋼筋數(shù)量均勻布置；而在邊緣板帶上，按中間板帶單位板寬內(nèi)的鋼筋數(shù)量一半均勻布置?？蚣芰汉椭娝憬Y(jié)果的人工調(diào)整框架梁配筋的人工調(diào)整，其目的是解決梁的裂縫寬度超限和“強(qiáng)剪弱彎”問(wèn)題。當(dāng)裂縫寬度超限時(shí)，首先應(yīng)考慮將大直徑的鋼筋改用小直徑的鋼筋驗(yàn)算，如裂縫寬度仍然超限，就應(yīng)增大梁的配筋和混凝土的強(qiáng)度等級(jí)，或加大梁的截面尺寸，調(diào)整至滿足規(guī)范的要求。為了保證“強(qiáng)剪弱彎”，可進(jìn)行以下幾項(xiàng)調(diào)整：一是適當(dāng)增大梁端截面；二是適當(dāng)增大梁端箍筋直徑，加密箍筋間距；三是梁端負(fù)彎矩鋼筋不放大，梁跨中受拉鋼筋適當(dāng)放大1.1～1.2倍；四是按構(gòu)造要求對(duì)跨度>7m的框架梁增加彎起鋼筋。在地震作用下，框架柱尤其是角柱和大開(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。因此，框架柱配筋應(yīng)進(jìn)行如下調(diào)整：一是選擇最不利的方向進(jìn)行框架計(jì)算，也可對(duì)兩個(gè)方向均進(jìn)行計(jì)算后取較大值方向的配筋，并采用對(duì)稱配筋；二是控制柱單邊方向鋼筋的最少根數(shù)。四是選擇井字形或菱形的框架柱箍筋形式，以增強(qiáng)箍筋對(duì)混凝土的約束；五是由于多層框架電算一般不考慮溫度應(yīng)力和基礎(chǔ)不均勻沉降問(wèn)題，當(dāng)多層框架水平尺寸較大以及地基為軟弱土層或地基土層不均勻時(shí)，可適當(dāng)再稍放大框架柱的配筋。周期折減系數(shù)的取用我們?cè)谶M(jìn)行框架結(jié)構(gòu)的周期和剛度計(jì)算時(shí)，往往忽略框架填充墻的影響。但實(shí)際情況中填充墻(磚砌體)在早期彈性工作階段參與工作的能力是較大的。結(jié)構(gòu)實(shí)際的剛度大于計(jì)算剛度，實(shí)際的周期小于計(jì)算周期，地震作用計(jì)算偏小。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)偏于不安全。為了避免較大誤差，在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)該對(duì)計(jì)算周期應(yīng)該進(jìn)行折減。一般情況，周期折減系數(shù)的取值：當(dāng)填充墻為砌體時(shí)，取0.6～0.7；為輕質(zhì)砌塊或砌體填充墻較少時(shí)，取0.7到0.8；當(dāng)填充墻為輕質(zhì)墻體板材時(shí)，取0.9；無(wú)填充墻的純框架取1.0?？梢钥闯?，填充墻的剛度越小對(duì)框架的周期影響越小，吸收地震作用的能力也越弱。結(jié)語(yǔ):由于框架結(jié)構(gòu)具有空間大、平面布局靈活多樣的特點(diǎn)，滿足了人們不斷追求使用個(gè)性化的要求。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展和人們物質(zhì)生活水平的提高，人類的集中居住和城市的擴(kuò)大已經(jīng)成為了不可逆轉(zhuǎn)的趨勢(shì)。在這種潮流下，適用范圍廣并能滿足較廣泛的建筑需求的框架結(jié)構(gòu)(住宅、公共建筑)將會(huì)得到較大發(fā)展。設(shè)計(jì)多層框架結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)人應(yīng)首先判斷結(jié)構(gòu)方案的可行性，對(duì)可能碰到的問(wèn)題，提前采取措施予以解決，并對(duì)所有計(jì)算結(jié)果認(rèn)真分析、判斷，準(zhǔn)確無(wú)誤后方可應(yīng)用于實(shí)際工程。參考文獻(xiàn)：[1]沈蒲生.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理（第四版）[M].北京：高等教育出版社，2012[2]沈蒲生.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（第四版）[M].北京：高等教育出版社，2012[3]包世華.結(jié)構(gòu)力學(xué)（上、下）[M].武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2003[4]李愛(ài)群.工程結(jié)構(gòu)抗震（第二版）[M]北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2010[5]潘谷西.中國(guó)建筑史（第六版）[M]北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2009[6]徐秀麗.混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（第一版）[M]北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2008[7]王光友.淺談框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)[D]安徽：滁州市建筑勘察設(shè)計(jì)院，2003[8]孫海濤，張芳等.多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)心得[D]新疆：新疆時(shí)代石油工程有限公司規(guī)劃建筑分公司，2006[9]陳翠榮.框架結(jié)構(gòu)中