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摘 要：随着经济的高速发展，我国高层建筑发展迅速，设计思想在不断更新，建筑平面布置与竖向体形也越来越复杂，这就给高层结构设计和施工提出更高的要求。采用框架结构形式，可形成内部大空间，能进行灵活的建筑平面布置。本文就框架结构设计的几个要点性问题做逐一分析。
关键词：框架结构；设计；原则
Abstract： With the rapid economic development， China's high-rise buildings has developed rapidly， the design idea is continually updated， building layout and vertical shape is getting more complicated， which put forward higher requirements for the design and construction of high-rise structure. This paper analyzes a few key points of the frame structure design problem.Key words： frame structure； principles of the design；
中图分类号：TU318文献标识码：A
引言：建筑框架结构设计作为结构设计中较为基础的设计，也是建筑结构设计中较为重要的一种形式，一直以来，建筑框架结构设计问题是关注的重点，是保障建筑结构安全、实现建筑使用功能的灵魂。
一、建筑框架结构的概念
框架结构住宅是指以钢筋混凝土浇捣成承重梁柱，再用预制的加气混凝土、膨胀珍珠岩、浮石、蛭石、煤矸石、陶烂等轻质板材或空心砌块隔墙分户装配成而的住宅。适合大规模工业化施工，效率较高，工程质量较好。框架结构由梁、柱构成，构件截面较小，因此框架结构的承载力和刚度都较低，它的受力特点类似于竖向悬臂剪切梁，楼层越高，水平位移越慢，高层框架在纵横两个方向都承受很大的水平力，这时，现浇楼面也作为梁共同工作的构件，装配整体式楼面的作用则不考虑，框架结构的墙体是填充墙，起围护和分隔作用，框架结构的特点是能为建筑提供灵活的使用空间，抗震性能好。
二、建筑框架结构设计原则
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。
雨蓬不得从填充墙内出挑。大跨度雨蓬、阳台等处梁应考虑抗扭。考虑抗扭时，扭矩为梁中心线处板的负弯距乘以跨度的一半；框架梁、柱的混凝土等级宜相差一级；由于某些原因造成梁或过梁等截面较大时，应验算构件的最小配筋率；出屋面的楼电梯间不得采用砖混结构；框架结构中的电梯井壁宜采用煤矸石砖砌筑，但不能采用砖墙承重。应采用每层的梁承托每层的墙体重量。梯井四角加构造柱，层高较高时宜在门洞上方加圈梁。因楼电梯间位置较偏，梯井采用混凝土墙时刚度很大，其它地方不加剪力墙，对梯井和整体结构都十分不利；建筑长度宜满足伸缩缝要求，否则应采取措施。如：增大配筋率，通长配筋，改善保温，铺设架空层，加后浇带等；柱子轴压比宜满足规范要求；当采用井字梁时，梁的自重大于板自重，梁自重不可忽略不计。周边一般加大截面的边梁；当建筑布局很不规则时，结构设计应根据建筑布局做出合理的结构布置，并采取相应的构造措施；当地下水位很高时，暖沟应做防水。一般可做u型混凝土暖沟，暖气管通过防水套管进入室内暖沟。有地下室时，混凝土应抗渗，等级P6或P8，混凝土等级应大干等于C25，混凝土内应掺人膨胀剂。混凝土外墙应注明水平施工缝做法，一般加金属止水片，较薄的混凝士墙做企El较难。
三、框架计算简图的确定
1、无地下室的多层框架房屋
（1）基础埋深较浅时现浇的框架结构梁柱刚接，计算简图的确定主要是确定底层柱的计算长度。根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010（以下简称《结构规范》）第6，2.20条规定：一般多层房屋中梁柱为刚接的框架结构，底层柱的计算长度取基础顶面到一层楼盖顶面的高度H：装配式框架取1.25H。
（2）基础埋深较大时为了增加房屋底部的整体性，减小位移有时在0.000mm附近设置基础连系梁。将基础连系梁以下的部分看作底层，其H值取基础顶面至连系梁顶面的高度，而把实际建筑的底层作为第二层考虑，层高H取连系梁顶层至一层楼面高度。
2、带地下室的多层框架房屋 对于带地下室的多层框架结构，合理确定上部结构的嵌固位置是一个关键问题。《结构规范》和《建筑抗震设计规范》GB50011-2010（以下简称《抗震规范》），都没有明确地提出具体位置，需要具体问题具体分析。对于能够满足《抗震规范》第6.1.14条规定的地下室结构或采用箱型基础时，可将地下室顶作为框架上部结构的嵌固位置，在利用PKPM软件进行设计时，楼层总数仅输入地下室以上的实际层数，底层的层高H取实际层高。这样计算出的地震作用与实际情况较为接近。对于不能满足《抗震规范》第6.1.14条规定的地下室结构或者采用筏板式基础时，嵌固位置最好取在基础顶面。此时，利用电算进行楼层组合时，总层数应为实际的楼层数加上地下室的层数。
四、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。 五、框架柱梁配筋的调整 1、框架柱的配筋
框架柱的配筋率一般都很低，有时电算结果为构造配筋，但是实际工程中均不会按此配筋，因为在地震作用下的框架柱，尤其是角柱，所受的扭转剪力最大，同时又受双向弯矩作用，而横梁的约束又较小，工作状态下又处于双向偏心受压状态，所以其震害重于内柱，对于质量分布不均匀的框架尤为明显，因此应选择最不利的方向进行框架计算，另外也可分别从纵、横两个方向计算后比较同一侧面的配筋，取其较大值，并采用对称配筋的原则，为了满足框架柱在多种内力组合作用下其强度要求，在配筋计算时应注意以下问题：
角柱、边柱及抗震墙端柱在地震作用组合下会产生偏心受拉时，其柱内纵筋总截面面积应比计算值增大25%；框架柱的配筋可放大1.2～1.6倍，其中角柱1.4倍，边柱1.3倍，中柱1.2倍；框架柱的箍筋形式应选用菱形或井字形，以增强箍筋对混凝土的约束；对于二、三级框架的底层柱底和底部加强部位纵筋宜采用焊接，且当柱纵向钢筋的总配筋率超过3%时，箍筋的直径不应小于8，并应焊接。
另外多层框架电算时常不考虑温度应力和基础的不均匀沉降，当多层框架水平尺寸和垂直尺寸较大以及地基软弱土层较厚或地基土质不均匀时，可以适当放大框架柱的配筋，且宜在纵、横两个方向设置基础梁，其配筋不宜按构造设置，应按框架梁进行设计，并按规范要求设置箍筋加密区。
2、框架梁的配筋
对梁纵向钢筋的配筋率为0.5%～1.5%较为适宜，在配筋率一定时，用较细的钢筋可以增加混凝土的握裹面积，可减小梁的 裂缝宽度，增大配筋率是减小梁裂缝的最直接方法，但是只提高混凝土的强度等级对梁裂缝的影响就较小。
在地震作用下，为满足强剪弱弯，就应做到梁端斜截面受剪承载力高于正截面受弯承载力，在具体设计时，可将梁端负弯矩筋乘以系数0.85～1.0，梁中正弯距乘以1.1～1.3，梁端箍筋的直径可增2mm。
六、结束语
随着我国经济的发展，人民生活水平进一步提高，用户对住宅的功能提出更高的要求。因此对于框架结构设计提出了更加严格的要求。这就要求我们熟练地掌握规范，并具有良好的结构概念，这样才能完成一个个优良工程。
参考文献：
【1】 GB 50010―2010，混凝土结构设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2010
【2】 张敬书.钢筋混凝土悬臂梁构造的若干问题.建筑结构.中国建筑技术研究院.2001.3
【3】 陈翠荣.框架结构设计中应注意的几个问题[J].山西建筑，2007。33（4）：58-59.
关键词：框架结构；设计；原则
Abstract： With the rapid economic development， China's high-rise buildings has developed rapidly， the design idea is continually updated， building layout and vertical shape is getting more complicated， which put forward higher requirements for the design and construction of high-rise structure. This paper analyzes a few key points of the frame structure design problem.Key words： frame structure； principles of the design；
中图分类号：TU318文献标识码：A
引言：建筑框架结构设计作为结构设计中较为基础的设计，也是建筑结构设计中较为重要的一种形式，一直以来，建筑框架结构设计问题是关注的重点，是保障建筑结构安全、实现建筑使用功能的灵魂。
一、建筑框架结构的概念
框架结构住宅是指以钢筋混凝土浇捣成承重梁柱，再用预制的加气混凝土、膨胀珍珠岩、浮石、蛭石、煤矸石、陶烂等轻质板材或空心砌块隔墙分户装配成而的住宅。适合大规模工业化施工，效率较高，工程质量较好。框架结构由梁、柱构成，构件截面较小，因此框架结构的承载力和刚度都较低，它的受力特点类似于竖向悬臂剪切梁，楼层越高，水平位移越慢，高层框架在纵横两个方向都承受很大的水平力，这时，现浇楼面也作为梁共同工作的构件，装配整体式楼面的作用则不考虑，框架结构的墙体是填充墙，起围护和分隔作用，框架结构的特点是能为建筑提供灵活的使用空间，抗震性能好。
二、建筑框架结构设计原则
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。
雨蓬不得从填充墙内出挑。大跨度雨蓬、阳台等处梁应考虑抗扭。考虑抗扭时，扭矩为梁中心线处板的负弯距乘以跨度的一半；框架梁、柱的混凝土等级宜相差一级；由于某些原因造成梁或过梁等截面较大时，应验算构件的最小配筋率；出屋面的楼电梯间不得采用砖混结构；框架结构中的电梯井壁宜采用煤矸石砖砌筑，但不能采用砖墙承重。应采用每层的梁承托每层的墙体重量。梯井四角加构造柱，层高较高时宜在门洞上方加圈梁。因楼电梯间位置较偏，梯井采用混凝土墙时刚度很大，其它地方不加剪力墙，对梯井和整体结构都十分不利；建筑长度宜满足伸缩缝要求，否则应采取措施。如：增大配筋率，通长配筋，改善保温，铺设架空层，加后浇带等；柱子轴压比宜满足规范要求；当采用井字梁时，梁的自重大于板自重，梁自重不可忽略不计。周边一般加大截面的边梁；当建筑布局很不规则时，结构设计应根据建筑布局做出合理的结构布置，并采取相应的构造措施；当地下水位很高时，暖沟应做防水。一般可做u型混凝土暖沟，暖气管通过防水套管进入室内暖沟。有地下室时，混凝土应抗渗，等级P6或P8，混凝土等级应大干等于C25，混凝土内应掺人膨胀剂。混凝土外墙应注明水平施工缝做法，一般加金属止水片，较薄的混凝士墙做企El较难。
三、框架计算简图的确定
1、无地下室的多层框架房屋
（1）基础埋深较浅时现浇的框架结构梁柱刚接，计算简图的确定主要是确定底层柱的计算长度。根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010（以下简称《结构规范》）第6，2.20条规定：一般多层房屋中梁柱为刚接的框架结构，底层柱的计算长度取基础顶面到一层楼盖顶面的高度H：装配式框架取1.25H。
（2）基础埋深较大时为了增加房屋底部的整体性，减小位移有时在0.000mm附近设置基础连系梁。将基础连系梁以下的部分看作底层，其H值取基础顶面至连系梁顶面的高度，而把实际建筑的底层作为第二层考虑，层高H取连系梁顶层至一层楼面高度。
2、带地下室的多层框架房屋 对于带地下室的多层框架结构，合理确定上部结构的嵌固位置是一个关键问题。《结构规范》和《建筑抗震设计规范》GB50011-2010（以下简称《抗震规范》），都没有明确地提出具体位置，需要具体问题具体分析。对于能够满足《抗震规范》第6.1.14条规定的地下室结构或采用箱型基础时，可将地下室顶作为框架上部结构的嵌固位置，在利用PKPM软件进行设计时，楼层总数仅输入地下室以上的实际层数，底层的层高H取实际层高。这样计算出的地震作用与实际情况较为接近。对于不能满足《抗震规范》第6.1.14条规定的地下室结构或者采用筏板式基础时，嵌固位置最好取在基础顶面。此时，利用电算进行楼层组合时，总层数应为实际的楼层数加上地下室的层数。
四、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。 五、框架柱梁配筋的调整 1、框架柱的配筋
框架柱的配筋率一般都很低，有时电算结果为构造配筋，但是实际工程中均不会按此配筋，因为在地震作用下的框架柱，尤其是角柱，所受的扭转剪力最大，同时又受双向弯矩作用，而横梁的约束又较小，工作状态下又处于双向偏心受压状态，所以其震害重于内柱，对于质量分布不均匀的框架尤为明显，因此应选择最不利的方向进行框架计算，另外也可分别从纵、横两个方向计算后比较同一侧面的配筋，取其较大值，并采用对称配筋的原则，为了满足框架柱在多种内力组合作用下其强度要求，在配筋计算时应注意以下问题：
角柱、边柱及抗震墙端柱在地震作用组合下会产生偏心受拉时，其柱内纵筋总截面面积应比计算值增大25%；框架柱的配筋可放大1.2～1.6倍，其中角柱1.4倍，边柱1.3倍，中柱1.2倍；框架柱的箍筋形式应选用菱形或井字形，以增强箍筋对混凝土的约束；对于二、三级框架的底层柱底和底部加强部位纵筋宜采用焊接，且当柱纵向钢筋的总配筋率超过3%时，箍筋的直径不应小于8，并应焊接。
另外多层框架电算时常不考虑温度应力和基础的不均匀沉降，当多层框架水平尺寸和垂直尺寸较大以及地基软弱土层较厚或地基土质不均匀时，可以适当放大框架柱的配筋，且宜在纵、横两个方向设置基础梁，其配筋不宜按构造设置，应按框架梁进行设计，并按规范要求设置箍筋加密区。
2、框架梁的配筋
对梁纵向钢筋的配筋率为0.5%～1.5%较为适宜，在配筋率一定时，用较细的钢筋可以增加混凝土的握裹面积，可减小梁的 裂缝宽度，增大配筋率是减小梁裂缝的最直接方法，但是只提高混凝土的强度等级对梁裂缝的影响就较小。
在地震作用下，为满足强剪弱弯，就应做到梁端斜截面受剪承载力高于正截面受弯承载力，在具体设计时，可将梁端负弯矩筋乘以系数0.85～1.0，梁中正弯距乘以1.1～1.3，梁端箍筋的直径可增2mm。
六、结束语
随着我国经济的发展，人民生活水平进一步提高，用户对住宅的功能提出更高的要求。因此对于框架结构设计提出了更加严格的要求。这就要求我们熟练地掌握规范，并具有良好的结构概念，这样才能完成一个个优良工程。
参考文献：
【1】 GB 50010―2010，混凝土结构设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2010
【2】 张敬书.钢筋混凝土悬臂梁构造的若干问题.建筑结构.中国建筑技术研究院.2001.3
【3】 陈翠荣.框架结构设计中应注意的几个问题[J].山西建筑，2007。33（4）：58-59.