钢筋混凝土框架结构梁、柱及节点抗震设计的相关问题分析
多层钢筋混凝土框架结构的设计
多层钢筋混凝土框架结构的设计多层钢筋混凝土框架结构设计是建筑结构设计的一种常见方式。
该结构形式通过钢筋混凝土梁柱系统传递荷载，提供稳定性和刚度。
设计多层钢筋混凝土框架结构需要考虑许多因素，包括建筑用途、地震和风荷载，以及结构的经济性和施工可行性。
本文将介绍多层钢筋混凝土框架结构设计的关键步骤和注意事项。
1.建立结构模型首先，需要建立一个准确的结构模型，以评估结构的强度和刚度。
使用结构分析软件，将建筑平面图和立面图输入到软件中，建立一个三维的数字模型。
该模型应包括所有的结构元素，如梁、柱、楼板和基础。
2.确定设计参数在建立结构模型后，需要确定一些重要的设计参数。
这包括建筑的用途、设计荷载和地震及风荷载。
根据建筑的用途，确定楼层高度、荷载类型和荷载大小。
根据当地的设计规范，确定地震及风荷载的大小和设计要求。
3.设计梁和柱设计梁和柱是多层钢筋混凝土框架结构设计的关键步骤。
根据建筑荷载和设计要求，计算梁和柱的尺寸和配筋。
梁和柱的尺寸应满足强度和刚度的要求，并且要考虑施工可行性和经济性。
4.设计楼板设计多层钢筋混凝土框架结构还需要考虑楼板的设计。
楼板的设计应满足强度、刚度和抗震要求。
根据建筑荷载和设计要求，计算楼板的尺寸和配筋。
楼板的设计还需要考虑施工可行性和经济性。
5.设计连接和节点连接和节点的设计在多层钢筋混凝土框架结构中至关重要。
连接和节点的设计应满足强度和刚度要求，并考虑抗震和防火要求。
根据建筑荷载和设计要求，计算连接和节点的尺寸和配筋。
6.进行结构分析完成梁、柱、楼板、连接和节点的设计后，需要进行结构分析。
结构分析可以评估结构的强度、刚度和变形。
通过结构分析，可以发现并解决潜在的问题，并对结构进行优化。
7.完善设计细节在完成结构分析后，需要对设计细节进行完善。
这包括添加梁与柱的夹角衔接、楼板与梁柱的连接、梁柱之间的连接等。
这些细节设计的合理性会影响结构的整体性能和施工的便利性。
通过以上步骤，可以完成多层钢筋混凝土框架结构的设计。
框架结构抗震性能分析
框架结构抗震性能分析摘要：文章通过对框架结构，房屋框架结构的类型、抗震等级的要求等进行概述，分析了框架结构等建筑形式，抗震性能的优劣，并提出如何提高建筑物的抗震性能方法。
关键词：框架结构抗震性能抗震等级一、框架结构概述框架结构住宅是指以钢筋混凝土浇捣成承重梁柱，再用预制的加气混凝土、膨胀珍珠岩、浮石、蛭石、陶烂等轻质板材隔墙分户装配成而的住宅。
适合大规模工业化施工，效率较高，工程质量较好。
框架结构由梁柱构成，构件截面较小，因此框架结构的承载力和刚度都较低，它的受力特点类似于竖向悬臂剪切梁，楼层越高，水平位移越慢，高层框架在纵横两个方向都承受很大的水平力，这时，现浇楼面也作为梁共同工作的，装配整体式楼面的作用则不考虑，框架结构的墙体是填充墙，起围护和分隔作用，框架结构的特点是能为建筑提供灵活的使用空间，但抗震性能差。
二、房屋框架结构分类及特点1、分类房屋的框架按跨数分有单跨、多跨；按层数分有单层、多层；按立面构成分有对称、不对称；按所用材料分有钢框架、混凝土框架、胶合木结构框架或钢与钢筋混凝土混合框架等。
其中最常用的是混凝土框架（现浇整体式、装配式、装配整体式，也可根据需要施加预应力，主要是对梁或板）、钢框架。
装配式、装配整体式混凝土框架和钢框架适合大规模工业化施工，效率较高，工程质量较好。
2、特点框架建筑的主要优点：空间分隔灵活，自重轻，有利于抗震，节省材料；具有可以较灵活地配合建筑平面布置的优点，利于安排需要较大空间的建筑结构；框架结构的梁、柱构件易于标准化、定型化，便于采用装配整体式结构，以缩短施工工期；采用现浇混凝土框架时，结构的整体性、刚度较好，设计处理好也能达到较好的抗震效果，而且可以把梁或柱浇注成各种需要的截面形状。
抗震房-房屋框架结构框架结构体系的缺点为：框架节点应力集中显著；框架结构的侧向刚度小，属柔性结构框架，在强烈地震作用下，结构所产生水平位移较大，易造成严重的非结构性破性；钢材和水泥用量较大，构件的总数量多，吊装次数多，接头工作量大，工序多，浪费人力，施工受季节、环境影响较大；不适宜建造高层建筑，框架是由梁柱构成的杆系结构，其承载力和刚度都较低，特别是水平方向的（即使可以考虑现浇楼面与梁共同工作以提高楼面水平刚度，但也是有限的），它的受力特点类似于竖向悬臂剪切梁，其总体水平位移上大下小，但相对与各楼层而言，层间变形上小下大，设计时如何提高框架的抗侧刚度及控制好结构侧移为重要因素，对于钢筋混凝土框架，当高度大、层数相当多时，结构底部各层不但柱的轴力很大，而且梁和柱由水平荷载所产生的弯矩和整体的侧移亦显著增加，从而导致截面尺寸和配筋增大，对建筑平面布置和空间处理，就可能带来困难，影响建筑空间的合理使用，在材料消耗和造价方面，也趋于不合理，故一般适用于建造不超过15层的房屋。
框架结构抗震设计要点分析
关键词： 框架； 结构； 抗震；
１ 、 框 架 结构 抗震 设计 的一 般原 则
１ ） 强 柱 弱粱
的改 变 ， 可 以有 效避 免地 震 造成 的建 筑 物 的共振 效应 。
２ ． ２改善 建 筑 的整体 抗 震能 力
震 作用 的 复杂 性 以及 构件 之 间 的相互 影 响 ， 难 以 通过 精 确 的计 算 实 现强 柱 弱 件 更 先屈 服 ， 可 平衡 结 构刚 度和 承 载能力 。在框 架 结构 中 ， 体积增大， 刚度 也 总体 水 平地 震作 用 加大 。反 之 ， 梁。 规 范要 求 ， 采 用增 大 柱端 弯矩 设 计值 ， 即提 高 柱端 的 弯矩 增大 系 数 的方法 会 随 之增 加 。但会 使得 结构 的 自振 周期 变 小 ， 地 震 力 的作用 也 就变 小 。 来 实现 强 柱弱 梁 。人 为增 大 柱子 相对 于 梁 的抗 弯能 力 ， 诱 导在 梁 端 出现 塑性 结 构 的刚 度就 会减 小 ， 铰， 从 而 达 到强 柱弱 梁 的要 求 。 实 现 强柱 弱 梁不 仅在 于 内力 调 整 ， 更 在 于按 调 整 后 的设 计 内力来 配 筋 ， 使 构件 的实 际承 载力 与设 计 内力 相近 。当建 筑 许 可 可 能大 于 １ ， 并 控 制柱 的轴 压 比满 足 规范 要求 ， 以 增加 延 性 。梁 端 纵 向受 拉 钢 筋 的配 筋 不得 过 高 ， 并 应考 虑板 内负筋 影 响 ， 考 虑双 筋 作用 ， 以免 在 罕遇 地震
２ ４结 构构 造要 求
尽量 采用 天 然地 基上 的浅 基 础 。 当浅层 土 质无 法满 足强 度 、 变 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 基 土 的承 载力 ，
浅谈钢筋混凝土框架结构的节点问题
钢筋混凝土框架结 构 的梁柱 节点是 受力 复杂 的重 要结构 部
Ｇ ０ １ —０ ２混凝 土结 构 设计 规 范 第 １ ． ． Ｂ５ ０ ０２ ０ １ ６ １条 规定 ， 一
位 。Ｇ ０ １ —０ ２混凝土结构设计规范 、 Ｂ５ ０ １２ ０ 建筑抗 级 、 Ｂ５ ０ ０２０ Ｇ ０ １ －０ １ 二级抗震等 级 的框架 应 进 行节 点 核心 区抗 震 受剪 承载 力计 震设计规范提 出抗震设计要保证 “ 强柱 弱梁 、 强剪弱 弯 、 节点弱 算 ； 强 三级 、 四级抗震 等级 的框架 节点核心 区可不进行 计算 ， 但应符 构件” 目标 ， 的 使节点在地震荷载作 用下不发 生剪切破 坏 ， 在梁 合抗震构造措施 的要 求 。框 支层 中 间层 节点 的抗 震受剪 承载 力 并 端产生塑性铰 ， 进行 内力重分布 。 计算方法及抗震构造措 施 与框架 中间层节 点相 同。而第 １ ． ． １６２ ’ 钢筋混凝土框架结 构 的梁柱组 合体 在进 入非 弹性 状态后 的 条也明确给出了框架梁 柱节 点核 心区 考虑抗 震等 级 的剪 力设计 延性 、 塑性耗能能力 以及 节点损 伤 的发展 过程 、 形特 征 以及 最 值 的计算 公式。 变 终失效方式等应该 引起人 们 的注意 。而影响 钢筋 混凝 土框架 节 点抗震性能 的因素更将成为人们研究 的重中之重。 Ｇ ０ １ －０ １建筑抗震设计规范 附录 Ｄ中提供 了用 于抗震 Ｂ５ ０ ２ ０ １ 框 架节点设计的主要计算公式 为 ：
力机理 ， 应用于各种不 同的破坏 形式和设 计规范 中。新 西兰 的框
２ 影 响钢 筋混 凝土 框架 节点 抗震 性 能的 因素
１ 材料 信息。混凝土强度直接影 响框架节 点抗 剪承载 力 ， ） 对
房屋建筑框架结构抗震设计要点
房屋建筑框架结构抗震设计要点摘要：如何从我国的地震环境和社会经济发展的实际情况出发，不断提高建筑结构抗震设计的水平，使之更安全可靠、更合理经济，是结构设计人员的重要任务。
本文阐述了框架结构抗震设计时应注意的问题，探讨了框架结构抗震设计几个要点。
关键词：房屋建筑框架结构抗震设计要点近年来中国房地产的迅猛发展给建筑业的发展带来了很大机遇和挑战，房地产市场的日趋成熟和完善要求建筑功能越来越多样性和复杂性，因此如何在满足建筑功能的同时设计出安全经济合理的结构体系对设计人员是一种不小的挑战，这就需要我们结构设计人员在设计过程中不断的总结和提高。
一、抗震设计应注意的问题中国地震活动频度高、强度大、震源浅、分布广，是一个震灾严重的国家。
据统计，我国绝大部分地区均发生过较强的破坏性地震，给人民的生命和财产造成了非常大的损失，如2008年5月12日发生的汶川地震、2010年4月14日发生的玉树地震都造成了大量房屋倒塌、大量人员伤亡。
因此，抗震设计是结构设计人员的一大课题，把好抗震设计关，提高建筑物的抗震能力才是减轻地震灾害的根本措施。
1、结构的抗震设计还不能完全依赖“计算设计”，更应该重视“概念设计”。
概念设计是一种基于震害经验建立的抗震基本设计原则和思想。
其目标是避免出现会导致结构过早破坏的敏感薄弱部位。
结构抗震设计中特别要注意贯彻“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件”的设计原则，强柱弱梁就是要求柱的抗弯能力高于梁的抗弯能力，强剪弱弯就是防止构件受剪破坏，要求杆件的受剪承载力高于受弯承载力，强节点弱构件就是要防止节点破坏先于构件。
大量的工程设计中我们发现框架梁上部配筋一般比较大，这是因为考虑了梁翼缘作用和梁裂缝宽度验算后增加了较多梁纵向钢筋，从而增大了梁端的承载力，相对减小了柱端承载力，可能会形成“强梁弱柱”，这样做的后果就是地震发生时可能使得塑性铰出现在柱端而未按照预期出现在梁端部，我们的做法是严格控制梁端裂缝验算宽度刚好满足规范要求，不因裂缝宽度过小而使得梁端增加过多的钢筋。
论述钢筋混凝土框架结构设计过程中一些问题
别 注 意这 一 点 。
础 埋 置较 深且 设有 基 础 拉 梁 时 。是 否应 将 基 础 拉 梁 按 一个 楼 层 记取 于框 架 计 算模 型 中。 是 一 个值 得 关 注 的 问题 。以某 学 生宿 这 舍楼 为例 ． 该项 目为 ３层 钢 筋 混 凝 土框 架 结构 。 类 建 筑 ， 筑 场 丙 建 地 为 Ⅱ类 ： 高 ３３ 基 础 埋 深 ４ ｒ， 础 高 度 Ｏ８ ． 内外 高 差 层 ． ｍ， ． 基 Ｏ ｅ ． 室 ｍ ０４ ｍ。 根 据 《 筑 抗震 设计 规 范》 ６１ ． ５ 若 建 第 ．２条 规 定 ， Ⅵ度 地 震 ． 在 区该 工 程 框 架 结 构 的抗 震等 级 为 四级 ．设 计 者 可 按 ３层 框 架 房 屋 计 算 ： 层 层 高 取 ３３ｍ． 假 定 框 架 房 屋 嵌 固 在 一 ． ｍ 处 的 首 ． 即 ５ ００ ５ 基 础 拉 梁 项 面 ： 础 拉 梁 的 断 面 和 配 筋 按 构 造 设 计 ： 础 按 中 心 基 基 受 压 计算 。 果 照此 计 算 模 型运 算 ， 会 出现 ２ 问题 ： 按 构 造 如 就 个 ① 设 计 的 拉 梁 无 法 平 衡 柱 脚 弯 矩 ： 不 符 合 Ｇ ５ ００ ２ ０ 混 凝 ② Ｂ ０ １— ０２《
架 结 构 底 层 柱 的配 筋 。
钢 筋 混 凝 土 多层 框 架 结 构 作 为 一种 常 用 的 建 筑 结 构 形 式 ，
具有传力明确、 构布置灵活 、 震性和整体性好的优 点， 结 抗 目前 已被 广 泛 地应 用 于 各 类 多层 的工 业 与 民用 建 筑 中 。 年 来 ， 近 随着 计 算 机 技术 的不 断 发展 ， 框架 结构 的计 算 也 由手 算 转 向 电算 ， 计 算 精度 日益 提 高 ， 计 人 员 的工 作 强 度 逐 渐 降 低 。但 是 ， 框 架 设 在 结 构 的 设计 中， 仍然 存 在 着 一 些 概念 性和 实 际性 的 问题 需 要 设 计 人 员予 以重视 ， 以确保 设计 质 量 的提 高 。 在 框 架 结构 设计 过 程 中．特 别 是 采 用 结 构 计 算 软 件 进 行 结 构 计算 时．对 软件 不是 很 熟 悉 的设 计 人 员 常 常 会 出现 独 立 基 础 设计 荷 载取 值 不 当、 架 计 算 简 图不 合 理 、 框 基础 拉梁 层 的计 算 模 型 不 符 合 实 际情 况 、基 础 拉 梁 设 计 不 当 以及 结 构计 算 中几 个 重
钢筋混凝土框架强柱弱梁屈服机制问题的分析
钢筋混凝土框架强柱弱梁屈服机制问题的分析敬登虎【摘要】During existing earthquake excitations, some reinforced concrete ( RC ) moment-resisting frame systems with cast-in-place slab were very hard to realize ductile yielding mechanism with strong column-weak beam as desired at initial seismic design, and most cracks damage or plastic hinges formed at column ends rather than beam ends. Based on some research results and stipulations provided in design codes, flexural strength contribution of slab located at beam-column joint, definition of ratio about the sum of the nominal moment capacities of the columns at a joint to the sum of the moment capacities of the beams framing into that joint, influence of acting direction of lateral seismic forces, influence of dynamic variation of axial force acting on the column, and the enhanced properties of materials used are analyzed for understanding the factors that prevents a RC moment-resisting frame from forming a structural yielding mechanism. Consider the shortages of existing seismic strengthening methods, an effective means by weakening the negative flexural strength of the beam is provided, which could facilitate forming plastic hinges at beam ends and improve the ductility capacity of a RC moment-resisting frame.%多次地震灾害表明,采用现浇楼板的钢筋混凝土框架很难实现原抗震设计所期望的“强柱弱梁”延性屈服机制,绝大多数的裂缝损伤或塑性铰发生在框架柱的端部而非梁端.基于国内外研究现状与设计规范中的规定,针对钢筋混凝土梁柱节点中的楼板贡献、柱端抗弯承载力之和与梁端抗弯承载力之和的比值选取、水平地震作用方向的影响、所用材料性能强化以及框架柱所承受轴向力的动态变化影响进行分析,进一步了解“强柱弱梁”屈服机制未能实现的多方面因素.鉴于目前此类问题常用抗震加固方法的不足,介绍一种有效可行的框架梁端部负弯矩承载力弱化的抗震加固措施,可以使得既有带现浇楼板的钢筋混凝土框架易于出现梁端塑性铰,提高钢筋混凝土框架整体的延性能力.【期刊名称】《土木工程与管理学报》【年(卷),期】2011(028)003【总页数】5页(P254-258)【关键词】钢筋混凝土框架;强柱弱梁;塑性铰;楼板;延性破坏【作者】敬登虎【作者单位】东南大学土木工程学院,江苏南京210096【正文语种】中文【中图分类】TU528.571钢筋混凝土(RC)框架结构在地震作用下，随着结构刚度的不同，在强烈地震作用下的最大响应加速度可能是地面最大加速度的好几倍;如果把结构设计成完全弹性的状态来抗震，那将是非常不经济的［1］。
钢筋混凝土框架结构震害分析及延性设计的重要性
柱 破 坏 的 原 因 有 多 方 面 的 ， 纳 为 以下 几 点 ： １ 箍 筋 的 归 （）
图 ６ 柱 上 端 钢 筋 外露 、 凝 土 压碎 混
柱 端 加 密 程 度 不 够 甚 至 未 加 密 ， 箍 筋 直 径 较 小 ， 以 约 束 或 难 主筋 发生 较 大 变 形 ；２ 梁 端 配 筋 多或 柱 主筋 配筋 较 小 ， 柱 （） 使 承 载 能 力 较 小 ， 大 震 下 柱 的 层 间 位 移 较 大 ， 于 梁 端 出现 在 先
图 ２ 端 墙 整 体 倒 塌
土压碎， 筋外露 ， 重时甚至屈 曲， 纵 严 箍筋 扭 曲 （ ７ 。 图 ）
・ ４７ ・
■ 建 筑 与 装 修
翘 嫒 建 崭
２ 破 坏 原 因 分 析
２ １ 填 充 墙破 坏 的 原 因 ．
２１ ０盘 １
由于 框 架 是 剪 切型 变 形 。 部 层 问 位 移 大 ， 充 墙 震 害 下 填 呈 现 “ 重 上 轻 ” 现 象ｌ 下 的 Ｉ 架 结 构 是 柔性 结 构 ， 填 充 墙是 Ｉ 。框 而 刚 性 结 构 ． 体 受 承 载 力 低 ， 形 能 力 小 ． 地 震 作 用 下 二者 墙 变 在 的 变 形不 一 致 ， 此 墙 体 与 框 架 缺乏 有 效 地 拉 结 ， 往 复 变 因 在
没 有 达 到 预 期 设 计 时 的要 求 ． 破 坏 主 要 表 现 在 以下 几 个 方 其
图 １ 填 充 墙 产 生 交 叉 斜 裂 缝
面。ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
（） 架结构本 身存在的短柱 或由其他构件 （ 窗下墙 ） １框 如
使 长 柱 而 变 成 的 短 柱 ． 发 生 剪 切 破 坏 。一 般 是 在 中上 部 发 易 生 断 裂 ， 斜 向 裂 缝 ； 部 出 现 错 移 ， 凝 土 剥 落 ， 筋 外 露 为 下 混 钢
框架结构强柱弱梁影响因素分析及设计建议
柱” 型框架结构的底层 柱上 下端 出现塑性 铰 ， 将迅速 导致结 构 的
倒塌 ； 反之 ，强柱 弱梁” “ 型框 架结构 ， 在全 部梁 端出现塑性铰并迫 使结构 底部 也出现 屈服 变 形 时 ， 结构 才会 破 坏 。因此 ， 强 柱弱 “ 梁” 型结构至少存在两道 抗震 防线 ： ） 弹性 到部分 梁 出现 塑性 １从 铰 ；） ２ 从梁塑性铰发生较大转动 到柱 根部破坏 。在这两 道防线之
第３ ６卷 第 １ ５期
・
５ ・ ４
２０ １０ 年 ５ 月
山 西 建 筑
ＳＨＡＮＸＩ ＡＲｃＨＩ ＴＥＣＩＵＲＥ ＇
Ｖ０ ＿ ６ Ｎｏ． ５ ｌ３ １ Ｍａ． ２ ０ ｙ ０１
文章 编 号 ：０ ９６ ２ （０ ０ １ —０ ４０ １ ０ ８ ５ ２ １ ）５０ ５ —２
一
∑ ＝ ∑Ｍ ｂ
级框架结构及 ９度时 尚应符合 ：
Ｍ ＝ １２ ．啦
（ １ ）
（） ２
其 中， 各符 号 意义 见规 范。 当反弯 点不 在柱 的层高 范 围 内
柱端弯矩可直接乘以柱端 弯矩增 大系数 。 问， 大量地震输入 能量被 结构 的弹塑性 变形 所消耗 ＿ 。因此 ， ２ ｊ 结 时 ， Ｊ Ｊ －０ ２高层 建筑 混凝 土结 构技 术规程 第 ６２ １条 以及 Ｇ ２０ ３ ．． 构设计时应达到“ 强柱弱梁” 破坏形 式的多层 防线要 求 ， 是在此 但 Ｂ５０ ０２０ 混凝土结构设计规范第 １ ．． １４２条均有相似的规定。 次汶川 地震 中 ， 框架柱 的破坏 明显重 于梁 ， 端与节 点 的破 坏较 Ｇ ０ １—０ ２ 柱
锋． 高性能混凝 土技 术 ［ ． 京： Ｍ］北 原子 能 出版
框架结构梁柱节点施工措施
浅论高层框架结构梁柱节点施工关键词：框架结构节点梁、柱、板荷载受力点施工隐患处理方法论文摘要：在框架结构中，节点作为联系整个结构体系的枢纽，既是承受梁、柱、板等各种荷载的受力点，也是模板、钢筋、混凝土工程等多种交汇施工的重要部位，在实际施工中存着各种隐患。
本文剖析节点施工中的问题，并提出相应的处理方法。
1 前言在建筑工程施工中．框架结构的节点是联系整个结构体系的枢纽，如框架的梁柱交汇点、剪力墙结构的暗梁与柱的交汇点等。
节点承受由梁端和柱端传递来的轴力、弯矩和剪力，受它们共同作用且受力状态复杂。
因此节点要求具有足够的强度，以抵抗相邻构件承受的各种荷载．保证整个结构体系坚固和安全可靠。
然而在实际工程中，我们发现冈节点细部构造设计不细致，施工不精心．容易给工程质量留下隐患。
特别是框架结构节点在施工中发现的若干问题进行剖析2 钢筋制作方面的问题节点配筋构造主要包括节点区箍筋的设置及梁筋在节点区的锚固。
箍筋对核心区混凝土具有约束作用，对提高节点的抗剪强度起着重要作用箍筋间距越小，对混凝土的约束作用就越大，节点受剪承载力也越高，尤其是地震区．节点区的箍筋必须加密，有些设计人员通常只对柱端、梁端的箍筋加密，而未对节点区作明确的标明。
节点区有纵梁、横梁、柱的纵向钢筋三向交叉，且钢筋密集，配置箍筋存施工上有一定的难度。
常用的施工方法是在支完梁板的模板后放入梁的钢筋骨架．再放节点箍筋。
由于钢筋的安装绑扎难度较大．加上怕麻烦的心理，因此经常出现不放或少放箍筋．或箍筋绑扎不牢等问题，直接影响到混凝土结构的抗裂性能。
因此，节点区的箍筋可以考虑先按设计要求制成钢筋笼，套入柱的纵向钢筋，并绑扎或焊接牢固，再放梁的钢筋，以确保构件的抗裂性能：特别要注意做好对工人的技术质量交底，严格按施工要求和规范进行安装绑扎。
在边柱节点上，为了保证钢筋的锚固长度．梁钢筋须弯折插入节点区域，设计人员往往只较重视其最小锚固长度在图纸上作出明确的规定，而忽视了最小水平锚固长度及垂直锚固长度．因实际工程中水平锚固常能满足要求。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
钢筋混凝土框架结构梁、柱及节点抗震设计的相关问题分析
作者：邓显梅
来源：《科技信息·上旬刊》2017年第07期
摘要：针对目前钢筋混凝土结构梁、柱及节点在抗震设计中的相关问题，如梁柱的尺寸，柱子的轴压比以及“强柱弱梁”“强剪弱弯”的原则，进行了论述，并就设计中要注意的问题进行分析。
关键词：框架结构；梁、柱及节点；抗震设计
框架结构具有空间大、布局灵活等特点，目前已经越来越多地被采用，框架结构设计相对来讲比较复杂，尤其是在地震区，规范要求更加严格。
作为设计者应该做到既熟悉规范，又掌握有关的理论依据，这样才能较好地完成设计。
一、框架柱设计
框架柱作为竖向承重构件，承载着整个结构的全部竖向荷载和由水平力引起的附加荷载，是十分重要的构件。
设计中一般采用方形或圆形截面，规范规定，矩形截面柱一、二、三级抗震等级且层数超过2层时不宜小于400 mm，抗震等级为四级或层数不超过2层时，其最小截面尺寸不宜小于300mm；圆柱的截面尺寸，一、二、三级抗震等级且层数超过2层时不宜小于450mm，抗震等级为四级或层数不超过2层时不宜小于350mm；柱截面长边与短边的边长比不宜大于3。
确定柱截面尺寸时，应考虑到柱子的净高，以免形成短柱（柱净高H与柱截面长边之比小于4）。
短柱由于线刚度较大，在地震作用下，其延性差，容易产生剪切破坏，严重影响框架结构的抗震性能。
因此，在抗震设计中应尽可能不出现短柱。
但是在实际工程中，完全不出现短柱也是不可能的，比如在楼梯间处、设备夹层处等部位，必然会出现短柱。
此时设计中要采用有效措施提高柱子的延性和抗剪能力，规范要求抗震设计中短柱的箍筋应沿柱全高范围加密，从而减轻地震作用对短柱的危害。
框架柱的延性还与柱的轴向压力有关，实验和地震灾害表明，柱轴向压应力过大，柱的延性变差，容易出现脆性破坏，所以设计中应限制柱的轴向压应力，要满足规范中对柱子轴压比的要求：
uN=Nc/Acfc
式中：Nc—柱轴压力组合设计值；
Ac—柱截面全面积；
fc—柱混凝土抗压强度设计值。
从式中不难看出，框架柱轴压比的大小取决于柱子轴向压力、柱子截面尺寸和混凝土的强度等级，所以设计中可以通过调节柱子的轴向压力Nc，增加柱子截面尺寸Ac和混凝土的强度等级fc来满足柱子轴压比的要求。
实际设计中，柱子的轴力和截面尺寸往往受建筑设计的约束，所以采用较高强度等级的混凝土是有必要的。
在受力状态方面，框架柱一般为偏心受压构件，有时出现偏心受拉，其承载力按《混凝土结构设计规范》的有关规定进行计算。
应该强调的是以下几个方面：
1.框架结构的角柱受力比较复杂，不仅有弯矩、剪力、轴力作用，而且往往还有扭矩作用，在地震作用下处在最不利的位置，为此设计时要进行加强，以保证角柱具有足够的抗震能力，这一点体现在规范中，即要求各级抗震等级的角柱组合弯矩设计值、剪力设计值在调整的基础上再乘以不小于1.1的增大系数。
2.框架结构计算嵌固端所在层即底层的柱下端过早出现塑性屈服，将影响整个结构的抗地震倒塌能力。
为了避免框架结构柱下端过早屈服，规范要求对各级抗震等级的框架结构的底层柱下端截面组合弯矩设计值乘以增大系数，以确保整体稳定和安全。
3.框架设计应坚持“强柱弱梁”的原则，即要求柱子的强度大于框架梁，当地震作用时，塑性铰应在梁端形成而不是在柱端，一旦塑性铰出现在柱端而不是梁端，则结构很可能发生整体倒塌，所以设计时，应加大柱端的设计弯矩，保证柱端弯矩大于梁端弯矩。
规范中要求对各级抗震等级的框架柱都乘以1.2～1.5的增大系数。
4.对框架柱进行抗剪承载力设计时应坚持“强剪弱弯”的设计原则，也就是地震时设法使构件不发生剪切破坏，而是先出现塑性铰。
剪切破坏是一种脆性破坏，震害很严重，相反如果地震时，先出现塑性铰，结构可以发生塑性变形，良好的延性可以消耗大量的能量，对维护结构的整体稳定是有利的。
在设计中抗剪设计的安全储备要大于抗弯设计。
框架柱的抗剪承载力由三部分组成，分别是混凝土承受部分剪力，箍筋承受部分剪力和由轴向压力产生的部分。
当柱子受压时，可以提高柱子混凝土的抗剪能力；当柱子受拉时，则会较大地削弱柱子混凝土的抗剪能力。
二、框架梁设计
框架梁作为水平承重体系的杆件，在承受楼板传来的竖向荷载的同时，还要承受由于水平地震作用产生的弯矩和剪力。
设计中一般将梁的高跨比控制在1/8～1/12之间，不宜设置梁净跨与截面高度之比小于4的梁。
这样的梁由于线刚度较大，很容易在地震中发生脆性破坏。
有些设计中为了便于施工，出现小跨度框架梁与大跨度框架梁取相同截面的情形，这时很容易出现前面所述的刚度很大的梁，设计中应避免出现这种问题。
在框架梁的设计中，为了保证梁在地震作用下具有足够的延性，能发生充分的塑性变形，对梁截面的混凝土受压区高度要加以控制，即x/h0≤ξb（一级抗震等级ξb=0.25，二、三级抗震等级ξb=0.35）。
另外，框架梁截面还应满足抗剪承载力的构造要求，以保证梁的混凝土部分具有一定的承载能力。
这些规定都是为了使梁在地震力的作用下，具有一定的延性。
规范对框架梁考虑地震组合的受剪截面作了如下规定：
当跨高比大于2.5时，其受剪截面应符合下列条件：
Vb≤1/γRE（0.20βcfcbh0）
当跨高比不大于2.5时，其受剪截面应符合下列条件：
Vb≤1/γRE（0.15βcfcbh0）
三、框架节点设计
框架节点是框架柱和框架梁纵横交汇的部位，其受力较大，而且内部应力分布复杂，应力集中。
同时在框架节点处，梁柱钢筋互相交错施工难度大，施工质量不易保证。
历次地震调查也表明，节点区常常产生严重破坏。
所以设计中应十分重视节点设计，即遵照“强节点、强锚固”的原则。
规范要求只对一、二、三级抗震等级的框架进行节点核心区抗震受剪承载力进行验算，四级抗震等级的框架节点可不进行计算，但应符合抗震构造措施的要求。
节点核心区的计算主要是进行抗剪承载力计算，节点不同于梁、柱等杆件，它实际上是一个由梁、柱围合而成的一个混凝土块体，梁端和柱端传来的弯矩、剪力、轴力甚至包括扭矩共同作用在这里，使其受力变得很复杂。
规范要求节点的剪力设计值应根据抗震等级和不同部位进行计算。
框架的节点核心区尺寸实际上是由梁、柱的截面尺寸所限定的。
为了保证节点具有较大的尺寸，设计中梁和柱的截面尺寸不宜过小，以保证节点具有足够的承载力。
另外，从施工角度来讲，如果节点区太小，必然会造成区内钢筋过于密集，给施工造成很大困难，施工质量难以保证，设计中应考虑到这一问题。
结束语：
随着我国经济的发展以及人民对于美好生活的向往，框架结构房屋以其比砌体结构房屋具有较高的承载力，较好的延性和整体性、抗震性，越来越多地应用于工业和民用建筑中，作为一个结构设计者，只有熟练掌握规范和理论知识，才能设计出安全，适用、耐久的建筑。