摘要：本文根據筆者工作實踐經驗，結合相關設計規范，針對框架結構設計中常見的幾個問題進行分析，并提出相應的解決措施。
關鍵詞：鋼筋混凝土 框架結構 結構設計
Abstract: according to the work experience, combined with the related design specifications, according to the frame structure of several common problems in design are analyzed, and puts forward the corresponding solution measures.
Keywords: reinforced concrete; frame structure; structure design
中圖分類號 : TU375文獻標識碼： A 文章編號：
1 框架結構的特點
鋼筋混凝土框架結構由梁和柱剛性連接的骨架所組成，框架的連接點是剛節點，是一個幾何不變體。鋼筋混凝土框架結構是一
種抗震、抗風較好的結構體系，建筑平面布置靈活，使用空間大，延性較好易于滿足建筑物設置大房間的要求，還可以減輕建筑物的重量，在現代工業與民用建筑中被廣泛應用。
2 鋼筋混凝土框架結構設計中需注意的幾個問題
2.1 框架計算簡圖的確定
2.11 無地下室的多層框架房屋
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》GB50010-2002(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?；A埋深較大時為了增加房屋底部的整體性，減小位移，有時在±0.000附近設置基礎連系梁。將基礎連系梁以下的部分看作底層，此時的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。
2.12 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。對于能夠滿足《建筑抗震設計規范》GB50011-2010(以下簡稱《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。
2.2 抗震等級的選取
對于乙類建筑，《抗震規范》3.1.1規定:地震作用應符合本地區抗震設防烈度的要求，但是抗震措施(主要體現為抗震等級)在一般情況下，當抗震設防烈度為6度～8度時，應符合本地區抗震設防烈度提高一度的要求。實際設計中經常發生抗震等級選錯的情況，如位于8度區的某乙類建筑，應按9度由建筑抗震設計規范表6.1.2確定，為一級抗震等級。
2.3 獨立基礎拉梁的問題
當基礎埋置較深，為了減小底層柱計算高度及底層側向位移，可在±0.000附近設置基礎拉梁，但不宜按構造設置，宜按照框架要求設計，應注意此時需將板厚取為0，定義彈性結點，按總剛分析法分析計算，且基礎應設成短柱基礎。
2.4 框架梁設計時需考慮的問題
2.41 框架梁的面積配筋率《結構設計規范》11.3.9明確規定了最小面積配筋率，容易被
忽視。例如:二級框架，500mm×800mm，C40，非加密區箍筋f8@200，四肢箍要求rsv³0.28ft/fyv=(0.28×1.71)/210=0.00228， 實 際 rsv=(50.3×4)/(200×500)=0.00200<0.00228， 不滿足設計規范。
2.42 當框架梁端縱向受拉筋配筋率大于2%時，箍筋最小直徑應增大2mm設計中經常碰到梁端縱向受拉筋配筋率大于2%的情況，往往
不注意《結構設計規范》11.3.6 2、3的規定，導致箍筋直徑偏小。例如:某二級框架梁截面尺寸為250mm×400mm，梁端負筋為4f25，混凝土為C30，箍筋為f8@100，可知梁端縱向受拉筋配筋率為(490.9×4)/(250×365)=2.15%>2%，故箍筋直徑應至少為10mm，原配箍筋直徑偏小。
2.43 框架梁加密區箍筋肢距是否滿足規范要求當抗震等級為 1 級～3 級時，不滿足《結構設計規范11.3.8
的規定，應在加密區范圍內加一根拉筋，成三肢箍，可滿足要求。例如:寬300mm框架梁，箍筋為f10@100，兩肢箍，此時箍筋肢距為260mm。
3 計算簡圖的處理
3.1 處理原則
結構計算中，計算簡圖選取的正確與否，直接影響到計算結果的準確性，其中比較典型的是基礎梁的處理。一般情況下，基礎梁設置在基礎高度范圍內，作為基礎的一部分，此時結構的底層計算高度應取基礎頂面至一層樓板頂面的高度?；A梁僅考慮承擔上部墻體荷載，構造滿足普通梁的要求即可。當按規范要求需設置基礎拉梁時，其斷面和配筋可按構造設計，截面高度取柱中心距的1/12～1/18，縱向受力鋼筋取所連接的柱子的最大軸力設計值的10%作為拉力來計算。但是，當基礎埋深過大時，為了減少底層的計算高度和底層的位移，設計者往往在±0.000以下的某個適當位置設置基礎拉梁。此時，基礎拉梁應作為一層輸入，底層計算高度應取基礎頂面至基礎拉梁頂面的高度，二層計算高度應取基礎拉梁頂面至一層樓板頂面的高度。拉梁層無樓板，應開洞處理，并采用總剛分析方法進行計算?；A拉梁截面及配筋按實際計算結果采用。若因此造成底層框架柱形成短柱，應采取構造措施予以加強。另一個需要注意的是，當框架結構的電梯井道采用鋼筋混凝土井壁時(設計時應盡量避免)，計算簡圖一定要按實際情況輸入，否則可能會造成頂部框架柱設計不安全。
3.2 注意重點
抗震驗算時不同的樓蓋及布置(整體性)決定了采用剛性、剛柔、柔性理論計算?？拐痱炈銜r應特別注意場地土類別。8度超過5層有條件時，盡量加剪力墻，可大大改善結構的抗震性能?？蚣芙Y構應設計成雙向梁柱剛接體系，但也允許部分的框架梁搭在另一框架梁上。應加強垂直地震作用的設計，從震害分析，規范給出的垂直地震作用尚存異議。
雨篷不得從填充墻內出挑。大跨度雨篷、陽臺等處梁應考慮抗扭?？蚣芰?、柱的混凝土等級宜相差一級。由于某些原因造成梁或過梁等截面較大時，應驗算構件的最小配筋率。出屋面的樓電梯間不得采用磚混結構。框架結構中的電梯井壁宜采用粘土磚砌筑，但不能采用磚墻承重。應采用每層的梁承托每層的墻體重量。梯井四角加構造柱，層高較高時宜在門洞上方位置加圈梁。
因樓電梯間位置較偏，梯井采用混凝土墻時剛度很大，其他地方不加剪力墻，對梯井和整體結構都十分不利。建筑長度宜滿足伸縮縫要求，否則應采取措施。如:增大配筋率、通長配筋、改善保溫、鋪設架空層、加后澆帶等。當采用井字梁時，梁的自重大于板自重，梁自重不可忽略不計。周邊一般加大截面的邊梁。
4 梁的抗震措施
4.1 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0.25h0;二、三級框架0.35h0，同時，縱向受拉鋼筋的配筋率不應大于2.5%。
4.2 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。
4.3 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。
5 柱的抗震措施
5.1 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。
5.2 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《建筑抗震設計規范》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，增加粘結度。
5.3 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。
結語:
綜述所上，論述了一些框架結構設計中容易疏忽的問題。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，以保證結構的安全。
參考文獻:
1 中華人民共和國建設部.GB 50010-2002,《混凝土結構設計規范》[S].2002.
2 中華人民共和國建設部.GB50011-2010,《建筑抗震設計規范》[S].2010.
3 中華人民共和國建設部.GB 50007-2002,《建筑地基基礎設計規范》[S].2005.
