钢筋混凝土框架结构设计论文

钢筋混凝土框架结构设计论文

摘要：混凝土结构设计是一项长期而又复杂的工作，工程师只有在实际工作中不断学习，不断创新，力求将所有因素考虑在其中，这样才能够保证混凝土结构设计的质量，保证整个建筑工程的质量。

引言

钢筋混凝土结构是世界上应用最为普遍、范围最广的结构形式，钢筋腐蚀引起钢筋混凝土结构的过早破坏，已成为世界各国普遍关注的一大灾害，许多结构由于腐蚀破坏不得不停止使用，进行大修，或拆除重建，经济压力不堪重负，因此我们要重视这个问题。随着我国科学技术的飞速发展，相关的设计人员应该采取相应的对策方法来增加混凝土的耐久性，以便促进我国建筑行业健康、快速的发展。

1钢筋混凝土框架结构方案构思

钢筋混凝土框架结构是由楼板、梁、柱及基础4种承重构件组成的，由主梁、柱与基础构成平面框架，各平面框架再由连续梁连接起来而形成的空间结构体系。在合理的高度和层数的情况下，框架结构能够提供较大的建筑空间，其平面布置灵活，可适合多种工艺与使用功能的要求。但是，在框架结构的设计中，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。

1.1结构的传力路线应简捷明了。在荷载作用下，结构的传力路线越短、越直接，结构的工作效能越高，所耗费的建材也就越少。

1.2从力学观点看：在民用和公共建筑的平面布局中，应当尽量使柱网按开间等跨和进深等距（或近似于等距）布置，这样可以相应

减少边跨柱距，也可以充分利用连续梁的受力特点以减少结构中的弯距，可以使各跨梁截面趋于一致，而提高结构的整体刚度。

1.3结构方案还应结合工程地质情况和建筑功能要求综合考虑。

2计算与分析阶段存在的问题及解决办法

2.1 计算软件的合理选择

当前我国建筑设计领域中有多种不同的计算软件，每一种都有其各自的特点，由于计算假定、模型简化、计算精度等的不同，其结果也往往不同。正确合理的选择计算软件对结构设计非常重要。如果计算软件选择失误，不但耗费大量时间与人力，还会得到不真实甚至错误的计算结果，使结构设计存在安全隐患。合理选择计算软件，首先，要求设计人员充分了解所做项目的结构类型和复杂程度，优先选择结构三维空间有限元分析软件进行计算。因为其能相对真实的反映结构整体受力和变形，各构件间的相互作用和变形协调，计算结果也相对更准确，更真实。其次，设计人员要根据结构主要受力构件的特性，确定其简化模型。如柱与梁可简化为二维杆元模型，抗震墙为三维墙元模型等。最后，对于复杂结构，设计人员还应采用两种以上软件进行整体计算复核，进行包络设计。如果不同软件的结果相差较大，还应对其进行对比分析，合理修正，确保结果的有效性。

2.2 结构建模计算中的常见问题

工程设计人员在进行结构建模计算时经常会遇到以下一些问题，需引起注意。设计框架结构和框架抗震墙结构时，对于矩形柱结构可采用单偏压进行计算，并采用双偏压复合柱配筋。而对于异形柱则应

采用双偏压进行计算和配筋。在地下室设计中，当在建筑外圈柱布置地下室外墙时，因外墙将部分土压力传给了外圈柱，使得外圈柱的弯矩加大，需对其配筋进行复核。对于次梁的端支座，因作为其支座的墙或梁宽度较小，平面外的抗扭能力较弱，为保证次梁的安全可靠，建议次梁端按铰接计算。对于房间内存在隔墙，又不能在墙下布梁时，可在墙下设虚梁或将隔墙荷载折算为板上均布荷载计算，这里建议采用折算均布荷载的方式。对于阳台、雨篷等悬挑构件，当无法布置悬挑梁时，可采用设悬挑板、将挑板荷载折算为梁上线荷载或在挑板周边布置虚梁等方式，这里建议采用设置悬挑板的方式。

3设计构造方面的问题

钢筋混凝土结构是由多种构件构成的结构体系，因此在钢筋遭受腐蚀后，构件性能的劣化，最终会影响整个结构的安全。显然，象单个构件一样，对整个结构进行实验室试验是不可能的，目前常用的方法是对结构进行安全性或耐久性评估和局部现场荷载试验，这些方法不只局限于结构因耐久性不足引起的安全性问题，对于其它情况的安全性评估，如施工质量、火灾后结构的性能等，也同样适用。

对已有结构进行可靠性评估，就是根据结构当前的状况，如混凝土强度、钢筋锈蚀情况，来推断结构的剩余承载力或剩余使用寿命，以决定结构能否继续使用或是否需要维护、加固。我国目前已颁布有多种结构可靠性鉴定标准及混凝土结构加固规范，这方面的著作近几年也出版了很多，有关的理论研究仍在不断深入。已有结构可靠性评估研究的主要内容是如何将整体结构划分为不同层次的子结构，以及

如何将从最低层次的子结构获得的信息，合理、准确地反映到最高层次的整体结构，以供决策使用。由于工程问题的复杂性，结构可靠性评估中有时会遇到大量的随机、模糊及不完善信息，而且许多信息是定性的，难以将其定量化。因此，实际结构的可靠性评估，一般需由工程经验丰富的专家来完成。以专家的知识为基础，按照一定的推理规则建立的大型计算机软件专家系统，是近年已有结构可靠性评估、管理的重要发展，利用人工神经网络技术和生存分析方法来分析已有结构的性能和耐久性，也是结构可靠性评估的一个重要组成部分。

（1）框架节点核芯区箍筋配置应满足要求对于规范中规定的框架柱箍筋加密区的箍筋最小体积配箍率的要求，绝大部分设计人员都能给予足够的重视，但对于<<建筑抗震设计规范>>（GB50011-2010）一、二、三级框架节点核芯区配箍特征值分别不宜小于0.12 、0.10、0.08且体积配箍率分别不宜小于0.6%、0.5%、0.4% 设计中经常被忽视，尤其是柱轴压比不大时，常常不满足要求。这一规定是保证节点核芯区延性的重要构造措施，应严格遵守。

（2）底层框架柱箍筋加密区范围应满足要求《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）中规定：“底层柱，柱根处箍筋加密区范围为不小于柱净高的l/3” ，设计中应重点说明。

（3）框架梁的纵向配筋率应注意：《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）中规定：“ 当框架梁梁端纵向受拉钢筋配筋率大于2 %时，梁箍筋最小直径的数值应比表6.3.3中规定的数值增大2mm，”在目前设计中，这一规定常被忽视，造成梁端延性不足。