钢筋混凝土框架结构的设计总结

1、PAGE PAGE 14钢筋混凝土框架结构的设计 框架结构体系的特点11建筑筑平面布布置灵活活，使用用空间大大。12延性性较好。13整体体侧向刚刚度较小小，水平平力作用用下侧向向变形较较大（呈呈剪切型型）。所所以建筑筑高度受受到限制制。14非结结构构件件破坏比比较严重重。2、框架结结构体系系选择的的因素及及适用范范围21考虑虑建筑功功能的要要求。例例如多层层建筑空空间大、平平面布置置灵活时时。22考虑虑建筑高高度和高高宽比、抗抗震设防防类别、抗抗震设防防烈度、场场地条件件等因素。2.3框架架结构体体系是介介于砌体体结构与与框架-剪力墙墙结构之之间的可可选结构构体系。框架结构设计应符合安全适用、

2、技术先进、经济合理、方便施工的原则（结构设计原则）。2.4非抗抗震设计计时用于于多层及及高层建建筑。抗抗震设计计时一般般情况下下框架结结构多用用多层及及小高层层建筑（7度区以以下）。2.5框架架结构由由于其抗抗侧刚度度较差，因因此在地地震区不不宜设计计较高的的框架结结构。在在7度（0.15gg）设防防区，对对于一般般民用建建筑，层层数不宜宜超过7层，总总高度不不宜超过过28米。在8度（0.3g）设设防区，层层数不宜宜超过5层，总总高度不不宜超过过20米。超过过以上数数据时虽虽然计算算指标均均满足规规范要求求，但是是不经济济。结构平面、竖竖向布置置31为了了保证框框架结构构的抗震震安全，结结构应

3、具具有必要要的承载载力、刚刚度、稳稳定性、延延性及耗耗能等性性能。设设计中应应合理地地布置抗抗侧力构构件，减减少地震震作用下下的扭转转效应；平面布布置宜规则、对对称，并并应具有有良好的的整体性性；结构构的侧向向刚度宜宜均匀变变化，竖竖向抗侧侧力构件件的截面面尺寸和和材料强强度宜自自下而上上逐渐减减小（不不应在同同一层同同时改变变构件的的截面尺尺寸和材材料强度度），避免抗抗侧力结结构的侧侧向刚度度和承载载力突变变。32框架架结构宜宜设计成成双向梁梁柱刚架体系系以承受受纵横两两个方向向的地震震作用或或风荷载载。特殊殊情况下下也可以以采用一一向为刚刚架，另另一向为为铰接排排架的结结构体系系。但在在铰

4、接排排架方向向应设置置支撑或或抗震墙墙，以保保证结构构的承载载力、刚刚度和稳稳定。33抗震震设计的的框架结结构，不不宜采用用单跨框框架。如如果不可可避免的的话，可可设计为为框架-剪力墙墙结构，多层建筑也可仅在单跨方向设置剪力墙。后者框架结构部分的抗震等级应按框架结构选用，而剪力墙部分的抗震等级应按框架-剪力墙结构选用。34框架架结构按按抗震设设计时，不不应采用用部分由由砌体墙墙承重之之混合形形式。框框架结构构中的楼楼、电梯梯间及局局部出屋屋顶的电电梯机房房、楼梯梯间、水水箱间等等，应采采用框架架承重，不不应采用用砌体墙墙承重。3.5小高高层结构构体系采采用框架架结构，首首先尽可可能将过过于狭长

5、长的结构构用伸缩缩缝脱开开。如果果建筑专专业不允允许，可可通过加加大端部部开间的的抗侧刚刚度达到到限制结结构扭转转效应的的目的。具体可将边框架的角柱断面增大，加大框架梁的高度，如条件允许，中间增加框架住，既增加框架的跨数。这些方法可以显著增加结构的抗扭刚度。4、建筑结结构的规规则性41建建筑抗震震设计规规范GB5500111-220011（以下下简称抗抗规）第3.4.1条规定：“建筑设计应符合抗震概念设计的要求，不应采用严重不规则的设计方案”。应注意这条规定是强制性条文，必须不折不扣地执行。4.2当存存在抗抗规表表3.44.2-1、2所规定定的平面面或竖向向不规则则结构时时，应符符合第3.44

6、.3条的规规定。4.3平面面不规则则建筑划划分为三三类：a、扭转转不规则则；b、凹凸凸不规则则；c、楼板板局部不不连续。竖向不规则则建筑划划分为三三类：a、刚度度不规则则（有软软弱层）；b、竖向向抗侧力力构件不不连续；c、承载载力非均均匀变化化（有薄薄弱层）。4.3.11判断结构构平面的的扭转不不规则，可通过计算来实现。在刚性楼板假定条件下，当计算小震作用下的楼层最大弹性水平位移（或层间位移）与该楼层两端弹性水平位移（或层间位移）平均值的比值大于1.2时，判断为扭转不规则；当比值接近1.5时，判断为特别不规则；比值大于1.5时，一般判断为严重不规则；此时计算的弹性水平位移（或层间位移）值小于规

7、范限值的50时，判断为严重扭转不规则的比值可以适当方松。计算弹性水水平位移移（或层层间位移移）时，多层建筑可仅考虑双向地震作用。高层建筑单向地震作用应考虑偶然偏心的影响。最大值和平平均值的的计算，均均取楼层层中同一一轴线两两端的竖竖向构件件计算，不考虑楼板悬挑的端部。4.3.22凹凸不不规则或或楼板局局部不连连续时，应应采用符符合楼板板平面内内实际刚刚度变化化的计算算模型。当楼板平面面过于狭狭长、有有较大的的凹入和和开洞而而使楼板板有过大大削弱时时，楼板板有可能能产生显显著的平平面内变变形，这这时应在在设计中中考虑楼楼板削弱弱产生的的不利影影响。如如在结构构分析中中考虑柔柔性或弹弹性楼板板计算

8、模模型、采采取相应应的楼板板加强构构造措施施等。对于错层结结构，如如错层超超过梁高高，应按按楼板开开洞考虑虑。4.3.33薄弱层层：该楼楼层的层层间受剪剪承载力力（屈服服抗剪强强度）小小于相邻邻上一层层的80%。薄弱层层属于“楼层承承载力突突变”不规则则。以上比值不应小小于65%。4.3.44：软弱弱层：该楼层层的侧向向刚度小小于相邻邻上一层层的70%，或小小于其上上相邻三三个楼层层侧向刚刚度的80%；除顶顶层外，局局部收进进的水平平尺寸大大于相邻下下一层的的25%。软弱层层属于“侧向刚刚度”不规则则。楼层层的侧向向刚度计计算采用用弹性阶阶段层间间剪力除以以层间位位移。调调整楼层层侧向刚刚度可

9、以以采用增增大本层层侧向刚刚度或减减小上部部楼层侧侧向刚度度的方法法。4.3.55竖向抗抗侧力构构件不连连续：框架柱的的内力由由水平转换换梁向下下传递。该柱传递给水平转换梁的地震内力应乘以1.251.5的增大系数。5、结构计计算与分分析51 SSATWWE软件设设计参数数选用5.1.11 总信息：对所有楼楼层强制制采用刚刚性楼板板假定判断结构构扭转规规则性、计计算楼层层弹性层层间位移移时选用用，除此此之外一一般情况况下不选选用此项项。5.1.22风荷信信息：1、地面粗粗糙度类类别以拟建建物座落落地点为为圆心，半经公里迎风向以内建筑物的平均高度h来划分地面粗糙度类别。当h18m为D类，当9mh1

10、8m为C类，当h1”；一般高层建建筑取1.0；活荷荷载较大大（4.0kkn/mm）的高层层、一般般多层建建筑取1.111.2；活荷荷载较大大的多层层建筑取取1.221.3；3、剪力墙墙加强区区起算层层号4、连梁刚刚度折减减系数设防防烈度为为6、7度时取0.7，设防防烈度为为8、9度时取0.5。当结结构位移移风荷载载起控制制时，不不宜小于于0.8。5、中梁刚刚度放大大系数装配配整体式式框架梁梁取1.5；现浇楼楼板框架架梁取2；6、0.22Qo框架-剪力墙墙结构填填；5.1.66设计参参数：1、考虑效应抗规规、高高规均均有规定定；可查查看程序序计算结结果的结结论。2、梁柱重重叠部分分简化为为刚域异

11、型柱柱结构或或短肢剪剪力墙结结构中hw/bw3时的柱柱；3、钢柱计计算长度度系数按按有侧移移计算弱支撑撑考虑；强支撑撑不考虑虑；4、混凝土土柱的计计算长度度系数一般考考虑，填填“”；5、柱配筋筋计算原原则框架柱柱宜按双双偏压计计算，排排架柱则则按单偏偏压计算算；5.2计算算结果的的分析、判判断和调调整5.2.11合理性性的判断断1、自振周周期：正常情况下下，非耦耦联计算算地震作作用时，框框架结构构基本自自振周期期:T11=(00.1220.115)NN(N为结构计计算层数数)。如果果计算周周期偏离离上述值值太远，应应当考虑虑本工程程刚度是是否合适适，必要要时调整整结构截截面尺寸寸。如果果结构截

12、截面尺寸寸和布置置正常，无无特殊情情况而计计算周期期相差太太远，应应检查输输入数据据有无错错误，震震动模型型有无异异常等。自振周期应应尽可能能避开场场地土卓卓越周期期，否则则会发生生类共振振。场地土土卓越周周期是根根据覆盖盖层厚度度H和土层层剪切波波速s按公式T0=4H/s计算的的周期。塘塘沽地区区场地土土的自振振周期为为0.81.00s。19776年唐山山地震中中710层框架架结构（自自振周期期为0.661.00s）破坏坏非常严严中，许许多甚至至一塌到到底。而而35层的混混合结构构住宅（自自振周期期小于0.33s）却损损毁轻微微。这说说明建筑筑物的自自振周期期与地面面特征周周期一致致或接近近

13、时，由由于共振振作用会会使震害害更加严严重。研究表明，由由于土在在地震时时的应力力应变关关系为非非线性的的，在同同一地点点，地震震时场地地的卓越越周期并并不是不不变的，而而将因震震级大小小、震源源机制、震震中距离离的变化化而不同同。抗规GGB5000111不要求求结构自自振周期期避开场场地卓越越周期。事事实上，多多自由度度结构体体系具有有多个自自振周期期，不可可能完全全避开场场地卓越越周期。振型：正常计算结结果的振振型曲线线多为连连续光滑滑曲线，当当沿竖向向有非常常明显的的刚度和和质量突突变时振振型曲线线可能有有不光滑滑的畸变变点。框框架结构构的基本本振型为为剪切型型。位移：结构的弹性性位移角

14、角需满足足抗规规第55.5.1条的的要求。即ue/hc=1/550。此时位移是在“楼板平面内刚度无限大”假定条件下计算的，且应在单向水平地震作用时不考虑偶然偏心的影响。如果位移值偏小，则可以减小整体结构刚度。如果位移值偏大，则可以增加整体结构刚度。5.2.22渐变性性的判断断竖向刚度、质质量变化化较均匀匀的结构构，在较较均匀变变化的外外力作用用下，其其内力、位位移等计计算结果果自上而而下也应应均匀变变化，不不应有较较大的突突变，否否则应检检查结构构截面尺尺寸或输输入数据据是否正正确、合合理。5.2.33平衡性性的判断断在重力荷载载作用下下，柱轴轴力应基基本符合合近似计计算的结结果。即Ni=qA

15、ii。此处处q为单位位面积重重力荷载载，对框框架结构构约为1214Knn/ m，对框架-剪力墙墙结构约约为1315Knn/ m，对剪力力墙和筒筒体结构构约为1416Knn/m。5.2.44需要注注意计算算结果的的如下数数值1、柱轴压压比：N/ fcbh0。用于于限制内内力，保保证延性性。一般般多层框框架结构构的柱截截面是由由水平地地震作用用下为满满足位移移（抗侧侧力刚度度）确定定，高层层框架剪力墙墙结构的的柱截面面一般是由由柱轴压压比要求求确定。2、刚度比比：抗规规第33.4.2条规规定。控控制刚度度比是为为了避免免竖向刚刚度突变变，形成成薄弱层层。3、剪重比比：抗规规第55.2.5条规规定。

16、目目的是为为了控制制楼层的的最小地地震剪力力，保证证结构的的安全。4、位移比比：抗规规第33.4.3条规规定。控控制结构构的扭转转程度。避免地震作用下扭转对结构造成的不利影响。5、周期比比：多层层建筑无无要求，但基本自振周期不能以扭转为主。对于高层建筑应满足高规第4.3.5条规定。6、刚重比比：高高规第第5.44.4条条给出了了刚重比比的限值值。控制制刚重比比的目的的是为了了控制结结构的稳稳定性，避避免结构构产生整整体失稳稳。6有关概念念及一些问题题的处理理6.1角柱柱位于建筑平平面的凸凸角部、与与柱的正正交两个个方向各各只有一一根框架架梁与之之相连接接的框架架柱。而而位于建建筑平面面的凹角角

17、处，若若柱的四四边各有有一根框框架梁与与之相连连，则可可不按角柱对对待。考虑到角柱柱承受双双向地震震作用，扭扭转效应应对内力力影响较较大且受受力复杂杂等，抗抗震设计计中对其其抗震措措施和抗抗震构造造措施有有一些专专门的要要求。6.2梁的的挠度、裂裂缝宽度度较大时时如何处处理当梁的挠度度不满足足规范要要求时，可可增加梁梁高或采采用梁起起拱的措措施来解解决。不不要增加加梁宽或或加大纵纵筋。当梁的裂缝缝宽度不不满足规规范要求求时，首首先在保保证钢筋筋面积不不变的情情况下钢钢筋根数数增加而而直径减减小，或或者在钢钢筋相同同外形情情况下降降低钢筋筋级别。6.3非框框架梁箍箍筋不加加密非框架梁主主要承受受

18、竖向荷荷载作用用，有无无抗震设设计均不不考虑延延性，梁梁端箍筋筋不加密密，其箍箍筋按内内力计算算确定，不不要求135度弯钩钩及10倍直径径直段。当当利用程程序自动动形成施施工图时时应选择择非抗震震计算。6.4梁受受压区高高度x抗震设设计与非非抗震设设计的区区别6.4.11非抗震震设计：混凝土土受压区区高度应应符合下下列条件件：xbhh0，x2a其中：bb为相对对界限受受压区高高度，见见表6-1。表6-1 相对界界限受压压区高度度b混凝土强度度等级C50C60C70C80HRB3335fy=3000N/mm有屈服点0.55000.53110.51220.4933无屈服点0.38880.37330

19、.35770.3422HRB4000、RRBB4000fy=3660N/mm有屈服点0.51880.49990.48110.4633无屈服点0.37220.35770.34110.32666.4.22抗震设设计：混混凝土受受压区高高度应符符合下列列条件：在计算中，计计入纵向向受压钢钢筋的梁梁端混凝凝土受压压区高度度应符合合下列要要求：一级抗震等等级x0.225h00二、三级抗抗震等级级 x0.35hh0 6.4.33施工图图设计时时，应根根据计算算结果配配筋，不不应随意意增加钢钢筋根数数、直径径或改变变钢筋等等级，否否则有可可能不满满足上述述要求，使使梁出现现超筋破破坏。对对于框架架梁来说说，

20、地震震时当梁梁出现塑塑性铰时时有可能能会是“混凝土土铰”。6.5板纵纵向受力力钢筋最最小配筋筋率与分分布筋、构构造筋的的确定6.5.11单向板板及双向向板的判判定：四四边支承承的板，当当长边(lxx)与短边(lyy)长度之之比小于于或等于于2时，应应按双向向板计算算；当长长边与短短边长度度之比大大于2，但小小于3时，宜宜按双向向板计算算；当按按沿短边边方向受受力的单单向板计计算时，应应沿长边边方向布布置足够够的构造造钢筋；当长边边与短边边长度之之比小于于或等于于3时，可可按沿短短边方向向受力的的单向板板计算。6.5.22荷载分分配：假假设四边边简支板板单位面面荷载为为q，沿x方向和y方向分分配的荷荷载分别别为qx和qy，则：当lx/lly=11时，qx=qy=0.55q当lx/lly=22时，qx=0.005888q qqy=00.94412qq当lx/lly=33时，qx=0.001222q qqy=00.98878qq6.5.33当受力力方向计计算配筋筋小于最最小配筋筋率时，实实配钢筋筋应不小小于最小小配筋率率，即0.2和4