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钢筋混凝土框架结构设计中的疑难问题分析 武惠平
（上海化工研究院上海２０００６２）
［摘要］针对钢筋混凝土框架结构的设计，探讨了结构计算及设计、构造措施方面～些需要注意的问题，供同行参考。［关键词］钢筋混凝土框架结构强柱弱梁中图分类号：ＴＶ３３２文献标识码：Ａ文章编号：１００９—９１４Ｘ（２００９）３３—０３１８—０１
１前言
框架结构由梁、柱、楼板等主要构件组成，其特点是柱网布置灵活，便于获得较大的使用空间，延性较好，但横向侧移刚度较小，因此对层数不多，需要大空间的建筑非常适用。由于近几年新规范的相继颁布执行，新旧规范有许多不同内容，针对现有规范下框架结构设计时一些问题提供一些建议。
２虚从概念设计上着手注意几个问囊２．１关于强柱弱梁节点
这是为了实现在罕遇地震作用下，让梁端形成塑形铰，柱端处于非弹性工作状态，而没有屈服，但节点还处于弹性工作阶段。强柱弱梁措施的强弱，也就是相对于梁端截面实际抗弯能力而言柱端截面抗弯能力增强幅度的大小，是决定由强震引起柱端截面屈服后塑性转动能否不超过其塑性转动能力，而且不致形成“层侧移机
构一从而使柱不被压溃的关键控制措施。柱强于梁的幅度大小取决于梁端纵筋不可避免的构造超配程度的大小，以及结构在粱、柱端塑性铰逐步形成过程中的塑性内力重分布和动力特征的相应变化。因此，当建筑许可时，尽可能将柱的截面尺寸做得大些，使柱的线刚度与梁的线刚度的比值尽可能大于１，并控制柱的轴压比满足规范要求，以增加延性。验算截面承载力时，人为地将柱的设计弯距按强柱弱梁原则调整放大，加强柱的配筋构造。梁端纵向受拉钢筋的配筋不得过高，以免在罕遇地震中进入屈服阶段不能形成塑性铰或塑性铰转移到立柱上。注意节点构造，让塑性铰向梁跨内移。
２．２关于“强剪弱弯”措施
强剪弱弯是保证构件延性，防止脆性破坏的重要原则，它要求人为加大各 承重构件相对于其抗弯能力的抗剪承载力，使这些部位在结构经历罕遇地震的 过程中以足够的保证率不出现脆性剪切失效。对于框架结构中的框架梁应注意抗剪验算和构造，使其满足相关规范要求。
２．３注意构造措施
①对于大跨度柱网的框架结构，在楼梯间处的框架柱由于楼梯平台梁与其相连，使得楼梯问处的柱可能成为短柱，应对柱箍筋全长加密。这一点，在设计中容易被忽视，应引起重视。②对框架结构外立面为带形窗时，因设置连续的窗过梁，使外框架柱可能成为短柱，应注意加强构造措施。③对于框架结构长度略超过规范限值，建筑功能需要不允许留缝时，为减少有害裂缝（规范规定裂缝宽度小于０．３ｍｍ），建议采用补偿混凝土浇筑。采用细而密的双向配筋，构造间距宜小于１５０ｒａｍ，对屋面宜设置后浇带，后浇带处按构造措施宜适当加强。④其它构造措施限于篇幅，这里不再赘述，请详见新规范。
３结构计算方面鲍问墨３．１计算简图的处理
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。基础粱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梁时，其断面和配筋可按构造设计，截面高度取柱中心距的１／１２～１／１８，纵向受力钢筋取所连接的柱子的最大轴力设计值的１０％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±０．０００以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的高度，二层计算高度应取基础拉梁顶面至一层楼板顶面的高度。拉梁层无楼板，应开洞处理，并采用总刚分析方法进行计算。基础拉梁截面及配筋按实际计算结果采用。若因此造成底层框架柱形成短柱，应采取构造措施予以加强。另一个需要注意的是，当框架结构的电梯井道采用钢筋混凝土井壁时（设计时应尽量避免），计算简图一定要按实际情况输入，否则可能会造成顶部框架柱设计不安全。，
３．２结构计算参数的选取（１）设计基本地震加速度值
《建筑抗震设计规范》（ＧＢ５００１ｌ一２００１）中规定：抗震设防烈度为７度时，设计基本地震加速度值分别为０．１９和０．１５９两种，抗震设防烈度为８度时，设计基本地震加速度值分别为０．２９和０．３９两种，这与８９规范差别较大。计算中应严格注意地震区的划分，选取正确的设计基本地震加速度值，
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这一项对地震作用效应的影响极大。 （２）结构周期折减系数
框架结构由于填充墙的存在，使结构的实际刚度大于计算刚度，计算周期大于实际周期，因此，算出的地震作用效应偏小，使结构偏于不安全，因而对结构的计算周期进行折减是必要的。折减系数可根据填充墙的材料及数量选取
０．７～０．９。 （３）梁刚度放大系数
ＳＡＴＷＥ或ＴＡＴ等计算软件的梁输入模型均为矩形截面，未考虑因存在楼板形成Ｔ型截面而引起的刚度增大，造成结构的实际刚度大于计算剐度，算出的地震剪力偏小，使结构偏于不安全。因此计算时应将粱刚度进行放大，放大系数中梁取２．０、边梁取１．５为宜。
（４）活荷载的最不利布置
多层框架，尤其是活荷载较大时，是否进行活荷的最不利布置对计算结果影响较大。即使选用程序中给定的梁设计弯矩放大系数，也不一定能反映出工程的实际受力情况，有可能造成结构不安全或过于保守。考虑目前的计算３．３独立梁箍筋计算结果需复核
《混凝土结构设计规范》（ＧＢ５００１０—２００２）中规定：对集中荷载作用下的
４设计构造方面的问■
（１）框架节点核芯区箍筋配置应满足要求对于规范中规定的框架柱箍筋加（２）底层框架柱箍筋加密区范围应满足要求健筑抗震设计规范》（ＧＢ５００１ｌ（３）框架梁的纵向配筋率应注意
《建筑抗震设计规范》（ＧＢＳ００１１—２００１）中规定：“当框架梁梁端纵向受拉钢筋配筋率大于２％时，梁箍筋最小直径的数值应比表６．３．３中规定的（４）框架梁上部纵筋端部水平锚固长度应满足要求《混凝土结构设计规范》
（ＧＢ５００１０—２００２）中规定：“框架端节点处，当时，应注意梁上部纵筋直径的选择，否则这一项要求不容易得到保证。
结语在框架结构设计中，不论工程简单还是复杂，其实终究是由梁、柱、板机计算速度都比较快，笔者建议所有工程都应进行活荷载的最不利布置计算。
独立梁，应按公式吒＝ｌ＿７５２６‰，（名＋１）＋厶厶Ｊ１０，Ｊ进行计算，且集中
荷载作用点至支座间的箍筋，应均匀配置。但ＳＡＴＷＥ软件计算梁箍筋时，未考
虑独立梁这一情况，都按公式Ｋ＝ｏ．Ｕ６％十Ｌ２ｊ厶＾，％／Ｊ进行计算，
有时会造成计算结果偏小，设计中若遇到有独立梁存在的情况，应对梁箍筋的计算结果进行手算复核。
密区的箍筋最小体积配箍率的要求，绝大部分设计人员都能给予足够的重视， 但对于《建筑抗震设计规范》（ＧＢ５００１１—２００１）中规定的“一、二、三级框架
节点核芯区配箍特征值分别不宜小于０．１２、０．１０、０．０８且体积配箍率分别不宜小于０．６％、０．５％，０．４％。”设计中经常被忽视，尤其是柱轴压比不大时，常常不满足要求。这一规定是保证节点核芯区延性的重要构造措施。应严格遵守。
一２００１）中规定：“底层柱，柱根处箍筋加密区范围为不小于柱净高的ｌ／３”这是新增加的要求，设计中应重点说明。
数值增大２ｍｍ。”在目前设计中，这一规定常被忽视，造成梁端延性不足。
钢筋混凝土框架结构设计中的疑难问题分析
