基于多層砼框架房屋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)探討

湖北東楚園林古建有限公司 湖北大冶 435100

摘要：近些年我國(guó)建筑行業(yè)的發(fā)展步伐逐步加快，建筑施工技術(shù)更是日新月異，建筑外觀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)類型逐漸增加，其中混凝土多層框架結(jié)構(gòu)因其優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量決定著建筑工程施工順利與否，一個(gè)好的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)更能完好的表現(xiàn)建筑工程的使用功能等。本文主要探討結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在多層砼框架房屋中的分析。

關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；多層；框架；房屋

因混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有結(jié)構(gòu)傳力明確、靈活、整體抗震能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于建筑工程設(shè)計(jì)中。施工技術(shù)是建筑工程質(zhì)量的關(guān)鍵點(diǎn)，而結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是施工的前提和基礎(chǔ)?；炷量蚣芙Y(jié)構(gòu)從房屋外觀與其他建筑設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)單，但簡(jiǎn)單當(dāng)中更多的是復(fù)雜，如果在前期對(duì)混凝土框架結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)不當(dāng)，在后期的修繕工程中會(huì)存在更多不必要的麻煩。

一、混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、框架結(jié)構(gòu)的豎向、水平作用（如右圖示）。

2、框架結(jié)構(gòu)是由梁、柱構(gòu)件通過節(jié)點(diǎn)連接構(gòu)成，如整棟房屋建筑都采用這種結(jié)構(gòu)形式，則稱為框架結(jié)構(gòu)體系或框架結(jié)構(gòu)房屋。按照施工技術(shù)的不同框架結(jié)構(gòu)可以分為現(xiàn)澆式、裝配式、裝配整體式三種?？蚣芙Y(jié)構(gòu)是由水平力引起的樓層剪力，使梁、柱構(gòu)件產(chǎn)生彎曲變形，進(jìn)而形成框架結(jié)構(gòu)的整體剪切變形。由水平力引起的傾覆力矩使框架柱產(chǎn)生軸向變形（一側(cè)柱拉伸另一側(cè)柱壓縮），形成框架結(jié)構(gòu)的整體彎曲變形。在混凝土框架結(jié)構(gòu)房屋建筑中建筑層數(shù)不多時(shí)，其側(cè)移主要表現(xiàn)為整體剪切變形，整體彎曲變形的影響很小。

框架結(jié)構(gòu)側(cè)移如右圖示。

3、多層混凝土框架結(jié)構(gòu)體系優(yōu)點(diǎn)：（1）建筑平面布置靈活能獲得較大的空間（適用于商場(chǎng)、餐廳、大型超市等），也可以按照適用需求做成小房間；（2）建筑立面處理簡(jiǎn)便，結(jié)構(gòu)自重較輕；（3）計(jì)算理論比較成熟；（4）在一定范圍內(nèi)造價(jià)較低；（5）整體性能較好。多層混凝土框架結(jié)構(gòu)體系缺點(diǎn)：框架結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度較小，而水平荷載作用下側(cè)移較大，有時(shí)會(huì)影響正常使用，如果框架結(jié)構(gòu)房屋的高寬比較大，則水平荷載作用下的側(cè)移也較大，而且引起的傾覆作用也比較嚴(yán)重。

4、混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：為了避免梁支座處抵抗負(fù)彎矩的鋼筋過分擁擠，以及在抗震結(jié)構(gòu)中形成梁鉸破壞機(jī)構(gòu)增加結(jié)構(gòu)的延性，可以考慮框架梁端塑性變形內(nèi)力重分布，對(duì)豎向荷載作用下梁端負(fù)彎矩進(jìn)行調(diào)幅。對(duì)現(xiàn)澆框架梁、梁端負(fù)彎矩調(diào)幅系數(shù)可取0.8-0.9。對(duì)于裝配整體式框架梁，由于梁柱節(jié)點(diǎn)處鋼筋焊接、錨固、接縫不密實(shí)等原因，受力后節(jié)點(diǎn)各桿件產(chǎn)生相對(duì)角變，其節(jié)點(diǎn)的整體性不如現(xiàn)澆框架，故其梁端負(fù)彎矩調(diào)整系數(shù)可取0.7-0.8?？蚣芰憾私孛尕?fù)彎矩調(diào)幅后，梁跨中截面彎矩應(yīng)按平衡條件相應(yīng)增大。截面設(shè)計(jì)時(shí)，框架梁跨中截面正彎矩設(shè)計(jì)值不應(yīng)小于豎向荷載作用下按簡(jiǎn)支梁計(jì)算的跨中截面彎矩設(shè)計(jì)值的50%。應(yīng)先對(duì)豎向荷載作用下的框架梁彎矩進(jìn)行調(diào)幅，再與水平荷載產(chǎn)生的框架梁彎矩進(jìn)行組合。在柱的配筋計(jì)算中需要確定柱的計(jì)算長(zhǎng)度l0，在《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定，l0必須按照下列規(guī)定進(jìn)行：（1）一般多層房屋中梁柱為剛接的框架結(jié)構(gòu)，各層柱的計(jì)算長(zhǎng)度l0按相關(guān)規(guī)定進(jìn)行取用；（2）當(dāng)水平荷載產(chǎn)生的彎矩設(shè)計(jì)值占總彎矩設(shè)計(jì)值的75%以上時(shí)，框架柱的計(jì)算長(zhǎng)度l0可按相關(guān)計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算，并取其中最小值。

二、多層混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的構(gòu)造要求

1、梁縱向鋼筋、梁箍筋的構(gòu)造要求：梁縱向受拉鋼筋的數(shù)量除按計(jì)算確定外，還必須考慮溫度、收縮應(yīng)力所需要的鋼筋數(shù)量，以防止梁發(fā)生脆性破壞和控制裂縫寬度?？v向受拉鋼筋的最小配筋百分率和最大配筋率要求。沿梁全長(zhǎng)頂面和底面應(yīng)至少各配置兩根縱向鋼筋，鋼筋的直徑不應(yīng)小于12mm?？蚣芰旱目v向鋼筋不應(yīng)與箍筋、拉筋、預(yù)埋件等焊接；梁箍筋的構(gòu)造要求：應(yīng)沿框架梁全長(zhǎng)設(shè)置箍筋。箍筋的直徑、間距及配筋率等要求與一般梁的相同，可參見《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》中的內(nèi)容?？蚣苤鶊D如右所示。

2、現(xiàn)澆梁柱、裝配整體式梁柱節(jié)點(diǎn)：梁柱節(jié)點(diǎn)處于剪壓復(fù)合受力狀態(tài)，為保證節(jié)點(diǎn)具有足夠的受剪承載力，防止節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生剪切脆性破壞，必須在節(jié)點(diǎn)內(nèi)配置足夠數(shù)量的水平箍筋。節(jié)點(diǎn)內(nèi)的箍筋除應(yīng)符合上述框架柱箍筋的構(gòu)造要求外，其箍筋間距不宜大于250mm，對(duì)四邊有梁與之相連的節(jié)點(diǎn)，可僅沿節(jié)點(diǎn)周邊設(shè)置矩形箍筋。裝配整體式梁柱節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)是框架機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)過程中應(yīng)當(dāng)保證節(jié)點(diǎn)的整體性，同時(shí)進(jìn)行施工階段和使用階段的承載力計(jì)算。在保證結(jié)構(gòu)整體受力性能的前提下，連接形式盡量避免復(fù)雜、傳力直接、受力明確、安裝方便。誤差易于調(diào)整，在安裝后能較早承受荷載，以便于上部結(jié)構(gòu)的繼續(xù)施工。

3、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要要點(diǎn)：（1）框架結(jié)構(gòu)是多層、高層建筑的一種主要結(jié)構(gòu)形式。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，需首先進(jìn)行結(jié)構(gòu)布置和擬定梁、柱截面尺寸，確定機(jī)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖；（2）設(shè)計(jì)框架結(jié)構(gòu)房屋的梁、柱、基礎(chǔ)時(shí)，應(yīng)將樓面活荷載乘以折減系數(shù)，一考慮活荷載滿布在各層樓面上的可能性程度。計(jì)算作用在框架結(jié)構(gòu)房屋上的風(fēng)荷載時(shí)，對(duì)主要承重結(jié)構(gòu)和圍護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)分別計(jì)算；（3）豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力可用分層法、彎矩二次分配法、系數(shù)法等進(jìn)似法計(jì)算；（4）水平荷載作用下框架內(nèi)力可用D值法、反彎點(diǎn)法、門架法等近似方法計(jì)算，其中D值法的計(jì)算精度較高；（5）D值是框架結(jié)構(gòu)層間柱產(chǎn)生單位相對(duì)側(cè)移所需施加的水平剪力，可用于框架結(jié)構(gòu)的側(cè)移計(jì)算和各柱間的剪力分配。

三、結(jié)語

通過以上文章敘述可見，多層混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)伴隨建筑行業(yè)的發(fā)展也在逐步發(fā)展，國(guó)內(nèi)建筑行業(yè)的迅速發(fā)展，建筑設(shè)計(jì)中混凝土框架結(jié)構(gòu)被廣泛應(yīng)用，也在應(yīng)用中逐步完善。

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