现浇混凝土框架结构的设计探究

摘要：钢筋混凝土框架结构虽然相对简单，但设计中仍有很多需要注意的问题，只有熟练地掌握规范，并具有良好结构概念，才能设计出既安全又经济适用的产品。

关键词：现浇混凝土框架结构 设计

一、基础部分

１.对于柱下扩展基础宽度较宽(大于4米)或地基不均匀及地基较软时宜采用柱下条基。并应考虑节点处基础底面积双向重复使用的不利因素,适当加宽基础。

２.建筑地段较好,基础埋深大于3米时,应建议甲方做地下室。当地基承载力满足设计要求时,地下室底板可不再外伸以利于防水。每隔30~40米设一后浇带,并注明两个月后用微膨胀混凝土浇注。设置地下室可降低地基的附加应力,提高地基的承载力(尤其是在周围有建筑时有用),减少地震作用对上部结构的影响。不应设局部地下室,且地下室应有相同的埋深。

３.地下室外墙为混凝土时,相应的楼层处梁和基础梁可取消。

4.抗震缝、伸缩缝在地面以下可不设,连接处应加强。但沉降缝两侧墙体基础一定要分开。

5.新建建筑物基础不宜深于周围已有基础。如深于原有基础,其基础间的净距应不少于基础高差的2倍,否则应打抗滑移桩,防止原有建筑的破坏。建筑层数相差较大时,应在层数较低的基础方格中心的区域内垫焦碴来调整基底附加应力。

6.独立基础偏心不能过大,必要时可与相近的基础做成柱下条基。柱下条形基础的底板偏心不能过大,必要时可作成三面支承一面自由板(类似筏基中间开洞)。两根柱的柱下条基的荷载重心和基础底版的形心宜重合,基础底板可做成梯形或台阶形,或调整挑梁两端的出挑长度。

7.独立基础的拉梁宜通长配筋,其下应垫焦碴。拉梁顶标高宜较高,否则底层墙体过高。

8.底层内隔墙一般不用做基础,可将地面的混凝土垫层局部加厚。

9.考虑到一般建筑沉降为锅底形,结构的整体弯曲和上部结构与基础的协同作用,顶、底板钢筋应拉通(多层的负筋可截断1/2或1/3),且纵向基础梁的底筋也应拉通。基础底板混凝土不宜大于C30,一是没用,二是容易出现裂缝。基础底面积不应因地震附加力而过分加大,否则地震下安全了而常规情况下反而沉降差异较大,本末倒置。

二、柱部分

1.地上为圆柱时,地下部分应改为方柱,方便施工。圆柱纵筋根数最少为8根,箍筋用螺旋箍,并注明端部应有一圈半的水平段。方柱箍筋应使用井字箍,并按规范加密。角柱、楼梯间柱应增大纵筋并全柱高加密箍筋。幼儿园不宜用方柱。

2.原则上柱的纵筋宜大直径大间距,但间距不宜大于200。

3.柱内埋管,由于梁的纵筋锚入柱内,一般情况下仅在柱的四角才有条件埋设较粗的管。管截面面积占柱截面4%以下时,可不必验算。柱内不得穿暖气管。

4.柱断面不宜小于450×450,混凝土不宜小于C25,否则梁纵筋锚入柱内的水平段不容易满足0.45La的要求,不满足时应加横筋;否则在梁柱节点处钢筋太密,混凝土浇筑困难。异型柱结构,梁纵筋一排根数不宜过多,柱端部纵筋不宜过密,否则节点混凝土浇筑困难。当有部分矩形柱部分异型柱时,应注意异型柱的刚度要和矩形柱相接近,不要相差太大。

5.柱应尽量采用高强度混凝土来满足轴压比的限制,减小断面尺寸。

6.尽量避免短柱,短柱箍筋应全高加密,短柱纵筋不宜过大。

7.考虑到竖向地震作用,柱子的轴压比及配筋宜留有余地。

8.独立柱上或柱的中部(半层处)有挑梁时,挑梁长度应有限制。

三、框架柱设计的问题

框架柱配筋的调整，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，特别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，工作状态下处于双向偏心受压状态，所以其震塞严重于内住。对于质量分布不均匀的框架结构尤为明显。为了满足框架在多种内力结合下其强度要求，在配筋计算应注意以下几个问题。首先选择最不利的方向分别进行框架计算，也可对两个方向均进行计算后取较大方向的配筋，并采用对称配筋，同时控制柱的单边方向纵筋的最少根数，将构造配筋的框架柱的配筋适当放大。对于二、三级的框架底层柱纵筋宜采用焊接。为了增加房屋底部的整体性，减少位移，有时在正负零附近设置基础连系梁。因为基础连系梁顶面到一层楼盖顶面的高度不合适，基础连系梁的设计有时仅为构造设计，无法平衡底部柱脚的弯矩，也无法为上部结构的嵌固部分。理想的做法是将基础连系梁以下的部分看作底层，柱的H值取基础顶面到连系梁顶面的高度，而把实际建筑的底层作为第二层考虑，层高H取连系梁顶面到一层楼面的高度。此时，底层柱的配筋应取基础连系梁顶面和基础面中较大的内力进行设计，并且连系梁应按框架梁进行设计。

四、多层框架房屋地基基础计注意的问题

一是要正确地阅读和使用地质报告，熟悉勘察报告的主要内容，了解勘察结论和计算指标的可靠程度，进而判断报告中的建设对该项工程的适用性。二是在满足承载力和变形的基本要求下，尽量采用比较经济的天然地基上的浅基础。三是多层房屋一般采用条形基础或独立基础。一般先由地基承载力和变形确定基础底面尺寸，然后再进行基础截面设计验算。

五、结构计算方面的问题

结构计算中，计算简图选取的正确与否，直接影响到计算结果的准确性，其中比较典型的是基础梁的处理。一般情况下，基础梁设置在基础高度范围内，作为基础的一部分，此时结构的底层计算高度应取基础顶面至一层楼板顶面的高度。基础梁仅考虑承担上部墙体荷载，构造满足普通梁的要求即可。当按规范要求需设置基础拉时，其断面和配筋可按构造设计，截面高度取柱中心距的十二分之一至十八分之一，纵向受力钢筋取所连接的柱子的最大轴力设计值的百分之十作为拉力来计算。但是当基础埋深过大时，为了减少底层的计算高度和底层的位移，设计者往往在正负零下的某个适当位置设置基础拉梁。此时基础拉梁应作为一层输入，底层计算高度应取基础顶面至基础拉梁顶面至一层楼板顶面的高度。

六、抗震等级的选取问题

对于乙类建筑，建筑抗震设计规范3.1.3-2规定：地震作用应符合本地区抗震设形烈度的要求，但是抗震措施在一般情况下，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。实际设计中经常发生抗震等级选错的情况。随着我国钢材生产量的不断提高，钢筋混凝土组合结构在建筑行业得到了迅速发展，随着建筑造型和建筑功能要求日趋多样化，无论是工业建筑还是民用建筑，在结构设计中遇到的各种难题也日益增多，因而作为一个结构设计者需要在遵循各种规范下大胆灵活的解决一些结构方案上的难点，重点。

七、结束语

现浇混凝土框架结构虽然相对简单,但设计中仍有很多需要重点注意的问题,只有熟练地掌握规范,并具有良好的结构概念,才能设计出既安全又经济适用的优秀作品。