钢筋混凝土框架结构设计要点.docx

10 钢筋混凝土框架构造设计 1、 框架构造体系的特点 建筑平面布置敏捷，使用空间大。 延性较好。 整体侧向刚度较小，水平力作用下侧向变形较大〔呈剪切型〕。所以建筑高度受到限制。 非构造构件破坏比较严峻。 2、框架构造体系选择的因素及适用范围 考虑建筑功能的要求。例如多层建筑空间大、平面布置敏捷时。 考虑建筑高度和高宽比、抗震设防类别、抗震设防烈度、场地条件等因素。 框架构造体系是介于砌体构造与框架-剪力墙构造之间的可选构造体系。框架构造设计应符合安全适用、技术先进、经济合理、便利施工的原则〔构造设计原则〕。 非抗震设计时用于多层及高层建筑。抗震设计时一般状况下框架构造多用多层及小高层建筑〔7 度区以下〕。 框架构造由于其抗侧刚度较差，因此在地震区不宜设计较高的框架构造。在 7 度〔0.15g〕设防区，对于一般民用建筑，层数不宜超过 7 层，总高度不宜超过 28 米。在 8 度〔0.3g〕设防区，层数不宜超过 5 层，总高度不宜超过20 米。超过以上数据时虽然计算指标均满足标准要求，但是不经济。 3、 构造平面、竖向布置 为了保证框架构造的抗震安全，构造应具有必要的承载力、刚度、稳定性、延性及耗能等性能。设计中应合理地布置抗侧力构件， 削减地震作用下的扭转效应；平面布置宜规章、对称，并应具有良好的整体性；构造的侧向刚度宜均匀变化，竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上渐渐减小〔不应在同一层同时转变构件的截面尺寸和材料强度〕，避开抗侧力构造的侧向刚度和承载力突变。 框架构造宜设计成双向梁柱刚架体系以承受纵横两个方向的地震作用或风荷载。特别状况下也可以承受一向为刚架，另一向为铰接排架的构造体系。但在铰接排架方向应设置支撑或抗震墙，以保证构造的承载力、刚度和稳定。 抗震设计的框架构造，不宜承受单跨框架。假设不行避开的话， 可设计为框架-剪力墙构造，多层建筑也可仅在单跨方向设置剪力墙。后者框架构造局部的抗震等级应按框架构造选用，而剪力墙局部的抗震等级应按框架-剪力墙构造选用。 框架构造按抗震设计时，不应承受局部由砌体墙承重之混合形式。框架构造中的楼、电梯间及局部出屋顶的电梯机房、楼梯间、水箱间等，应承受框架承重，不应承受砌体墙承重。 小高层构造体系承受框架构造，首先尽可能将过于狭长的构造用伸缩缝脱开。假设建筑专业不允许，可通过加大端部开间的抗侧刚度到达限制构造扭转效应的目的。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构造的抗扭刚度。 4、建筑构造的规章性 《建筑抗震设计标准》GB50011-2023〔以下简称《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，不应承受严峻 不规章的设计方案”。应留意这条规定是强制性条文，必需不折不扣地执行。 当存在《抗规》表 3.4.2-1、2 所规定的平面或竖向不规章构造时， 应符合第 3.4.3 条的规定。 平面不规章建筑划分为三类：a、扭转不规章；b、凹凸不规章； c、楼板局部不连续。 竖向不规章建筑划分为三类：a、刚度不规章〔有脆弱层〕；b、竖向抗侧力构件不连续；c、承载力非均匀变化〔有薄弱层〕。 推断构造平面的扭转不规章，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，推断为扭转不规章；当比值接近 1.5 时，推断为特别不规章； 比值大于 1.5 时，一般推断为严峻不规章；此时计算的弹性水平位移 〔或层间位移〕值小于标准限值的 50﹪时，推断为严峻扭转不规章的比值可以适当方松。 计算弹性水平位移〔或层间位移〕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。 最大值和平均值的计算，均取楼层中同一轴线两端的竖向构件计 算，不考虑楼板悬挑的端部。 凹凸不规章或楼板局部不连续时，应承受符合楼板平面内实际刚度变化的计算模型。 当楼板平面过于狭长、有较大的凹入和开洞而使楼板有过大减弱时，楼板有可能产生显著的平面内变形，这时应在设计中考虑楼板减弱产生的不利影响。如在构造分析中考虑柔性或弹性楼板计算模型、实行相应的楼板加强构造措施等。 对于错层构造，如错层超过梁高，应按楼板开洞考虑。 薄弱层：该楼层的层间受剪承载力〔屈服抗剪强度〕小于相邻上一层的 80%。薄弱层属于“楼层承载力突变”不规章。以上比值不应小于 65%。 ：脆弱层：该楼层的侧向刚度小于相邻上一层的 70%，或小于其上相邻三个楼层侧向刚度的 80%；除顶层外，局部收进的水平尺寸大于相邻下一层的 25%。脆弱层属于“侧向刚度”不规章。楼层的侧向刚度计算承受弹性阶段层间剪力除以层间位移。调整楼层侧向刚度可