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框架結構設計范文第1篇

關鍵詞：框架結構設計 原則 問題

1、建筑框架結構設計遵循的原則

高層建筑在我國城市建筑中所占比例正在不斷增大，建筑結構方面的變化也越來越多，新時代的特征在設計中不斷涌現。質量安全與時代創新理念的結合是當下高層建筑結構設計的難點和重點。高層建筑結構在設計中也必須牢牢把握設計的基本原則，使得結果更加合理、規范，具體說來其設計原則包括以下幾個方面：

1.1 一定要抓大放小，保全重要結構

在建筑框架結構設計中有這么一種說法，那就是“強柱弱梁”“強剪弱彎”，這不禁勾起了人們對這種說法產生疑問，問什么結構要強柱弱梁，強剪弱彎，在我們的印象中強柱強梁肯定會比強剪強彎要更加結實，更加安全。但是如果所有的結構構件都強了就不好了，將會存在非常大的安全隱患。我們知道絕對安全的結構在這個世界上是不存在的，無論哪種結構體系都不能在任何情況都可抵御各種外界的破壞。每個構件的作用都不同，整個結構體系就是由這眾多的構件協調組合而成，并依據其重要性來區分輕重。每個結構構件共同抵抗外力的目的，就是為了在遭遇強大的外界破壞力時，能夠保住其中最重要的部件不受損壞或者至少是最后才遭遇摧毀，這就是要做出取舍的時候了。所以最明智的選擇就是在建筑框架結構設計之初就先衡量孰輕孰重，哪部分是主要構件，哪部分是次要構件，當強大的破壞力來臨時，首當其沖的應該是次要的構件，在設計中各個部件千萬不可平均受力，那樣將損失慘重。我們知道在鋼框架的結構設計中，如果柱不幸倒塌，梁也不可能存在，而如果梁倒了的話，柱依然可能存在，這也就說明了柱起到的作用要比梁大。所以在建筑框架結構設計過程中，為了保證柱免遭摧毀或者至少是最后才遭摧毀，這就要把梁放在相對比較薄弱的環節上，使其能夠承受大部分外來破壞力，盡可能阻擋對柱的破壞，使損失降至最低。而如果把梁和柱都設計在主要環節上，則有可能使梁和柱遭到同樣的破壞。

1.2 一定要剛柔并濟，平衡結構體系

建筑框架結構設計一定要遵循剛柔并濟的原則，眾所周知結構太剛變形能力就差，而結構太柔就會導致太脆。當建筑框架結構要承受強大破壞力在一瞬間來襲時，必然導致結構部件部分受損或者全部損壞。在面對這個問題的時候，設計人員設計時一定不能使建筑結構太剛。那么在建筑框架結構設計的過程中是不是越軟越好呢，當然不是。結構柔一些是可以削弱外力，但缺點是容易變形缺乏支柱，必然導致全體傾覆。所以在建筑框架結構的設計中，一定要控制好結構設計的剛度，既不能太剛也不宜太柔。這個問題也正是設計人員正在探索并密切關注的問題，現在的規定只是一個籠統的范圍，至于誰多誰少，目前尚沒有準確定論。

1.3 一定要多道防線，降低結構風險

層層設防能夠盡可能的降低結構體系的風險，當突發狀況發生的時候，所有抵抗外力的結構都在聯合抵抗，同時相互支撐，這就好比一個物體從高處掉下來，如果經過一層層障礙物的阻礙，緩沖其速度，那么當這個物體掉下來時可能就比沒有障礙物阻礙的物體或者障礙物少的受損度小很多。這個時候，我們不能把結構重心全部寄托在單一的構件上，在土建結構中我們知道多肢墻要比單片的墻好，而框架剪力墻要比純框架好，我們知道鳥巢外形結構的設計，是多道防線設計思路的最好體現。

1.4 一定要使結構合為一體

好的建筑框架結構體系是一個整體的結構，這種結構體系中沒有關節，并且能夠快速有效的傳遞并消除外力，盡量減少破壞力度，有了這個原則，我們在設計時就要想辦法把各個關節給“打通”，使之暢通無阻。前面我們提到的三個原則（“剛柔相濟” “多道防線” “”抓大放小”）實施的基礎就是一定使結構渾然一體，也就是說這個原則是前面三個原則的保障。總的來說，設計者要使原本保持平衡和靜態的構件組合之后，在受到強烈的外力沖擊時還能保持原來的靜態，或者相對的靜態，這樣目的就達到了。

2、從概念設計上應解決的問題

1）“強柱弱梁”節點的控制措施。我們強調的強柱弱梁節點的作用是為了在碰到罕見的大地震時，可以讓梁端在外力作用下形成塑性鉸，柱端不屈服，并且還可位于非彈性的狀態，節點仍然可以在彈性的狀態當中。設計經驗告訴我們，在建筑結構許可的情況下，應該要把柱的截面尺寸盡可能做大些，讓柱的線剛度要比梁的線剛度之間的比值大于1，柱子的軸壓比一定要滿足規定的規范。在設計中要充分注意節點構造，盡量讓塑性鉸要向著梁跨內移。強柱弱梁節點問題的解決是至關重要的。

2）“強剪弱彎”的實施。保證構件延性，防止脆性破壞是建筑框架結構設計的重要環節，而保障這個環節的主要措施就是“強剪弱彎”的實施。“強剪弱彎”主要是為了在結構部件遭遇強大的罕見地震時，可以保證脆性剪切不會失效。

3、設計構造中的常見問題及處理措施

3.1 嚴格控制框架節點核芯區箍筋配置

設計人員應該嚴格按GB 5001 1-2010建筑抗震設計規范中的規定來控制框架節點核芯區配箍特征值及體積配箍率，這方面很多設計者往往會忽略，特別是不能滿足對柱軸壓比不大時（這個規定是為了保證節點核芯區延性的重要構造措施）的要求。對于這一點問題設計者以后應該充分考慮到，以防止出現不必要的損失。

3.2 底層框架柱箍筋加密區的范圍不能滿足

在設計中，設計人員要留意在GB 50011-2010建筑抗震設計規范中有規定：“底層柱，柱根處箍筋加密區的范圍應不小于柱凈高的1/3”，這是一新增加的規范要求，大多設計者可能都不太了解，以后設計過程中應該注意這個問題的解決。

3.3 框架梁上部縱筋端部水平錨固長度不能滿足

GB 50010—2010混凝土結構設計規范中有規定：“框架端節點的地方，一旦框架梁上部縱筋的水平直線段錨固長度不足的時候，應該向下彎曲并且伸到柱的外邊，控制好彎折前水平投影的長度一定要等于或者大于0.4L E”，一旦框架柱的截面尺寸在400 mm×400 mm以下的時候，框架梁就易出現問題，這就會埋下一個很嚴重的安全隱患。

對于以建筑框架結構設計中出現的問題，往往是設計者忽視的問題，只要設計者在設計之初能夠做好前期準備，重視這些問題，并按照國家規定來設計建筑，那么上述問題也就會隨之消失，建筑框架的結構也就會符合標準。

4、結語

文章主要闡述了建筑框架結構設計遵循的原則，從概念設計和構造設計方面分析了框架結構設計中存在的問題，并提出了解決對策與處理措施，從而保證框架結構設計滿足規范要求。自改革開放以來，我國經濟高速發展，建筑設計水平也在逐年提升，隨著建筑造型和建筑功能要求日趨多樣化，這就要求建筑框架結構設計在遵循原則下有更高層次的水平來滿足這些要求。

綜上所述，隨著經濟發展，我國的高層建筑數量必然會繼續上升，但從建筑質量安全的角度來講還需要引起重視。在高層建筑結構設計中要牢牢把握新時代的發展趨勢以及結構設計的新規范，做出合理的方案選擇，提高實際建筑的安全性能。工程設計人員要不斷革新自我的設計意識和理念，用認真負責的態度進行建筑結構設計，結合自身工作經驗，明確高層建筑結構設計的需求，設計出安全、出色，具有優秀品質的高層建筑。

參考文獻：

框架結構設計范文第2篇

關鍵詞: 框架結構設計存在問題 措施

1 基礎方面設計

1.1建造在斜坡上或邊坡附近的建筑物和構筑物,未驗算其穩定性。當設有一側或多側開口的地下室時,主體設計未考慮土壓力影響進行受力分析,并驗算整體建筑的抗傾覆和抗滑移穩定性。當地下水埋藏較淺,建筑地下室或地下構筑物存在上浮問題時,未進行抗浮驗算。

1.2建筑物在存在液化土層時,未對樁基礎抗震承載力進行驗算，未根據具體工程情況考慮樁側負摩阻力對基樁承載力的影響。

1.3樁基礎設計中,僅按豎向荷載作用進行布樁,未驗算彎矩作用下承臺底部邊樁的反力。

1.4抗拔樁設計時,樁身配筋量僅按強度要求進行計算,缺少裂縫寬度驗算,按裂縫寬度控制計算結果的配筋量遠大于按強度要求計算的配筋量,在設計中往往缺抗拔樁靜載試驗及其配筋做法等要求說明。有抗拔要求的承臺按一般樁基受壓的承臺配筋,承臺頂部受拉區未配筋,筏基基礎梁或地下室底板梁的受力方向與一般樓層面梁板不同,其梁配筋設計也采用平法表示但未附加圖示說明,存在安全隱患。

1.5 單柱單樁或垂直于兩樁連線方向的基礎梁設計中,未考慮平衡該方向柱腳在水平風荷載或地震作用下所產生彎矩因素,基礎梁兩端箍筋未按框架梁抗震構造要求設置箍筋加密區,基礎梁的上下主筋在樁臺內錨固長度與構造做法要求未加說明。樁身考慮承受上部結構傳來的彎矩作用時也未進行抗彎承載力計算,存在著抗震薄弱環節,給工程留下潛在的隱患。

1.6 淺基礎施工圖中經常未注明基槽開挖后應進行基槽檢驗的要求,樁基礎施工圖中經常未注明樁端持力層檢驗、施工完成后的工程樁進行豎向承載力檢驗的要求。

1.7 天然地基擴展基礎持力層或樁基持力層下面存在軟弱下臥層,有的工程既不進行沉降驗算,又不作軟弱下臥層地基承載力驗算。

1.8壓實填土地基處理問題,有的工程處于部分挖方、部分填方地段,填方地段采用壓實填土人工處理地基,其壓實填土地基的填料、施工、壓實填土的范圍以及壓實填土地基檢驗等均未提出具體要求說明,甚至未注明壓實填土的密實度要求和地基承載力特征值要求,壓實填土地基施工質量如何控制,其地基承載力能否達到設計要求等均存在疑義。

1.9 天然地基獨立基礎帶梁板式的地下室板設計中,地下室底板與柱下獨立基礎埋置于同一持力層上,結構計算中僅按上部結構荷載全部由柱下獨立基礎承擔,而地下室底板僅按一般地下室底板受荷情況進行設計,實際上整個地下室底板與柱下獨立基礎在上部荷載作用上,將會一起發生沉降變形共同受力,按上述計算原則進行設計,對底板而言是偏于不安全的,有可能會導致地下室底板承載能力不足而開裂。

2 地下室外墻設計

2.1地下室外墻配筋計算:有的工程外墻配筋計算中,凡外墻帶扶壁柱的,不區別扶壁柱尺寸大小,一律按雙向板計算配筋,而扶壁柱按地下室結構整體電算分析結果配筋,又未按外墻雙向板傳遞荷載驗算扶壁柱配筋。按外墻與扶壁柱變形協調的原理,其外墻豎向受力筋配筋不足、扶壁柱配筋偏少、外墻的水平分布筋有富余量。建議:除了垂直于外墻方向有鋼筋混凝土內隔墻相連的外墻板塊或外墻扶壁柱截面尺寸較大(如高層建筑外框架柱)之間外墻板塊按雙向板計算配筋外,其余的外墻宜按豎向單向板計算配筋為妥。豎向荷載(軸力)較小的外墻扶壁樁,其內外側主筋也應予以適應加強。外墻的水平分布筋要根據扶壁柱截面尺寸大小,可適當另配外側附加短水平負筋予以加強,外墻轉角處也同此予以適當加強。

2.2地下室外墻計算時底部為固定支座(即底板作為外墻的嵌固端),側壁底部彎矩與相鄰的底板彎矩大小一樣,底板的抗彎能力不應小于側壁,其厚度和配筋量應匹配,這方面問題在地下車道中最為典型,車道側壁為懸臂構件,底板的抗彎能力不應小于側壁底部。地下室底板標高變化處也經常發現類似問題:標高變化處僅設一梁,梁寬甚至小于底板厚度,梁內僅靠兩側箍筋傳遞板的支座彎矩難以滿足要求。地面層開洞位置(如樓梯間)外墻頂部無樓板支撐,計算模型和配筋構造均應與實際相符。車道緊靠地下室外墻時,車道底板位于外墻中部,應注意外墻承受車道底板傳來的水平集中力作用,該荷載經常遺漏。

2.3 地下室外墻在計算中,有的工程漏掉抗裂性驗算。

3 上部結構設計

3.1樓面計算荷載偏小或者局部隔墻計算荷載遺漏、構件設計截面尺寸或材料強度等級與計算不符,幾乎是每個工程都有發現的問題,主要是由于建筑、結構專業配合不密切以及設計和審核把關不嚴引起的。對該問題進行整改時往往要重新電算。

3.2 有的工程樓層面板電算配筋時,對邊梁的截面尺寸與跨度大小不加區分約束條件進行分析,一律按嵌固邊支座約束條件計算,其結果有的邊梁處板面支座負筋配的很多鋼筋,而板跨中和內跨支座板面負筋配筋不夠。設計跨度較大的懸挑板時,挑板所在的邊梁和內跨板設計時未考慮挑板傳來的彎矩作用也是常見的問題。

3.3對于一級框架和9度抗震設計的結構,抗震規范和高規均規定應根據梁的實際配筋面積進行強柱弱梁驗算,SATWE軟件計算時可輸入梁超配筋參數,梁實際配筋時應與此相符,即實配鋼筋不應大于計算量的與梁超配筋參數的乘積。有的工程框架支座負筋實配鋼筋面積比電算值多出很多,而梁的箍筋與柱子的配筋按電算配筋,其結果形成強梁弱柱、強彎弱剪,與抗震設計原則相違背，對抗震極為不利,且由于支座負筋面積增大之后,又使得梁支座負筋配筋率超過2.5%,梁的箍筋直徑又未增大2mm,反而帶來兩條違反強制性條文規定。

3.4地下室頂板室內外板面標高變化處,當標高變化超過梁高范圍時則形成錯層,未采取措施不應作為上部結構的嵌固部位,規范明確規定作為上部結構嵌固部位的地下室樓層的頂樓層的頂樓蓋應采用梁板結構,地下室頂板為無梁樓蓋時不應作為上部結構嵌固部位。結構計算應往下算至滿足嵌固端要求的地下室樓層或底板,但剪力墻底部加強區層數應從地面往上算,并應包括地下層。

4 框架結構設計時最經常發現的違反強制性條文的構造問題主要有:

普通鋼筋混凝土保護層厚度取值偏小;

板配筋不滿足受彎構件最小配筋百分率要求;

框架柱全部縱向鋼筋的配筋率偏小;

框架短柱(指剪跨比不大于2的框架柱,現有大部分計算軟件未提供剪跨比計算結果,現仍按框架柱的凈高是否大小柱截面高度的4倍判斷)未全高加密箍筋;

框架梁端縱向受拉鋼筋配筋率大于2.5%;

框架梁端縱向受拉鋼筋配筋率大于2.5%時,箍筋直徑未按要求增大2mm;

框架梁端截面的底面和頂面縱向鋼筋配筋量的比值偏小;

框架梁高小于400時加密區箍筋間距偏大(如采用@100,小于梁高的四分之一);

沿連梁全長箍筋的構造未按框架梁梁端加密區箍筋的構造要求采用;

外框筒梁和內筒連梁箍筋直徑小于10mm;

墻體水平分布鋼筋未要求作為連續梁的腰筋在連梁范圍內拉通連續配置;當連梁截面高度大于700mm時,其兩側面沿梁高范圍設置的縱向構造鋼筋的直徑小于10mm;對跨高比不大于2.5的連梁,梁兩側的縱向構造鋼筋(腰筋)的面積配筋率小于0.3%;

框支梁未沿梁高配置間距不大于200mm、直徑不小于16mm的腰筋;

框架結構設計范文第3篇

關鍵詞:多層建筑；異形柱框架結構；結構設計

Abstract: the structure and framework of special-shaped columns rectangular column frame structure design of the difference in the analysis framework of special-shaped columns of the structure design some difficult problems, such as the general rule of special-shaped columns, longitudinal reinforcement stirrup structure requirement analysis, and puts forward some Suggestions, and peer discussion.

Keywords: multi-storey building; Unusual column frame structure; Structure design

中圖分類號：TU318 文獻標識碼：A文章編號：

0前言

近幾年來,人們對房屋平面與空間布置的要求越來越高，從而對建筑設計布局有了新的要求。而且普通框架結構的露梁露柱對建筑平面與空間的分隔已越來越不能被房屋使用者所接受,因為它直接影響到室內家具的布置及空間的使用。異形柱框架結構是一種全新的結構體系。異形柱框架結構與傳統的框架結構體系相比，由于肢厚與填充墻基本等厚,解決了普通矩形柱框架結構在房間內露柱造成的使用上不便的問題，使用面積相應增加了許多，同時解決了磚混結構超高和大開間要求存在的技術問題,因此該結構受到了建筑師及廣大用戶的歡迎，并推廣應用。

1異形柱結構特點

1.1關于“一”形截面柱及“Z”形截面柱

在《規范》中未采用“一”形截面柱及“Z”形截面柱。“一”形柱正截面承載力方面兩主軸方向抗彎能力相差甚大，不論是在風荷載作用下還是在地震作用下結構中的柱一般都是受到兩個方向的彎矩同時作用，其受力后果可想而知；同時“一”形柱在雙向剪力作用下性能也不好，由《混凝土結構設計規范》(GB50010-2010)柱雙向受剪承載力計算公式可知，柱截面相鄰兩邊邊長相差越多,其斜向受剪承載力越低。如沿“一”形柱短邊方向有梁與其相連，則此梁柱節點的核心區面積只有柱厚乘梁寬這一小部分,顯然承受不了它受到的節點剪力。“Z”形截面柱與“一”形截面柱類似，即兩主軸方向抗彎能力相差甚大。

在工程設計中應避免采用“一”字形截面柱，可采用部分普通矩形截面柱代替。而對于工程中經常遇到需要做“Z”形柱的情況，在設計計算時較好的方法是在PMCAD輸入時將其按兩個“L”形柱來輸入并進行內力及配筋計算。因為“Z”形柱受力較大時易在中間肢劈開，劈開后（極限狀態）其受力接近于兩個“L”形柱，按兩個“L”形柱處理較為合理。

1.2關于異形柱各肢肢長

異形柱各肢肢長，可能相等，或不相等，但是提倡采用等肢異形柱。抗震設計時宜采用等肢異形柱，當不得不采用不等肢異形柱時,柱兩肢的肢高比不宜超過1.6,大于50 mm。試驗表明，異形柱的斜向受剪承載力較單肢軸向受剪高。天津大學較早進行的等肢“L”形、“T”形截面柱在單調荷載和低周反復荷載作用的試驗表明,異形柱的受剪承載力隨荷載作用方向而變化并呈梅花瓣形規律,從而得出異形柱截面柱抵御斜向受剪破壞的能力優于矩形截面柱的重要結論。為編制江蘇省地方標準(DB32/512-2002)東南大學進行的肢高不等的試件雙向受剪試驗表明,當異形截面柱兩肢肢高相近時，其受剪承載力亦大致服從梅花瓣形規律，但當兩肢肢高相差較大時，則服從橢圓規律。因此，具有一定的翼緣也是保證異形柱抵御斜向受剪破壞能力的需要。

1.2關于異形柱截面的肢高肢厚比

在《規范》中指出異形柱截面各肢的肢高肢厚比不大于4。研究表明，即使是同一種異型截面柱，當柱截面肢高肢厚比不同時，柱的性能會出現不同的差異，若異形柱截面各肢的肢高肢厚比控制在不大于4的范圍,則異形柱在偏心受壓狀態下的應變基本符合平截面假定,其力學性能符合柱的特性。需要指出的是，當截面肢高肢厚比在4~8范圍時，根據現行行業標準《高層建筑混凝土結構技術規程》(JGJ3-2010)的有關規定，此時應劃分為短肢剪力墻進行設計。

2異形柱設計

2.1縱筋構造要求

2.1.1縱筋的布置

對“L”形、“T”形和“十”字形截面雙向偏心受壓柱截面上的應變及應力分析表明：在不同的彎矩作用方向角時，截面任一肢端部的鋼筋均可能受力最大,為適應彎矩作用方向角的任意性，縱向受力鋼筋宜采用相同直徑;當軸壓比較大，受壓破壞時，在諸多彎矩作用方向角情形，內折角處鋼筋的壓應變可達到甚至超過屈服應變，受力也很大，同時還考慮此處應力集中的不利影響,所以內折角處也應設置相同直徑的縱向受力鋼筋。

異形柱肢厚有限,當縱向受力鋼筋直徑太大（d>25 mm），會造成粘結強度不足及節點核心區鋼筋的設置的困難。當縱向受力鋼筋直徑太小時（d

2.1.2縱筋的配筋率

異形柱肢端的配筋百分率按異形柱全截面面積計算。異形柱肢厚有限，柱中縱向受力鋼筋的粘結強度較差，因此將縱向受力鋼筋的總配筋率由對矩形柱不大于5%降為不應大于4%（非抗震設計）和3%（抗震設計），以減少粘結破壞和節點處鋼筋設置的困難。

2.2箍筋合理配置

異形柱柱端箍筋加密區的箍筋除應滿足受剪承載力計算要求外,尚應滿足體積配箍率條件以及根據異形柱本身特性確定的構造要求。

2.2.1箍筋間距與縱筋直徑之比s/d對縱筋壓曲的影響研究表明，箍筋間距與縱筋直徑之比s/d，是異形柱縱向受壓鋼筋壓曲的直接影響因素，s/d大，會加速受壓縱筋的壓曲；反之，則可延緩縱筋的壓曲，從而提高異形柱截面的延性。

2.2.2箍筋間距s、縱筋直徑d及體積配箍率ρV的合理調配在箍筋合理配置的研究中發現，當體積配箍率ρV相同時，采用較小的箍筋直徑d和箍筋間距s比采用較大的箍筋直徑d和箍筋間距s的延性好；只增大箍筋直徑來提高體積配箍率而不減小箍筋間距并不一定能提高異形柱的延性，只有在箍筋間距s對受壓縱筋支撐長度達到一定要求時，增大體積配箍率ρV，才能達到提高延性的目的。

2.3梁柱節點

節點是框架的梁柱相交區,需要承受上層柱柱端及本層梁梁端傳來的荷載并有效地傳遞到下柱中去。從而作用于節點區的邊界力-外力是梁端和柱端的彎矩、剪力、軸力有時甚至還有扭矩。因此，節點核心區處于十分復雜的受力狀態。而對于異形柱框架梁柱節點，則尚有另一正交外伸柱肢對核心區受剪作用的影響，更為錯綜復雜。

試驗研究和計算分析表明,節點是異形柱框架的薄弱環節,其受剪承載力遠低于截面面積相同的矩形柱框架梁柱節點。為確保安全，《規范》中要求，異形柱框架應進行梁柱節點核心區受剪承載力計算,同時應滿足相應的構造規定。《規范》中對于節點核心區的箍筋最大間距和最小直徑以及節點核心區配箍特征值和體積配箍率最小值的規定,是從構造上保證在豎向荷載、風荷載和地震作用下，對節點核心區混凝土提供必要的約束并具有基本的抗剪能力。

研究表明，梁端和柱端的彎矩、剪力、軸力、扭矩是通過鋼筋受拉及受壓傳遞到節點區的,通過混凝土受壓的力的傳遞，較易實現，但通過鋼筋受拉及受壓的力的傳遞，則必須依賴梁柱的縱向受力鋼筋的可靠錨固和粘結才能實現。因此保證梁柱縱向受力鋼筋在節點核心區中的可靠錨固和粘結十分重要。

3工程實例

某市住宅樓長28.3 m，寬12.9 m，建筑面積1 015 m2左右，住宅4層，層高3.0 m，最大建筑高度為15.4 m。該工程抗震設防烈度為7度，設計基本地震加速度為0.10g，設計地震分組為第二組,場地類別為三類。采用異形柱框架結構，異形柱框架抗震等級為三級。采用SATWE程序分析，各層間位移角見圖1，滿足規范對層間位移的規定;同時重視抗震

概念設計，加強構造措施。目前已竣工驗收交付使用，經觀察結構整體狀況良好。

地震作用下X方向最大層間移位角為1/2 111

X方向最大層間移位角曲線

地震作用下Y方向最大層間移位角為1/1 581

b)Y方向最大層間移位角曲線

圖1屋間位移角曲線

4結語

異形柱框架結構樓板在框架整體協同工作中起到的作用較矩形柱框架結構強，故建議采用整體現澆樓面結構，在樓梯間及開較大洞口部位設置矩形柱,角柱為異形柱時角柱邊樓板不宜開洞。對結構薄弱部位的樓板還應加厚并配置雙層鋼筋。

由于異形柱框架結構的角柱多為“L”形柱，在單向地震作用下，角柱受到雙向水平力的作用，由此產生的剪應力還伴隨較明顯的附加扭轉作用。而“L”形柱的附加扭矩相對“T”形及“十”字形柱明顯，故在實際工程設計中對異形柱特別是角柱僅考慮其受剪力作用是偏于不安全的。有限元分析表明其內折角還伴有明顯的應力集中現象。故在設計中應適當加強其抗剪及抗扭承載力。

參考文獻:

[1]孫超,姚堯.淺析異形柱框架結構設計中應該注意的問題[J].山西建筑,2010,(13).

[2]楊紀紅.有抗震要求的多層住宅異形柱框架結構設計及優化措施分析探討[J].中外建筑,2010,(04).

[3]潘鵬,李宏,張勇.異形柱設計小結[J].陜西建筑,2009,(01).

[4]梁啟雄,劉細林.異形柱結構體系抗震性能初探[J].茂名學院學報,2010,(01).

框架結構設計范文第4篇

關鍵詞：框架結構，設計 ， 建筑結構

Abstract: with the construction model and building the function requirement becoming more diverse, whether industrial structure or civil building, building frame structure design as the current used frequently in actual mode, has been widely used in all kinds of buildings.

Keywords: frame structure, design, building structure

中圖分類號：S611文獻標識碼：A 文章編號：

從大學畢業以后到現在入設計行業已經滿5個年頭，近些年建筑行業較火，設計任務多，這就需要我們設計師既要高效作圖的同時又要保證施工圖質量。在結構設計中遇到的各種難題也日益增多,因而作為一個結構設計者需要在遵循各種規范下大膽靈活的解決一些結構方案上的難點、重點。

一、建筑框架結構設計的說明

建筑框架結構設計是主要設計依據,抗震等級,人防等級,地基情況及承載力,防潮抗滲做法,活荷載值,材料等級,施工中的注意事項,選用詳圖,通用詳圖或節點,以及施工圖中未畫而通過說明來表達的信息。

1)建筑結構類型及概況,建筑結構安全等級和設計使用年限,建筑抗震設防分類、抗震設防烈度(設計基本地震加速度及設計地震分組),場地類別和鋼筋混凝土結構抗震等級、地基基礎設計等級、砌體結構施工質量控制等級,基本雪壓和基本風壓,地面粗糙度,人防工程抗力等級等。

2)設計±0.000標高所對應的絕對標高,持力層土層類型及承載力特征值,地下水類型及標高、防水設計水位和抗浮設計水位,地基液化,濕陷及其他不良地質作用,地基土凍結深度。

3)設計活荷載值。

4)混凝土結構的環境類別、材料等級、強度等級、材料性能(包括鋼材強屈比等性能指標)和施工質量的特別要求等。

5)受力鋼筋混凝土保護層厚度,結構的統一做法和構造要求,現行規范規程及標準圖選用,以及在施工圖中未畫出而通過說明來表達的信息。

6)建筑物耐火等級、構件耐火等級。

7)施工注意事項,如后澆帶設置、封閉時間及所用材料性能、施工程序、專業配合及施工質量驗收的特殊要求等。

二、建筑框架結構設計的原則與措施

(一)建筑框架結構設計原則

抗震驗算時不同的樓蓋及布置(整體性)決定了采用剛性、剛柔、柔性理論計算。抗震驗算時應特別注意場地土類別。框架結構應設計成雙向梁柱剛接體系,但也允許部分的框架梁搭在另一框架梁上。應加強垂直地震作用的設計。

雨蓬不得從填充墻內出挑。大跨度雨蓬、陽臺等處梁應考慮抗扭。考慮抗扭時,扭矩為梁中心線處板的負彎距乘以跨度的一半;框架梁、柱的混凝土等級宜相差一級;由于某些原因造成梁或過梁等截面較大時,應驗算構件的最小配筋率;出屋面的樓電梯間不得采用磚混結構;框架結構中的電梯井壁宜采用粘土磚砌筑,但不能采用磚墻承重。應采用每層的梁承托每層的墻體重量。梯井四角加構造柱,層高較高時宜在門洞上方加圈梁。因樓電梯間位置較偏,梯井采用混凝土墻時剛度很大,其它地方不加剪力墻,對梯井和整體結構都十分不利;建筑長度宜滿足伸縮縫要求,否則應采取措施。如:增大配筋率,通長配筋,改善保溫,鋪設架空層,加后澆帶等;柱子軸壓比宜滿足規范要求;當采用井字梁時,梁的自重大于板自重,梁自重不可忽略不計。周邊一般加大截面的邊梁;當建筑布局很不規則時,結構設計應根據建筑布局做出合理的結構布置,并采取相應的構造措施;當地下水位很高時,暖溝應做防水。一般可做u型混凝土暖溝,暖氣管通過防水套管進入室內暖溝。有地下室時,混凝土應抗滲,等級S6或S8,混凝土等級應大干等于C25,混凝土內應摻人膨脹劑。混凝土外墻應注明水平施工縫做法,一般加金屬止水片,較薄的混凝士墻做企El較難。

(二)建筑框架結構設計措施

在用PKPM軟件計算梁柱時,應盡量采用TAT或SATWE三維軟件。第一,計算結果更接近實際受力狀態,如地震力或風力是按抗側移剛度分配,而不是按框架的樓面從屬面積,還如從框架柱出挑的梁和從次梁出挑的梁,因次梁的支座(框架梁)發生下沉變形,內力重分布,從框架柱出挑的挑梁配筋將較大。第二,快速方便,三維軟件整體計算,不必生成單榀框架,再人工歸并,可整樓歸并。第三,TAT或SATWE還可以進行井式梁的計算,由于PKPM 軟件計算梁時僅按矩形計算,而井式梁的斷面較小,有可能超筋,此時可取出彎距再按T型梁補充計算,不必直接加大梁高。在繪制施工圖時,較大直徑的鋼筋連接宜用機械連接取代焊接,造價相差不大,但機械連接可靠并易干檢查。機械連接接頭位置可任意,但一次截斷的鋼筋不大于50%,接頭位置應錯開70d。

三、多層鋼筋混凝土框架結構設計

多層鋼筋混凝土框架結構是一種由梁和柱以剛接或鉸接相連接成承重體系的房屋建筑結構。多層鋼筋混凝土框架結構設計文件與圖紙是最主要的依據之一,全面理解設計文件,并規范進程加以實施,是結構方案的主要工作。全面理解設計意圖和設計要求,看懂容懂圖紙的每項內容,達到按圖紙施工的要求,對圖紙設計中存在的問題通過會審加以解決,對其遺誤交易糾正,是保證施工質量的前提,必須認真地組織與實施,該項工作由甲方或委托監理工程師進行。

根據設計文件和相關規范、規程、編制和審查施工組織設計。鋼筋混凝土框架結構由水平承重體系一各層樓蓋和屋蓋連接形成空間的整體結構體系。其中各平面鋼筋混凝土框架結構形成豎向承重體系,它們承受由樓蓋和屋蓋傳來的豎向和水平荷載并再傳給地基基礎。

做好多層鋼筋混凝土框架結構技術交底,根據設計要求和施工隊的技術素質狀況對其不熟悉的施工工藝過程,經批準實施的新工藝、新材料、新結構等,必須認真進行技術交底。明確各項工藝參數指標、操作方法、質量要求和檢測辦法,并認真的加以實施。

現澆式框架即梁、柱、樓蓋均為現澆鋼筋混凝土結構。現澆式多層鋼筋混凝土框架結構的整體性強、抗震性能好,因此在實際工程中采用比較廣泛。但現場澆筑混凝土的工作量較大。

預制裝配式框架是指梁、柱、樓板均為預制,通過焊接拼裝連接成的多層鋼筋混凝土框架結構。其優點是構件均為預制,可實現標準化、工廠化,機械生產。因此,施工速度快、效率高。但整體性較差,抗震能力弱,不宜在地震區應用。

現澆預制框架是指梁、柱、樓板均為預制,在預制構件吊裝就位后,對連接節點區澆筑混凝土,從而將粱、柱、樓板在連成整體多層鋼筋混凝土框架結構。現澆預制框架既具有較好的整體性和抗震能力,又可采用預制構件,減少現場澆筑混凝土的工作量。因此它兼有現澆式框架和裝配式框架的優點。

框架結構設計范文第5篇

關鍵詞：框架結構；原則；問題；設計

20世紀90年代以后，隨著我國鋼材量的不斷提高，鋼一混凝土組合結構在建筑行業得到了迅速發展，隨著建筑造型和建筑功能要求日趨多樣化，無論是工業建筑還是民用建筑，在結構設計中遇到的各種難題也日益增多，因而作為一個結構設計者需要在遵循各種規范下大膽靈活的解決一些結構方案上的難點、重點。

一、框架結構設計原則

1、剛柔并濟

合理的建筑結構體系應該是剛柔相濟的。結構太剛則變形能力差，強大的破壞力瞬間襲來時，需要承受的力很大，容易造成局部受損最后全部毀壞；而太柔的結構雖然可以很好的消減外力，但容易造成變形過大而無法使用甚至全體傾覆。結構是剛多一點好，還是柔多一點好?剛到什么程度或柔到什么程度才算合適呢?我個人認為剛多點使工程不經濟，造成造價過高，而且應變能力差。柔多一點雖然造價便宜但是必然產生變形以適應外力，太柔的結果必然是太大的變形.甚至會導致立足不穩而失去根本。這些問題歷來都是專家們爭論的焦點，現今的規范給出的也只是一些控制的指標，但無法提供精確答案。

2、多道防線

安全的結構體系是層層設防的，災難來臨，所有抵抗外力的結構都在通力合作，前仆后繼。這時候，如果把“生存”的希望全部寄托在某個單一的構件上，是非常非常危險的。如土建結構中多肢墻比單片墻好，框架剪力墻比純框架好等等，就是體現了多道防線的設計思路。

3、抓大放小 在框架結構結構體系中具有“強柱弱粱”、“強剪弱彎”等的說法也是鋼結構設計中非常重要的概念。有人問：為什么不是“強柱強梁”“強剪強彎”呢?為什么所有構件都很強的結構體系反而不好，甚至會有安全隱患呢?這里面首先包含著一個簡單的道理：絕對安全的結構是沒有的。簡單地說，雖然整個結構體系是由各科，構件協調組成一體，但各個構件擔任的角色不盡相同，按照其重要性也就有輕重之分。一旦不可意料的破壞力量突然襲來，各個構件協作抵抗的目的，就是為了保住最重要的構件免遭摧毀或者至少是最后才遭摧毀，這時候犧牲在所難免，讓誰犧牲呢?明智之舉是要讓次要構件先去承擔災難。“寧為玉碎，不為瓦全”，如果平均用力，可能會“玉石俱粉”，損失則更大矣!在鋼框架結構中，柱倒了，粱會跟著倒；而梁倒了，柱還可以不倒的。可見柱承擔的責任比梁大，柱不能先倒。為了保證柱是在最后失效，我們故意把梁設計成相對薄弱的環節，使其破壞在先，以最大限度減少可能出現的損失。如果梁柱等同看待，企圖讓他們都“堅不可摧”，則可能會造成同時破壞，后果會更糟糕，損失會更大。 所以關鍵時刻要分清主次，抓大放小，也就是要取大舍小。有舍才有得，舍是為了得。

4、打通關節 理想的結構體系當然是渾然一體的一也就是沒有任何關節的，這樣的結構體系使任何外力都能迅速傳遞和消減。基于這個思路，設計者要做的就是要盡可能地把結構中各種各樣的關節“打通”，使力量在關節處暢通無阻。中醫上云：“通則不痛，痛則不通”，結構就像一個人，氣穴若不能暢通，癥結和隱患就會產生。在設計的四項基本原則中，“剛柔相濟”，“多道防線”，“抓大放小”是設計概念中的戰略問題，但要想得讓這些戰略思想得以實現，靠的是“打通關節”這個原則作為保證的，結構設計的具體操作，最后全都歸到“打通關節”的貫徹和實施上來。 打通關節保持平衡的目的其實就是使其永遠處于原始的靜態，當力量不能暢通時，構件與構件之間，構件的組成元素與元素之間的靜態平衡一旦被破壞，結構變成機動，“動”即是死，即為終結。可見設計者是協調者，其任務是讓所有互不相關的靜態構件相聚之后依然處于靜態(也就是使其保持常態)，或者是處在相對的靜態之中。其實處理和成就世間萬物，必須使動為動，靜為靜，才能平衡：必須動者動之，靜者靜之，才能持久；必須知其本源，施以規則，順之導之，才能達至繁榮昌盛。一切的一切，以順應自然為始，達到平衡為終，諸多規則，只是手段，只為平衡，只為暢通。二、應從概念設計上著手注意幾個問題1、關于強柱弱梁節點。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。

2、關于“強剪弱彎”措施；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、注意構造措施。①對于大跨度柱網的框架結構，在樓梯間處的框架柱由于樓梯平臺梁與其相連，使得樓梯間處的柱可能成為短柱，應對柱箍筋全長加密。這一點，在設計中容易被忽視，應引起重視。②對框架結構外立面為帶形窗時，因設置連續的窗過梁，使外框架柱可能成為短柱，應注意加強構造措施。③對于框架結構長度略超過規范限值，建筑功能需要不允許留縫時，為減少有害裂縫(規范規定裂縫寬度小于0.3into)，建議采用補償混凝土澆筑。采用細而密的雙向配筋，構造間距宜小于150mm，對屋面宜設置后澆帶，后澆帶處按構造措施宜適當加強。④其它構造措施限于篇幅，這里不再贅述，請詳見新規范。三、設計構造方面的問題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0.6％、0.5％，0.4％。”設計中經常被忽視，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施，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1／3”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2mm.”在目前設計中，這一規定常被忽視，造成梁端延性不足。