摘要：钢筋混凝土框架结构是由梁和柱刚性连接的骨架所组成，框架的连接点是刚节点，是一个几何不变体。钢筋混凝土框架结构是一种抗震、抗风较好的结构体系，建筑平面布置灵活，使用空间大，延性较好易于满足建筑物设置大房间的要求，还可以减轻建筑物的重量，因而在建筑结构设计中得到了较为广泛的应用。为此，本文就建筑钢筋混凝土框架结构设计展开了研究。
关键词：建筑；钢筋混凝土；框架结构设计
1.钢筋混凝土框架结构的受力特点
框架结构由梁柱杆系构成，能够承受竖向和水平荷载作用的承重结构体系。一般设计成双向梁柱抗侧力体系，主体结构均宜采用刚接模式。抗震设计时，为协调变形和合理分配内力，框架结构不宜设计成单跨结构。
竖向荷载作用下，框架结构以梁受弯为主要受力特点，梁端弯矩和跨中弯矩成为梁结构的控制内力。水平荷载作用下，框架柱承担水平剪力和柱端弯矩，并由此产生水平侧移，在梁柱节点处，由于协调变形使梁端产生弯矩和剪力。因此产生于柱上下端截面的轴力、弯矩和剪力是柱的控制内力。
在多高层建筑中，抵抗水平力成为确定和设计结构体系的关键问题。多高层建筑中常用的结构体系有框架，剪力墙，框架剪力墙，筒体以及组合高层建筑随着层数和高度的增加作用对地震作用和风荷载，高层建筑的承载能力、抗震性能、材料用量和造价高低，与其所采用的结构体系又密切相关。不同的结构体系适用于不同的层数、高度和功能。
2.建筑钢筋混凝土框架结构设计要点
2.1强柱弱梁节点
这是为了实现在罕遇地震作用下，让梁端形成塑形铰，柱端处于非弹性工作状态，而没有屈服，但节点还处于弹性工作阶段。强柱弱梁措施的强弱，也就是相对于梁端截面实际抗弯能力而言柱端截面抗弯能力增强幅度的大小，是决定由强震引起柱端截面屈服后塑性转动能否不超过其塑性转动能力，而且不致形成“层侧移机构”，从而使柱不被压溃的关键控制措施。柱强于梁的幅度大小取决于梁端纵筋不可避免的构造超配程度的大小，以及结构在梁、柱端塑性铰逐步形成过程中的塑性内力重分布和动力特征的相应变化。因此，当建筑许可时，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可能大于1，并控制柱的轴压比满足规范要求，以增加延性。验算截面承载力时，人为地将柱的设计弯距按强柱弱梁原则调整放大，加强柱的配筋构造。梁端纵向受拉钢筋的配筋不得过高，以免在罕遇地震中进入屈服阶段不能形成塑性铰或塑性铰转移到立柱上。注意节点构造，让塑性铰向梁跨内移。
2.2关于“强剪弱弯”措施
强剪弱弯是保证构件延性，防止脆性破坏的重要原则，它要求人为加大各承重构件相对于其抗弯能力的抗剪承载力，使这些部位在结构经历罕遇地震的过程中以足够的保证率不出现脆性剪切失效。对于框架结构中的框架梁应注意抗剪验算和构造，使其满足相关规范要求。
2.3注意构造措施
2.3.1对于大跨度柱网的框架结构，在楼梯间处的框架柱由于楼梯平台梁与其相连，使得楼梯问处的柱可能成为短柱，应对柱箍筋全长加密。这一点，在设计中容易被忽视，应引起重视。
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2.3.2对框架结构外立面为带形窗时，因设置连续的窗过梁，使外框架柱可能成为短柱，应注意加强构造措施。
2.3.3对于框架结构长度略超过规范限值，建筑功能需要不允许留缝时，为减少有害裂缝（规范规定裂缝宽度小于0.3mm），建议采用补偿混凝土浇筑。采用细而密的双向配筋，构造间距宜小于150mm，对屋面宜设置后浇带，后浇带处按构造措施宜适当加强。
2.4注意抗震设计
2.4.1抗震设计的基点结构
抗震设计的基点是强度和延性。人们现在已经认识到可以利用钢筋混凝土结构屈服后的非弹性变形来抵抗地震，也就是将强度和延性两者相结合来抵抗地震。为保证结构的抗震能力，对结构设计而言，如果给结构设定较低的承载力水准，相应地就要求结构具有较高的延性水准；如果给结构设定较高的承载力水准，则结构需要的延性水准就可以较低。在这个问题的具体处理上，各国的理念存在一定的差异。
2.4.2能力设计法
能力设计法的基本思想为：为了使抗震钢筋混凝土结构在地震中形成所追求的“梁铰机构”或“梁柱铰机构”，就需要把不希望出现塑性铰或不希望先出现塑性铰（也就是不希望塑性转动过大）的部位的抗弯能力相对增强；为了不致在结构表现出所需的延性之前在结构的任何部位出现几乎没有延性的剪切失效，也需要相对增强各有关部位的抗剪能力；还需要采取必要的措施使可能形成塑性铰的部位具有足够的延性能力和必要的耗能能力。
3.建筑钢筋混凝土框架结构设计简要实例分析
综合上述分析，本节结合案例来简要阐述建筑钢筋混凝土框架结构设计。某小区工程为6-8层钢筋混凝土框架结构体系，按8度抗震设防，场地土类别为Ⅲ类，各建筑单体设计基准期为70年，建筑安全等级为2级，建筑抗震类别为丙类。根据有关要求，柱混凝土强度等级：一至三层为C25，三层以上为C20；楼面为C20，屋面板、为C25密实性混凝土。
3.1计算分析
根据工程建筑要求，在房屋建筑结构设计时要考虑建筑结构的强度、刚度、稳定性三个基本指标。通常一般采用弹性设计方法，即在正常使用情况下，建筑结构构件处于弹性受力状态中，结构具有较大的刚度，这一点施工人员要做好这方面的计算分析。
3.2梁、柱节点的设计
该工程在房屋设计梁柱节点时，通常出现多根梁交叉在一起的现象，主次梁的负弯矩钢筋多层也会叠加在一起，这样会对梁截面造成较大的影响。这也是房屋在建时它的成本很难控制的一方面。在此，可以采取降低次梁底面的标高和降低主梁底面标高的有关措施来加以控制。
3.3变形的分析
一旦结构产生了过度变形，就会产生对之相对应的裂缝。一般来说，结构的过度变形是结构稳定性不足或者刚度不足的标志，它并没有直接反映出结构强度。导致结构变形的因素有跨度、截面的尺寸、支座的形式、材料的质量和荷载等，结构变形是鉴定房屋安全的重要内容。所以在进行房屋安全鉴定时，需要对房屋的综合情况进行考虑。
结束语：在当前钢筋混凝土结构应用较为广泛的今天，其结构形式的设计是我们需要重视的技术问题。在目前的钢筋混凝土框架设计过程中仍然存在着诸多问题，严重影响了钢筋混凝土框架结构在建筑施工中的发展与进步。因此，在进行框架结构设计的过程中，设计人员应当结合安全和经济两方面因素进行综合的分析，设计出最科学经济的框架结构，保证建筑整体的安全性。
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论文作者:黄鹤龄
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第3期
论文发表时间:2018/5/14
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