浅析钢筋混凝土多层框架结构设计中的技术要点

浅析钢筋混凝土多层框架结构设计中的技术要点随着我国经济水平的空前发展，国家的建设突飞猛进，各种建筑工程与日俱增，在这样的环境下，就特别应该注意建筑工程的质量。本文针对钢筋混凝土多层建筑，来着重对其设计环节中应该特别注意的要点，进行研究和讨论。

TU318文献标识码：A文章编号：

前言

在建筑工程的施工中，设计环节可以说是整个工程施工的基础，设计环节中如果出现一些漏洞和问题，就会导致整个建筑工程质量的降低，本文针对钢筋混凝土多层建筑，来着重对其设计环节中应该特别注意的要点，进行研究和讨论。

1.独立基础设计荷载的取值

如果建筑基础的主要受力区域中无软弱粘性土层，8层或低于24m的多层框架建筑，不需对天然地基及基础的抗震承载力验算《建筑抗震设计规范》(GB50011)，既使当所处区域为8度震区时，钢筋混凝土的多层框架结构的建筑物，不需作抗震承载力验算。然而，当符合以上条件的建筑物，在进行设计时，还是必须要考虑到风荷载的因素。不可因普通建筑风荷载的控制作用小，而在设计时的计算中不进行输入。另外，在进行独立基础的设计中，其顶面外荷载在取值时都要兼顾轴力和弯矩及剪力的设计值，如果取值中缺少其中一项都会影响到结构的质量。

2.基础拉梁层的计算模型

当多层结构的基础拉梁层没有楼板，用TAT程序对其框架进行运算时，其楼板的设计厚度设置为零，同时要对弹性节点确定，然后利用总刚的方法对其作分析。在有些条件下，虽把楼板厚度值设置为零，也作了弹性节点，但是没有用总刚的方法进行分析，而是在分析时按刚性楼面运算，这样就会与现实条件发生差距。造成房屋的不规则平面。

3.基础拉梁的设计

通常情况下，如果独立基础的埋深不够，或采用了短柱基础，因为地基较差或柱体的荷载不均匀，依照相关的抗震标准，可以依主轴方向，进行基础拉梁的设计。其截面的宽度以中心距的1/20～1/30来确定，且不应小于250mm，以中心距的1/10～1/15来确定其高度，且不宜小于400mm。可以依照以上数值范围的下限来确定构造基础拉梁截面，其受力钢筋的运算方法可以依照轴力设计值10％作为拉力条件进行运算，如果拉梁上需要承担楼梯柱的负载力的情况下，要适当的加大拉梁的平面面积。结构的地基拉梁的顶部标高要相等于与短柱顶的标高，这时，进行基础的设计时就可以依照偏心并有负荷的基础操作。

当框架结构的底部层高较小，或基础的埋深较浅的情况下，可以适当强化对基础拉梁的设计，这样就可以用拉梁起作用来达到平衡柱底弯矩的目的。这样，拉梁的正弯矩钢筋就要设计成全跨的拉接形式，负弯矩钢筋则要达到最小1/2跨的拉接形式。进行拉梁正负弯矩钢筋位于柱内锚固的操作和拉梁的箍筋加密操作以及抗震构造都要与上部框架梁相适应。这样，拉梁需要设计在基础的顶部，而不是位于基础的顶面，基础的设计可以依照其中心的压力负荷来进行。

4.带楼电梯井筒

在钢筋混凝土框架结构中，其井筒会很大程度的对地震的剪力形成吸取，这样就会很大程度的降低了结构对地震剪力的承受能力，同时，对其下基础进行设计时也非常复杂，所以，在大多数的情况下都使用砌体材料作成隔墙，或不进行井筒的设计施工。如果实际要求必须有钢混井筒的设计时，就必须降低井筒墙的厚度，同时还要设法通过开竖缝或结构洞的方式，对井筒的刚度进行减少；另外也要减少井筒中钢筋的装配，以此来降低井筒产生的作用，在进行运算的过程中，在依照框架来衡量抗震能力之外，还需要以有井筒结构的框架来进行重复计算，同时更要增加与井筒连接处的柱体的钢筋配置。

还要更加注意的是，在框架结构中，突出屋顶的电梯及水箱，坚决不可用砌体墙来承担重量，而要用框架承受荷载；还要注意到鞭梢效应；雨篷等的挑出要选择在承重梁而不可选择填充墙；还有楼梯梁和夹层梁也要把其荷载设计在承重柱体，而坚决不可设计在填充墙。

5.合理选取结构计算参数

依据《抗震规范》的明确规定，经过计算机运算得出的所有数据，都必须经过分析来确定他们是否合理有效，然后才可以把其运算得出的数据作为整个工程设计的有效参数。一般来说，计算机工作所得出的数据，大多是建筑的自振周期指数和地震剪力系数以及弹性层间位移、侧向刚度、墙与柱的轴压和墙、柱、梁的钢筋配置数据、抗震能力、钢筋超出的上限等一些信息。

对于通过计算机的运算而得出的上述数据，要对其进行适当的分析，以确定其合理性，在对结构进行设计运算过程中，首先就要具备比较合理的结构方案还要有合理的结构计算模型以及对计算参数正确的填写，包括抗震设防的程度，所在场地的区别，要保证采用最为合理的形式来作出计算机运算出的总的信息以及所有重要参数的选择。下面，以SATWE设计程序为例，并通过以往经验中的发现，来简要描述对于计算机运算结果的参数选择。

5．1结构的抗震等级

在实际的建筑工程的设计工作中，有大多数的建筑按照抗震设防烈度来进行分类的话，都属于是标准设防类的建筑结构，比如民居和普通的生产生活设施。对其抗震等级的确定可以依照《建筑抗震设计规范》(GB50011)的标准来进行确定。而电信、交通、消防等类型的建筑在确定其抗震等级时，先要以《建筑工程抗震设防分类标准》(GB50223)为依据来确定哪一个为重点设防类或者是标准设防类的建筑物，地震作用的数据可以根据所在区域的抗震设防烈度为依据进行运算。对于其中的重点设防类，通常是抗震烈度为6～8度时，应按高于本地区抗震设防烈度一度的要求加强其抗震措施，同时，应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用。此时，就可以此为依据通过对《抗震规范》表的对照，来确定此建筑物设计时的抗震标准。

5．2地震力振型组合数

对于地震力的振型组合数的选择，当结构为高层建筑时，如果不加入对扭转耦联的运算，就最少确定为3；如果振型的值大于3，就要相应的选择3的倍数，同时也要注意不可大于层数。如果建筑的层数大于2并包括2时，可以用层数来确定振型数。在有些相对不规则的建筑结构中，有时需要加入对扭转耦联的考虑，如果是对高层建筑进行设计时，其振型要选择大于等于9；如果建筑结构有非常多的层数或者表现出有很大变动的刚度时，对其振型数要多取，如果是有转换层的建筑结构或者是有顶部塔楼的建筑结构，其振型数的选择要大于等于12，同时也要注意不可多出总层数的3倍；要注意的是，只有定义弹性楼板，并且要运用总刚的分析，振型才可以增加。在有关的《建筑工程抗震设防分类标准》(GB50223)中已经有明确的指出，适应的振型个数通常可选取振型参与质量并实现总质量90%时所需要的振型数。在SATWE中已经具有了有这样的能力，已经能够可以很容易的进行参与质量比值的输出。在实际的工作中，有的工作人员没有对软件的使用作更加深入的研究，在进行振型数的选择时表现出随意性，这是一定要杜绝的现象。另外，非耦联计算的地震剪力一般要很大程度上大于耦联计算的地震剪力，只是在建筑结构表现中明显扭转时可利用耦联计算，而把非耦联运算作为其中的补充来使用。

5．3结构周期折减系数

在框架结构中，由于受填充墙的影响，建筑结构的刚度实际上对表现出大于计算的刚度，同时表现出实际周期多过运算周期。所以，使运算而得出的地震剪力较小，降低了建筑结构的安全程度。所以，折减对于建筑结构的运算周期是非常重要的环节，对于框架结构来说，对于其运算周期的折减或者过大的折减都不适合。对于框架结构的建筑来说，当利用砌料来填充墙体时，其折减的数值可以采用0.6～0.7；利用砌料填充的墙体很少时，其折减的数值可以采用0.7～0.8；当属于全部轻质板材时墙体时，其折减的数值可以采用0.9。而对于没有任何墙体的框架结构，就可以不进行折减。

5．4框架梁、柱箍筋间距

在电算程序中，一般把梁、柱箍筋加密区间内定为100mm，当框架结构的梁跨中部有次梁等负荷时，非加密的区域如果采用200mm间距就会造成此区域的钢筋配置不够，基于这个考虑，就把程序内定数值中的梁箍筋设置为200mm，这样就能够在保障非加密区域的抗剪承受力的同时，又可以对梁端箍筋加密区的抗剪承载力起到加强的作用。而关于框架柱体，当其内定的箍筋间距为100mm，在一些特殊情况下，也能造成非加密区箍筋不足，所以，也就把程序内定柱体的箍筋间距改为200mm.

5.5地下室层数的输入

对于多层框架结构的地下室。因为其隔墙的数量不多，所以一般都用筏板式基础。在进行程序的电算时，应该把地下室的层数结合其上部结构同时录入，并合理确定上部结构嵌固部位位置。如此就可以作到地基和基础底板竖向荷载的运算一次完成，而且在进行建筑结构的抗震运算工作时，程序就能够自动对框架底层柱底截面的弯矩设计值乘以增大系数。如果建筑结构体现