框架设计范文第1篇

该楼一层层高为4.2m，二至四层层高均为3.0m，五层层高为3.6m，房屋总高度为16.8m。原设计(1－9)－(A－B)轴间作为办公、会议室使用，(4－9)－(B－C)轴间为过道。该楼主要柱网尺寸为3.6m×7.2m及3.6m×2.25m;(A)轴及(B)轴一层框架柱截面尺寸均为500mm×500mm，二至五层框架柱截面尺寸均为450mm×450mm;(C)轴一至五层框架柱截面尺寸均为300mm×300mm;二至屋面层横向框架梁截面尺寸均为250mm×600mm;二至五层(A)轴及(B)轴框架梁截面尺寸为250mm×600mm，(C)轴框架梁截面尺寸为200mm×600mm;屋面层(A)轴及(B)轴框架梁截面尺寸为250mm×400mm，(C)轴框架梁截面尺寸为200mm×400mm;一层(7－8)轴间布置有钢筋混凝土墙。房屋结构平面示意图详见(图1至图4)。

2房屋结构分析

2.1原结构设计信息该楼原设计柱、梁、板混凝土强度等级均为C20，柱、梁主筋均采用HRB335级钢筋，箍筋均采用HPB235级钢筋。全楼柱、梁箍筋均采用Φ6@100/200。2.2结构现状调查结果由某检测公司出具该楼的检测报告表明，该楼现状一层柱及二层柱混凝土强度等级可达到C30，三层柱混凝土强度等级可达到C25，四至五层柱混凝土强度可达到C20，二至四层梁混凝土强度等级可达到C25，五至屋面层梁混凝土强度等级可达到C20。柱网尺寸及各层层高均符合原设计图纸要求;柱梁结构布置、截面尺寸、钢筋数量、钢筋直径及箍筋间距基本符合原设计图纸要求。2.3结构承载力验算采用中国建筑科学研究院编制的PKPM系列软件，结合该楼现状及委托方提供的改造方案对该楼改造后的上部结构进行承载力验算。计算时，楼面恒荷载根据板厚及改造方案中的二次装修的实际做法取值，楼面活荷载档案室取为5.0kN/m2，其余楼面活荷载取为2.0kN/m2，不上人屋面活荷载取为0.5kN/m2;由于检测报告中柱、梁混凝土构件抗压强度未全数检查，故混凝土抗压强度仍按原设计C20进行取值;其余计算参数均按规范要求进行取值。根据结构电算结果结合该楼现状的检测报告及设计图纸进行核对，结果表明:全数一层及二层柱构件、三至五层(A)轴及(B)轴柱构件实际配筋不满足电算结果;部分二至五层横向框架梁及三至五层(A)轴及(B)轴框架梁构件实际配筋不满足电算结果;二至五层(A－B)轴间板构件实际配筋均不满足电算结果.

3加固处理

该楼由于使用荷载由原设计2.0kN/m2增加为5.0kN/m2，使用荷载大幅度增加，致使全楼柱、梁、板构件的承载力大范围的不足，需全面进行加固。该楼加固处理难度较大，在进行加固设计前，首先应该考虑的是尽量降低上部结构的荷载，可以从以下两方面出发:①建议委托方降低使用荷载;②建议委托方采用更为轻质的墙体材料及楼面装饰材料。在加固设计时，要先确定楼板的加固方案，再确定框架柱、梁的加固方案，同时应尽量避免增加各自的负重，增加加固工程量及加固难度。3.1楼板加固处理该楼二层仅(7－8)－(A－B)轴间楼板较大，其余楼板均较小，故在(7－8)－(2/A－B)轴间楼板增设一道次梁，对二层楼板采用板面增大截面进行加固，同时对板底不满足构造配筋要求的楼板采用板底粘贴碳纤维布进行构造补强。三至五层(A)轴与(B)轴间楼板较大，若直接采用增大截面加固，板厚需增厚较多，荷载相应也增加较多，反而会加重框架柱梁的负担，因此，对每块大板采用增设3道次梁将其分解为4块小楼板进行加固，同时对增设次梁处的板面支座采用粘贴钢板进行加固补强，对板底采用粘贴碳纤维布进行加固补强。加固后梁、板结构平面示意图详见(图5，图6)。3.2框架加固处理3.2.1加固处理分析在对框架柱、梁进行加固设计时，若对所有不满足电算结果的柱、梁构件直接采用增大截面或外包钢进行加固，加固工程量大且费用较高。我们注意到该楼(C)轴一至五层框架柱截面尺寸均为300mm×300mm，不符合现行《建筑抗震设计规范》(GB50011－2010)第6.3.5条三级抗震且超过2层时框架柱截面宽度和高度不宜小于400mm的规定;全楼柱、梁箍筋直径均采用6mm，不符合现行《建筑抗震设计规范》(GB50011－2010)第6.3.3.3及6.3.7.2条三级抗震箍筋最小直径为8mm的规定。为使房屋的结构符合现行设计规范，利用该楼一层已有的钢筋混凝土墙，改变结构体系，将该楼框架结构转变为框架抗震墙结构。该楼位于7度抗震设防区，房屋总高度为16.8m，根据现行《建筑抗震设计规范》(GB50011－2010)第6.1.2条7度抗震设防高度不大于24m的框架抗震墙结构的框架抗震等级为四级。从而使(C)轴框架柱截面尺寸符合现行《建筑抗震设计规范》(GB50011－2010)第6.3.5条四级抗震框架柱截面宽度和高度不宜小于300mm的规定;使框架柱、梁的箍筋直径满足现行《建筑抗震设计规范》(GB50011－2010)第6.3.3.3及6.3.7.2条四级抗震箍筋最小直径为6mm的规定。3.2.2增设抗震墙加固处理由于改造使用功能的限制，房屋仅能在(1)轴、(5)轴及(9)轴间增设横向抗震墙，且仅能在(2、3、4)－(B)轴及(6、7)－(B)轴柱处增设纵向抗震墙。通过反复验算分析，最终在该楼一至五层的(1)轴、(5)轴及(9)轴间增设横向抗震墙，在一至五层(B)－(3－4)轴间增设纵向抗震墙，在规定的水平力作用下，使房屋底层框架部分所承担的地震倾覆力矩小于结构总地震倾覆力矩的50%。加固后柱、墙结构平面示意图详见(图7，图8)。4.2.3框架柱、梁加固处理增设抗震墙后，框架柱、梁的内力大大减小，柱的主筋配置均满足承载力要求，仅对少数几根梁面支座配筋不足的梁构件采取粘贴钢板进行加固补强;对箍筋配置不满足要求的柱构件采取粘贴环形碳纤维布箍进行加固补强;对箍筋配置不满足要求的梁构件采取粘贴U形碳纤维布箍进行加固补强。

4地基基础分析

由于上部结构的使用荷载大幅度增加，故需对基础及地基的承载力进行验算。该楼采用主梁为桁架式筏板基础，基础刚度较大，通过验算，基础的承载力满足要求。根据加固改造后的上部结构传给基础的内力，对原设计地基承载力进行验算结果表明，地基承载力满足改造后上部结构的使用要求。

5后续使用年限

框架设计范文第2篇

【关键词】多层框架结构；结构设计；计算

一、 框架结构方案构思时应注意的问题

在设计人员进行钢筋混凝土框架结构设计之前，要先做好一定的工作准备，根据不同的材料和要求，综合全面考虑，以保证设计方案的科学性、合理性、经济性和可行性。一般在进行框架结构方案构思的过程中，需要注意以下几点问题：① 从力学观点看，在民用和公共建筑的平面布局中，应当尽量保证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矩，可以使各跨梁截面趋于一致，从而提高结构的整体刚度。②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。 ③ 框架结构的传力路线应简捷明了。一般来说，在相同的荷载作用下，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。

二、在概念设计上需要注意的问题

1、关于强柱弱梁节点

由于在当前多层建筑结构设计中，对地震的影响因素考虑的都不太周全，使得在地震来临时，建筑物会出现各种问题与故障，这也是当前建筑结构形式中的主要缺陷。这种缺陷和问题是以梁柱节点在设计中存在问题为主要影响形式和影响因素的。在设计过程中，需要对各个梁端和截面进行控制以及对抗弯能力进行处理，这是当前钢筋混凝土框架结构设计的关键，更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”，保证柱不被压溃的关键控制措施。当建筑许可时，尽可能的将柱的截面尺寸设计的大些，并控制柱的轴压比要满足规范要求，以增加延展性。在进行截面承载力验算时，将柱的设计弯矩按强柱弱梁原则调整放大，加强柱的配筋。框架梁加密区箍筋肢距应满足混凝土结构设计规范的要求。

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，使这些部位的结构在遭遇地震的过程中能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。

3、注意构造措施

对于大跨度柱网的框架结构，在楼梯间处的框架柱因楼梯平台梁与其相连，使得楼梯间处的柱有可能会成为短柱，在设计中要对柱箍筋全长加密。这一点，在设计中容易被忽视，应引起重视。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，再设计中我们要特别考虑到这点，只有通过这种细节的把握才能进一步完善方案，确保建筑物的寿命和抗灾害能力。

三、结构计算的要点

1、计算简图的处理

在结构计算中，计算简图选取的正确与否，直接影响到计算结果的准确性，其中比较典型的是基础梁的处理。一般情况下，基础梁设置在基础高度范围内，作为基础的一部分，此时结构的底层计算高度应取基础顶面至一层楼板顶面的高度。基础梁仅考虑承担上部墙体荷载，构造满足普通梁的要求即可。当按规范要求需设置基础拉梁时，其断面和配筋可按构造设计，截面高度取柱中心距的1/12～1/18，纵向受力钢筋取所连接的柱子的最大轴力设计值的10%作为拉力来计算。但是，当基础埋深过大时，为了减少底层的计算高度和底层的位移，设计者往往在±0.000以下的某个适当位置设置基础拉梁。

2、结构计算参数的选取

2.1 设计基本地震加速度值

《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）中规定：抗震设防烈度为7 度时，设计基本地震加速度值分别为0.1g 和0.15g 两种，抗震设防烈度为8 度时，设计基本地震加速度值分别为O.2g 和0.3g 两种。计算中应严格注意地震区的划分，选取正确的设计基本地震加速度值，这一项对地震作用效应的影响极大。

2.2 结构周期折减系数

框架结构由于填充墙的存在，使结构的实际刚度大于计算刚度，计算周期大于实际周期，因此，算出的地震作用效应偏小，使结构偏于不安全，因而对结构的计算周期进行折减是必要的。

2.3 活荷载的最不利布置

多层框架，尤其是活荷载较大时，是否进行活荷的最不利布置对计算结果影响较大。即使选用程序中给定的梁设计弯矩放大系数，也不一定能反映出工程的实际受力情况，有可能造成结构不安全或过于保守。考虑目前的计算机计算速度都比较快，作者建议所有工程都应进行活荷载的最不利布置计算。

3、独立基础设计荷载取值

钢筋混凝土多层框架房屋多采用柱下独立基础，《抗震规范》（GB50011-2010）第4.2.1 条指出，当地基主要受力层范围内不存在软弱粘性土层时，不超过8 层且高度在24m 以下的一般民用框架房屋或荷载相当的多层框架厂房，可不必进行地基和基础的抗震承载力验算。这就是说，在8 度以下地震区，大多数钢筋混凝土多层框架房屋可不必进行地基和基础的抗震承载力验算。但这些房屋在基础设计时应考虑风荷载的影响。因此，在钢筋混凝土多层框架房屋的整体计算分析中，必须输入风荷载，不能因为在地震区高层建筑以外的一般建筑风荷载不起控制作用就不输入。

另一种情况是，在设计独立基础时，作用在基础顶面上的外荷载（柱脚内力设计值）只取轴力设计值和弯矩设计值，无剪力设计值，或者甚至只取轴力设计值。以上两种情况都会导致基础设计尺寸偏小，配筋偏少，影响基础本向和上部结构的安全。

4 设计构造方面的问题

4.1 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）中6.3.10条规定的“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。

4.2底层框架柱箍筋加密区范围应满足《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1/3”。

四、结束语

随着科学技术的发展，建筑工程的设计方案更加合理，但是对于建筑结构设计中，一些不可忽视的问题仍然需要我们足够的重视，通过对本文的分析，让我们在多层框架结构的设计中，多了一份细心，多了一份了解，为此使得设计更加合理。

参考文献

[1]邓贞永. 框架结构设计中几个问题分析[J]. 黑龙江科技信息. 2008（17）

[2]谢雨君. 框架结构设计要点分析[J]. 科技信息（科学教研）. 2008（04）

[3]李卓伦. 浅谈钢筋混凝土多层框架结构设计[J]. 中国城市经济. 2011（02）

框架设计范文第3篇

关键词：框架结构　结构设计　计算简图　抗震构造

钢筋混凝土框架结构以抗震性能好著称，其主要由梁和柱组成，这种结构具有较强的灵活性，有利于平面布置，是目前主流的建筑结构之一，得到了广泛的应用。但是这种建筑结构在设计时如果不加以注意，其后果和影响也比较严重。随着建筑造型和建筑功能要求日趋多样化,无论是工业建筑还是民用建筑,建筑框架结构设计作为现行比较常用的实际模式,已经广泛应用在各类建筑中。

1、框架计算简图的确定

没有地下室的多层框架房屋，一般来说基础埋的较深，对于不同的深浅度，要有不同的设计。在基础埋的比较深的时候，为了增加房屋底部的整体性，减小位移有时在±0.000附近设置基础连系梁。将基础连系梁以下的部分看作底层，层高H取基础顶面至连系梁顶面的高度，而把实际建筑的底层作为第二层考虑，层高H取连系梁顶层至一层楼面高度。基础埋深较浅时现浇的框架结构梁柱刚接，计算简图的确定主要是确定底层柱的计算长度。根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010(以下简称《结构规范》)第6.2.20条规定：一般多层房屋中梁柱为刚接的框架结构，底层柱的计算长度取基础顶面到一层楼盖顶面的高度H，装配式框架取1.25H。对于带地下室的多层框架结构，合理确定上部结构的嵌固位置是一个关键问题。《结构规范》和《建筑抗震设计规范》GB50011-2010(以下简称《抗震规范》)，都没有明确地提出具置，需要具体问题具体分析。对于能够满足《抗震规范》第6.1.14条规定的地下室结构或采用箱型基础时，可将地下室顶作为框架上部结构的嵌固位置，在利用PKPM软件进行设计时，楼层总数仅输入地下室以上的实际层数，底层的层高H取实际层高。这样计算出的地震作用与实际情况较为接近。对于不能满足《抗震规范》第6.1.14条规定的地下室结构或者采用筏板式基础时，嵌固位置最好取在基础顶面。此时，利用电算进行楼层组合时，总层数应为实际的楼层数加上地下室的层数。

2、钢筋混凝土保护层厚度的取值

混凝土保护层在保护钢筋不受锈蚀方面起着重要作用，能够有效保证钢筋的粘结锚固性能，对于构件的耐久性和钢筋的受力性能影响比较大。《结构规范》规定，保护层厚度计算应由最外层钢筋开始计算，梁柱保护层计算需考虑由箍筋及构造筋边开始计算至混凝土表面的距离。实际工作中设计人员的不重视，常会出现以下问题：1)主梁与次梁交叉处、主梁、次梁和板的钢筋关系处理不明确，造成板负筋保护层厚度不足或构件有效截面高度损失，直接影响到构件的安全性;2)地上部分与地下部分的柱因所处的环境条件不同，根据规范要求，应采取不同的保护层厚度。 因此，设计时应注意：1)正确处理构件内各类钢筋的相互关系，按钢筋的正确位置确定构件内钢筋的保护层厚度及构件有效截面高度，并进行构件的截面设计。正确区分同一构件所处的环境条件，区别对待不同环境下的混凝土保护层厚度。地下部分的柱可将其断面加大，满足其保护层厚度的要求，同时保证柱钢筋上下位置的一致性，满足钢筋受力要求。

3、框架结构抗震构造措施

3.1、梁的设计

设计梁要注意梁度差，当梁度差较小时，两高也要与之相同。如果梁底与窗定的尺寸相差的小，大粱的高度就该与窗顶一致．外部的框架梁尽梁尽量保持外皮与住外皮的一 平。有次梁的时候，尽量使主梁和次梁分开，以免引起主次梁的抗扭。 使抗扭的纵箍筋增加。上梁纵筋的间距在满足抗裂的同时．也要注意 将梁端头的箍筋加密。小面积的梁及框架梁，上下部的纵筋避免支座 搭接。由于挑梁在总负荷中所占的比例较小。将挑粱变成截面不能够 有效的减轻自重，变截面梁时，其挠度也大于截面梁。如果挑梁的端部有次梁，要注意对其加固。一般情况下。只有当剪承载力不足时，挑梁根部才可以加斜筋。挑梁配筋必须留有空间．而就大梁而言．在梁的下部必须配置受压钢筋来减少挠度。为了保证梁的变形能力，使框架结构具有较好的抗震性能，梁端纵向受拉钢筋的配筋率应能使梁端截面的受压区相对高度满足以下要求：一级框架≤0.25ho;二、三级框架≤0.35ho，同时，纵向受拉钢筋的配筋率不应大于2.5%。为了保证梁有足够的延性，提高塑性铰区压区混凝土的极限压应变值，并防止在塑性铰区内最终发生斜裂缝破坏，在梁端纵筋屈服范围内加密封闭式箍筋，对提高梁的变形能力十分有效。同时，为了防止压筋过早压曲，应严格遵照《抗震规范》限制箍筋的间距。

3.2、柱的设计

柱的设计主要从三个方面阐述，分别是柱截面尺寸、柱纵向钢筋的配置、柱的箍筋。柱的平均剪应力太大，会使柱产生脆性的剪切破坏。平均压应力或轴压比太大会使柱产生混凝土压碎破坏，为了使柱有足够的延性，柱截面尺寸应符合以下要求：柱截面的长边应小于柱净高的1/4；且矩形截面柱，抗震等级为四级或层数不超过2层时，其最小截面尺寸不宜小于300mm，一、二、三级抗震等级且层数超过2层时不宜小于400mm；圆柱的截面直径，抗震等级为四级或层数不超过2层时不宜小于350mm，一、二、三级抗震等级且层数超过2层时不宜小于450mm；柱截面长边与短边的边长比不宜大于3；当剪压比保持较低时，可获得较好的延性，为此柱端截面的平均剪应力一般宜小于3N/mm。

为了保证柱有足够的延性，柱的最小配筋率必须满足《抗震规范》要求;纵向钢筋的接头，一级框架应采用焊接接头;二级宜采用焊接接头，而底层柱根应焊接;三级可采用搭接，而底层柱根宜焊接;直径大于32mm的钢筋必须采用焊接。在纵向钢筋连接区段内宜加密箍筋，防止纵向钢筋的压曲，增加粘结度。

在地震力的反复作用下，柱端钢筋保护层往往首先碎落，这时，如无足够的箍筋约束，纵筋就会向外膨曲，柱端破坏。箍筋对柱的核心混凝土起着有效的约束作用，提高配箍率可以显著提高受压混凝土的极限压应变，从而有效增加柱的延性。因此设计人员应遵照《抗震规范》对框架柱的箍筋构造要求。

4、结论

总之，以上提出的都是些框架结构设计中出现的易疏忽的问题。一旦处理不好或计算过程中未加考虑便会导致结构不合理，甚至结构不安全。设计人员在精于结构电算分析的同时，更应注意到以上所提到的在设计过程中碰到的类似问题，使施工图的设计更完善，保证结构的安全。

参考文献：

[1]宋益斌．框架结构设计中的力学问题解析[J]．新疆化工．2010．(01)．

框架设计范文第4篇

关键词:框架结构；计算简图；框架柱；抗震等级

中图分类号：TU984 文献标识码：A 文章编号：

钢筋混凝土框架结构以抗震性能好著称，其主要由梁和柱组成，这种结构具有较强的灵活性，有利于平面布置，是目前主流的建筑结构之一，得到了广泛的应用。但是这种建筑结构在设计时如果不加以注意，其后果和影响也比较严重。随着建筑造型和建筑功能要求日趋多样化,无论是工业建筑还是民用建筑,建筑框架结构设计作为现行比较常用的实际模式,已经广泛应用在各类建筑中。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。本文从几个方面提出了这些问题，并给出了解决措施。

1 框架计算简图的确定

没有地下室的多层框架房屋，一般来说基础埋的较深，对于不同的深浅度，要有不同的设计。在基础埋的比较深的时候，为了增加房屋底部的整体性，减小位移有时在±0.000附近设置基础连系梁。将基础连系梁以下的部分看作底层，层高H取基础顶面至连系梁顶面的高度，而把实际建筑的底层作为第二层考虑，层高H取连系梁顶层至一层楼面高度。基础埋深较浅时现浇的框架结构梁柱刚接，计算简图的确定主要是确定底层柱的计算长度。根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010(以下简称《结构规范》)第6.2.20条规定：一般多层房屋中梁柱为刚接的框架结构，底层柱的计算长度取基础顶面到一层楼盖顶面的高度H，装配式框架取1.25H。对于带地下室的多层框架结构，合理确定上部结构的嵌固位置是一个关键问题。《结构规范》和《建筑抗震设计规范》GB50011-2010(以下简称《抗震规范》)，都没有明确地提出具置，需要具体问题具体分析。对于能够满足《抗震规范》第6.1.14条规定的地下室结构或采用箱型基础时，可将地下室顶作为框架上部结构的嵌固位置，在利用PKPM软件进行设计时，楼层总数仅输入地下室以上的实际层数，底层的层高H取实际层高。这样计算出的地震作用与实际情况较为接近。对于不能满足《抗震规范》第6.1.14条规定的地下室结构或者采用筏板式基础时，嵌固位置最好取在基础顶面。此时，利用电算进行楼层组合时，总层数应为实际的楼层数加上地下室的层数。

2 振型组合数的合理选取

应按以下规则选取：对于较高层建筑，当不考虑扭转耦联时，振型数应不小于3；当振型数多于3时，宜取为3的倍数(由于程序按3个振型一页输出)，但不能多于层数。当房屋层数不大于2时，振型数可取层数。对于不规则建筑，当考虑扭转耦联时，振型数应不小于9，但不能超过结构层的3倍，只有定义弹性楼板且按总刚分析法分析时，才可以取更多的振型。建筑抗震设计规范在条文说明中明确指出：振型数可以取振型参与质量达到总质量90％所需的振型数。目前许多程序已有这种功能，这是一个重要指标。如：对于某一建筑，选取的振型数为15，但振型参与质量系数只有50％ ，说明振型数取得不够，可能由于此建筑过于复杂或由于某些杆件不连续导致局部震动引起的，应仔细复核。

3 结构计算方面

3.1 计算简图的处理

结构计算中，计算简图选取的正确与否，直接影响到计算结果的准确性，其中比较典型的是基础梁的处理。一般情况下，基础梁设置在基础高度范围内，作为基础的一部分，此时结构的底层计算高度应取基础顶面至一层楼板顶面的高度。基础梁仅考虑承担上部墙体荷载，构造满足普通梁的要求即可。当按规范要求需设置基础拉梁时，其断面和配筋可按构造设计，截面高度取柱中心距的1／12～1／18，纵向受力钢筋取所连接的柱子的最大轴力设计值的10％作为拉力来计算。

3.2 结构计算参数的选取

3.2.1 设计基本地震加速度值

健筑抗震设计规范》(GB5001I一2001)中规定：抗震设防烈度为7度时，设计基本地震加速度值分别为0．1g和0．15g两种，抗震设防烈度为8度时，设计基本地震加速度值分别为0．2g和0．3g两种，这与89规范差别较大。计算中应严格注意地震区的划分，选取正确的设计基本地震加速度值，这一项对地震作用效应的影响极大。

3.2.2 结构周期折减系数

框架结构由于填充墙的存在，使结构的实际刚度大于计算刚度，计算周期大于实际周期，因此，算出的地震作用效应偏小，使结构偏于不安全，因而对结构的计算周期进行折减是必要的。折减系数可根据填充墙的材料及数量选取0.7～0.9。

3.2.3 梁刚度放大系数

SATWE或TAT等计算软件的梁输入模型均为矩形截面，未考虑因存在楼板形成T型截面而引起的刚度增大，造成结构的实际刚度大于计算刚度，算出的地震剪力偏小，使结构偏于不安全。因此计算时应将梁刚度进行放大，放大系数中梁取2.0、边梁取1.5为宜。

3.2.4 活荷载的最不利布置

多层框架，尤其是活荷载较大时，是否进行活荷的最不利布置对计算结果影响较大。即使选用程序中给定的梁设计弯矩放大系数，也不一定能反映出工程的实际受力情况，有可能造成结构不安全或过于保守。考虑目前的计算机计算速度都比较快，笔者建议所有工程都应进行活荷载的最不利布置计算。

4 加强短柱设计意识

抗震设计中要求构件具有一定的延性，破坏时尽可能成延性，但对于短柱，其破坏形式一般为剪切破坏或纵筋的粘结滑移破坏，均属脆性破坏，所以设计时应尽量避免短柱的出现。然而实际工程中，由于楼板错层、楼梯间平台梁、层高较低等客观条件的制约仍然会出现一些短柱，这就需要设计者予以充分的重视并采取相关措施。

首先短柱在图纸中应以醒目的表示提醒施工人员。另外， 以往一直采用的箍筋沿短柱全长加密以防止剪切破坏的措施经震害证明仍有不妥之处，而采用复合矩形螺旋箍筋和高强复式螺旋箍筋不仅可有效地提高柱子的抗剪承载力，而且可以加强对混凝土的约束，提高其抗压承载力，改善短柱的抗震性能。

5 框架配筋问题

5.1 框架边柱柱顶配筋问题

对于框架结构的高层建筑，水平荷载对结构的倾覆力矩以及由此在竖向构件中所引起的轴力与建筑高度的平方成正比；顶点位移与建筑高度的4次方成正比。水平荷载是结构设计中的控制因素。框架顶层的风荷载较大，而屋面结构荷重传给边柱的轴向总力比楼层边柱总力要小，显然柱顶有大偏心问题，顶层边柱节点出现轴向力对截面重心的偏心距>0．5倍的柱截面高度(e。>0.5 h)。根据框架结构的构造要求，横梁上部钢筋应全部伸入柱内，且伸过横梁下边 ；柱内一部分钢筋伸到顶端，另一部分钢筋伸到横梁内，其根数依据计算确定且不少于2根。设计人员在图中经常容易将边柱柱角的钢筋弯入梁内，对这类问题，缺乏实践经验的工程技术人员不易立即发现，而要等施工时才会察觉。问题的症结在于柱宽大于梁宽，柱角的纵筋要完全伸入梁内是办不到的，对这种差错应引起设计人员的重视。

5.2 框架外挑梁配筋问题

由于占地面积的限制、使用功能的要求或结构上的原因，工程上常在框架的梁端设计挑梁。由于框架梁的荷载与外挑梁的实际荷载值不同，因而框架梁与外挑梁的断面尺寸会有所不同，而有的设计人员在绘图时只是将框架梁上的某些主筋向外挑梁延伸了事，殊不知有些主筋根本无法伸进挑梁，这些差错一般在施工时才会暴露出来，但为时已晚、许多钢筋已截断成型，这不仅影响了施工进度，也造成了不必要的损失。

6 结束语

钢筋混凝土框架结构是目前应用最广泛的结构形式之一，但目前的设计中还是经常存在一些问题，需要加以注意。钢筋混凝土框架结构虽然相对简单，但设计中仍有很多需要注意的问题，只有熟练地掌握规范，并具有良好的结构概念，才能设计出既安全又经济适用的优秀作品。

参考文献:

[1] 宋益斌．框架结构设计中的力学问题解析[J]．新疆化工．2010．(01)．

框架设计范文第5篇

随着人们对房屋平面与空间布置的要求越来越高，从而对建筑设计布局有了新的要求。普通框架结构的露梁露柱对建筑平面与空间的分隔己越来越不能被房屋使用者所接受，因为它直接影响到室内家具的布置及空间的使用。建筑师要求结构工程师配合解决这个问题，因而在框架结构中以异形截面柱代替矩形柱。

在此，笔者拟与广大设计人员共同探讨一下混凝土异形柱框架结构的设计与应用。

2异形柱结构的设计与应用

2．1异形柱及异形柱结构的定义

2．1．1《混凝土异形柱结构技术规程》(GJ149-2006)对异形柱的定义是：截面几何形状为L形、T形和十字形，且截面各肢的肢高肢厚比(柱肢截面高度与厚度的比值)不大于4的柱。L形截面柱多用于墙的转角部位，T形和十字形截面柱多用于纵横墙交接处。

2．1．2所谓异形柱框轻结构即是由异形(T型、L型、十字型)柱组成框架，由轻质填充墙所形成的结构。根据建筑布置及结构受力的需要，异形柱结构中的框架柱，可全部采用异形柱，也可部分采用一般框架柱。建设部在1996年11月的<住宅产业现代化试点技术发展要点>文件中，对其特点做了如下阐述：1)由T形边柱、十字形中柱、L形角柱组成的框架：2)填充墙与柱壁同厚，室内不出现柱楞：3)因墙体减薄与砖混结构相比，可增加使用面积8％～10％；4)填充墙的墙体材料可根据当地保温隔热要求，因地制宜，就地取材。

2．2异形柱框架结构与矩形柱框架结构在设计中的差异

2．2．1对于相同烈度和结构类型的两种体系而言，异形柱结构适用的房屋最大高度有较大幅度的降低。

2．2．2对于相同结构类型的两种体系而言，异形柱结构弹性层间位移角限值、弹塑性层闻位移角限值更加严格一些。

2．2．3钢筋混凝土房屋应根据烈度、结构类型和房屋高度采用不同的抗震等级。对于相同烈度和结构类型的两种体系而言，异形柱结构抗震等级的确定方法更加严格一些，其在房屋高度的取值上降低了数值。

2．2．4抗震设计时，扭转不规则的异形柱结构，楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移与该楼层两端弹性水平位移和层间位移平均值的比值不应大于1.45；而矩形柱框架结构的该比值为1.50。

2．2．5抗震设计时，对于相同结构类型的两种体系而言，异形柱的轴压比限值均有不同幅度的降低，意味着其要求更加严格。

2．2．6异形柱结构的地震作用计算，一般情况下，应允许在结构两个主轴方向分别计算水平地震作用并进行抗震验算，各方向的水平地震作用应由该方向抗侧力构件承担，7度(0.15g)及8度，(0.20g)时尚应对与主轴成方向进行补充验算。

2．3异形柱框架结构在SATWE中的设计与应用

能够有效地分析带有混凝土异形柱的结构并进行截面配筋设计，这是SATWE软件的特点之一。在梁的刚度、荷载、及截面配筋计算时，充分考虑了异形柱框架结构的特殊性。由于混凝土异形柱的柱肢较长，梁、柱在节点处的重叠部分较大，合理的力学模型简化应将重叠部分作为刚域，自重计算时不应重复计算重叠部分的混凝土重量，SATWE软件中对梁考虑了这样的力学模型简化：

(1)梁的计算按扣除刚域后的梁长计算：

(2)梁上的外荷载按梁两端节点间长度计算；

(3)截面设计按扣除刚域后的梁长计算；

(4)梁端刚域的计算原则如下：

记梁两端与柱的重叠部分长分别为Di和Dj，梁长为L(即两端节点问的距离)，梁高为H，则梁两端的刚域的长度分别为

Dbi＝Ma×(0,DiH/4)

Dbj＝Ma×(0,Dj—H/4)

扣除刚域后的梁长为：LO＝L－(Dbi＋Dbj)

2．4异形柱结构构造的设计心得

2．4．1《异规》第6．1．3条规定，异形柱结构框架梁截面高度抗震设计时不应小于400mm。当节点的非弹性变形较大时，贯穿节点的柱纵向钢筋粘结退化与滑移加剧，甚至出现沿节点区柱纵向钢筋全长粘结破坏、现象发生。为保证其粘结应力不致过大，避免上述现象出现，规定梁的高度、即节点高度不能太小。异形柱结构框架节点钢筋粘结条件可能不如普通框架节点钢筋粘结条件，故务必遵守此条规定。

2．4．2《异规》第6．1．3条规定，异形柱截面的肢厚不应小于200mm，肢高不应小于500mm。这是因为肢厚较小时，会造成梁柱节点核心区的钢筋设置困难及钢筋与混凝土的粘结锚固强度不足，故限制肢厚不应小于200mm，以保证结构的安全及施工的方便。而限制肢高一方面为了满足伸入柱内的梁纵向钢筋锚固长度，另一方面是考虑柱双向正截面承载力要求和双向受剪性能的要求。

2．4．3《异规》第6．3．5．1条规定，抗震设计时，对

二、三级抗震等级，贯穿中柱的梁纵向钢筋直径不宜大于该方向柱肢截面高度hc的1/30，当混凝土的强度等级为C40及以上时可取1/25，且纵向钢筋直径不应大干25mm。

矩形柱框架的框架梁纵向钢筋伸入节点后，其相对保护层一般能满足，而异形柱的c/d大部分仅为2.0左右，根据变形钢筋粘结锚固强度公式分析对比可知，后者的粘结能力约为前者的0.7。为此，规定抗震设计时，梁纵向钢筋直径不宜大于该方向柱截面高度的1/30。由于粘结锚固强度随混凝土强度的提高而提高，当采用混凝土强度等级在C40以上时，可放宽到1/25。

2．4．4《异规》第6．3．5．4条及表6．3．5给出了异形柱结构框架梁梁端纵向受拉钢筋最大配筋百分率。这比《抗规》第6．3．3条规定的梁端纵向受拉钢筋的配筋率不应大于2.5％要严格。这是因为，在地震作用组合内力作用下，梁支座处纵向钢筋有可能在节点一侧受拉，另一侧受压，对于异形柱框架梁柱节点更易引起纵向钢筋在节点核心区的锚固破坏。为保证梁支座截面有足够的延性，设计时不考虑纵向钢筋的受压作用。为此，对

二、三级抗震等级的框架梁可根据单筋梁满足的条件来确定梁纵向受拉钢筋最大配筋率。以C30混凝土，HRB335钢应的混凝土强度等级和钢筋级别得出的。

2．4．5异形柱全部纵向受力钢筋的配筋率，抗震设计时不应大于3％。这是因为异形柱肢厚有限，柱中纵向受力钢筋的粘结强度较差，故将纵向受力钢筋的总配筋率由对矩形柱不大于5％降为不应大于3％，以减少粘结破坏和节点处钢筋设置的困难。

3工程算例

3．1工程概况

某多层异形柱框架结构，共6层。地震烈度为7度(设计基本地震加速度为0.15g)，框架抗震等级为三级。该结构的标准层结构平面图(如图中仅表示出梁柱结构)所示。填充外墙为250厚MU10轻骨料砼空心砌块(容重＜13KN/m)，填充内墙为200厚MU10蒸压砂加气砼砌块溶重＜8KN/m)。

3．2设计心得

3．2．1在设计该结构时，最初将混凝土强度等级定为C30，但是计算得到的异形柱轴压比超过规范规定限制，同时梁端纵向受拉钢筋最大配筋百分率超过《异规》表6．3．5的要求。虽然对楼板而言，采用C30混凝土是可以的，但考虑到梁板柱的施工问题，同时为满足异形柱轴压比以及梁端纵向受拉钢筋最大配筋百分率的要求，最终将梁板柱的混凝土强度等级全部改为C40。不过考虑到混凝土强度等级较高时楼板易开裂的问题，在楼板设计中采取必要的抗裂措施。

3．2．2从中可以看出，有Z形、W形柱，这里介绍一下这两种柱的处理方法。(1)Z形柱，是由两个L形柱组成的。在PMCAD输入时按两个L形柱来输入并进行内力及配筋计算。因为Z形柱受力较大时易在中间肢劈开，劈开后(极限状态)其受力接近于两个L形柱，按两个L形柱处理较为合理。此时两个L形柱间的梁会困刚度太大而超筋，因为实际上无此梁，只是有限元计算时两柱问有联系必须有此梁，故不必管。(2)W形柱，计算及配筋时是按T形柱考虑的。只是由于建筑布置的要求，此处垂直搭接至T形翼缘上的梁的梁端钢筋锚固长度，由于翼缘厚度只有200mm，不能满足要求。故在此处增加一部分混凝土，该部分按构造配筋，就是为了解决梁端钢筋锚固长度的问题。