建筑钢筋混凝土框架结构设计的研究

【摘要】在现代建筑行业中，业主关于建筑质量的要求比整个工业建筑行业对于建筑的要求更能体现出建筑物的个性化和实用化特色。一般来说，民用建筑的质量要求都很高，所以要对民用建筑的结构设计和概念内容做出正确的认识。对于建筑而言，钢筋混凝土的框架结构起到了一个支撑的作用，由此可见，建筑钢筋混凝土的康佳结构设计是相当重要的。因为笔者将在本研究当中主要针对钢筋混凝土框架结构设计方面的内容做出简要的分析，希望所得结果能够引起大家的关注和重视，也希望本研究能够为相关领域提供可行的参考。

【关键词】建筑；钢筋混凝土；框架结构设计

0.引言

在我国当前的高层建筑当中，对于钢筋混凝土的运用是非常广泛和普遍的，而钢筋混凝土的框架结构因为具有十分稳定的延性，所以使得其也成为了现代很多高层建筑所主要采用的结构形式之一。这种建筑结构在当前来说，更多的运用在了地震的防护区域，因为这种结构形式具有非常好的抗震性能，但是如果这种框架结构不进行有效的延性设计，那么在较大的自然灾害发生的时候或者是在地震到来的时候，就会产生比较严重的后果，甚至会诱发更大的灾害。接下来，笔者将在本研究中将主要以建筑钢筋混凝土框架结构延性设计为例，对建筑钢筋混凝土狂接结构设计方面的问题做出简要分析，并简单谈一谈自己的主观看法。

1.建筑钢筋混凝土框架结构的设计原则

在高层建筑的框架结构设计当中，应该遵循刚柔相互协调的这一原则，这可以保证高层建筑拥有一定的延性[1]。而且，笔者认为在抗震撼方面还需要遵循多道设计的原则，这样，如果第一道抗侧力构件受到了破坏，那么接下来的第二道防线和第三道防线就会立即作出接替，这样便能够更好地挡住各种震撼力的冲击。对于保证建筑物不会因为震撼而倒塌起到了一定的支撑作用。此外，笔者认为在高层建筑的抗震设计当中还需要对选择作出一定的规定，在选材上，高层建筑要遵循轻质量高强度的原则，建筑材料不单单需要具备足够的形变能力和强度，而且材料的自重也应当尽可能的轻一些[2]。这样，即便是因为很强大的震撼而造成高层建筑的坍塌，那么轻质的材料对人体所造成的伤害也会适当的降低很多。

2.建筑钢筋混凝土框架结构的延性设计

2.1梁柱的延性设计

如果想要保证建筑物的框架结构具有更高的延性，那么首先需要保证这个建筑物的框架梁祝具有足够的延性。梁柱的延性和梁柱界面的塑性铰的转动力有十分重要的关系，所以框架结构的抗震设计最关键的就是对梁柱塑性铰进行设计。笔者认为在对其进行设计的时候需要遵照强剪弱弯的原则。钢筋混凝土梁柱在如果受到了较大的剪力，那么一般就会呈现出脆弱性的破坏[3]。因此，在对框架梁柱等作出设计的时候需要保证该构件所受到的承载力比其受弯的承载力要大。这样才其构件发生较好的弯曲破坏的时候，就能够有效的避免延性比较差的剪切破坏发生。

笔者认为，在对梁柱进行设计的时候需要保证四点，首先是限制好梁和柱子的剪跨比，梁柱的剪跨比主要反映构件截面的弯矩以及其剪力相对的大小。剪跨比是影响梁柱极限变形的主要因素；其次是限制好梁柱之间的剪压比。如果混凝土的强度太低或者构件截面的尺寸太小，那么构件就可能会过早的被破坏掉；第三是限制好柱轴压比，因为轴压比的不同会使柱子产生不同破坏形态；最后要对钢筋进行设置，以此来防止因为裂缝等原因所造成的建筑物毁坏，影响框架的延性。

2.2强节点弱结构设计

框架结构的节点区受力是非常复杂的，因此在对其进行结构设计的时候需要充分地保证其各个节点不会因为脆弱性的剪切而遭到破坏。只有这样才能够保证梁柱将其自身所具备的最优越的形变能力和承载力发挥到极致[4]。对于不同的框架结构的来说，如果想要满足其自身的延性的话，那么其内力的调整系数就需要根据其抗震等级的不同来进行分配。一般我们将抗震等级分为三级，一级的抗震等级需要根据实际所配备的钢筋的基础进行内力调整，二三级则需要在内力设计的基础之上进行调整。

2.3强柱弱梁的设计

如果一旦遭遇了地震，那么建筑物的框架的塑性铰必须要出现在梁上，不能够出现在梁的跨中。如果梁的跨中出现了塑性铰，那么将会造成局部的破坏，因此就要求梁端的塑性铰一定要具备一定的延性。只有这样才能够保证在框架结构形成机构之前，对外荷载做出抵抗，并且具有一定的延性。因此在对框架结构进行设计的时候，最好应用强柱弱梁的设计原则，这是一种比较合理的框架破坏应对机制，能够使各个柱子的屈服顺序错开，而不会集中在某一层上。

3.延性设计对建筑钢筋混凝土性能的改善

3.1延性设计可以防止脆弱性破坏

钢筋混凝土结构或者其构件的脆弱性破坏一般都是突发性的没有丝毫的征兆，为了保证人民的生命财产安全，一般对于除了对构件的早遭受到破坏时候的可靠性指标具有相当高的要求以外，还需要保证其结构或者构件在遭到破坏之前具备十分有效的形变能力[5]。而建筑物框架结构的延性设计将能够更好的满足这一要求，使建筑物在使用的过程中有效的防止脆弱性的破坏。

3.2延性设计可以使建筑物承受到某些偶然性的因素破坏

除了上述抗震能力的改善以外，框架结构的延性设计还可以使建筑物承受某些偶然性的因素破坏。因为框架结构在其使用的过程中一般都不会考虑到偶然因素所产生的影响的，然而一旦因为偶然因素，诸如超载或基础不均匀的沉降等等就可能会对框架结构的抗震能力造成一定的影响。而且很多偶然性的因素还可能导致框架结构当中因为内力作用而导致形变。应对与此，延性结构应对形变的能力就能够在这里发挥作用，可以因为偶然的意外情况发生而为其提供强大的形变安全后备。

3.3延性设计能够将塑性内力的重分布加以实现

在建筑物的框架结构进行延性设计的时候，允许建筑物框架结构的某些构件的某些截面具有一定的转动力，从而缩小受力区域[6]。这样就产生了内力的重分布。内力重分布可以使钢筋混凝土的超静定结构按照塑性方法做出设计，这样就能够得到相当有利的弯矩分布。除此之外还能够保证配筋的合理，材料的节约应用，保证施工更加的方便。

4.结语

本研究主要针对延性设计对框架结构抗震能力的改善方面的相关问题做出简要的分析和探讨，文中笔者也就一些主要的情况提到了自己的看法。笔者认为建筑结构的延性对于建筑的抗震性能起着十分重要的作用，因此在建筑结构当中对建筑的重要构件的延性要求要比对其结构总体的延性要求高一些，只有这样才能够使框架结构的抗震能力更加的出色。

参考文献

[1]马尚文.探讨花园洋房钢筋混凝土框架结构施工问题[J].科技风，2010，01（02）：325-326.

[2]郝进锋，王振，陶贵闪，李艳秋.地震区城镇建筑框架结构概念设计[J].世界地震工程，2012，01（11）：325-326.

[3]戴连双.钢筋混凝土框架结构抗倒塌的研究现状[J].中国西部科技，2011，13（18）：36.

[4]蒋正跃，付云松.钢筋混凝土框架结构延性设计的探讨[J].山西建筑，2010，26（16）：692-693.

[5]李红培，孙鸿玲，张鹏.汶川地震房屋建筑破坏分析与建筑抗震问题探讨[J].四川大学学报（工程科学版），2013，01（23）：236-237.

[6]王伶燕.混凝土结构抗震设计方案初探[J].中国新技术新产品，2013，10（22）：36-37.