下列不屬于混凝土框架設計時考慮的方面的是(下列不屬于鋼筋混凝土框架結構墻體作用的是)

今天給各位分享下列不屬于混凝土框架設計時考慮的方面的是的知識，其中也會對下列不屬于鋼筋混凝土框架結構墻體作用的是進行解釋，如果能碰巧解決你現在面臨的問題，別忘了關注本站，現在開始吧！針對梁柱節點箍筋施工、鋼筋混凝土強度等級、保護層厚度等方面的常見問題，對鋼筋混凝土框架結構施工方法提出改進意見。要保證核心區混凝土的強度，具體做法是在節點處增加縱向鋼筋，設置型鋼或矩形芯柱及增加箍筋予以補強。3混凝土保護層厚度問題保護層厚度的規定是為滿足結構構件的耐久性要求和對受力鋼筋有效錨固的要求。

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本文目錄一覽：

• 1、淺談鋼筋混凝土框架結構施工過程中的常見的幾個問題？
• 2、多層砼框架房屋建筑結構設計？
• 3、框架結構在進行建筑設計時應注意哪些方面
• 4、混凝土結構設計選擇題（06年1月全國自學考試
• 5、鋼筋混凝土多層框架結構設計的探討？
• 6、鋼筋混凝土多層框架房屋結構設計中應注意的問題？

淺談鋼筋混凝土框架結構施工過程中的常見的幾個問題？

下面是中達咨詢給大家帶來關于鋼筋混凝土框架結構施工過程中的常見的幾個問題，以供參考。

在施工過程中，對于鋼筋混凝土框架結構的施工，有關規范雖已有詳細規定，但仍有若干問題沒有明確具體作法，給工程質量留下隱患。針對梁柱節點箍筋施工、鋼筋混凝土強度等級、保護層厚度等方面的常見問題，對鋼筋混凝土框架結構施工方法提出改進意見。

1梁柱節點箍筋施工問題

在實際施工中，梁柱節點區鋼筋密集，構造復雜，特別是處于結構中間部位的柱子，梁柱鋼筋縱橫交錯，梁的縱向受力鋼筋要放在柱縱向鋼筋內部，呈井子形交叉，這樣柱子的箍筋綁扎就很不方便。在框架結構施工中，施工單位普遍采取先安裝梁板模板，再綁扎安裝梁鋼筋，待梁鋼筋安裝結束，然后整體沉梁，那么節點區箍筋就無法綁扎，致使梁柱節點區出現不放、少放或者即使放也是雜亂的擠在一起，這樣就會給節點區質量留下安全隱患。

由于意識到這個問題對工程質量的影響，有些施工單位施工人員就采取用兩個開口箍筋對向拼合的方法，然而這種做法顯然是不符合規范規定的。根據規范的規定，為保證箍筋對混凝土核心區起到約束作用，箍筋要封閉、末端要有彎鉤。還有的做法就是在沉梁之前就把柱箍筋綁扎好，然后和梁一起下落，由于箍筋與柱縱筋摩擦且下落不平衡，使得箍筋不能下落出現施工人員強力往下打的現象，不但把箍筋打得變形，而且也不能使得箍筋到位。這樣做的結果是箍筋沒有得到封閉綁扎且雜亂變形，間距更不會滿足規范要求。以上兩種方法都不能解決節點核心區箍筋施工的問題。具體可采取以下措施：

第一，在鋼筋下料加工的時候，就考慮增加若干根與箍筋同級別的短鋼筋；具體長度根據節點區箍筋高度確定，箍筋開口處先焊接好，然后把柱箍筋按照設計間距用短鋼筋焊接，可以在箍筋每邊或兩邊相對焊接即可，加工成上下開口四周封閉的整體骨架。

第二，在安裝梁鋼筋之前，把整體骨架套入柱縱筋并用墊木擱置在樓板模板面上，然后穿梁縱向鋼筋并綁扎，待梁鋼筋安裝完沉梁時，節點區骨架就與梁整體下落，且不會出現變形、開口的問題。這種方法可保證節點區箍筋的間距與數量，實施效果很好，使得節點區箍筋能夠滿足規范要求。

2混凝土強度等級不同的問題

在鋼筋混凝土框架結構設計時，根據設計原則，為保證“強柱弱梁”強節點的要求，柱的混凝土強度等級通常會比梁板高，而且隨著建筑物高度的增加，兩者的差距會更大。然而這樣的話，就會給實際施工帶來很大麻煩。

在框架結構施工中，比較普遍的做法是柱和梁板混凝土分兩批集中澆筑，即節點區采取和梁板結構混凝土相同強度等級澆筑。如果單獨澆筑節點區，會存在因供應量少和與梁板分隔困難的問題，若同柱一起澆筑，會因節點區混凝土施工縫留置出現違背規范規定的問題，如與梁板同時澆筑存在節點“夾層”，存在質量隱患。

根據文獻規定，梁柱混凝土強度等級相差不宜大于5MPa，如果超過時，梁柱節點區施工時應作專門處理，使節點區混凝土強度等級與柱相同。特別強調節點核心區的混凝土強度等級要與柱相同，不能與梁板混凝土強度等級相同；而文獻規定，當柱混凝土設計強度等級高于梁板的設計強度時，應該對梁柱節點核心區混凝土強度等級采取有效措施，保證節點混凝土的強度。兩個規范都在保證強節點的設計原則。具體可采取以下措施：

為了方便施工，可以直接在梁端（柱邊）設置垂直交界面，采用快易收口網，可避免在板內設置交界面，使施工難度降低；但為防止交界面出現施工冷縫，建議施工時節點區混凝土采用塔吊用漏斗澆筑，梁板混凝土則采用泵送，同時澆筑。

要保證核心區混凝土的強度，具體做法是在節點處增加縱向鋼筋，設置型鋼或矩形芯柱及增加箍筋予以補強。這種方法施工方便，質量容易保證，易被施工單位接受，但節點區軸壓比增大，延性減小。

3混凝土保護層厚度問題

保護層厚度的規定是為滿足結構構件的耐久性要求和對受力鋼筋有效錨固的要求。保護層厚度大小，無法滿足上述要求，太大則構件表面易開裂。因此，《混凝土結構工程施工及驗收規范》（GB50204-1992）第3.5.8條、《建筑工程質量檢驗評定標準》（CBJ301-1988）第5.1.10條、《混凝土結構工程施工質量驗收規范》（CB50204-2002）第5.5.2條均規定：受力鋼筋保護層厚度梁柱允許偏差為5mm。

施工時須嚴格按規范和設計要求保證混凝土保護層厚度，但實際施工時很難做到。高層建筑中。由于柱箍筋直徑較大，間距較密，肢數較多，加工難度較大。安裝時內外箍筋很難做到完全重疊，只能部分外突部分內凹，外突箍筋使模板無法安裝，為此施工單位總是有意識地將箍筋做小一點以便安裝模板。但會造成柱縱筋保護層偏大，解決該問題有賴于提高現場加工精度。

在框架結構施工中，由于樓面標高是一致的。雙向框架梁同時穿越柱節點時，必然造成一側框架梁面筋保護層厚度偏大（往往會超過40mm）。井宇架梁節點也有同樣問題，這些問題無法避免。但需注意：一是梁箍筋的下料問題.由于一向框架梁面筋需從另一向框架梁面筋底下穿過。若該向框架梁端箍按原尺寸下料，面筋無法直接綁扎到箍筋上，對梁骨架受力不利，因此梁端箍筋下料時高度可減小2~3cm（僅一向框架梁端需要）；二是施工時以哪一向為主，保護層厚度增大，截面有效高度變小，正截面受彎承能力減小（約5%），設計時是否考慮這種影響，另一方面構件表面容易開裂，《混凝土結構設計規范》（GB50010-2002）第9.2.4條規定：當梁、柱中縱向受力鋼筋的保護層厚度大于40mm時，應對保護層采取有效的防裂構造措施；對此須在設計時就明確以哪一向為大，并對保護層厚度偏大的一向梁端加鋪一層鋼絲網以防表面開裂。

4鋼筋混凝土框架結構冬期施工的問題

冬期施工首先要編制冬期施工技術措施與方案。編制冬施技術措施與方案一定要結合實際統籌兼顧，做到科學合理，全面、具體、適用，確保冬施質量。

做好室外氣溫與周圍環境溫度測量，以便及時掌握冬施的開始時間。在施工現場有代表性的位置設置測溫點，定時定點每晝夜測溫不少于4次，求出平均溫度并做好統計與記錄。

量混凝土出罐、入模溫度。每一工作班不少于4次。混凝土養護溫度應符合下列要求：應在易于散熱的部位設置測溫孔（孔深宜為10cm～15cm，也可為墻厚的1/2或板厚的1/2），全部測溫孔均應編號，并繪制測溫孔布置圖；測量混凝土溫度時，溫度計應采取措施與外界氣溫隔離，溫度計留置在測溫孔內的時間不應少于3min，在達到臨界強度以前每2h測量一次，以后每6h測量一次，防止混凝土早期受凍。

從施工實踐來看，混凝土工程冬期施工一般宜優先選用綜合蓄熱法，其施工簡單，經濟合理且易于保證質量。綜合蓄熱法即根據室外及周圍環境溫度摻加早強防凍劑，同時對混凝土及時進行保溫覆蓋，充分利用預加熱量和混凝土在硬化過程中放出的水化熱，防止熱量過快損失，減緩混凝土的冷卻速度，使混凝土在正常溫度條件下達到預定的設計強度。

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多層砼框架房屋建筑結構設計？

在多層砼框架建筑結構應用非常普遍下列不屬于混凝土框架設計時考慮的方面的是，尤其是在房屋建筑結構中被廣泛應用。但是有關設計人員在實際設計和計算中下列不屬于混凝土框架設計時考慮的方面的是，存在著諸多問題。本文主要分析的是多層砼框架的房屋建筑結構設計存在的問題下列不屬于混凝土框架設計時考慮的方面的是，同時詳細地介紹下列不屬于混凝土框架設計時考慮的方面的是了多層砼框架中建筑結構在設計中需要注意的事項，并加以總結，以供參考。

1前言

多層砼框架房屋建筑結構比較靈活、且結構明確，尤其是這種房屋框架的整體性比較強，具有良好的抗震能力。正是多層砼框架房屋建筑結構中的特點，才廣泛應用于現代房屋建筑結構中。但是應在實際設計和應用中把握良好，否則，就會出現各種設計問題。下面根據筆者在多年的實踐經驗中，對多層砼框架建筑結構設計問題進行分析和討論。

2多層砼框架基礎承載力以及獨立基礎設計分析

有關多層砼框架房屋建筑在設計的時候,一般都要遵循著一定的原則,尤其是在多層框架房屋在六層以下的情況，大多采用的基礎是獨立基礎。這是按照相關建筑抗震設計規范文件中的規定要求而做的，如果地基的主要受力層，沒有較多的軟弱粘土，且房屋的樓層沒有八層，高度一般不高于25m的情況時，可以不用考慮天然地基抗震承載力計算，以及相關的基礎抗震設計驗算等設計，這些民用多層混凝土框架或者是房屋建筑荷載的基礎荷載差不多的多層框架廠房等，都可以免去這些設計和相關抗震承載力驗算。

不過，這些多層砼結構框架的相關基礎，在設計的時候一定要考慮到風荷載的影響。可以說，鋼筋混凝土多層框架房屋在結構設計中的整體運算，都要考慮到風荷載影響，這一點非常重要，不可因為在震區的多層砼框架房屋建筑中的風荷載不屬于主要控制作用，而忽略或者是不計算其設計值。此外，在進行獨立基礎的設計時，還要分析基礎頂層的外荷載，一般是柱腳內力的設計值，不能只考慮一些軸力設計值，以及彎矩設計值，還要考慮到剪力設計值，在考慮這些設計值的取值時，一定要周全，綜合分析和設計，避免出現基礎設計尺寸小的問題，同時也要注意不可使配筋少，要保證獨立基礎本身的安全，以及房屋建筑的上部結構的安全和可靠。

3多層砼框架計算簡圖設計和案例分析

針對多層砼框架房屋建筑中，如果沒有地下室的情況，其獨立基礎一般埋置是比較深的。通常應在-0.05m處設置相關基礎拉梁，需要把基礎拉梁按照層一進行設計和輸入。具體來看，以某地多層砼框架房屋建筑，在實際的設計中，其為三層砼框架結構，屬于丙類建筑，案例中的建筑場地屬于II類。框架的樓層高度為3.3m，基礎埋深為4.0m，高度在0.8m，測得框架建筑內部和外部的高度相差為0.45m。

本案例中的，按照相關建筑設計抗震的標準來看，一般是在7度震區中，這種多層砼框架房屋建筑抗震等級為三級。相關設計人員對此三層砼框架房屋建筑進行計算和設計分析，在計算中取首層層高值為3.35m，設定本框架房屋嵌固在-0.05m的基礎拉梁頂面，然后進行基礎拉梁斷面設計，同時設計配筋構造分析，一般是根據中心受壓來進行計算先關數值。可以確定的是，運用這種方式進行計算，其簡圖的計算結果是不當的。

設計人員在實際設計時，一定要注意構造設計拉梁問題，其無法平衡柱腳彎矩的問題，還要注意多層砼框架結構中，其底柱高度的取值問題，一般是從基礎頂面到首層樓蓋頂面的高度來進行計算的。要按照建筑工程的實際經驗，按照4層的框架結構來進行設計和分析，也就是說在基礎拉梁層，一定要按照層一輸入，且拉梁在有作用荷載的情況下，還要將拉梁上的荷載計算進去。最后，才得出框架剪力首層層高為3.15m，而二層層高在3.35m，相對于三層、四層的層高是3.3m。然后按照建筑抗震設計的相關規定和標準計算，將框架柱底層的柱腳彎矩值進行計算，一般情況下，要和系數1.15相乘。

在框架設計過程中，如果有拉梁層的設計中，需要注意的問題在于，要分析底層柱配筋問題，看起由哪方面控制，是屬于基礎頂面截面控制亦或是基礎拉梁頂面等截面控制的。此外，還要周全分析到地基土問題，然后計算簡圖，才能科學，在進行實際的電算過程中，對地下室的層數填寫上，可以設定為1，然后進行復算，將這兩次的計算結果做配筋設計分析。

4多層砼框架設計中的基礎拉梁層模型分析

在進行多層砼框架的設計過程中，應重視基礎拉梁層的計算問題，應符合現場施工的實際要求。一般情況下，基礎拉梁層是沒有樓板的，而且在進行有關框架整體設計和計算的過程中，對于樓板厚度問題上，設置大多為0，采用的是總剛分析方式。還有一種情況，在樓板設計計算時，盡管對樓板設置計算厚度為0，但是沒有采用總剛分析方法，且在程序具體進行分析和設計的過程中，按照剛性樓面進行分析和設計，這種計算和分析和實際情況不相符。尤其是在多層砼框架的房屋建筑平面出現一些不規則的時候，更要重視這個問題。在基礎拉梁設計的過程中，要科學減少底層柱的相關長度，避免過大的底層位移，設置基礎拉梁時，要按照框架梁來進行設計，保證箍筋的設計緊密科學，針對加強抗震性能而言，要采用短柱設計的方案。

5框架結構設計中需要重視的參數問題

首先，對于結構周期的折減系數問題，在確定其系數的時候，要考慮填充墻，使得結構的現實剛度應超過計算值。對于計算周期值應該比實際周期要長。所以，設計和計算的地震剪力比較小，且結構容易計算為不安全的情況下，要將房屋建筑的計算周期有效地加以折減。需要注意的問題是，在計算周期的時候，也不能一點不動的全部折減，折減的系數不可太大或者太小，要體現出科學合理的折減，一般在框架結構中，如果采用砌體填充墻，對其周期折減系數，可以采用0.6到0.7的系數，而相對于砌體沒有太多填充物。

或者是運用的是輕質砌塊，可以采用0.7到0.8的系數，而在沒有墻框架的時候，對于計算周期系數可以忽略。其次，對框架梁剛度放大系數的參考分析，在合理運用電算分析方式對框架進行整體計算的時候，要確定框架梁的剛度放大系數，一定要和樓面的結構形式相符合。在框架結構工程中，這個問題比較容易忽視，如果是現澆樓面或者是整體式的樓面，其框架梁的剛度放大系數可以確定在1.3到2.0之間，其計算的放大系數是比較合理的。

綜上所述，對于多層砼框架房屋建筑結構在設計的過程中，一定要重視實際中的運用問題，在設計過程中一定要考慮周到，避免出現一些不良問題，保證房屋建筑的可靠性和安全性，達到相應的質量標準。使得多層砼框架的房屋結構模式更加廣泛地應用到建筑領域中，并發揮出其更多的優勢，促進下列不屬于混凝土框架設計時考慮的方面的是我國建筑行業的發展和進步。

以上多層砼框架房屋建筑結構設計由中達咨詢搜集整理

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框架結構在進行建筑設計時應注意哪些方面

1框架計算簡圖的確定

1.1無地下室的多層框架房屋

1)基礎埋深較淺時現澆的框架結構梁柱剛接,計算簡圖的確定主要是確定底層柱的計算長度。根據《混凝土結構設計規范》GB50010-200(以下簡稱《結構規范》)第7.3.11條規定:一般多層房屋中梁柱為剛接的框架結構,底層柱的計算長度取基礎頂面到一層樓蓋頂面的高度H:裝配式框架取1.25H。

2)基礎埋深較大時為了增加房屋底部的整體性,減小位移有時在0.000m附近設置基礎連系梁。將基礎連系梁以下的部分看作底層,柱的H值取基礎頂面至連系梁頂面的高度,而把實際建筑的底層作為第二層考慮,層高H取連系梁頂層至一層樓面高度。

1.2帶地下室的多層框架房屋

對于帶地下室的多層框架結構,合理確定上部結構的嵌固位置是一個關鍵問題。《結構規范》和《建筑抗震設計規范》GB50011-2001(以下簡稱《抗震規范》),都沒有明確地提出具體位置,需要具體問題具體分析對于能夠滿足《抗震規范》第6.1.14條規定的地下室結構或采用箱型基礎時,可將地下室頂作為框架上部結構的嵌固位置,在利用PKPM軟件進行設計時,樓層總數僅輸入地下室以上的實際層數,底層的層高H取實際層高。這樣計算出的地震作用與實際情況較為接近。對于不能滿足《抗震規范》第6.1.14條規定的地下室結構或者采用筏板式基礎時,嵌固位置最好取在基礎頂面。此時,利用電算進行樓層組合時,總層數應為實際的樓層數加上地下室的層數。

2基礎寬度和面積的計算

在計算基礎寬度或面積時,往往由于力學模型不明確或考慮問題不周詳,導致基礎寬度或面積不足。如墻體上作用有較大集中力的情況,當墻體上有較大的集中力作用時,通過墻體和基礎可將集中力向地基擴散,但這種擴散是有一定范圍的,且基底土反力并不均勻分布。若設計時用該集中力除以墻段長度得到的平均線荷來確定基礎寬度,則導致局部基礎寬度不足。因此,必須加大基礎寬度以滿足地基承載力的要求。通常采用局部調整系數調整基礎寬度的方法解決此類問題。

目前常用的框架結構空間分析計算軟件都是以整幢樓的梁、柱整體參加工作進行計算分析的,對部分梁而言,盡管相交梁截面尺寸不同,相互之間卻不存在主、次梁關系,設計人員在繪制施工圖時,應注意配筋形式與受力分析相匹配。框架結構經空間分析程序電算,所有按主梁輸入模型的梁是整體工作的,部分梁將產生扭轉問題。一些三維空間分析軟件,雖已調整梁的抗扭剛度,但計算出來框架邊梁扭矩筋仍很大,因程序不計樓板對梁的約束作用(即實際扭矩設計算值那么大),實際受力與計算模型不符。可把次梁支座改為鉸支座,并配以構造處理。

框架梁的抗剪配筋施工圖繪制時,往往為省事,而不查閱構件配筋打印資料,僅以配筋簡圖進行設計,并通常對簡圖上梁端加密區箍筋放大一倍間距置于跨中,此法如遇該梁上次梁集中力較大,剪力包絡圖趨于平緩,就會產生加密區外箍筋抗剪不足,導致結構不安全。

3鋼筋混凝土保護層厚度的取值

混凝土保護層的作用是保護鋼筋不發生銹蝕,并保證鋼筋的粘結錨固性能,直接影響構件的耐久性和鋼筋的受力性能,但由于設計人員的不重視,常會出現以下問題:1)梁或柱中,只注意到主筋的保護層厚度,而忽略了箍筋的保護層厚度,造成箍筋外露或保護層厚度不足;2)主梁與次梁交叉處、主梁、次梁和板的鋼筋關系處理不明確,造成板負筋保護層厚度不足或構件有效截面高度損失,直接影響到構件的安全性;3)地上部分與地下部分的柱子因所處的環境條件不同,根據規范要求,應采取不同的保護層厚度。

因此,設計時應注意:1)正確處理構件內各類鋼筋的相互關系,按鋼筋的正確位置確定構件內鋼筋的保護層厚度及構件有效截面高度,并進行構件的截面設計。首先根據規范要求確定梁柱內箍筋的保護層厚度,即確定箍筋的正確位置,主筋的保護層厚度可采用a+d(1a為箍筋保護層最小厚度,d1為箍筋直徑),并大于規范規定的最小厚度,以此確定主筋的正確位置;根據各種鋼筋的正確位置,確定相關構件的有效截面高度并進行配筋計算,在施工圖中標出相關構件中鋼筋的位置。2)正確區分同一構件所處的環境條件,區別對待不同環境下的混凝土保護層厚度。地下部分的柱子可將其斷面加大,滿足其保護層厚度的要求,同時保證柱子鋼筋上下位置的一致性,滿足鋼筋受力要求。

4框架結構抗震構造措施

4.1梁的抗震構造

1)梁截面尺寸:為了防止梁發生斜裂縫破壞、斜壓型脆性破壞,框架梁截面尺寸必須滿足如下要求:梁的截面寬度與高度之比為b/h≥0.25,且b不宜小于200mm,也不宜小于1/2柱寬;同時應滿足高跨比ln/h≥4;梁最大平均剪應力為V/bh0≤0.20fc。其中,b、h、h0分別為梁截面寬度、高度、有效高度;V為梁端組合剪力設計值;fc為混凝土軸心抗壓強度設計值。

2)梁的配筋率:為了保證梁的變形能力,使框架結構具有較好的抗震性能,梁端縱向受拉鋼筋的配筋率應能使梁端截面的受壓區相對高度滿足以下要求:一級框架x≤0.25h0;二級框架x≤0.35h0,同時,縱向受拉鋼筋的配筋率不應大于2.5%。

3)梁的箍筋:為了保證梁有足夠的延性,提高塑性鉸區壓區混凝土的極限壓應變值,并防止在塑性鉸區內最終發生斜裂縫破壞,在梁端縱筋屈服范圍內加密封閉式箍筋,對提高梁的變形能力十分有效。同時,為了防止壓筋過早壓曲,應嚴格遵照《抗震規范》限制箍筋的間距。

4)梁內縱筋錨固:在反復恒載作用下,在縱向鋼筋埋入梁柱節點的相當長度范圍內,混凝土與鋼筋之間的粘結力將發生嚴重破壞,因此應注意在地震作用下框架梁中縱向鋼筋的錨固長度,一般應比《結構規范》中所規定的受拉鋼筋基本錨固長度大。

4.2柱的抗震構造措施

1)柱截面尺寸:柱的平均剪應力太大,會使柱產生脆性的剪切破壞。平均壓應力或軸壓比太大會使柱產生混凝土壓碎破壞,為了使柱有足夠的延性,柱截面尺寸應符合以下要求:柱截面的長邊應小于柱凈高的1/4,且柱截面的寬度不宜小于300mm;當剪壓比保持較低時,可獲得較好的延性,為此柱端截面的平均剪應力一般宜小于3N/mm。

2)柱縱向鋼筋的配置:柱中縱向鋼筋宜對稱配筋:為了保證柱有足夠的延性,柱的最小配筋率必須滿足《抗震規范》要求;縱向鋼筋的接頭,一級框架應采用焊接接頭;二級宜采用焊接接頭,而底層柱根應焊接;三級可采用搭接,而底層柱根宜焊接;直徑大于32mm的鋼筋必須采用焊接。在縱向鋼筋連接區段內宜加密箍筋,防止縱向鋼筋的壓曲,增加粘結強度。

3)柱的箍筋:在地震力的反復作用下,柱端鋼筋保護層往往首先碎落,這時,如無足夠的箍筋約束,縱筋就會向外膨曲,柱端破壞。箍筋對柱的核心混凝土起著有效的約束作用,提高配箍率可以顯著提高受壓混凝土的極限壓應變,從而有效增加柱的延性。因此設計人員應遵照《抗震規范》對框架柱的箍筋構造要求。

5結論

總之,以上提出的都是些框架結構設計中出現的易疏忽的問題。一旦處理不好或計算過程中未加考慮便會導致結構不合理,甚至結構不安全。設計人員在精于結構電算分析的同時,更應注意到以上所提到的在設計過程中碰到的類似問題,使施工圖的設計更完善,保證結構的安全。

混凝土結構設計選擇題（06年1月全國自學考試

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鋼筋混凝土多層框架結構設計的探討？

本文闡述了鋼筋混凝土多層框架結構設計，對目前存在的問題作了一定的探討并指出發展方向。

根據筆者在十多年的結構設計計算中遇到的有關問題及相關設計經驗,筆者認為,在鋼筋混凝土多層框架結構房屋結構設計中以下幾個方面的問題,應引起廣大設計工作者的注意。

1　基礎抗震承載力驗算及獨立基礎設計荷載取值問題

鋼筋混凝土多層框架房屋層數較低(一般在六層以下)時多采用柱下獨立基礎,根據《建筑抗震設計規范》(GB50011 - 2001)第4. 2. 1條指出,當地基主要受力層范圍內不存在軟弱粘性土層時,不超過8層且高度在25m以下的一般民用框架房屋或基礎荷載相當的多層框架廠房,可不必進行天然地基和基礎的抗震承載力驗算。但這些房屋在基礎設計時應考慮風荷載的影響。因此,在鋼筋混凝土多層框架房屋的整體計算分析中,必須輸入風荷載,不能因為在地震區高層建筑以外的一般建筑風荷載不起控制作用就不輸入。另一種情況是,在設計獨立基礎時,作用在基礎頂面上的外荷載(柱腳內力設計值)只取軸力設計值和彎矩設計值,無剪力設計值,或者甚至只取軸力設計值。以上兩種情況都會導致基礎設計尺寸偏小,配筋偏少,影響基礎本身和上部結構的安全。

2　框架計算簡圖應合理

無地下室的鋼筋混凝土多層框架房屋,獨立基礎埋置較深,在- 0. 05m左右設有基礎拉梁時,應將基礎拉梁按層1輸入。以某學生宿舍樓為例,該項目為3層鋼筋混凝土框架結構,丙類建筑,建筑場地為Ⅱ類;層高3. 3m,基礎埋深4. 0m,基礎高度0. 8m,室內外高差0. 45m。根據《建筑抗震設計規范》第6. 1. 2條,在7度地震區該工程框架結構的抗震等級為三級。設計者按3 層框架房屋計算, 首層層高取3.35m,即假定框架房屋嵌固在- 0. 05m處的基礎拉梁頂面;基礎拉梁的斷面和配筋按構造設計;基礎按中心受壓計算。顯然,選取這樣的計算簡圖是不妥當的。因為,第一,按構造設計的拉梁無法平衡柱腳彎矩;第二,根據《混凝土結構設計規范》( GB50010 -2002)第7. 3. 11條規定,框架結構底柱的高度應取基礎頂面至首層樓蓋頂面的高度。

根據工程設計經驗,這樣的框架結構宜按4層進行整體分析計算,即將基礎拉梁層按層1輸入,拉梁上如作用有荷載,應將荷載一并輸入。這樣,計算剪力的首層層高應為H1 = 4- 0. 8 - 0. 05 = 3. 15m,層2層高為3. 35m,層3、4層高為3. 3m。根據《建筑抗震設計規范》第6. 2. 3條,框架柱底層柱腳彎矩設計值應乘以增大系數1. 15。當設拉梁層時,一般情況下,要比較底層柱的配筋是由基礎頂面處的截面控制還是由基礎拉梁頂面處的截面控制。考慮到地基土的約束作用,對這樣的計算簡圖,在電算程序總信息輸入中,可填寫地下室層數為1,并復算一次,按兩次計算結果的包絡圖進行框架結構底層柱的配筋設計。

3　基礎拉梁層的計算模型應符合實際情況

基礎拉梁層無樓板,用TAT或SATWE等電算程序進行框架整體計算時,樓板厚度應取零,并定義彈性節點,應用總剛分析方法進行分析計算。有時雖然樓板厚度取零,也定義彈性節點,但未采用總剛分析,程序分析時自動按剛性樓面假定進行計算,與實際情況不符。房屋平面不規則時,要特別注意這一點。

4　基礎拉梁設計應適當

多層框架房屋基礎埋深值大時,為了減小底層柱的計算長度和底層的位移,可以在±0. 000以下適當位置設置基礎拉梁,但不宜按構造要求設置,宜按框架梁進行設計,并按規范規定設置箍筋加密區。但就抗震而言,應采用短柱基礎方案。一般說來,當獨立基礎埋置不深,或者雖然埋置較深但采用了短柱基礎時,由于地基不良或柱子荷載差別較大,或根據抗震要求,可沿兩個主軸方向設置構造基礎拉梁。基礎拉梁截面寬度可取柱中心距的1 /20～1 /30,高度可取柱中心距的1 /12～1 /18。構造基礎拉梁的截面可取上述限值范圍的下限,縱向受力鋼筋可取所連接柱子的最大軸力設計值的10%作為拉力或壓力來計算,當為構造配筋,除滿足最小配筋率外,也不得小于上下各2Φ14,箍筋不得小于￠8@200。當拉梁上作用有填充墻或樓梯柱等傳來的荷載時,拉梁截面應適當加大,算出的配筋應和上述構造配筋疊加。基礎構造拉梁頂標高通常與基礎高或短柱頂標高相同。在這種情況下,基礎可按偏心受壓基礎設計。當框架底層層高不大或者基礎埋置不深時,有時要把基礎拉梁設計得比較強大,以便用拉梁來平衡柱底彎矩。這時,拉梁正彎矩鋼筋應全跨拉通,負彎矩鋼筋至少應1 /2拉通。拉梁正負彎矩鋼筋在框架柱內的錨固、拉梁箍筋的加密及有關抗震構造要求與上部框架梁完全相同。此時拉梁宜設置在基礎頂部,不宜設置在基礎頂面之上,基礎則可按中心受壓設計。

5　框架結構應注意帶樓梯、電梯的小井筒的設計

多層框架結構應盡量避免設置鋼筋混凝土樓梯、電梯小井筒。因為鋼筋混凝土井筒的存在會吸收較大的地震剪力,相應地減少框架結構所承擔的地震剪力,而且井筒下的基礎設計也比較困難,故在設計過程中這些井筒多采用構造柱夾砌體材料做填充墻形成隔墻。當必須設計為鋼筋混凝土井筒時,井筒墻壁厚度應當減薄,并通過開豎縫、開結構洞等辦法進行剛度弱化;配筋也只宜配置少量單排鋼筋,以減小井筒的作用。設計計算時,除按框架確定抗震等級并計算外,還應按帶井筒的框架(當平面不規則時,宜考慮耦聯)復核,并加強與井筒墻體相連的柱子的配筋。

6　結構計算中幾個重要參數的合理選取

為了分析判斷計算機計算結果是否合理,結構設計計算時,除了有合理的結構方案、正確的結構計算簡圖外,正確填寫抗震設防烈度和場地類別,合理選取電算程序總信息中的其他各項參數也是十分重要的。現以空間有限元分析與設計程序SATWE為例,結合結構設計計算過程中發現的問題,來說明有關參數如何合理選取。⑴結構的抗震等級的確定在工程設計中,多數房屋建筑按其抗震設防分類屬于丙類建筑,如民用住宅、辦公樓及一般工業建筑等等,其抗震等級可根據烈度、結構類型和房屋的高度按《建筑抗震設計規范》表6. 1. 2確定。而電訊、交通、能源、消防和醫療等類建筑以及大型體育場館、大型零售商場等公共建筑,首先,應當根據《建筑抗震設防分類標準》(GB50223 - 95)確定其中哪些建筑屬于乙類建筑(可能還有甲類建筑,本文不涉及)。乙、丙類建筑,地震作用均按本地區抗震設防烈度計算。對于乙類建筑,一般情況下,當抗震設防烈度為6～8度時,抗震措施應符合本地區抗震設防烈度提高一度的要求。⑵合理確定地震力的振型組合數地震力的振型組合數,對多層建筑,當不考扭轉耦聯計算時,至少應取3;當振型數多于3時,宜取3的倍數,但不應多于層數;當房屋層數≤2時,振型數可取層數。對于不規則的結構,當考慮扭轉耦聯時,對多層建筑,振型數應取≥9;結構層數較多或結構剛度突變較大,振型數應多取,如結構有轉換層、頂部有小塔樓、多塔結構等,振型數應取≥12 或更多,但不能多于房屋層數的3倍;只有當定義彈性樓板,且采用總剛分析,必要時,振型數才可以取的更多。《建筑抗震設計規范》指出,合適的振型個數一般可以取振型參與質量達到總質量的90%所需的振型數。SAT2WE等電算程序已有這種功能,可以很方便地輸出這種參與質量的比值。有些設計人員不大重視電算程序使用手冊的應用,選取振型數時比較隨意,這是需要應當改進的。此外,由耦聯計算的地震剪力通常小于非耦聯計算,僅當結構存在明顯扭轉時才采用耦聯計算,但非耦聯計算往往是不可缺少的。⑶結構周期折減系數的確定框架結構及框架- 抗震墻等結構,由于填充墻的存在,使結構的實際剛度大于計算剛度,計算周期大于實際周期,因此,算出的地震剪力偏小,使結構偏于不安全,因而對結構的計算周期進行折減是必要的,但對框架結構的計算周期不折減或折減系數取得過大也是不妥當的。對框架結構,采用砌體填充墻時,周期折減系數可取0. 6～0. 7;砌體填充墻較少或采用輕質砌塊時,可取0. 7～0. 8;完全采用輕質墻體板材時,可取0.9。只有無墻的純框架,計算周期才可以不折減。

7、結語

鋼筋混凝土框架結構是我國大量存在的建筑結構形式之一，鋼筋混凝土框架結構的柱端與節點的破壞較為嚴重，其抗震設計中必須滿足“強柱弱梁”、“強剪弱彎”、“強節點”、“強底層柱底”等延性設計原則和有關規定。在多層及高層鋼筋混凝土房屋抗震設計的實踐中，由于設計人員對規范的理解和掌握尺度上，以及因地因人在結構選型、布置以及計算方法上相互差異較多而對設計產生較多的爭議，抗震設計方法值得深入研究。

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鋼筋混凝土多層框架房屋結構設計中應注意的問題？

鋼筋混凝土多層框架房屋多采用柱下獨立基礎，《抗震規范》（GB50011-2001）第4.2.1條指出，當地基主要受力層范圍內不存在軟弱粘性土層時，不超過8層且高度在25m以下的一般民用框架房屋或荷載相當的多層框架廠房，可不必進行地基和基礎的抗震承載力驗算。這就是說，在8度地震區，大多數鋼筋混凝土多層框架房屋可不必進行地基和基礎的抗震承載力驗算。但這些房屋在基礎設計時應考慮風荷載的影響。因此，在鋼筋混凝土多層框架房屋的整體計算分析中，必須輸入風荷載，不能因為在地震區高層建筑以外的一般建筑風荷載不起控制作用就不輸入。

另一種情況是，在設計獨立基礎時，作用在基礎頂面上的外荷載（柱腳內力設計值）只取軸力設計值和彎矩設計值，無剪力設計值，或者甚至只取軸力設計值。以上兩種情況都會導致基礎設計尺寸偏小，配筋偏少，影響基礎本向和上部結構的安全。

2.框架計算簡圖不合理

無地下室的鋼筋混凝土多層框架房屋，獨立基礎埋置較深，在-0.05m左右設有基礎拉梁時，應將基礎拉梁按層1輸入。以某學生宿舍樓為例，該項目為3層鋼筋混凝土框架結構，丙類建筑，建筑場地為Ⅱ類；層高3.3m，基礎埋深4.0m基礎高度0.8m，室內外高差0.45m.根據《抗震規范》第6.1.2條，在8度地震區該工程框架結構的抗震等級為二級。設計者按3層框架房屋計算，首層層高取3.35m，即假定框架房屋嵌固在-0.05m處的基礎拉梁頂面；基礎拉梁的斷面和配筋按構造設計；基礎按中心受壓計算。顯然，選取這樣的計算簡圖是不妥當的。因為，第一，按構造設計的拉梁無法平衡柱腳彎矩；第二，《混凝土結構設計規范》（GB50010-2002）第7.3.11條規定，框架結構底柱的高度應取基礎頂面至首層樓蓋頂面的高度。工程設計經驗表明，這樣的框架結構宜按4層進行整體分析計算，即將基礎拉梁層按層1輸入，拉梁上如作用有荷載，應將荷載一并輸入。

這樣，計算剪力的首層層高為H1=4-0.8-0.05=3.15m，層2層高為3.35m，層3、4層高為3.3m.根據《抗震規范》第6.2.3條，框架柱底層柱腳彎矩設計值應乘以增大系數1.25.當設拉梁層時，一般情況下，要比較底層柱的配筋是由基礎頂面處的截面控制還是由基礎拉梁頂面處的截面控制。考慮到地基土的約束作用，對這樣的計算簡圖，在電算程序總信息輸入中，可填寫地下室層數為1，并復算一次，按兩計算結果的包絡圖進行框架結構底層柱的配筋。

3.基礎拉梁層的計算模型不符合實際情況

基礎拉梁層無樓板，用TAT或SATWE等電算程序進行框架整體計算時，樓板厚度應取零，并定義彈性節點，用總剛分析方法進行分析計算。有時雖然樓板厚度取零，也定義彈性節點，但未采用總剛分析，程序分析時自動按剛性樓面假定進行計算，與實際情況不符。房屋平面不規則，要特別注意這一點。

4.基礎拉梁設計不當

多層框架房屋基礎埋深值大時，為了減速小底層柱的計算長度和底層的位移，可在±0.000以下適當位置設置基礎拉梁，但不宜按構造要求設置，宜按框架梁進行設計，并按規范規定設置箍筋加密區。但就抗震而言，應采用短柱基礎方案。

一般說來，當獨立基礎埋置不深，或者過去時置雖深但采用了短柱基礎時，由于地基不良或柱子荷載差別較大，或根據抗震要求，可沿兩個主軸方向設置構造基礎拉梁。基礎拉梁截面寬度可取柱中心距的1/20～1/30，高度可取柱中心距的1/12～1/18.構造基礎拉梁的截面可取上述限值范圍的下限，縱向受力鋼筋可取所連接柱子的最大軸力設計值的10%作為拉力或壓力來計算，當為構造配筋，除滿足最小配筋率外，也不得小于上下各2Ⅱ14，配筋不得小于Ⅰ8-200.當拉梁上作用有填充墻或樓梯柱等傳來的荷載時，拉梁截面應適當加大，算出的配筋應和上述構造配筋疊加。構造基礎拉梁頂標高通常與基礎高或短柱頂標高相同。在這種情況下，基礎可按偏心有受壓基礎設計。

當框架底層層高不大或者基礎過去埋置不深時，有時要把基礎拉梁設計得比較強大，以便用拉梁來平衡柱底彎矩。這時，拉梁正彎矩鋼筋應全跨拉通，負彎矩鋼筋至少應在1/2跨拉通。拉梁正負彎矩鋼筋在框架柱內的錨固、拉梁箍筋的加密及有關抗震構造要求與上部框架梁完全相同。

此時拉梁宜設置在基礎頂部，不宜設置在基礎頂面之上，基礎則可按中心受壓設計。

5.框架結構帶樓電梯小井筒

框架結構應盡量避免設置鋼筋混凝土樓電梯小井筒。因為井筒的存在會吸收較大的地震剪力，相應地減少框架結構承擔的地震剪力，而且井筒下基礎設計也比較困難，故這些井筒多采用砌體材料做填充墻形成隔墻。當必須設計鋼筋混凝土井筒時，井筒墻壁厚度應當減薄，并通過開豎縫、開結構洞等辦法進行剛度弱化；配筋也只宜配置少量單排鋼筋，以減小井筒的作用。設計計算時，除按框架確定抗震等級并計算外，還應按帶井筒的框架（當平面不規則時，宜考慮耦聯）復核，并加強與井墻體相連的柱子的配筋。

此外，還要特別指出，對框架結構出屋頂的樓電梯間和水箱間等，應采用框架承重，不得采用砌體墻承重；而且應當考慮鞭梢效應乘以增大系數；雨篷等構件應從承重梁上挑出，不得從填充墻上挑出；樓梯梁和夾層梁等應承重柱上，不得支承在填充墻上。

6.結構計算中幾個重要參數的合理選取

《抗震規范》第3.6.6.4條指出，所有的計算機計算結果，應經分析判斷確認其合理、有效后方可用于工程設計。通常情況下，計算機的計算結果主要是結構的自振周期、樓層地震剪力系數、樓層彈性層間位移（包括最大位移與平均位移比）和彈塑性變形驗算時樓層的彈塑性層間位移、樓層的側向剛度比、振型參與質量系數、墻和柱的軸壓比及墻、柱、梁和板的配筋、底層墻和柱底部截面的內力設計值、框架——抗震墻結構抗震墻承受的地震傾覆力矩與總地震傾覆力矩的比值。超筋超限信息等等。

為了分析判斷計算機計算結果是否合理，結構設計計算時，除了有合理的結構方案、正確的結構計算簡圖外，正確填寫抗震設防烈度和場地類別，合理選取電算程序總信息中的其他各項參數也是十分重要的。

現以空間有限元分析與設計程序SATWE為例，結合施工圖審查中發現的問題，來說明有關參數如何合理選取。

結構的抗震等級

在工程設計中，多數房屋建筑按其抗震設防分類屬于丙類建筑，如民用住宅、辦公樓及一般工業建筑等等，其抗震等級可根據烈度、結構類型和房屋的高度按《抗震規范》表6.1.2確定。而電訊、交通、能源、消防和醫療等類建筑以及大型體育場館、大型零售商場等公共建筑，首先，應當根據《建筑抗震設防分標準》（GB50223-95）確定其中哪些建筑屬于乙類建筑（可能還有甲類建筑，本文不涉及）乙、丙類建筑，地震作用均按本地區抗震設防烈度計算。對于乙類建筑，一般情況下，當抗震設防烈度為6～8度時，抗震措施應符合本地區抗震設防列度提高一度的要求。所謂抗震措施，在這里主要體現為按本地區設防烈度提高一度由《抗震規范》表6.1.2確定其抗震等級。例如，位于8度地震區（如北京）的乙類建筑，應按9度由《抗震規范》表6.1.2確定其抗震等級為一級；當8度乙類建筑的高度過表6.1.2規定的范圍時，還應經專門研究，采取比一級抗震等級更有效的抗震措施。如北京某大型零售商場和某***醫院的門診樓本屬乙類建筑，但設計人員錯當成丙類建筑來設計，使建筑物的抗震能力為降低，不得不對設計計算做重大修改。

地震力的振型組合數

地震力的振型組合數，對高層建筑，當不考扭轉耦聯計算時，至少應取3；當振型數多于3時，宜取3 的倍數，但不應多于層數；當房屋層數≤2時，振型數可取層數。對于不規則的結構，當考慮扭轉耦聯時，對高層建筑，振型數應取≥9；結構層數較多或結構剛度突變較大，振型數應多取，如結構有轉換層、頂部有小塔樓、多塔結構等，振型數應取≥12或更多，但不能多于房屋層數的3倍；只有當定義彈性樓板，且采用總剛分析，必要時，振型數才可以取的更多。《抗震規范》指出，合適的振型個數一般可以取振型參與質量達到總質量的90%所需的振型數。SATWE等電算程序已有這種功能，可以很方便地輸出這種參與質量的比值。有些設計人員不大重視電算程序使用手冊的應用，選取振型數時比較隨意，這是應當改進。此外，由耦聯計算的地震剪力通常小于非耦聯計算，僅當結構存在明顯示扭轉時才采用耦聯計算，但在必要時應補充非耦聯計算。

結構周期折減系數

框架結構及框架——抗震墻等結構，由于填充墻的存在，使結構的實際剛度大于計算剛度，計算周期大于實際周期，因此，算出的地震剪力偏小，使結構偏于不安全，因而對結構的計算周期進行折減是必要的，但對框架結構的計算周期不折減或折減系數取得過大都是不妥當的。對框架結構，采用砌體填充墻時，周期折減系數可取0.6～0.7；砌體填充墻較少或采用輕質砌塊時，可取0.7～0.8；完全采用輕質墻體板材時，可取0.9.只有無墻的純框架，計算周期才可以不折減。

框架梁、柱箍筋間距

《抗震規范》第6.3.3條及6.3.8條對不同抗震等級的框架梁、柱箍筋加密區的最小箍筋直徑和最大箍筋間距做了了明確規定。根據這些規定，工程習慣上常取梁、柱箍筋加密區最大間距為100mm，非加密區箍筋最大間距為200mm.電算程序總信息中通常也內定梁、柱箍筋加密區間距為100mm，并以此為依據計算出加密區箍筋面積，由設計人員要據規范確定箍筋直徑和肢數。

但是，在程序內定的條件下，當框架梁的跨中部位有次梁或有較大的其他集中荷載作用卻僅配兩肢箍筋時，多數情況下，非加密區箍筋間距采用200mm會使梁的非加密區配箍不足，因此建議程序內定梁箍筋改為取梁的非加密區間距200mm.這樣，既可保證梁非加密區的抗剪承載力，又可適當增加梁端箍筋加密區（箍筋間距為100mm）的抗剪能力，梁的強剪性能更能充分體現。當框架梁由于種種原因縱向鋼筋超筋時，梁端適當加大抗剪承載力對結構抗震非常有利。這也是為什么當梁端縱向受拉鋼筋配筋率大2%時，規范規定梁的箍筋直徑應比最小構造直徑增大2mm的原因。

對于框架柱，當框架內定柱加密區箍筋間距為100mm時，在某些情況下，亦可能因非加密區箍筋間距采用200mm引起配箍不足。因此，我們也建議程序內定柱的箍筋間距改為取柱的非加密區的箍筋間距200mm.

這里需要指出的是，梁、柱箍筋非加密區配箍驗算時可不考慮強剪弱彎的要求，即剪力設計值取加密區終點處外側的組合剪力設計值，并且不乘以剪力增大系數。

當然，如果電算程序能同時給出梁、柱箍筋加密區和非加密區的箍筋面積，則于設計者應更加方便了。

地下室層數的輸入處理

多層框架結構房屋有也設置地下室。由于隔墻少，常采用筏板式基礎。在電算時，應將地下室層數和上部結構一起輸入，并在總信息中按實際的地下室層數填寫 .這樣，計算地基和基礎底板的豎向荷載可以一次形成，并且在抗震計算時，程序會自動對框架底層柱底截面的彎矩設計值乘以增大系數。同時通過對層側移剛度比的分析比較，還可以正確判斷和調整房屋的嵌固位置，并采取相應的抗震構造措施，保證樓板有必要的厚度和最小配筋率等等；當結構表現為豎向不規側時，不僅要驗算薄弱層，而且還要對薄弱層的地震剪力乘以1.15的增大系數。如果在結構總體計算時，總信息中填寫的地下室層數少于實際輸入的層數，彎矩設計值增大系數將會乘錯位置，從而在發生地震時，會使極易發生震害的底層柱底部位因抗震能力降低而破壞。

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