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摘要：目前，钢筋混凝土的框架结构早已在建筑工程领域得到了最为广泛的应用，虽然这种结构形式的应用十分广泛，然而其结构设计中依然存在着诸多问题，本文通过论述钢筋混凝土框架的结构设计时选择结构参数的标准、设计要求、构造措施等相关内容，探讨了在进行钢筋混凝土框架结构的设计时所需注意的相关事项。
关键词：钢筋混凝土；框架结构；配筋；多层框架结构；结构设计
Abstract: at present, reinforced concrete frame structure has been in the field of construction engineering has been the most widely used, although this kind of structure form, they are widely used, however, many problems still exist in the structure design, this paper deals with the structure of reinforced concrete frame design standards and design requirements of selecting the structural parameters, construction measures and so on related content, the design of reinforced concrete frame structure are discussed in this paper when the related matters needed attention.
Key words: reinforced concrete; Frame structure; Reinforcement; Multilayer frame structure; The structure design
中图分类号：TU375文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)
1结构参数的选取标准
1.1结构抗震等级的选取
对建筑结构进行工程设计时，应首先依据《建筑工程抗震设防分类标准》(GB50223—2004)来确定建筑的类别。若确定为丙类建筑，地震的作用全部按照本地区的抗震设防烈度进行计算；若确定为乙类建筑，《建筑工程抗震设防分类标准》(GB50223—2004)3．0．3条第2款规定如下：地震作用应符合本地区抗震设防烈度的要求，抗震措施，一般情况下，当抗震设防烈度为6～8度时，应符合本地区抗震设防烈度提高一度的要求；若是9 度，应符合比9度抗震设防更高的要求。实际设计时常出现选错抗震等级的问题，例如：某乙类建筑位于8度区，则应按9度区根据《建筑抗震设计规范》中表6．1．2来确定它的抗震等级是一级。若8 度地区的乙类建筑高度高于表6．1．2中规定的范围，应该采取较一级抗震等级更为有效的措施。
1.2选取设计基本地震的加速度
《建筑抗震设计规范》3．2．2中规定如下：如果抗震设防烈度属于Ⅶ度，设计时基本地震的加速度值分别取0．1g与0．15g；如果抗震设防烈度属于Ⅷ度，设计时基本地震的加速度值分别取0．2g与0．3g，进行设计计算时应该尤其注意对地震区的划分，从而正确的选取设计基本地震加速度的值，这对地震作用效应有着巨大的影响。
1.3地震力的振型组合数
就较高层的建筑而言，若对扭转耦联不予考虑，其振型数不能小于3；若振型数大于3，应取作3的倍数，但不能超过层数；若房屋的层数不超过2，其振型数可取作层数，应当对不规则建筑的扭转耦联加以合理的考虑，其振型数不得小于9；如果结构的层数较多，或结构的刚度突变较大，其振型数宜多取，若建筑结构内有转换层或者顶部有小塔楼，其振型数应多于12甚至更多，但不可超过3倍的房屋层数；只有定义弹性楼板且按总刚分析法进行分析，才可以在有必要时选取更多振型。
1.4结构的周期折减系数
由于框架结构存在填充墙，导致其结构实际的刚度比计算刚度大，计算周期超过实际周期，这样一来，计算所得的地震作用效应较实际效应偏小，使得结构偏于不安全，因此，折减结构的计算周期是非常必要的，然而折减系数的取值过大并不妥当。对框架结构而言，如果采用砌体填充墙，其周期折减系数应依据填充墙的数量与材料取0．6—0．7；如果砌体填充墙不多，或是采用轻质砌块，则可取周期折减系数为0．9；如果是无墙的纯框架，可以不折减其计算周期。
1．5 梁的刚度放大系数
结构设计的计算软件所输入的模型全部是矩形截面，并未对因楼板形成T型截面的存在造成的额外刚度加以考虑，导致结构实际的刚度超过计算刚度，从而计算所得的地震剪力较小，使结构偏于不安全，因此，计算时须放大梁的刚度，放大系数宜取：中梁为2．0，边梁为1．5。
2框架结构的构造配筋
2.1框架结构的边柱柱顶配筋
对于高层框架结构建筑而言，水平方向的荷载对其结构的倾覆力矩和由此所引起的竖向构件中的轴力均正比于建筑高度的平方；顶点的位移正比于建筑结构高度的4 次方，水平方向的荷载是进行结构设计的主要控制因素，框架结构顶层的风荷载比较大，而屋面结构的荷载所传给边柱的轴向总力小于楼层邊柱的总力，显然柱顶存在大偏心问题，顶层的边柱节点出现轴向力对截面重心的偏心距大于0.5 倍的柱截面高度（e0>0.5 h）。依据框架结构构造的要求，横梁上部的钢筋要完全的伸入柱内，且须伸过横梁的下边；柱内中的一部分钢筋应伸到顶端，而另一部分钢筋则伸到横梁内部，钢筋的根数通过计算来确定并且不得少于2 根，设计员经常在图中把边柱柱角钢筋弯进梁内，对此问题，实践经验不足的技术人员难以立刻发现，往往在进行施工时才能察觉到。问题症结在于柱宽超过梁宽，柱角的纵筋不可能完全的伸入梁内，设计人员应对此类差错予以高度的重视。
2.2框架结构的外挑梁配筋
因受占地面积限制，建筑结构的使用功能要求，以及结构安全等方面原因，工程上通常于框架梁端设计挑梁。因为框架梁荷载值不同于外挑梁实际的荷载值，从而使得框架梁的断面尺寸不同于外挑梁，然而在绘图时，有些设计人员仅将框架梁的部分主筋延伸至外挑梁，殊不知某些主筋根本不能伸进挑梁，这类差错通常将在施工过程中才得以暴露，然而，为时已晚，大部分钢筋早已按要求截断成型，此差错不仅会影响施工进度，还会导致不必要的经济损失。
2.3框架梁、柱箍筋配置
按照《建筑抗震设计规范》中的规定，工程上经常选取梁、柱箍筋的最大加密区间距不超过100mm，最大非加密区箍筋的间距取200mm。电算程序信息时也常将梁、柱箍筋的加密区间距内定为100mm，箍筋的直径与肢数则由设计人员按照规范来确定。若框架梁内由于某种原因导致纵向钢筋超筋，适当增加梁端的抗剪承载力非常有利于结构抗震，同时，这也是梁端纵向的受拉钢筋配筋率超过2%时，梁箍筋的直径应比最小构造的直径大2mm 的根本原因。对框架柱而言，如果框架内定柱的加密区箍筋间距取100mm，在特殊情况下，亦可能由于非加密区的箍筋间距取200mm 而导致配箍不足。需要特别指出的是：进行梁、柱箍筋的非加密区配箍验算时，对于强剪弱弯的要求可以不予考虑。
3多层框架结构的设计要求
3．1强柱弱梁节点的设计
强柱弱梁形式的选用是为了确保在罕遇地震的作用下，使梁端能够形成塑形铰，使柱端保持非弹性工作的状态而不发生屈服，同时确保节点处于弹性工作的状态。强柱弱梁相關措施程度的强弱，是指相对于梁端截面，柱端截面的抗弯能力增强程度的大小，是决定由强震所引起的柱端截面屈服后其塑性转动是否能不超过塑性转动，且不足以形成“层侧移机构”，从而避免柱被压溃而采取的关键性控制措施，柱强于梁的幅度取决于：梁端纵筋无法避免的构造超配的程度，及在梁、柱端塑性铰的形成过程中，结构的塑性内力重分布与动力特征的变化。因此，如果建筑许可，应尽量加大柱的截面尺寸，尽量确保柱的线刚度和梁的线刚度之比超过1：1，同时，尽量确保柱的轴压比符合规范的要求。进行截面的承载力验算时，人为的按照强柱弱梁的原则放大柱的设计弯矩，强化柱的配筋构造。此外，还须注意节点的构造，使塑性铰向梁跨内侧移动。
3．2强剪弱弯剪力墙的设计
为加强抗震墙变形的性能，避免其出现剪切破坏问题，如果抗震墙的截面较长，应用洞口设置弱连梁，将墙体分成小开口墙、多肢墙、单肢墙，并使每墙段高宽比不低于2。弱连梁指的是：在地震的作用下，各个层连梁总约束弯矩不超过该墙段的总地震弯矩20％；连梁不可过强，以免在水平地震作用下某一墙肢的整个截面受拉。然而，此连梁又不可太弱，假如弱化成一般小梁，则墙肢会变为单肢墙，单肢墙的延性仅是多肢墙的二分之一，且单肢墙仅有一道抗震的防线。目前，很多设计人员把结构中的窗洞连梁、门洞连梁都改成截面高度很小的二力杆件，这很不利于结构抗震。实际设计时，应折减连梁刚度，因为一般剪力墙刚度较大，在水平力的作用下，连梁会因内力作用而超过截面的允许值，可考虑先让连梁屈服，使连梁能够形成塑性铰且不出现脆性破坏。连梁首先须符合强剪弱弯要求，折减连梁刚度事实上就是降低它的抗弯能力。
强剪弱弯是确保构件的延性，避免脆性破坏发生的重要措施。该方法须人为增加承重构件相对于其自身抗弯能力的抗剪力，避免结构在经历罕遇地震时出现脆性剪切失效的情况。应注意对多层钢筋混凝土框架结构梁进行抗剪验算，促使其符合相关规范。
4结语
钢筋混凝土框架结构已成为当前建筑工程中应用最为广泛的结构形式，然而，在设计时，仍存有概念性与实际性的问题，须引起设计人员的高度重视，进而确保结构的设计质量。
参考文献：
【1】GB 50020—2010，混凝土结构设计规范[S]．
【2】GB 50011．2010，建筑结构抗震设计规范[S]．
【3】黄光春. 工程设计中钢筋混凝土框架结构设计的注意事项[J]. 广东科技,2011,20(18).
【4】钟正鹏.浅谈混凝土框架结构设计的新思路[J].城市建设理论研究,2011.
关键词：钢筋混凝土；框架结构；配筋；多层框架结构；结构设计
Abstract: at present, reinforced concrete frame structure has been in the field of construction engineering has been the most widely used, although this kind of structure form, they are widely used, however, many problems still exist in the structure design, this paper deals with the structure of reinforced concrete frame design standards and design requirements of selecting the structural parameters, construction measures and so on related content, the design of reinforced concrete frame structure are discussed in this paper when the related matters needed attention.
Key words: reinforced concrete; Frame structure; Reinforcement; Multilayer frame structure; The structure design
中图分类号：TU375文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)
1结构参数的选取标准
1.1结构抗震等级的选取
对建筑结构进行工程设计时，应首先依据《建筑工程抗震设防分类标准》(GB50223—2004)来确定建筑的类别。若确定为丙类建筑，地震的作用全部按照本地区的抗震设防烈度进行计算；若确定为乙类建筑，《建筑工程抗震设防分类标准》(GB50223—2004)3．0．3条第2款规定如下：地震作用应符合本地区抗震设防烈度的要求，抗震措施，一般情况下，当抗震设防烈度为6～8度时，应符合本地区抗震设防烈度提高一度的要求；若是9 度，应符合比9度抗震设防更高的要求。实际设计时常出现选错抗震等级的问题，例如：某乙类建筑位于8度区，则应按9度区根据《建筑抗震设计规范》中表6．1．2来确定它的抗震等级是一级。若8 度地区的乙类建筑高度高于表6．1．2中规定的范围，应该采取较一级抗震等级更为有效的措施。
1.2选取设计基本地震的加速度
《建筑抗震设计规范》3．2．2中规定如下：如果抗震设防烈度属于Ⅶ度，设计时基本地震的加速度值分别取0．1g与0．15g；如果抗震设防烈度属于Ⅷ度，设计时基本地震的加速度值分别取0．2g与0．3g，进行设计计算时应该尤其注意对地震区的划分，从而正确的选取设计基本地震加速度的值，这对地震作用效应有着巨大的影响。
1.3地震力的振型组合数
就较高层的建筑而言，若对扭转耦联不予考虑，其振型数不能小于3；若振型数大于3，应取作3的倍数，但不能超过层数；若房屋的层数不超过2，其振型数可取作层数，应当对不规则建筑的扭转耦联加以合理的考虑，其振型数不得小于9；如果结构的层数较多，或结构的刚度突变较大，其振型数宜多取，若建筑结构内有转换层或者顶部有小塔楼，其振型数应多于12甚至更多，但不可超过3倍的房屋层数；只有定义弹性楼板且按总刚分析法进行分析，才可以在有必要时选取更多振型。
1.4结构的周期折减系数
由于框架结构存在填充墙，导致其结构实际的刚度比计算刚度大，计算周期超过实际周期，这样一来，计算所得的地震作用效应较实际效应偏小，使得结构偏于不安全，因此，折减结构的计算周期是非常必要的，然而折减系数的取值过大并不妥当。对框架结构而言，如果采用砌体填充墙，其周期折减系数应依据填充墙的数量与材料取0．6—0．7；如果砌体填充墙不多，或是采用轻质砌块，则可取周期折减系数为0．9；如果是无墙的纯框架，可以不折减其计算周期。
1．5 梁的刚度放大系数
结构设计的计算软件所输入的模型全部是矩形截面，并未对因楼板形成T型截面的存在造成的额外刚度加以考虑，导致结构实际的刚度超过计算刚度，从而计算所得的地震剪力较小，使结构偏于不安全，因此，计算时须放大梁的刚度，放大系数宜取：中梁为2．0，边梁为1．5。
2框架结构的构造配筋
2.1框架结构的边柱柱顶配筋
对于高层框架结构建筑而言，水平方向的荷载对其结构的倾覆力矩和由此所引起的竖向构件中的轴力均正比于建筑高度的平方；顶点的位移正比于建筑结构高度的4 次方，水平方向的荷载是进行结构设计的主要控制因素，框架结构顶层的风荷载比较大，而屋面结构的荷载所传给边柱的轴向总力小于楼层邊柱的总力，显然柱顶存在大偏心问题，顶层的边柱节点出现轴向力对截面重心的偏心距大于0.5 倍的柱截面高度（e0>0.5 h）。依据框架结构构造的要求，横梁上部的钢筋要完全的伸入柱内，且须伸过横梁的下边；柱内中的一部分钢筋应伸到顶端，而另一部分钢筋则伸到横梁内部，钢筋的根数通过计算来确定并且不得少于2 根，设计员经常在图中把边柱柱角钢筋弯进梁内，对此问题，实践经验不足的技术人员难以立刻发现，往往在进行施工时才能察觉到。问题症结在于柱宽超过梁宽，柱角的纵筋不可能完全的伸入梁内，设计人员应对此类差错予以高度的重视。
2.2框架结构的外挑梁配筋
因受占地面积限制，建筑结构的使用功能要求，以及结构安全等方面原因，工程上通常于框架梁端设计挑梁。因为框架梁荷载值不同于外挑梁实际的荷载值，从而使得框架梁的断面尺寸不同于外挑梁，然而在绘图时，有些设计人员仅将框架梁的部分主筋延伸至外挑梁，殊不知某些主筋根本不能伸进挑梁，这类差错通常将在施工过程中才得以暴露，然而，为时已晚，大部分钢筋早已按要求截断成型，此差错不仅会影响施工进度，还会导致不必要的经济损失。
2.3框架梁、柱箍筋配置
按照《建筑抗震设计规范》中的规定，工程上经常选取梁、柱箍筋的最大加密区间距不超过100mm，最大非加密区箍筋的间距取200mm。电算程序信息时也常将梁、柱箍筋的加密区间距内定为100mm，箍筋的直径与肢数则由设计人员按照规范来确定。若框架梁内由于某种原因导致纵向钢筋超筋，适当增加梁端的抗剪承载力非常有利于结构抗震，同时，这也是梁端纵向的受拉钢筋配筋率超过2%时，梁箍筋的直径应比最小构造的直径大2mm 的根本原因。对框架柱而言，如果框架内定柱的加密区箍筋间距取100mm，在特殊情况下，亦可能由于非加密区的箍筋间距取200mm 而导致配箍不足。需要特别指出的是：进行梁、柱箍筋的非加密区配箍验算时，对于强剪弱弯的要求可以不予考虑。
3多层框架结构的设计要求
3．1强柱弱梁节点的设计
强柱弱梁形式的选用是为了确保在罕遇地震的作用下，使梁端能够形成塑形铰，使柱端保持非弹性工作的状态而不发生屈服，同时确保节点处于弹性工作的状态。强柱弱梁相關措施程度的强弱，是指相对于梁端截面，柱端截面的抗弯能力增强程度的大小，是决定由强震所引起的柱端截面屈服后其塑性转动是否能不超过塑性转动，且不足以形成“层侧移机构”，从而避免柱被压溃而采取的关键性控制措施，柱强于梁的幅度取决于：梁端纵筋无法避免的构造超配的程度，及在梁、柱端塑性铰的形成过程中，结构的塑性内力重分布与动力特征的变化。因此，如果建筑许可，应尽量加大柱的截面尺寸，尽量确保柱的线刚度和梁的线刚度之比超过1：1，同时，尽量确保柱的轴压比符合规范的要求。进行截面的承载力验算时，人为的按照强柱弱梁的原则放大柱的设计弯矩，强化柱的配筋构造。此外，还须注意节点的构造，使塑性铰向梁跨内侧移动。
3．2强剪弱弯剪力墙的设计
为加强抗震墙变形的性能，避免其出现剪切破坏问题，如果抗震墙的截面较长，应用洞口设置弱连梁，将墙体分成小开口墙、多肢墙、单肢墙，并使每墙段高宽比不低于2。弱连梁指的是：在地震的作用下，各个层连梁总约束弯矩不超过该墙段的总地震弯矩20％；连梁不可过强，以免在水平地震作用下某一墙肢的整个截面受拉。然而，此连梁又不可太弱，假如弱化成一般小梁，则墙肢会变为单肢墙，单肢墙的延性仅是多肢墙的二分之一，且单肢墙仅有一道抗震的防线。目前，很多设计人员把结构中的窗洞连梁、门洞连梁都改成截面高度很小的二力杆件，这很不利于结构抗震。实际设计时，应折减连梁刚度，因为一般剪力墙刚度较大，在水平力的作用下，连梁会因内力作用而超过截面的允许值，可考虑先让连梁屈服，使连梁能够形成塑性铰且不出现脆性破坏。连梁首先须符合强剪弱弯要求，折减连梁刚度事实上就是降低它的抗弯能力。
强剪弱弯是确保构件的延性，避免脆性破坏发生的重要措施。该方法须人为增加承重构件相对于其自身抗弯能力的抗剪力，避免结构在经历罕遇地震时出现脆性剪切失效的情况。应注意对多层钢筋混凝土框架结构梁进行抗剪验算，促使其符合相关规范。
4结语
钢筋混凝土框架结构已成为当前建筑工程中应用最为广泛的结构形式，然而，在设计时，仍存有概念性与实际性的问题，须引起设计人员的高度重视，进而确保结构的设计质量。
参考文献：
【1】GB 50020—2010，混凝土结构设计规范[S]．
【2】GB 50011．2010，建筑结构抗震设计规范[S]．
【3】黄光春. 工程设计中钢筋混凝土框架结构设计的注意事项[J]. 广东科技,2011,20(18).
【4】钟正鹏.浅谈混凝土框架结构设计的新思路[J].城市建设理论研究,2011.