多层框架混凝土结构设计的几点注意

多层钢筋混凝土框架结构设计的几个问题1抗震等级的选取对于乙类建筑，建筑抗震设计规范3．1，3-2规定：地震作用应符合本地区抗震设防烈度的要求，但是抗震措施（主要体现为抗震等级）在一般情况下，当抗震设防烈度为6度〜8度时，应符合本地区抗震设防烈度提高一度的要求。实际设计中经常发生抗震等级选错的情况，如：位于8度区的某乙类建筑，应按9度由建筑抗震设计规范表6．1．2确定，为一级抗震等级2振型组合数的合理选取应按以下规则选取：对于较高层建筑，当不考虑扭转耦联时，振型数应不小于3；当振型数多于3时，宜取为3的倍数（由于程序按3个振型一页输出），但不能多于层数。当房屋层数不大于2时，振型数可取层数。对于不规则建筑，当考虑扭转耦联时，振型数应不小于9，但不能超过结构层的3倍，只有定义弹性楼板且按总刚分析法分析时，才可以取更多的振型。建筑抗震设计规范在条文说明中明确指出：振型数可以取振型参与质量达到总质量90％所需的振型数。3周期折减系数的取用进行框架结构的周期和刚度计算时。往往忽略框架填充墙的影响。但实际情况中填充墙（砖砌体）在早期弹性工作阶段参与工作的能力是较大的。使结构实际刚度大于计算刚度，实际的周期小于计算周期，地震作用计算偏小。结构设计偏于不安全。为了避免较大误差，在设计过程中应该对计算周期进行折减。一般情况下．周期折减系数的取值：当填充墙为砌体时，取0．6〜0．7；为轻质砌块或砌体填充墙较少时，取0．7〜0．8；当填充墙为轻质墙体板材时，取0．9；无填充墙的纯框架取1．0。可以看出，填充墙的刚度越小对框架的周期影响越小，吸收地震作的能力也越弱4框架梁设计的几个问题4．1关于梁端弯矩调幅考虑到梁端负弯矩较大，配筋较多且施工不便，所以在竖向荷载作用下，考虑塑性内力重分布，将梁端负弯矩降低来配筋。混凝土的调幅系数为0.7〜0.8。但同时要注意的是，规范规定，只在竖向荷载作用下梁端负矩才允许调幅，而水平荷载作用下的梁端弯矩不做调幅。正确的做法是应该先将竖向荷载产生的弯矩进行调幅（时相应的剪力也应做变化），然后与水平荷载产生的弯矩进行组合。调幅计算时可采用两种方法：一是先将梁的固端弯矩做调幅，然后再进行力矩分配；二是将由力矩分配法得到的梁端弯矩直接乘以调幅系数2框架梁配筋的调整在满足梁柱的截面和配筋率的情况下，仍需在计算配筋后进行梁的裂缝宽度的验算和满足梁端斜截面“强剪弱弯”条件下的梁端配筋调整。1） 框架梁的裂缝宽度验算往往被工程设计人员忽视，对此应引起注意。影响裂缝宽度的主要因素有两方面。一是混凝土强度等级，二是钢筋的级别和直径。对于普通的混凝土构件，混凝土强度等级的提高对粱的缝宽度影响不大，一般情况宜采用增大梁的配筋率或增大梁的截面尺寸的方法来减小梁的裂缝宽度。2） 在框架结构的设计中，应力求做到地震作用下框架梁端斜截面受剪承载力高于受弯承载力，即“强剪弯”。为了保证这一点，可进行以下几项调整：一是适当增大梁端截面；二是适当增大梁端箍筋直径，加密箍筋间距。三是梁端负弯矩钢筋不放大，梁跨中受拉钢筋适当放大11倍〜1.3倍。4.3框架梁下部纵筋是否伸入支座文献标识码：A许多设计人员将框架梁下部的纵筋不加区别地统统伸入支座，这种做法是不合理的。抗震设计的本原则是“强柱弱梁”，在地震发生时，控制塑性铰出现在梁端而不是柱端，以保证结构的整体性。为了达到这目的，设计时需要对梁端部的纵筋加以控制，以使其具有足够的延性。因此，在满足受力要求和构造的前提下，部分不需要的梁下部钢筋在支座外断开，可使结构合理，避免节点区钢筋过多、过密，减轻节点区的负担，保证工程质量。当然钢筋的断开数量应符合GB500102002混凝土结构设计规范的有关规定，其截断点距支座的离一般取0.05l（1本跨框架的净跨值）框架柱设计的几个问题5.1.框架柱配筋的调整框架柱的配筋率一般都很低，有时电算结果为构造配筋，但是实际工程中均不会按此配筋。因为在地震作用下的框架柱，特别是角柱，所受的扭转剪力最大，同时又受双向弯矩作用，而横梁的约束又较小，工作状态下处于双向偏心受压状态，所以其震害严重于内柱。对于质量分布不均匀的框架结构尤为明显。为了满足框架柱在多种内力组合下其强度要求，在配筋计算时应注意以下问题：1）选择最不利的方向分别进行框架计算，也可对两个方向均进行计算后取较大方向的配筋，并采用对称配筋。2）控制柱的单边方向纵筋的最少根数。3） 将构造配筋的框架柱的配筋适当放大。根据设计经验，一般控制在1.2倍〜1.6倍，其中角柱1．4倍，边柱1．3倍，中柱1．2倍。4） 框架柱的箍筋形式应选用菱形或井字形，以提高箍筋对混凝土的约束。5） 对于二、三级的框架底层柱纵筋宜采用焊接，而且当柱纵筋的总配筋率大于3％时，箍筋的直径不应小于8mm，并应焊接。6） 多层框架电算时常不考虑温度应力和基础的不均匀沉降，当多层框架的水平尺寸较大及地基软弱土层较厚或地基土质不均匀时，可以再适当放大柱的配筋，且宜在纵、横两个方向设置基础梁，其配筋不宜按构造设置，应按框架梁进行设计，并应设置箍筋加密区。5.2加强短柱设计意识抗震设计中要求构件具有一定的延性.破坏时尽可能成延性。但对于短柱，其破坏形式一般为剪切破坏或纵筋的粘结滑移破坏。均属脆性破坏，所以设计时应尽量避免短柱的出现。然而实际工程中，由于楼板错层、楼梯间平台梁、层高较低等客观条件的制约仍然会出现一些短柱.这就需要设计者予以充分的重视并采取相关措施。首先短柱在图纸中应以醒目的表示提醒施工人员。另外，以往一直采用箍筋沿短柱全长加密以防止剪切破坏的措施经震害证明仍有不妥之处，而采用复合矩形螺旋箍筋和高强复式螺旋箍筋不仅可有效地提高柱子的抗剪承载力。而且可以加强对混凝土的约束，提高其抗压承载力。改善短柱的抗震性能。6构造方面的若干问题1）框架粱的通长面积配筋率不满足规范要求。GB50010—2002混凝土结构设计规范11．3．9明确规定了最小面积配筋率，容易被忽视。如：二级框架，500FIIITIX800FIITI,C40，非加密区箍筋昭@200,四肢箍要求，三0.28/•:(0.28X1.71)/210=0.00228,实际p.=(50.3X4)/(200X500)：0.00200<0.00228,不满足设计规范。当框架梁端纵向受拉筋配筋率大于2%时，箍筋直径没有增大2FIIITI。设计中经常碰到梁端纵向受拉筋配筋率大于2%的情况，往往不注意GB50010—2002混凝土结构设计规范11．3．6-3的规定，导致箍筋直径偏小。如：某二级框架梁截面尺寸为2501TIITIX400Fl'ln，梁端负筋为45,混凝土为C30，箍筋为昭@100，可知粱端纵向受拉筋配筋率为(490.9X4)/(250X365)=2.15%>2%,故箍筋直径应少为10FI2/TI，原配箍筋直径偏小。框架粱加密区箍筋肢距不满足规范要求。如：宽300FIITI框架粱，箍筋为4,1o@100，两肢箍，此时箍筋肢距为260nm1。当抗震等级为1级〜3级时，不满足GB50010—2002混凝土结构设计规范11.3.8的规定，应在加密区范围内加一根拉筋，成三肢箍，可满足要求。框架柱纵筋间距和净距不满足规范要求。按GB50010—2002混凝土结构设计规范10.3.13和11.4.13的规定，框架柱纵筋的净距不宜小于50FIIITI，且当柱截面尺寸大于400II~TI_时纵筋的间距不宜大于20012qnl。边柱有可会遇到这种情况，特别是当边跨较长，柱的计算长度较长，沿边跨方向框架的抗侧刚度较弱时。这时框架柱边跨方向计算配筋较大，另一方向配筋较小，如某框架柱高7.0m,截面尺寸为5001TITI)<7001Tfn，短边配85,长边配45,两方向均不满足规范要求。7.普通楼梯梯梁、梯柱与梯段板的设计注意点根据实际情况合理选择和布置梯柱(TZ)及楼梯梁，要保证楼梯梁下的净高不应小于2m,楼梯段净高不应小于2。一般来说，板式楼梯板的板厚可取h=1/30L。要注意的是TZ设置处的梁上应增设附加箍筋或吊筋。在楼梯梯段板计算时，当休息平台板厚为80〜100mm，梯段板厚100〜130mm，梯段板跨度小于4nl时，应采用1/10的计算系数，并上下配筋相同；当休息平台板厚为8O〜100Film,梯段板厚160〜200mm，梯段板跨度约6m左右时，应采用1/8的计算系数，板上配筋可取跨中配筋的1/3〜1/4，并且不得过大。任何时候休息平与梯段板平行方向的上筋均应拉通，并应与梯段板的配筋相应。如果框架结构中设置了电梯井、楼梯井或其他剪力墙型的抗侧力结构后，应按框架一剪力墙结构计算。这时，因为剪力墙数目一般很少，其框架部分的抗震等级应按框架结构确定，最大适用高度可比框架结构适当增加8抗震设计时，不应采用部分由砌体墙承重、部分由框架承重的混合承重形式砌体结构与框架结构是两种不同的结构体系，两种结构体系所用的承重材料完全不同，其抗侧力刚度、变形能力、结构延性、抗震性能等相差很大。如在同一结构单元中采用部分由砌体墙承重、部分由框架承重的混合承重形式，必然会导致建筑物受力不合理、变形不协调，对建筑物的抗震能力产生很不的影响。因此，框架结构中的楼、电梯间及局部突出屋面的电梯机房、楼梯间、水箱间和设等，均应采用框架承重，屋顶设置的水箱和其他设备应可靠地支承在框架主体上。9.现浇楼板设计注意点楼板的结构体系常用的有双向板和单向板两种，一般情况下，可通过次梁使楼板尽量成为双向板结构，这样可以使整体受力更加合理，配筋也更加均匀，楼板厚度也可以比单向板要薄一些。通常，单向板板厚可取h=l/30L〜1/35L,双向板板厚可取h1/35L〜1/45L,可根据荷载、跨数及使用实际情况取大者或小者。一般来说，框架结构的楼板板厚不宜小于100mm。在温度、收缩应力较大的现浇板区域内，钢筋间距不宜大于150mm，并应在板未配筋的表面布置防止温度收缩钢筋，板的上下表面纵、横两个方向的配筋率均不宜小于0．1％。一般板厚大于150mllfl时采用10@200；否则用@200。对于粮食行业的车间因各种设备较多，所以楼板上有