框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中疑難問題的處理

1、框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中疑難問題的處理白雪(甘肅建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 蘭州730050)摘 要： 介紹了框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中一些疑難問題的處理方法,對新舊建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行了比較，提出了一些工程中常見疑難問題的解決方法。關(guān)鍵詞：框架結(jié)構(gòu)、中心線、配筋、裂縫引言 框架結(jié)構(gòu)由梁、柱、樓板等主要構(gòu)件組成，其特點(diǎn)是柱網(wǎng)布量靈活，便于獲得較大的使用空間，延性較好，但橫向側(cè)移剛度較小，因此對層數(shù)不多，需要大空間的建筑非常適用。由于近幾年新規(guī)范的相繼頒布執(zhí)行，新舊規(guī)范有許多內(nèi)容不同之處，針對現(xiàn)有規(guī)范下框架結(jié)構(gòu)中一些疑難問題提供一些建議。1、框架結(jié)構(gòu)一些疑難問題處理1.1 框架梁與柱的中心線宜重合。 規(guī)范規(guī)定，框架、梁、

2、柱中心線宜重合，當(dāng)梁、柱中心線不重合時(shí)，在計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮偏心對梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)受力和構(gòu)造的不利影響，以及梁上的荷載對柱子的偏心影響。若偏心距大于該方向上柱高寬度的1/4時(shí)，可以采用增設(shè)梁的水平方向加腋等措施。 有模擬水平地震作用的研究表明，當(dāng)框架梁、柱中心線偏心距大于該方向柱寬 的1/4時(shí)，節(jié)點(diǎn)核心區(qū)除了出現(xiàn)斜裂縫，而且還出現(xiàn)豎向裂縫。因此，當(dāng)梁、柱偏心距大于該方向柱寬的1/4的時(shí)，應(yīng)采用梁水平腋的措施，加腋的構(gòu)造見高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范條，加腋后的梁在驗(yàn)算梁的剪壓比和受彎承載力時(shí)，一般不計(jì)加腋部分截面的有利影響。水平加腋部分斜向設(shè)置的水平鋼筋的直筋不宜小于14，間距不小于200mm，附加箍筋直徑不

3、宜小于8200。1.2 盡量避免短柱的出現(xiàn) 框架的柱端一般同時(shí)存在著彎矩M和剪力V，長、短柱的確定是根據(jù)柱的剪跨比=M/Vho確定，(ho與彎矩平行方向柱截面有效高度)，1.5時(shí)為極短柱，1.52時(shí)為短柱，>2時(shí)為長柱。試驗(yàn)表明極短柱發(fā)生剪切斜拉破壞，屬于脆性破壞，短柱多數(shù)發(fā)生剪切破壞，長柱一般發(fā)生彎曲破壞。 框架結(jié)構(gòu)中由于樓梯間休息平臺梁或因?qū)痈甙孛娲蟮仍颍承┕こ讨卸讨y以避免。如果同一層均為短柱，各柱剛度相差不大，這種情況下進(jìn)行內(nèi)力分析和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全是可以保證的。對于一層中出現(xiàn)少量的短柱，因?yàn)檫@些少數(shù)短柱的抗側(cè)剛度遠(yuǎn)大于一般柱的抗側(cè)剛度，在水平力作用下，會吸收較大的水平剪力

4、，一旦地震超過設(shè)防裂度，就可能使少數(shù)短柱最先破壞，同樓層的各柱再被各個(gè)擊破，這對結(jié)構(gòu)安全十分不利。 框架結(jié)構(gòu)的樓梯間休息平臺處若設(shè)置柱間梁時(shí)將使支架梁的柱形成短柱，為了不出現(xiàn)短柱可在休息平臺靠樓梯踏步處設(shè)置梯梁，再在梯梁兩端設(shè)置從樓層框架梁上支承的小柱，樓梯平臺板采用樓梯 跑板外懸挑處理。平臺板外端不用設(shè)置柱間梁，樓梯間的短柱就可避免出現(xiàn)。1.3、除個(gè)別部位可采用鉸接外，應(yīng)布置成雙向梁柱抗側(cè)力體系。 框架結(jié)構(gòu)即要承受豎向荷載，又要承受水平荷載，因此必須設(shè)計(jì)成雙向梁、柱抗側(cè)力體系，并且應(yīng)具有足夠的側(cè)向剛度，以滿足規(guī)范規(guī)定的樓層層間最大位移與層高之比的限值。 由于建筑平面和立面的需要，主體結(jié)構(gòu)個(gè)別

5、部位可采用鉸接處理(見圖1)，A、B點(diǎn)可采用鉸接處理，對于B、C兩點(diǎn)由于靠的較近，如在B點(diǎn)加柱或形成B、C合一的扁柱，將會使相鄰雙柱或扁柱在水平地震力作用下吸收大量的樓層剪力，造成平面內(nèi)各柱子的剛度不均勻，特別是當(dāng)局部凸出部位在端部或平面中不對稱將產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。 圖1 框架梁個(gè)別鉸接1.4、不應(yīng)采用部分砌體墻承重的混合形式 高規(guī)中(強(qiáng)制性條文)規(guī)定，框架結(jié)構(gòu)按抗震時(shí)，不應(yīng)采用由砌體承重的混合形式。框架結(jié)構(gòu)中的樓、電梯間及局部出屋頂?shù)碾姌菣C(jī)房，樓梯間、水箱間，應(yīng)采用框架承重，不應(yīng)采用砌體墻承重。若框架結(jié)構(gòu)中采用砌體墻承重時(shí)，由于計(jì)算時(shí)不計(jì)入砌體墻的剛度，在地震作用時(shí)反應(yīng)比僅按純框架抗側(cè)力剛度時(shí)大

6、，砌體墻會在地震時(shí)首先遭受破壞，而框架結(jié)構(gòu)又未按實(shí)際剛度確定內(nèi)力和配筋，將會使結(jié)構(gòu)構(gòu)件被各個(gè)擊破，這是十分危險(xiǎn)的。許多震害表明在框架結(jié)構(gòu)中承重砌體都出現(xiàn)了嚴(yán)重開裂，局部出屋頂?shù)臉恰㈦娞蓍g因采用砌體承重墻都嚴(yán)重裂縫，有的甚至被甩出。1.5 、 梁、柱截面的確定 首先根據(jù)經(jīng)驗(yàn)初步確定梁、柱的截面尺寸，此時(shí)應(yīng)注意盡可能使柱的線剛度與梁的線剛度的比值大于1.0，這是為當(dāng)出現(xiàn)罕遇地震作用下，可使梁端形成塑性鉸時(shí)，柱端鉸可處于非彈性工件狀態(tài)而沒有屈服，而節(jié)點(diǎn)還處于彈性工件階段的目的。即滿足強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)的要求，初步確定 尺寸輸入電腦經(jīng)結(jié)構(gòu)計(jì)算后，梁、柱會出現(xiàn)以下幾種情況： 1) 梁的超配筋顯示或梁的裂縫

7、寬度>0.3或梁的撓度值大于允許值。柱的軸壓比超限或柱的超配筋顯示。此時(shí)可放大梁、柱截面尺寸或提高砼的標(biāo)號等級或提高鋼筋的強(qiáng)度等級，再進(jìn)一步試算。 2) 部分梁、柱的構(gòu)造配筋，此時(shí)可依據(jù)梁的裂縫寬度和柱的軸壓比適當(dāng)減小梁、柱的截面尺寸再試算。 3) 梁、柱的截面尺寸均滿足要求，此時(shí)可進(jìn)一步觀察梁、柱的配筋率是否合適。1.6、 框架梁柱的配筋 框架梁的配筋 對梁縱向鋼筋的配筋率為0.5%1.5%較為適宜，在配筋率一定時(shí)，用較細(xì)的鋼筋可以增加砼的握裹面積，可減小梁的裂縫寬度，增大配筋率是減小梁裂縫的最直接方法，但是只提高砼的強(qiáng)度等級對梁裂縫的影響就較小。如改用小直徑后梁的裂縫寬度仍然超限就應(yīng)

8、加大梁的截面尺寸，或增加梁的配筋。 在地震作用下，為滿足強(qiáng)剪弱彎，就應(yīng)做到梁端斜截面受剪承載力高于正截面受彎承載力，在具體設(shè)計(jì)時(shí)，可將梁端負(fù)彎矩筋乘以系數(shù)0.851.0，梁中正彎距乘以1.11.3,梁端箍筋的直徑可增加2mm. 框架柱的配筋 框架柱的配筋一般都較低，電算結(jié)果往往都是構(gòu)造配筋，由于抗震上強(qiáng)柱弱梁的要求，也就是要適當(dāng)增大柱的配筋而減小梁的配筋?？梢?，柱子承擔(dān)的責(zé)任最大。 為了保證在地震時(shí)柱在最后失效，必須設(shè)計(jì)成強(qiáng)柱弱梁，人為把梁設(shè)計(jì)成相對薄弱的環(huán)節(jié)，使其破壞在先以最大限度的減少可能出現(xiàn)的損失。若把梁、柱同等看待，企圖讓他們都強(qiáng)，則可能會造成同時(shí)破壞，后果會更糟糕，損失會更大。所以在

9、電算時(shí)一些參考的調(diào)整十分重要，對框架柱的縱向配筋結(jié)果一般可以乘以1.21.6，柱箍筋的直徑宜增加2mm，其中角柱大些，邊柱次之，中柱可小一些，柱箍箍的形式宜采用井字形，以增強(qiáng)箍筋對砼的約束，箍筋的重疊不宜多于兩個(gè)箍筋，具體做法見圖2。 由于多層框架電算時(shí)不考慮溫度應(yīng)力，基礎(chǔ)不均勻沉降的問題，對適當(dāng)放大框架柱的配筋的系數(shù)，要由設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)確定。 5×56×67×78×8 圖2 柱箍筋形式2、結(jié)語 隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，許多建筑體形越來越多樣，經(jīng)常出現(xiàn)一些疑難問題，而使工程人員出現(xiàn)對規(guī)范有不同的理解和疑問。通過以上對一些問題的處理，僅提供給建筑結(jié)構(gòu)人員參考。

10、參考文獻(xiàn)1、 GB50011-2001。建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范2、JGJ-2002。高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程3、GB40010-2002?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范Framework for the design of the structure of the deal with difficult problems Bai-xue （Gansu Construction Vocational Technical College, lanzhou 730050）Abstract: The structural design of the framework of a number of difficult problems in the handling of the seismic design of the old and the ne