上海中建建筑设计院有限公司
摘要：随着我国建筑行业的不断发展，当前钢筋混凝土组合结构在建筑行业中得到了广泛的应用，满足了人们对建筑造型和功能多样化的要求。但随着这一建筑技术应用范围的增大，应用过程中也逐渐出现了各种问题，其中大部分问题都出在建筑框架结构设计方面。对此，本文简述了框架结构设计的原则，并分析了多层钢筋混凝土框架结构设计的方法。
关键词：框架；结构设计
框架结构是当前建筑应用最广泛的结构之一，利用框架结构不仅可以最大化地保证建筑内部的可使用面积，而且能够节约材料，有效减轻自重，更重要的是建筑框架的抗震性能良好，可以满足复杂条件下的使用需求。建筑框架结构设计是建筑工程的重点，也是难点，只有确保建筑框架结构的设计才能够保障项目的安全和质量。
1 工程概况
上海嘉定泰和嘉苑项目位于上海市嘉定工业区，浏河北岸，东至陆嘉南路，南至浏河，西北至上海市地界。规划总用地面积58411m2。地块处于浏河与上海市地界的夹角中，中间被浏河分支断开，形成东西两个部分。整体来说，地块沿河面较长，地势平坦。北侧太仓地界内有居住区和配套商业，南侧浏河对岸大部分为工业厂房，东侧有娄陆大桥可通过浏河。本工程为三层，五层和八层住宅、配套用房、保障房、地下车库和少数附属建筑组成。
本场地抗震设防烈度为7度，设计基本加速度为0.10g，地震分组为第1组，场地类别上海IV类，场地特征周期为0.9s，地震影响系数最大值0.08；基本风压0.55kN/m2，地面粗糙度B类，上部结构环境类别一类。
本工程住宅1#商业±0.000相当于绝对标高6.550,室内外高差 0.150m；
2#～12#，16#～33#楼±0.000相当于绝对标高6.500,室内外高差 0.900m；
13～15，34#，35#楼±0.000相当于绝对标高6.500,室内外高差 0.300m；
社区用房±0.000相当于绝对标高 6.550；室内外高差0.300m；
37#楼垃圾房±0.000相当于绝对标高 7.250,室内外高差 0.300m；
变电站及开关站±0.000相当于绝对标高7.250，室内外高差 0.300m；
地下车库±0.000相当于绝对标高 5.950。
2 框架结构设计
2.1 强柱弱梁
强柱弱梁是建筑物框架结构设计的常见形式，这种设计方式的目的是为了在地震等极端情况下建筑物的横梁结构能够产生一定程度的形变而不危害建筑的整体结构。这样在地震情况下建筑物可能出现短暂的左右摇晃，但不会出现拦腰折断的情况。如果外力超过了建筑物的最大承受值，将会导致外力的作用首先会显现在梁上，超过了塑形限度导致横梁出现裂缝，引起露面坍塌。而力的作用经过了梁的削弱，直接作用在柱上的作用力较小，对于刚性较强的柱造成的损害也较轻。柱没被损坏，整个建筑的整体形状就还能够保持，避免了整体覆没的情况。
2.2 保证构件延展性，避免构件脆性被破坏
在进行建筑物框架结构设计的过程中，一定要保持构件的延展性，避免构件脆性破坏。设计过程中要对主要的承重梁和承重柱进行抗剪验算，保证框架能够符合有关的标准规范。结构延展性的提高能够保证建筑物在外力的作用下不断裂，这一功能主要是由钢筋实现的。也正是因为这样的建筑结构才能有效的保证在地震中，建筑物承受较大的形变但不会出现断裂的情况，提高了建筑物的整体抗震能力。
3 增强构件之间的连接
构件与构件之间要加强连接，就要求在施工的过程中注意检查，构件之间是否正确的连接。当发生地震灾害时，振动的载荷会通过构件进行传递，使得所有的构件共同的承担地震载荷。如果一个构件断开了连接，因为房屋结构的构件是相互连接的，一个构件断开连接可能会导致，载荷传到此位置就停止了，也就是说，只有一部分的构件承受了地震载荷，地震载荷完全突破了构件的剪力强度，房屋就会出现破损，构件出现断裂，很可能导致房屋的倒塌。所以，我们在进行框架结构设计时，应该增强构件与构件之间的连接，提高抗震效果。
4 梁柱
本工程框架抗震等级为三级；框架柱角部纵筋尽量用大直径钢筋（避免单侧4根20等配筋形式出现，这样可以改成2根22（角部）+2根18的配筋方式）；相同截面的柱进行归并时，归并系数不宜大于15%；柱配筋图归相同位置柱所有层采用一个编号，不同归并楼层分别画详图。框架柱轴压比不应大于0.85；箍筋加密区箍筋最小直径不应小于8mm，箍筋最大间距100mm；框架柱柱端箍筋加密区体积配箍率不应小于0.4%，箍筋肢距不应大于250mm或20倍箍筋直径；非加密区的箍筋间距不应大于15倍纵筋直径；纵向钢筋间距不宜大于200mm，不应小于50mm。梁抗弯纵筋直径选择：（1）梁下部筋直径不宜太大，相邻跨下部筋优先考虑相同直径。（2）上部钢筋采用断开配筋法。（3）框架梁纵筋直径最小可取至2D12，非框架梁纵筋最小直径可取至2D10。梁箍筋使用HRB400级钢；基础梁仅在支座处箍筋加密，非加密区箍筋间距可取至250；一般楼面次梁配筋尽可能采用D6@200；框架结构楼梯采用滑动支座，楼梯间的框架梁、柱的抗震等级提高一级。
3.1 梁柱节点
由于施工现场梁、板等钢筋集中放置，绑扎难度较大，施工过程中，部分施工人员由于经验欠缺，经常将框柱的箍筋漏绑，或者绑扎了柱的全截面箍筋，但是存在钢筋间距不够，加密区间距不满足设计要求等情况。 施工过程中一般按照先安装梁板部分的模板，再绑扎相应的梁上钢筋，梁钢筋绑扎完毕后，采取沉梁的做法将其固定，这种施工方法导致在梁柱节点区，由于相应的箍筋没有条件绑扎，从而出现如节点区的箍筋没有绑扎、即使放也没有按照图纸要求，不满对箍筋间距的要求，甚至存在绑扎杂乱、乱挤乱放的现象，给节点区质量带来较大的安全隐患。
由于施工过程中，是提前把柱的箍筋放置好，然后和梁的钢筋一起下沉。由于放置的箍筋与原本存在的柱的纵筋相互挤靠，且存在下落不均匀，使得箍筋没有随之下落到对应位置，甚至出现部分施工人员使用锤子敲击，使其下沉的现象。这样的野蛮施工，不但让箍筋截面变形，而且也不能使箍筋安装到位，导致柱的箍筋无法实现封闭，而且间距、绑扎都无法实现设计要求，在浇筑混凝土的时候，甚至会引发空洞、空鼓的现象发生。解决以上问题的办法，除了加强现场监管，从技术方面，有以下几种解决办法:
（1）可以优先绑扎梁的钢筋，在柱的箍筋加密区范围内的钢筋先不绑扎。由于该部分的柱节点钢筋一般多为四肢及以上肢数的钢筋，可以先将箍筋由图纸要求的“口”字形钢筋分解成为“[”形钢筋和和“一”形钢筋。在满足图纸要求以及规范要求的前提下，将“[”形箍筋按照要求，从柱子的两侧分别插入，然后将插入的“一”形箍筋与柱子的纵筋，以及“[”形箍筋通过焊接连接到一起。在柱子箍筋绑扎结束后，再将梁端核心区的箍筋按照设计要求依序绑扎。
（2）在钢筋工对钢筋进行下料之前，考虑设置增加与箍筋直径相同的短筋，短筋长度与箍筋高度相同。在施工过程中，箍筋先进行闭合焊接，然后将柱箍筋按照图纸规定的间距用短钢筋相对焊接，将箍筋做成上下开口，四周闭合的整体钢架。在就为安装前，将钢架架入柱纵筋两侧，并采取固定措施加以固定。而后穿梁纵向钢筋并绑扎，待梁钢筋就位安装完沉梁的时候，核心区的箍筋就能与梁整体下沉，避免上述后果的出现，而且可以按照预先设计好的箍筋间距，保证施工质量。
（3）在柱、梁核心区可先将梁筋下沉后，再后加装局部模板的施工工序。在绑扎柱的箍筋的时候，留下梁柱核心区的箍筋不绑，在节点木模板、梁模板和楼板底模完成合模以后，再另行安装。安装完毕后，在楼面上绑扎梁钢筋，钢筋绑完后，拆除之前设立的临时支架，将梁钢筋下沉到基础大模板内。这种工程做法很容易忽略核心区的箍筋。在实际工作中，也有些项目提出采取在箍筋的角部设计导向钢筋，将核心区箍筋按照设计要求绑扎在导向钢筋上，然后再随梁钢筋沉入模板内。
参考文献
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[3]王霞.建筑工程框架结构工程技术的应用分析与探讨[J].建筑工程技术与设计，2014（27）：125-126.
论文作者:闫云鹏
论文发表刊物:《基层建设》2017年第15期
论文发表时间:2017/10/9
标签：钢筋论文; 构件论文; 框架论文; 间距论文; 标高论文; 建筑论文; 直径论文; 《基层建设》2017年第15期论文;