浅谈钢筋混凝土多层框架结构设计5000字

1、浅谈钢筋混凝土多层框架构造设计5000字 摘要：在工业与民用建筑钢筋混凝土框架构造设计过程中，时常会产生构造方案设计的优化及构造设计荷载取值的合理性、框架计算简图合理性及构造计算中几个重要设计参数的选取的合理性等问题，本文主要结合笔者多年来的工程设计理论经历，并针对性地提出实在有效的经历方法，供同仁参考。 关键词：构造设计：计算形式；参数选取中图分类号：TU375文献标识码：A 文章编号：Abstract: In the industrial and civil building reinforced concrete frame structure design process, it of

2、ten will produce the structure design of the optimization of the structure and design load determination rationality, frame diagram rationality and calculation structure calculation of several important the rationality of the selection of design parameters and so on, this paper mainly based on the a

3、uthors engineering design for years practical experience, and pointed proposed practical and effective method of experience for reference to colleagues.Key Words: structure design: calculation mode; parameter selection一、构造计算形式中几个问题1.框架底层层高及计算简图确实定对于无地下室的钢筋混凝土多层框架构造设计，合理地采用构造设计方案，可以有效地控制构造的最大层间位移角。对于

4、多层框架底层层高确实定，根据标准GB50010-2022?混凝土构造设计标准?第6.2.20条的规定，即“框架构造底层柱的高度应取根底顶面至首层楼盖顶面的高度。因此，在用PKPM软件计算时，对于一层构造层高设计人员往往取值为建筑设计的首层层高加上1.01.5米(根底顶面至室内地坪的高度)。这样对于多层框架特别是二四层的框架构造，往往是在框架柱的轴压比满足标准要求时，首层构造的最大位移角不可以满足标准的最小要求。这时构造设计人员须增加框架柱截面的几何尺寸方能使首层的层间位移角小于1/550，即满足标准要求。这样从经济的角度和建筑物的使用角度上来看，都不够合理。如采用另一种构造设计方案，即在-0.

5、05米标高处纵横方向合理地设置根底拉梁，这样就可减小自然层一层的计算层高，从而可在不增大框架柱截面的几何尺寸的同时，满足标准的层间位移角的要求。但是，在-0.050标高设置根底拉梁时，是否应将根底拉梁计入一个构造层在框架计算简图中，这是一个值得关注的问题。以2022年笔者设计的江苏天泉湖实业盱眙金陵商务区商业街的歌城舞厅工程为例，该建筑物为二层的钢筋混凝土框架构造，建筑场地为II类，地震烈度为7度，建筑层高为4.2米，采用根底形式为独立柱基，根底埋置深度为2.0米，根底高度为0.6米，室内外高差为0.45米。根据GB50011-2022?建筑抗震设计标准?第6.1-2条规定，框架抗震等级为三级

6、。假如按2层框架房屋计算：“首层层高取4.25m，即假定框架房屋嵌固在-0.05米处的根底拉梁顶面；根底拉梁的断面和配筋按构造设计；根底按中心受压计算。照此计算简图运算，就会出现2个问题：第1是按构造设计的拉梁无法平衡柱脚弯矩；第2是不符合GB500lO一2022?混凝土构造设计标准?第6.2.20条的规定，即“框架构造底层柱的高度应取根底顶面至首层楼盖项面的高度。在实际工程设计中，为了可以到达设计与理论的高度吻合，这时可以将根底拉梁层按一层记取输入。因此，上述框架构造按3层进展整体分析计算，拉梁上荷载作用在拉梁层一并输入，框架计算简图的首层层高为H1=2.00.60.05=1.35m，第2层

7、层高为4.25m，第3层层高为4.2m。考虑到地基土的约束作用，对这样的计算简图，在电算程序总信息输入中，可填写地下室层数为l，并复算1次，同时，根据GB50011-2022?建筑抗震设计标准?第6.2.3条规定，可以将框架柱底层柱脚弯矩设计值乘以增大系数1.3，框架柱剪力相应调整。按两计算结果的包络图进展框架构造底层柱的配筋。根据比对，该工程采用了设置根底拉梁并将其按一个构造层计算，减小了柱截面的几何尺寸，在满足了标准要求的同时，又满足了建筑使用及立面造型的要求。2. 根底拉梁设计方案确实定多层框架房屋根底拉梁的设计方案应视详细情况而定。一般来说，当根底埋置深度较大时，为了减小底层柱的计算长

8、度和底层的位移，可在0.000以下适当位置设置根底拉梁，但不宜按构造要求设置，宜按框架梁进展设计，并按标准规定设置箍筋加密区。当独立根底埋置不深或者埋置虽深但采用了短柱根底时，由于地基不良或柱子荷载差异较大，或根据抗震要求，可沿2个主轴方向设置构造根底拉梁；根底拉梁截面宽度可取柱中心距的120130，高度可取柱中心距的112118；构造根底拉粱的截面可取上述限值范围的下限，纵向受力钢筋可取所连接柱子的最大轴力设计值的10作为拉力或压力来计算。假设为构造配筋，除满足最小配筋率外，也不得小于上下各214，配筋不得小于8200；假设拉梁上作用有填充墙或楼梯柱等传来的荷载时，拉梁截面应适当加大，算出的

9、配筋应和上述构造配筋叠加。当框架底层层高不大或者根底埋置不深时，有时要加大根底拉梁的刚度及配筋，以便用拉梁来平衡柱底弯矩，这时拉粱正弯矩钢筋应全跨拉通，负弯矩钢筋至少应在12跨拉通，拉通正负弯矩钢筋在框架柱内的锚固、拉梁箍筋的加密及有关抗震构造要求与上部框架梁完全一样：此时，拉梁宜设置在根底顶部，不宜设置在根底顶面之上。3.根底拉梁层计算模型的选定用TAT或SATWE等电算程序进展框架整体计算时，对于根底拉梁层无楼板的情况下，楼板厚度应取0，并定义弹性节点，用总纲分析方法进展分析计算。当房屋平面不规那么时，虽然楼板厚度取O，也定义弹性节点但未采用总纲分析，程序分析时却自动按刚性楼面假定进展计算

10、，这与实际情况不符，设计过程中要特别注意这一点4.独立根底设计的荷载取值钢筋混凝土多层框架房屋的根底形式当采用柱下独立根底时。在根底设计中，合理地选取荷载设计值，是根底构造设计的重要环节。实际工作中，常会出现2种情况：根据GB500112022?建筑抗震设计标准?第421条指出的“当地基主要受力层范围内不存在软弱粘性土层时，不超过8层且高度在24m以下的一般民用框架房屋或根底荷载与上述相当的多层框架厂房，可不必进展天然地基和根底的抗震承载力验算的要求，忽略风荷载的影响：在设计独立根底时，作用在根底顶面上的外荷载(柱脚内力设计值)只取轴力设计值、弯矩设计值而无剪力设计值，甚至或许只取轴力设计值。

11、工程设计理论证明，这2种情况的设计结果都会导致根底尺寸偏小、配筋偏少。 二、关于构造计算中几个重要参数的选取问题GB50011-2022?建筑抗震设计标准?第3.6.6条第4点指出，所有的计算机计算结果，应经分析判断，确认其合理、有效后，方可用于工程设计。受力分析判断计算机计算结果是否合理，构造设计时，除了有合理的构造方案、正确的构造计算简图外，正确填写抗震设防烈度和场地类别、合理选取电算程序总信息内的其他各项参数也是非常重要的。通常情况下，计算机的计算结果主要是构造的自振周期、楼层地震剪力系数、楼层弹性层间位移(包括最大位移与平均位移比)和弹塑变形验算时楼层的弹塑性层间位移、楼层的侧向刚度比

12、、振型参与质量系数、墙和柱的轴压比及墙、柱、梁和板的配筋、底层墙和柱底部截面的内力设计值、框架一抗震墙构造抗震墙承受的地震倾覆力矩与总地震倾覆力矩的比值、超筋超限信息等等。现以设计程序SATWE为例，结合施工图设计中常遇的问题，加以说明有关参数如何进展合理选取。1.构造的抗震等级在工程设计中，多数房屋建筑按其抗震设防分类属于丙类建筑，如民用住宅、办公楼及般工业建筑等等，其抗震等级可根据烈度、构造类型和房屋的高度按GB50011-2022?建筑抗震设计标准?表6.1.2确定。对于电讯、交通、能源、消防和医疗等类建筑以及大型体育场馆、大型零售商场等公共建筑，可首先根据GB502232022?建筑抗

13、震设防分类标准?确定其中哪些建筑属于乙类建筑(可能还有甲类建筑，本文不涉及)。2.地震力的振型组合数地震力的振型组合数，对高层建筑，当不考虑改变耦联计算时，至少要取3；当振型数多于3时，宜取3的倍数，但不应多于层数;当房屋层数2时，振型数可取层数。对于不规那么的构造，当考虑改变耦联时，对高层建筑，振 数应取9；构造层数较多或构造刚度突变较大，振型数应多取。如构造有转换层、项部有小塔楼、多塔构造等，振型数应取12或更多，但不能多于房屋层数的3倍；只有当定义弹性楼板，且采用总刚分析，必要时振型数才可以获得较少。?建筑抗震设计标准55指出，适宜的振型个数一般可以取振型参与质量到达总质量的90所需的振

14、型数。SATWE等电算程序已有这种功能，可以很方便地输出这种参与质量的比值。3.构造周期折减系数框架构造及框架-抗震墙等构造，由于填充墙的存在，使构造的实际刚度大于计算刚度，计算周期大于实际周期。因此，算出的地震剪力偏小，使构造偏于不平安，因此对构造的计算周期进展折减是必要的，但对框架构造的计算周期不折减或折减系数获得过大，都是不妥当的。对框架构造，采用砌体填充墙时，周期折减系数可取0607；砌体填充墙较少或采用轻质砌块时，可取0708；完全采用轻质墙体板材时，可取09。只有无墙的纯框架，计算周期才可能不折减。4. 框架梁、柱箍筋间距?建筑抗震设计标准?第6.3.3条及第6.3.8条对不同抗震

15、等级的框架梁、柱箍筋加密区的最小箍筋直径和最大箍筋间距做了明确规定。根据这些规定，设计时习惯上常取梁、柱箍筋加密区最大间距为100mm，非加密区箍筋最大间距为200mm。PKPM程序总信息中通常也内定粱、柱箍筋加密区间距为100mm，并以此为根据计算出加密区箍筋面积，设计人员可根据标准确定箍筋直径和肢数。但特别要提醒的是当梁端纵向受拉钢筋配筋率大2时，标准规定梁的箍筋直径应比最小构造直径增大2mm，设计人员须仔细复核该局部的梁箍筋。对于框架柱，当框架内定柱加密区箍筋间距为100mm 时，非加密区箍筋间距采用200mm。因此取梁，柱的非加密区的箍筋间距构造上要求不小于200m完毕语本文主要阐述了多层框架构造在设计过程中的根本问题，当然实际工程可能会遇到更多问题，在此不再