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鋼筋混凝土框架結構范文1
前言：萬事做到有備無患才好，鋼筋混凝土框架結構建筑物的抗震設計也一樣，鋼筋混凝土框架結構抗震性能不好，一旦遭遇地震，有極大可能使鋼筋混凝土框架的建筑物發生坍塌，造成的后果無非是樓毀人亡，造成巨大的人員傷亡，無法挽回的財產損失，鑒于此，鋼筋混凝土框架結構建筑物設計者極其有必要重視這種結構建筑物的抗震設計，明確其抗震性能差的事實，并針對這種事實提出優化設計方案，從最大可能上減小鋼筋混凝土框架結構建筑物在地震中發生坍塌的可能性，保障居民的財產和生命安全。
1 鋼筋混凝土框架結構抗震性能的一些缺陷分析
1.1 抗震概念設計的因素
我們所說的抗震概念設計，指的是在明確某地區發生地震的頻率、震源深度、地震烈度等詳細的資料的基礎上，確定出的鋼筋混凝土框架結構類建筑物的基本性抗震設計原則。由此可知，抗震概念設計是一個基礎，如果這個基礎沒有打好或者出現哪怕是小小的失誤，或者不符合本地的實際情況，就會對后面的設計與施工造成毀滅性的影響，導致建筑物抗震性能差，這種缺陷具有隱蔽性，很難被發現，存在嚴重的安全隱患，增大了發生危險的可能性。接下來，我們來具體分析一下鋼筋混凝土框架存在的一些缺陷。
1.1.1 荷載傳遞路徑不明確
荷載指的是使結構或構件產生內力和變形的外力及其他的因素?；蛄晳T上指施加在工程結構或構件產生效應的各種直接作用，常見的有：車輛荷載、結構自重、樓面活荷載。鋼筋混凝土框架結構結構性抗震設計時整個建筑抗震設計的關鍵，也是最容易出現缺陷的地方。
1.1.2 鋼筋混凝土框架結構的剛度和強度變化不連續
造成這種缺陷的因素一般有兩種，一種是設計因素。一些建筑物設計者為了保證建筑物的外形或者保證附屬結構的穩定性，往往會采取對框架結構進行強度和剛度的局部加強或者削弱的做法，造成框架結構的剛度和強度變化不連續，這種做法犯了片面性的錯誤，外形、附屬結構與建筑物的主體結構比起來，孰輕孰重，設計者們應該很清楚，切不可犯這么低級的錯誤，外形不好看不會產生什么重大損失，而一旦顧此失彼，取輕舍重，到時候遇到地震造成的損失將是無法挽回、不可估量的以上兩方面都是細節問題，尤其針對第二方面，只要施工工人在澆筑過程當中稍微用點兒心，使用正確嚴密的澆筑方法把混凝土攪拌均勻，這樣就能保證鋼筋混凝土結構的剛度和強度的連續性。我們所說的抗震概念設計，指的是在明確某地區發生地震的頻率、震源深度、地震烈度等詳細的資料的基礎上，確定出的鋼筋混凝土框架結構類建筑物的基本性抗震設計原則。由此可知，抗震概念設計是一個基礎，如果這個基礎沒有打好或者出現哪怕是小小的失誤，或者不符合本地的實際情況，就會對后面的設計與施工造成毀滅性的影響，導致建筑物抗震性能差，這種缺陷具有隱蔽性，很難被發現，存在嚴重的安全隱患，增大了發生危險的可能性。接下來，我們來具體分析一下鋼筋混凝土框架存在的一些缺陷。荷載指的是使結構或構件產生內力和變形的外力及其他的因素。或習慣上指施加在工程結構或構件產生效應的各種直接作用，常見的有：車輛荷載、結構自重、樓面活荷載。鋼筋混凝土框架結構結構性抗震設計時整個建筑抗震設計的關鍵，也是最容易出現缺陷的地方。這種做法犯了片面性的錯誤，外形、附屬結構與建筑物的主體結構比起來，孰輕孰重，設計者們應該很清楚，切不可犯這么低級的錯誤，外形不好看不會產生什么重大損失，而一旦顧此失彼，取輕舍重，到時候遇到地震造成的損失將是無法挽回、不可估量；另一種是施工因素。在混凝土的澆筑過程中，如果澆筑的方法出現問題或者振搗不均勻，抑或建筑過程中出現了冷縫，也會導致框架結構的強度和剛度出現突變的缺陷。以上兩方面都是細節問題，尤其針對第二方面，只要施工工人在澆筑過程當中稍微用點兒心，使用正確嚴密的澆筑方法把混凝土攪拌均勻，這樣就能保證鋼筋混凝土結構的剛度和強度的連續性。
1.1.3 性質脆
混凝土的脆性隨混凝土強度等級的提高而加大。也就是說，鋼筋混凝土的強度等級越高，其脆性越高，很顯然，這是矛盾的，因為我們必須要求加鋼筋混凝土建筑物的質量，保證其強度夠高，然而強度越高，脆性越大。
1.1.4 抗裂性差
如前所述，混凝土的抗拉強度非常低，因此，普通鋼筋混凝土結構經常帶裂縫工作，盡管裂縫的存在不一定意味著結構發生破壞，但是它影響結構的耐用性和美觀。當裂縫數量較多和開展較寬時，還將給人造成一種不安全感。
1.2 計算設計原因
造成的缺陷所謂的計算設計，指的是根據建筑物的力學特點和受力分布，來設計鋼筋混凝土框架的結構、強度和剛度。一旦力學計算出現失誤，就會導致鋼筋混凝土的框架結構施工出現缺陷。如框架梁抗剪強度不足、框架柱抗剪強度不足、節點抗剪強度不足等。
2 增強鋼筋混凝土建筑物抗震性能的一些設計方法探討
2.1 科學選擇
鋼筋混凝土框架結構建筑的選址是非常重要的抗震對策，能夠有效彌補框架結構中可能存在的一些缺陷。特別是在山區或者地震高發區，建筑物的特別是高層建筑物的選址更為重要。其原因就在于，由于地質結構的不同，在遭受相同烈度的地震沖擊時，被破壞的程度也是不同的。例如相比較于松軟的地面，堅硬地面耐受力就非常強，在這種地面上面建設鋼筋混凝土框架結構建筑，就能實現比松軟地面好得多的抗震能力。因此，選擇施工地址時，應盡量避開地震時可能發生地基失效的松軟場地，選擇堅硬場地。
2.2 鋼筋和混凝土的選擇
鋼筋的性能指標直接關系到結構抗震性能，控制鋼筋實際抗拉強度、屈服強度和強度標準值之間的關系，注意發揮鋼筋的延性性能，避免超強過多，有助于混凝土結構強柱弱梁、強剪弱彎要求的實現；至于混凝土，在框架結構中，提高混凝土的強度等級可以減少梁柱的剪壓比和柱軸壓比，有利于提高鋼筋混凝土結構的延性。如果對鋼筋和混凝土做出了比較正確的選擇，或者說選擇了質量上乘的鋼筋和混凝土，那么將對鋼筋混凝土結構的建筑物提高抗震性能有很大幫助。
2.3 注重抗震結構的設計
建筑抗震設計的結構采用的三種主要結構體系分別為框-筒、筒中筒和框架-剪力墻體系。在有條件的地方，建議盡可能采用鋼骨混凝土結構、鋼管混凝土（柱）結構或鋼結構，以減小柱斷面尺寸，并改善結構的抗震性能。在建筑結構的抗震設計中，可以從傳統的剛性為主的抗震模式向以柔性為主的抗震模式轉變，實現以柔克剛、剛柔相濟，有效地減弱地震作用過程中釋放的沖擊力。
3 結束語
要切實提高鋼筋混凝土建筑物的抗震性能，要求從細節入手，要特別重視建筑物的梁柱、節點等處的施工，確保這些關鍵部位的施工質量，要嚴格檢查工作人員在這些地方的施工情況，并且要積極優化鋼筋混凝土結構建筑物的抗震設計。
參考文獻：
鋼筋混凝土框架結構范文2
關鍵詞:鋼筋混凝土；框架結構；節點；質量控制
中圖分類號：TU37 文獻標識碼：A 文章編號：
鋼筋混凝土框架結構住宅是指以鋼筋混凝土澆搗成承重梁柱，框架結構由梁柱構成，構件截面較小，因此框架結構的承載力和剛度都較低，它的受力特點類似于豎向懸臂剪切梁，樓層越高，水平位移越慢，高層框架在縱橫兩個方向都承受很大的水平力，框架結構的墻體是填充墻，起圍護和分隔作用，框架結構的特點是能為建筑提供靈活的使用空間，但抗震性能差。筆者認為，在鋼筋混凝土框架結構施工中，要注意以下幾個問題：
1 框架梁柱節點模板支設的新方法
對于框架模板，人們常常采用底木側鋼的支設方法，側模板是采用組合鋼模板。由于現行梁截面高度大部分以50mm 為模數，與組織鋼模寬度模數相同，因此，在保證梁高參數等各種要求的前提下，提高了鋼模板的重復利用率。從更改模板體系入手，筆者詳細提出了一整套具體措施。改進方法如下：1） 在梁柱交接陰角處設定型強剛度陰角模；2） 在柱帽處設靈活性膠結木模板；3） 在柱角處設定型強剛度陽角模；4） 在柱帽處加活式連體模板；5） 梁側模端部加可調活接頭。這種支設方法的優點主要表現在以下幾個方面：梁與柱接頭處采用強剛度角模后，模板結構牢固，拆模容易；拆模后的混凝土表現平整光滑，在裝飾要求不高的情況下，可稍作打磨而不用抹灰即可刮膩子、噴白或直接進行吊頂裝飾。
2 梁柱節點箍筋施工問題
在實際施工中，梁柱節點區鋼筋密集，構造復雜，在框架結構施工中，施工單位普遍采取先安裝梁板模板，再綁扎安裝梁鋼筋，待梁鋼筋安裝結束，然后整體沉梁，那么節點區箍筋就無法綁扎，致使梁柱節點區出現不放、少放或者亂放的情況，這樣就會給節點區質量留下安全隱患。根據規范的規定，為保證箍筋對混凝土核心區起到約束作用，箍筋要封閉、末端要有彎鉤。還有的做法就是在沉梁之前就把柱箍筋綁扎好，然后和梁一起下落，由于箍筋與柱縱筋摩擦且下落不平衡，使得箍筋不能下落出現施工人員強力往下打的現象，這樣做的結果是箍筋沒有得到封閉綁扎且雜亂變形，間距更不會滿足規范要求。筆者建議，具體可采取以下措施：第一，在鋼筋下料加工的時候，就考慮增加若干根與箍筋同級別的短鋼筋；具體長度根據節點區箍筋高度確定，箍筋開口處先焊接好，然后把柱箍筋按照設計間距用短鋼筋焊接，可以在箍筋每邊或兩邊相對焊接，加工成上下開口四周封閉的整體骨架。第二，在安裝梁鋼筋之前，把整體骨架套入柱縱筋并用墊木擱置在樓板模板面上，然后穿梁縱向鋼筋并綁扎，待梁鋼筋安裝完沉梁時，節點區骨架就與梁整體下落，且不會出現變形、開口的問題。
3 節點混凝土澆筑問題
按照結構抗震設計要求，對框架結構而言，要求是“強柱弱梁、強剪弱彎、更強節點”。那么節點在混凝土框架結構當中是一個非常重要的構件，在一般的設計當中，柱混凝土的強度等級往往要比梁混凝土等級高一個級別，對于高層而言，節點處混凝土等級差別更大；按照框架結構施工的一般方法，梁柱分別澆筑，由于節點核心區處混凝土工程量很小，而且很難與梁板分隔，絕大部分施工是將梁板與節點處混凝土同時施工，這樣施工縫留在柱與梁的交接部位，達不到設計的要求，存在質量隱患。為避免節點處質量隱患，節點核心區的混凝土澆筑方法為：1） 先將與柱同級別的混凝土運送到位，采用小型振搗器，分層振搗密實，杜絕漏振死角；2） 振搗過程中，在樓面梁板處留出45°斜槎；3）混凝土初凝前，泵送澆筑樓面梁板的混凝土。這樣的澆筑方法保證了柱子混凝土強度不發生變化，同時確保梁在柱子內的錨固，也避免了高低混凝土的鄰接面形成冷縫，很好的實現了設計的要求。
4 控制好混凝土的質量
對配合比的控制不容忽視，再準確的配合比，現場不控制粗細骨料的含雜質量和稱量，仍然會生產出不合格品。有的工地不做配合比設計，而套用別人的比例。對已澆成品不保護，養護不及時，尤其是夏天氣溫高的地區更需要保養，這是提高強度的重要環節。對混凝土框架柱的澆筑施工，必須遵守現行的施工規范，注意克服配料計量、拌和時間短，加水不控制，運距長搖晃離析現象，更要注意不允許二次加水重拌及振搗不密實、過振、漏漿、跑模、不清除殘留木屑等現象。操作素質低下所產生的后果將削弱支撐件的豎向荷載，影響結構連接及降低抗震能力。只要有健全的施工操作標準，步步檢驗認證，按規范施工，框架工程質量就會得到保證。
5 混凝土保護層厚度問題
保護層厚度的規定是為滿足結構構件的耐久性要求和對受力鋼筋有效錨固的要求。保護層厚度太小，無法滿足上述要求，太大則構件表面 易 開 裂 ，因 此 ， 《混 凝 土 結 構 工 程 施 工 及 驗 收 規 范》（GB50204- 1992） 第 3.5.8 條、 《建筑工程質量檢驗評定標準》（GBJ301- 1988） 第5.2.10 條、《混凝土結構工程施工質量驗收規范》（GB50204- 2002） 第5.5.2 條均規定受力鋼筋保護層厚度梁柱允許偏差為±5mm。在框架結構施工中，由于樓面標高是一致的，雙向框架梁同時穿越柱節點時，必然造成一側框架梁面筋保護層厚度偏大（往往會超過40ram）。井字架梁節點也有同樣問題，這些問題無法避免，但需注意：一是梁箍筋的下料問題，由于一向框架梁面筋需從另一向框架梁面筋底下穿過，若該向框架梁梁端箍筋按原尺寸下料，面筋無法直接綁扎到箍筋上，對粱骨架受力不利，因此梁端箍筋下料時高度可減小20～30mm （儀一向框架梁端需要），二是施工時以哪一向為主，因保護層厚度增大，截面有效高度變小，正截面受彎承載能力減小 （約5％），設計時要考慮這種影響 。 《混凝土結構設計規范》（GB50010- 2002） 第9.2.4 條規定：當梁、柱中縱向受力鋼筋的保護層厚度大于40mm 時，應對保護層采取有效的防裂構造措施。對此須在設計時就明確以哪一向為主，并對保護層厚度偏大的一向梁端加鋪一層鋼絲網以防表面開裂。
6小結
總而言之，在框架結構施工過程中，我們要了解可能出現質量缺陷的環節，只有這樣才能有針對性地解決問題，否則既影響混凝土的質量，也影響梁柱的外觀。因此，在施工過程中要做好各個環節的工作，確保建筑物的使用質量。
參考文獻：
鋼筋混凝土框架結構范文3
關鍵詞：鋼筋混凝土；結構設計；優化
中圖分類號： TV331 文獻標識碼： A
前言
無論從國際建筑業還是國內的建筑業上來看，高層建筑的興起無論對于城市的規劃建設還是居民的生活方面以及設計師設計建筑結構、建筑企業施工技術、施工方法等多個方面都是一次建筑業的革命。尤其對于混凝土結構的優化設計工作方面有所重視，這就要求在高層建筑設計中，能夠對于混凝土的優化設計工作有所重視，作為建筑設計人員應在綜合分析建筑因素的前提下，對于結構優化設計有所掌握，從設計的基本原則出發，掌握設計中整體設計理念，并且能夠針對設計的對象為設計出發點，這樣才能完成混凝土結構設計上的完善。
一、分析高層建筑中的混凝土結構設計原則與要求
（一）混凝土結構設計中的設計原則
就目前的建筑設計要求而言，建筑設計人員能夠對高層建筑中的混凝土結構設計本著使用性、合理性以及耐久性等幾個方面制定設計原則，這不僅能夠為高層的建筑設計帶來品質提升，性能上面更加優越，降低施工造價的卓越效果，并且能夠保障結構上的各種功能都能夠符合施工設計中的原有要求。
（二）混凝土結構設計中的設計要求
1、對于延展性方面的設計需要，要符合高層建筑的結構更加具有柔韌性能，并且相對多層建筑要提高要求，為了能夠有效的避免由于地震原因引起傾斜、倒塌等情況出現，就必須合理選擇建筑的結構形式。
2、高層建筑的傾斜力，是在結構設計方面能夠就結構的內在作用力以及外形變化等情況，重要能夠針對地震等水平力作用以及在自然環境中的風速風向等影響因素，隨著高度的不斷變化，層數上的增加也會對于動水上的水平作用力有所增加。而在混凝土的結構設計方面的考慮因素，就必須綜合這些外界不同方向力的作用，而進行結構設計。
二、鋼筋混凝土框架結構設計優化措施
一般，框架結構有以下的特點：1）框架只能在自身平面內抵抗側向力，必須在兩個正交的主軸方向設置框架，以抵抗各個方向的側向力?？拐鹂蚣芙Y構的梁柱不允許鉸接，必須采用剛接，使梁端能傳遞彎矩，同時使結構有良好的整體性和比較大的剛度。2）梁端、邊柱端多存在負彎矩，梁端僅考慮彎曲和剪切；柱端只考慮彎曲和壓縮；3）框架結構選用超靜定框架結構而不能采用“幾何可變體系”的框架?？蚣芙Y構計算時，首先要進行荷載組合，在豎向和水平荷載共同作用下，設計的控制因素是梁、柱變形所引起的側向位移?？蚣芙Y構的結構受力特點使得結構方案的選擇十分重要。
(一) 樓梯斜板加強配筋計算
在目前常規的設計中, 板式樓梯的兩端是按照簡支模型來計算, 主要是梯段板下部受力，故樓板在支座處無彎矩或者是彎矩很小，負筋配置較小, 并且通常選擇在距支座 1/ 3~/1 4板跨度處截斷負筋, 如下圖 1所示。
圖1
然而在實際地震的往復作用下, 樓板上下顛覆, 由受彎構件變成受拉構件, 中間位置極 易出現負彎矩, 在板上部未配置相應的受拉鋼筋時,負筋的截斷處造成 了樓梯處受拉剛度突變, 斷裂點恰好是截斷點，如圖2所示，正好在樓梯 /1 3~1/4 跨度梯段板處出現了一道明顯的水平裂縫，故在結構設計中, 梯段斜板首先要加厚處理, 其次受力鋼筋采用雙層雙向布置,間距較密,盡量采用延性較好的鋼筋。與梯段相連接的，平臺梁、平臺板等構件在地震 中也是薄弱環節, 容 易在反復的地震力作用下發生變形而遭受破壞。因此在結構設計中，都需要加強配筋，保證其在地震作用下的結構整體穩定性。
圖2樓梯斜板破壞圖
（二）框架柱的優化設計
對框架柱配筋進行調整，一般來說, 框架柱的配筋率都很低,很多時候電算結果與實際工程中應用的配筋率都不一致。所以在地震的作用下,框架柱以及角柱都受到特別大的扭轉剪力以及雙向彎矩作用，但是因為橫梁的約束力小, 在工作狀態下是處在一種雙向偏心受壓的情況, 所以震害要比內柱嚴重很多。尤其是那些質量分布不夠均勻的框架結構最為明顯。在框架柱接頭外進行,即上次燒筑后加相同規格的方框，并澆平框面,繼續上澆前支橫模從板面開始,澆筑時在頂灑一層1:40的水泥砂漿，為了使框架柱滿足多種內力共同作用，計算配筋時應該注意這些問題：
1、進行框架計算時選擇最不利的那個方向，也可以計算兩個方向的配筋然后選取最合適的。
2、控制柱單邊方向上縱筋最少根數。
3、適當放大框架柱的構造配筋，控制在1.2倍~ 1.6倍之間，角柱1.4倍， 中柱1.2倍而邊柱1.3倍。
（三）加強短柱的構造措施
在工程施工過程中頂棚可能要吊頂或其它裝修，甲方為了節約開支，往往要求柱間填充墻不到頂或者是在墻上任意開門窗洞口，這樣往往會造成短柱。由于短柱剛度大，吸收地震作用使其受剪，當混凝土抗剪強度不足時，則產生交叉裂縫及脆性錯斷，從而引起建筑物或構筑物的破壞甚至倒塌。所以在設計中應采取如下措施：盡量減弱短柱的樓層約束，如降低相連梁的高度、梁與柱采用鉸接等；增加箍筋的配置，在短柱范圍內箍筋的間距不應大于l00mm，柱的縱向鋼筋間距≤150mm；采用良好的箍筋類型，如螺旋箍筋、復合螺旋箍筋、雙螺旋箍筋等。
（四）節點優化設計
“強柱弱梁”節點，這是為了實現在罕遇地震作用下，讓梁端形成塑形鉸，柱端處于非彈性工作狀態，而沒有屈服，但節點還處于彈性工作階段。強柱弱梁措施的強弱，也就是相對于梁端截面實際抗彎能力而言柱端截面抗彎能力增強幅度的大小，是決定由強震引起柱端截面屈服后塑性轉動能否不超過其塑性轉動能力，而且不致形成“層側移機構”，從而使柱不被壓潰的關鍵控制措施。柱強于梁的幅度大小取決于梁端縱筋不可避免的構造超配程度的大小，以及結構在梁、柱端塑性鉸逐步形成過程中的塑性內力重分布和動力特征的相應變化。因此，當建筑許可時，盡可能將柱的截面尺寸做得大些，使柱的線剛度與梁的線剛度的比值盡可能大于1，并控制柱的軸壓比滿足規范要求，以增加延性。驗算截面承載力時，人為地將柱的設計彎距按“強柱弱梁”原則調整放大，加強柱的配筋構造。梁端縱向受拉鋼筋的配筋不得過高，以免在罕遇地震中進入屈服階段不能形成塑性鉸或塑性鉸轉移到立柱上。注意節點構造，讓塑性鉸向梁跨內移。
四、框架結構設計過程應注意的問題
1、在框架結構中不允許采用兩種不同的結構型式，樓、電梯間、局部突出屋頂的房間，均不得采用磚墻承重。因為框架結構是一種柔性結構體系，而磚混結構是一種剛性結構。為了使結構的變形相互協調，不應采用不同結構混合受力。
2、在設計框架結構和裙房時，高低跨之間不要采用主樓設牛腿、低層屋面或樓梯梁擱在牛腿上的做法，也不要用牛腿托梁的方式作為防震縫。因為在地震時各單元之間，尤其是高低層之間的震動情況不同，連接處很容易壓碎、拉斷。因此，凡要設縫，就要分得徹底，凡不設縫，就要連接牢固，絕不能似分非分，似連非連，否則很容易在地震中破壞。
3、填充墻拉筋和預埋件等不應與框架梁、柱的縱向鋼筋焊接，宜采用在柱內預留預埋件，待砌筑填充墻時再將拉結筋與之焊接的施工方法。
4、結構計算中，計算簡圖選取的正確與否，直接影響到計算結果的準確性，其中比較典型的是基礎梁的處理。一般情況下，基礎梁設置在基礎高度范圍內，作為基礎的一部分，此時結構的底層計算高度應取基礎頂面至一層樓板頂面的高度?；A梁僅考慮承擔上部墻體荷載，構造滿足普通梁的要求即可。當按規范要求需設置基礎拉梁時，其斷面和配筋可按構造設計，截面高度取柱中心距的1/12～1/18，縱向受力鋼筋取所連接的柱子的最大軸力設計值的10%作為拉力來計算。但是，當基礎埋深過大時，為了減少底層的計算高度和底層的位移，設計者往往在±0.000以下的某個適當位置設置基礎拉梁。此時，基礎拉梁應作為一層輸入，底層計算高度應取基礎頂面至基礎拉梁頂面的高度，二層計算高度應取基礎拉梁頂面至一層樓板頂面的高度。拉梁層無樓板，應開洞處理，并采用總剛分析方法進行計算?；A拉梁截面及配筋按實際計算結果采用。若因此造成底層框架柱形成短柱，應采取構造措施予以加強。另一個需要注意的是，當框架結構的電梯井道采用鋼筋混凝土井壁時，計算簡圖一定要按實際情況輸入，否則可能會造成頂部框架柱設計不安全。
結語
綜上所述，在鋼筋混凝土框架結構的設計過程中，筆者通過切身體會，總結了上述一些鋼筋混凝土設計優化措施以及一些需要注意的問題，希望對以后的鋼筋混凝土結構設計改進工作有所幫助。
參考文獻：
鋼筋混凝土框架結構范文4
【關鍵詞】鋼筋；混凝土；框架結構；結構設計
0.概述
自改革開放以來，特別是上世紀90年代以后，鋼筋混凝土結構在建筑行業得到了迅速發展，特別是鋼筋混凝土框架結構，因為其具有足夠的強度，良好的延性和較強的整體性，更是廣泛應用于地震設防區的多高層建筑中。下面就框架結構的一些設計理念及常見問題與大家共同探討與學習。
1.框架結構的設計思路
框架結構抗震設計的正確指導思想：（1）塑性效應發生在梁端，底層柱的塑性效應較晚形成。（2）梁柱在彎曲破壞前，避免發生其他形式的破壞，如剪切破壞，粘性破壞。（3）在梁柱破壞之前，節點應有足夠的強度及變形能力。（4）重視非主體結構構件設計。
2.重視強柱弱梁，強剪弱彎的設計理念
為什么要在這里著重強調一下呢，通過去年汶川5.12強震后一些框架結構建筑物的實際破壞情況我們注意到，柱破壞了建筑物整個都會傾覆，而梁破壞則僅是某個區域失效，不會影響全局，柱較之梁破壞的損害更大，這是我們的必須重視的。因此我們設計人員在設計中一定要將這一概念設計貫徹下去，首先必須嚴格控制柱軸壓比，我們目前的計算均是基于小震下進行的，如果小震下柱子軸壓比過高，則大震下地震力將對邊柱產生一個巨大的附加軸力（有文章研究表明約增加30%），則柱子根本不可能有這點安全儲備，在大震即會破壞，那又何談大震不倒呢？筆者認為軸壓比在任何情況下均不宜超過0.9%。其次我們對柱斷面及配筋設置時應分部位處理，建議邊柱，角柱應適當加強，特別是角柱，建議應全柱加密箍筋，且配筋率不宜小于1%所有框架柱，不包括小截面柱，筆者建議縱筋均應大于20，且柱筋品種不宜過多，矩形截面柱盡可能對稱配筋。而對梁配筋筆者則建議應配足梁中部筋，而支座筋則可通過調幅讓其適當降低，以使地震作用下能形成梁鉸機制，防止柱先于梁屈服，使粱端能首先產生塑性鉸，保證柱端的實際受彎承載力大于梁端的實際受彎承載力。強剪弱彎是保證構件延性，防止脆性破壞的重要原則，它要求人為加大各承重構件相對于其抗彎能力的抗剪承載力，使這些部位在結構經歷罕遇地震的過程中以足夠的保證率不出現脆性剪切失效。對于框架結構中的框架梁應注意抗剪驗算和構造，使其滿足相關規范要求。
3.框架結構抗震設計用軟件（如pkpm）計算時應注意的幾個問題
3.1抗震等級
對于乙類建筑，建筑抗震設計規范3.1.322規定：地震作用應符合本地區抗震設防烈度的要求，但是抗震措施（主要體現為抗震等級）在一般情況下，當抗震設防烈度為6度-8度時，應符合本地區抗震設防烈度提高一度的要求。實際設計中經常發生抗震等級選錯的情況，如：位于8度區的某乙類建筑，應按9度由建筑抗震設計規范表6.1.2確定，為一級抗震等級。
3.2振型組合數的選取
應按以下規則選取：對于較高層建筑，當不考慮扭轉耦聯時，振型數應不小于3；當振型數多于3時，宜取為3的倍數（由于程序按3個振型一頁輸出），但不能多于層數。當房屋層數不大于2時，振型數可取層數。對于不規則建筑，當考慮扭轉耦聯時，振型數應不小于9，但不能超過結構層的3倍，只有定義彈性樓板且按總剛分析法分析時，才可以取更多的振型。建筑抗震設計規范在條文說明中明確指出：振型數可以取振型參與質量達到總質量90%所需的振型數。目前satwe等程序已有這種功能，這是一個重要指標。如：對于某一建筑，選取的振型數為15，但振型參與質量系數只有50%，說明振型數取得不夠，可能由于此建筑過于復雜或由于某些桿件不連續導致局部震動引起的，應仔細復核。
3.3結構周期折減系數
框架結構由于填充墻的存在，使結構的實際剛度大于計算剛度，計算周期大于實際周期，因此，算出的地震作用效應偏小，使結構偏于不安全，因而對結構的計算周期進行折減是必要的。折減系數可根據填充墻的材料及數量選取0.7-0.9。
3.4梁剛度放大系數
SATWE或TAT等計算軟件的梁輸入模型均為矩形截面，未考慮因存在樓板形成T型截面而引起的剛度增大，造成結構的實際剛度大于計算剛度，算出的地震剪力偏小，使結構偏于不安全。因此計算時應將梁剛度進行放大，放大系數中粱取20、邊梁取1.5為宜。
3.5活荷載的最不利布置
多層框架，尤其是活荷載較大時，是否進行活荷的最不利布置對計算結果影響較大。即使選用程序中給定的梁設計彎矩放大系數，也不一定能反映出工程的實際受力情況，有可能造成結構不安全或過于保守。考慮目前的計算機計算速度都比較快，作者建議所有工程都應進行活荷載的最不利布置計算。
4.設計中應注意的若干問題
（1）框架節點核芯區箍筋配置應滿足要求對于規范中規定的框架柱箍筋加密區的箍筋最小體積配箍率的要求，絕大部分設計人員都能給予足夠的重視，但對于《建筑抗震設計規范》（GB50011-2001）中規定的”一、二、三級框架節點核芯區配箍特征值分別不宜小于0.12、0.10、0.08且體積配箍率分別不宜小于06%0.5%，0.4%?！痹O計中經常被忽視，尤其是柱軸壓比不大時，常常不滿足要求。這一規定是保證節點核芯區延性的重要構造措是、應嚴格遵守。
（2）底層框架柱箍筋加密區范圍應滿足要求建筑抗震設計規范（GB50011-2001）中規定：”底層柱，柱根處箍筋加密區范圍為不小于柱凈高的l/3”這是新增加的要求，設計中應重點說明。
（3）框架梁的縱向配筋率應注意《建筑抗震設計規范》（GB50011-2001）中規定：”當框架梁梁端縱向受拉鋼筋配筋率大于2%時，梁箍筋最小直徑的數值應比表6.3.3中規定的數值增大2/mm?！痹谀壳霸O計中，這一規定常被忽視，造成梁端延性不足。
（4）框架梁上部縱筋端部水平錨固長度應滿足要求《混凝土結構設計規范》（GB50010-2002）中規定：”框架端節點處，當框架梁上都縱筋水平直線段錨固長度不足時，應伸至柱外邊并向下彎折，彎折前的水平投影長度不應小于0.4LaE.”當框架柱截面尺寸小于400×400mm時，應注意梁上部縱筋直徑的選擇，否則這一項要求不容易得到保證。
（5）短柱位置未明確樓梯平臺梁或者雨篷梁支撐在框架柱上，容易形成短柱，應按要求全長加密箍筋?？蚣芴畛鋲﹂_窗，由于窗臺處砌體對框架柱作用，容易形成短柱，也應全長加密。若不加密，可將砌體墻與框架柱設成柔性連接（如：墻柱之間留有縫隙，填充一些松散材料，但應有鋼筋與柱拉結），或從邊框梁處出挑挑耳，上砌砌體填充墻，消除對框架柱的作用。
5.總結
鋼筋混凝土框架結構雖然相對簡單，但設計中仍有很多需要注意的問題，只有熟練地掌握規范，并具有良好的結構概念，才能設計出既安全又經濟適用的優秀作品。 [科]
【參考文獻】
[1]GB50010-2002，混凝土結構設計規范[S].
鋼筋混凝土框架結構范文5
Abstract: The construction problems ofreinforced concrete framework are analyzed which play the roles in the construction quality control.
關鍵詞:鋼筋混凝土;框架結構;節點
Key words: reinforced concrete;framework; joint
中圖分類號:TU74 文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2010)03-0202-02
0引言
隨著設計和施工水平的提高,多層和高層建筑采用鋼筋混凝土現澆結構的形勢發展很好,由于現澆施工的框架具有整體性好、圍護墻體輕、抗震性好、施工速度快、布局靈活多樣,在許多工程中得到廣泛應用。問題是由于施工人員技術素質存在差異,對操作規程了解較少,在施工中容易產生影響質量的現象,這些狀況如重視不夠或解決不及時,將會直接影響質量和工期。就施工質量容易形成的通病和實際應用措施談幾點體會。
1梁柱節點箍筋施工問題
1.1 一般施工做法的弊病
梁柱節點施工的復雜性主要表現為:節點構造復雜,鋼筋分布密集,操作人員高空作業,施工難度大,特別是中間柱子鋼筋縱橫交錯,箍筋綁扎不便,采用整體沉梁時節點區下部箍筋無法綁扎,致使梁節點部位不放或少放柱箍筋,留下嚴重隱患。部分施工人員意識到鋼筋骨架整體人模后柱節點內箍筋綁扎困難,便采用兩個開口箍筋拼合,然而在整個節點區均采用開口箍筋顯然不符合規范規定。規范對箍筋封閉和箍筋末端彎鉤的構造要求,是保證箍筋對混凝土核心起有效約束作用的必要條件。采用分層套箍法操作難度仍相當大,且須將節點部分側模板拆除方能保證節點箍筋間距及綁扎牢固。若采用原位綁扎鋼筋(即先安裝梁底模,再直接在梁底模上綁扎梁筋、安裝側模板),其缺陷是:(1)只安裝梁底模,不安裝側模板,板的模板無法安裝,造成整個模板支撐系統不穩定,易發生模板倒塌事故;(2)在框架結構施工中,所有的鋼筋均須在施工樓層堆放和二次運輸,在這種開放的模板體系上推放和搬運鋼筋極其不安全;(3)支模和綁鋼筋多次交叉作業,不利于施工組織管理,窩工現象較嚴重,工效較低。
1.2 改進的對策
近幾年的做法是將梁板模板(含側模板)全部安裝完畢后才安裝梁板鋼筋并整體沉梁。該施工程序的優點是鋼筋堆放、運輸及綁扎較安全,交叉作業少,支模和綁鋼筋不沖突,工效較高。但若不采取特別措施,會出現節點箍筋少放或者箍筋間距無法保證的問題。對此,可采用如下措施解決:(1)下料時每個節點增加若干根縱向短筋(可用細鋼筋);(2)柱節點區箍筋現場焊接在縱向短筋上形成整體骨架,再將整體骨架套入柱縱筋并擱置在樓板模板面上,穿梁鋼筋并綁扎,為防止附加縱向短筋位置與柱縱筋沖突而造成套箍困難,附加縱向短筋應偏離箍筋角部約50mm,采用該法可保證柱節點箍筋的間距與數量,實施效果較好.需要說明的是,當結構較復雜時,采用該方法可能也會有困難,施工時要視具體情況而定。
2框架柱縱筋的搭接
按照規范和規程的規定允許搭接的矩形,異形柱縱筋應優先采用機械連接或對接焊,但有些施工單位為降低成本或貪圖方便,更愿意采用搭接。這種做法往往會造成柱在縱筋搭接部位的截面過小,因該部位箍筋尺寸并未變化,使柱縱筋難以緊靠箍筋(相差柱主筋1d的距離,其直徑通常在Φ18以上)。這一問題在柱截面較大時還不太突出。隨柱截面的減小就顯得較為突出。特別是異型柱通常柱寬僅200mm,如端部配2Φ25縱筋,減去鋼筋保護層50mm。則此時兩根縱筋的凈距僅100mm。若采用搭接,則搭接處兩根縱筋的凈距如按搭接1根考慮也僅75mm,若兩根同時搭接則只剩下50mm。顯然對柱有效截面削弱太大,使鋼筋搭接末端延伸部位成為柱的薄弱點。
在按規范柱縱筋容許搭接時(三、四級框架d
3混凝土保護層厚度問題
保護層厚度的規定是為滿足結構構件的耐久性要求和對受力鋼筋有效錨固的要求。保護層厚度太小,無法滿足上述要求,太大則構件表面易開裂,因此,《混凝土結構工程施工及驗收規范》(GB50204-1992)第3.5.8條《建筑工程質量檢驗評定標準》(GBJ301-1988)第5.2.10條、《混凝土結構工程施工質量驗收規范》(GB50204-2002)第5.5.2條均規定受力鋼筋保護層厚度梁柱允許偏差為±5mm。
在框架結構施工中,由于樓面標高是一致的,雙向框架梁同時穿越柱節點時,必然造成一側框架梁面筋保護層厚度偏大(往往會超過40ram)。井字架梁節點也有同樣問題,這些問題無法避免,但需注意:一是梁箍筋的下料問題,由于一向框架梁面筋需從另一向框架梁面筋底下穿過,若該向框架梁梁端箍筋按原尺寸下料,面筋無法直接綁扎到箍筋上,對粱骨架受力不利,因此梁端箍筋下料時高度可減小20～30mm(儀一向框架梁端需要),二是施工時以哪一向為主,因保護層厚度增大,截面有效高度變小,正截面受彎承載能力減小(約5%),設計時是否考慮了這種影響,另一方面構件表面容易開裂?！痘炷两Y構設計規范》(GB50010-2002)第9.2.4條規定:當梁、柱中縱向受力鋼筋的保護層厚度大干40mm時,應對保護層采取有效的防裂構造措施。對此須在設汁時就明確以哪一向為主,并對保護層厚度偏大的一向梁端加鋪一層鋼絲網以防表面開裂。
4混凝土施工質量控制
4.1 柱的“爛根”和“夾渣”
現澆框架容易出現“夾渣爛根”現象,使根部混凝土漏漿,嚴重時出現“露筋”和“孔洞”。其直接原因是柱模直接放在樓地板上,預先沒有在樓板上做找平層或加標準框澆出底面,更沒有留清掃口。當層段>5m中段未留澆筑口,進料從頂部直接下。自由落差>3m,在柱內鋼筋阻攔下料使粗細料分離,另因底部板麗不平且未堵縫。導致水泥漿流失掉,也存在底面垃圾未清除凈、振動棒長度不到位等因素,造成根部夾渣,爛根問題。保證質量的措施應在框架柱接頭外進行,即上次燒筑后加相同規格的方框,并澆平框面,繼續上澆前支橫模從板面開始,澆筑時在頂灑一層1:0.4的水泥砂漿。并鋪1:2水泥25～30mm厚,在其上澆混凝土,可保證框架柱自然密實,不會出現夾渣或爛根的質量問題。
4.2 控制好混凝土質量
對配合比的控制不容忽視,再準確的配合比,現場不控制粗細骨料的含雜質量和稱量,仍然會生產出不合格品。有的工地不做配合比設計,而套用別人的比例。對已澆成品不保護,養護不及時,尤其是夏天氣溫高的地區更需要保養,這是提高強度的重要環節。對混凝土框架柱的澆筑施工,必須遵守現行的施工規范,注意克服配料計量、拌和時間短,加水不控制,運距長搖晃離析現象,更要注意不允許二次加水重拌及振搗不密實、過振、漏漿、跑模、不清除殘留木屑等現象。操作素質低下所產生的后果將削弱支撐件的豎向荷載,影響結構連接及降低抗震能力。只要有健全的施工操作標準,步步檢驗認證,按規范施工,框架工程質量就會得到保證。
鋼筋混凝土框架結構范文6
關鍵詞：框架結構：抗震：塑性變形：延性
中圖分類號： TU323. 文獻標識碼： A 文章編號：
一、鋼筋混凝土框架結構延性的重要性
混凝土框架結構抗震實質上就是結構的延性設計。所謂延性，指的是指構件與結構屈服之后，在其承載能力不下降的前提下，所具備的塑性變形能力，這種能力被稱為“延性比”。提高結構的延性比有助于提升框架的抗震潛能，加強其抗倒塌能力。設計在延性結構的混凝土框架通過其塑性鉸區域發生變形，可以有效吸收和分散地震傳對于框架作用力；該區域變形也可以使整體框架剛度得以降低，減弱地震對于結構的作用力。具有延性結構能夠使框架對于承載力要求降低，事實上延性結構對抗突發地震的武器就是它所具有的變形能力。也就是說，如果鋼筋混凝土框架的結構延性不夠好，那么就要求框架對于地震具備足夠大的承載力。
二、鋼筋混凝土框架結構抗震延性設計
延性設計是針對延性結構在鋼筋混凝土建筑結構中所起到的與結構本身的承載能力一樣不可忽視的作用，而進行的研究尤其對是震區的鋼筋混凝土建筑顯得更加重要。倡導延性設計，以加強其抗震能力。由于鋼筋混凝土材料還具脆性，在突遇地震時會發生斷裂對居住者的人身安全是一個極大隱患，所以為了最大限度減少這一特點的損害，在設計中更應當重視發揮鋼筋的塑性特征，增強其吸收消耗能量的能力，實行延性設計。
根據我國目前對于鋼筋混凝土結構設計的要求，在實施混凝土框架延性設計過程中需得遵循以下要求：
控制塑性鉸的位置，“強柱弱梁”
框架結構若形成梁鉸機構，則塑性鉸分布比較均勻，而且梁鉸機構的延性要求也比較容易實現。若形成柱鉸機構，則易使整個結構形成機動結構，從而導致整個結構的倒塌?？蚣芙Y構設計時應遵循的設計原則是“強柱弱梁”這是為了確保結構的延性，這樣就可以確保設計荷載下同一節點上柱端截面抗彎承載力之和大于梁端截面抗彎承載力之和，而且可以使框架結構中柱的抗彎承載力儲備足夠。塑性鉸出現在梁端，大大減少柱端屈服的可能性，吸收更多的地震能量，增強了構件的延性。
在發生地震時，鋼筋混凝土結構中的塑性鉸不許現于梁的跨中，而要求出現在梁上。因為如果現于梁的跨中會導致框架局部遭到破壞。如今的建筑中有的采取現澆樓板設計，這種設計解決了梁的剛度和強度加強問題，而在實際的震后調查中我們發現，只屬現澆樓板框架，地震破壞均發生在柱中，而且破壞較嚴重；那些無樓板構架式設計的裂縫也出現在梁中，破壞卻相對較輕，由此可以證明強梁弱柱所引發的的結構性震害相對較重?？蚣芙Y構的塑性鉸所現順序和位置不相同，框架結構所遭遇的破壞形式也會有所不同。如果塑性鉸出現在柱中則不但難以修復還容易致使整個框架結構發生倒塌。只有當梁端出現塑性鉸時，混凝土框架才可以在遭到外力損壞前就已經發生一定程度的變形，因此可以耗散和吸收比較多震時能量，相對具備更好的抗震能力?？偟膩碚f，比較合理的鋼筋混凝土框架破壞機制應是梁比柱的塑性屈服盡可能早發生和多發生，底層柱柱根的塑性鉸較晚形成，各層柱子的屈服順序應錯開，不要集中在某一層。這種破壞機制的框架，就是強柱弱梁型框架。
梁柱的延性設計
鋼筋混凝土框架的延性和能量耗散能力，主要源之于梁和柱子上經過專門構造處理的塑性鉸的變。節點的變形應基本限制在彈性范圍內主要是因為節點的動力性能受剪切和錨固機制控制，而且節點一般不宜作為能量耗散部位，因為其滯回特性較差，能量耗損較差?？蚣芄濣c的破壞主要是由于節點核芯區箍筋數量不足，在剪力和壓力的共同作用下節點核芯區混凝土出現斜裂縫，箍筋屈服甚至被拉斷，柱的縱向箍筋被壓屈而引起的。因此，為了防止節點核芯區發生剪切破壞，對節點剪壓比進行控制及進行節點核芯區抗剪承載力驗算，保證節點核芯區混凝土的強度滿足要求和配置足夠數量的鋼筋，做到“強節點”。我國規范則規定利用節點核心區截面抗震承載力驗算公式計算節點的剪切配筋。并規定節點核芯區箍筋量不小于柱端加密區的實際配箍量，以使節點核芯區具有較高的強度和延性。
要使鋼筋混凝土框架有延性，就要保證框架中的梁柱延性足夠，而梁柱面塑性鉸的轉動能力大小直接是衡量其延性是否足夠的關鍵，所以框架抗震設計中梁柱塑性鉸的設計非常重要。此設計技術要求如下首先，要做到“強剪弱彎”。鋼筋混凝土制梁柱在遭受到較大的外界剪力時，常會出現脆性破壞，不能達到較好的延性從而實現對地震能量的分散，因此做其框架的梁、柱設計工作時，要請注意使其構件受剪承載的能力力大于其受彎承載能力，以保證構件能夠發生彎曲破壞，盡量避免其形成延性較差的剪切破壞，而且即使塑性鉸出現之后也可保證構件避免被過早剪壞，實際上這么做目的是為了最大程度地控制框架構件在遭遇地震時的破壞形態。其次，對梁、柱剪跨比和壓比的限制有一定的要求。剪跨比是框架構件截面所承受的彎矩與剪力相對大小的反映，能夠影響到梁、柱的極限變形能力，因此其剪跨比應當控制到 。如果構件截面的過小時，箍筋數量就會需要很多，在箍筋起作用之前，框架構件過早出現脆性斜壓式破壞，而引時箍筋用量再多也毫無作用。所以，在設計時就要限制梁截面的平均剪應力，這樣箍筋無需太多，也可有效防止斜裂縫的過早出現。當然，要保證結構的延性，構造措施是必不可少的，這些在現行的規范和構造手冊上都有詳細的說明。
三、鋼筋混凝土建筑結構抗震延性設計構造措施
明顯提高構件延性的措施是使軸壓比與縱筋最大配筋率受力合理，規范限制軸壓比及縱筋的最大配筋率可以實現受拉鋼筋的屈服限于受壓混凝土壓碎的破壞形式，來提高塑性鉸區域的轉動能力。加密塑性區域內的局部延性和箍筋間距可以保證強柱弱梁和強剪弱彎的設計原則及塑性區域的局部延性。這樣可以在提高柱端抗剪能力的同時還可約束核心區混凝土，對縱向鋼筋提供側向支持，避免了大變形下縱筋壓屈，從而改善塑性區域的局部延性。約束箍筋的最小直徑，最大間距，塑性鉸區域的最小長度都在規范中做出了詳細規定，并對箍筋肢距及箍筋形式提出了相應要求。材料延性對確保構件延性極為重要，為此規范對材料也提出相應限制，如保證鋼強屈比，延伸率及混凝土強度等級，同時對施工過程中可能出現的鋼筋代換也提出相應限制。梁柱等構件延性的影響因素。因素主要是混凝土極限壓應變和破壞時的受壓區高度。同時，對于梁而言，不允許柱出現塑性鉸（底層柱除外）和允許柱出現塑性鉸但控制其出現時間和程度這兩種方案，出現塑性鉸的主要部位都由梁端始終引導，所以都希望梁端具有良好延性的塑性變形（即不喪失基本抗彎能力前提下的塑性變形轉動能力）和良好的塑性耗能能力。因此除計算上滿足一定的要求外，還要通過的一系列嚴格的構造措施來滿足梁的這種延性。
三、結語
鋼筋混凝土框架的延性對于建筑的抗震能力起著決定性的作用，而且對其中主要構成部分延性的要求要比對結構總體來說要更高。在鋼筋混凝土建筑設計中，必然要求設計方選擇性價比最合適方法，使框架結構具有足夠的延性，才有希望大幅度提升建筑物抗震能力。
參考文獻：
［1］ 張恒寧，劉紅葉，趙文軍，劉華鋒.淺談抗震設計中影響框架柱延性的因素[J].工程抗震，2001(9).
［2］ 程天博，侯志峰，管品武，王 勇.鋼筋混凝土框架結構的抗震延性設計及修正建議[J].鄭州工業大學學報，1999(12).
