框架结构的设计步骤及注意事项

浅谈框架结构的设计步骤及注意事项

[摘要]在建筑结构设计中，框架结构是结构设计中较为基础的设计，也是建筑结构设计中较为重要的一种建筑形式，一直以来，建筑框架结构设计问题是业内关注的重点。因此，本文结合各方实践经验，从结构方案、结构计算、结构设计等方面对建筑框架结构的设计步骤及注意事项进行简述，以供同行参考借鉴。

[关键词]框架结构框架梁柱

中图分类号：tu375.4 文献标识码：a 文章编号：1009-914x （2013）23-0183-01

一. 结构方案

结构方案是依据建筑设计方案中，建筑的平面布局、使用功能，平面总尺寸、开间、进深，柱距、层高、层数，建筑总高度，以及建设单位的要求等确定。

建筑平、立面应规则，其抗侧力构件的平面布置宜规则对称；侧向刚度沿竖向宜均匀变化、竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减少；避免侧向刚度和承载力突变。两个主轴方向要协调，使合力中心尽可能和刚度中心重合，减少偏心距，尽量减少因扭转产生的不利影响；结构的传力路线应简捷明了。

二.结构设计

结构设计是工程建设的重要环节，是将建筑方案、建筑意图的体现，确保建筑结构安全、实现建筑的使用功能。

1 基础设计

建筑工程的基础形式与场地工程地质和水纹地质条件及建筑工

程的结构形式有关；《建筑地基基础设计规范》规定，基础埋深应大于0.5米、本地区场地土的冻结深度及建筑物高度的1/15。（1）基础底面的压力，应符合：

a.当轴心荷载作用时 pk=≤fa

b.当偏心荷载作用时 pk≤fa pkmak=1.2fa pkma；kmin=±

fa-修正后的地基承载力特征值（kpa）；pk-相应于作用的标准组合时，基础底面处的平均压力值（kpa）；pkmax、pkmin-相应于作用的标准组合时，基础底面边缘的最大、最小压力值；gk-基础自重和基础上的土重； a-基础底面积（m2）；

mk-相应于作用的标准组合时，作用于基础底面的力矩值； w-基础底面的抵抗矩。

2.框架结构梁、柱设计

（1）截面尺寸的选择

①.框架梁截面形式、尺寸的选择

框架梁的截面尺寸应根据计算确定。梁截面宽度不宜小于200mm；梁截面高宽比不宜大于4；根据设计经验，梁的最小高度h按下式确定时，通常可不作挠度验算。

h=（～）l b=（～）h

h～框架梁截面高度； b～框架梁截面宽度； l～框架梁的计算跨度。

②.框架柱截面尺寸的选择

框架柱的截面尺寸应由设计计算确定。

框架柱截面的宽度和高度，抗震等级为四级时或层数不超过2层时不予小于300mm，抗震等级为一、二、三级且层数超过2层时，不宜小于400mm；圆柱的直径，四级或层数不超过2层时，不宜小于350mm，一、二、三级且超过2层时，不宜小于450mm。

剪跨比宜大于2。截面长边与短边的边长比不宜大于3。

（2）框架的配筋构造

.1）《建筑抗震设计规范》gb50011-2010第6.3.3条规定：梁的钢筋配置，应符合下列要求：

①梁端计入受压钢筋的混凝土受压区高度和有效高度之比，一级不应大于0.25，二、三级不应大于0.35。

②梁端截面的底面和顶面纵向钢筋配筋量的比值除按计算确定外，一级不应小于0.5二、三级不应小于0.3。

2）.梁的钢筋配置，尚应符合下列规定：

①梁端纵向受拉钢筋的配筋率不宜大于2.5%。沿梁全长顶面、底面的配筋，一、二级不应少于214，且分别不应少于梁顶面、底面两端纵向配筋中较大截面面积的1/4；三、四级不应少于212。②.一、二、三级框架梁内贯通中柱的每根纵向钢筋直径，对框架结构不应大于矩形截面柱在该方向截面尺寸的1/20，或纵向钢筋所在位置圆形截面柱弦长的1/20；对其他结构类型的框架不宜大于矩形截面柱在该方向截面尺寸的1/20，或纵向钢筋所在位置圆形截面柱弦长的1/20。

③.梁端加密区的箍筋肢距，一级不宜大于200mm和20倍箍筋直径的较大值，二、三级不宜大于250mm和20倍箍筋直径的较大值，四级不宜大于300mm。

3）.《建筑抗震设计规范》gb50011-2010第6.3.7条规定：柱的钢筋配置，应符合下列要求：

①柱纵向受力钢筋的最小总配筋率（百分率），抗震等级为一、

二、三、四级，中柱和边柱分别为：0.9（1.0）、0.7（0.8）、0.6（0.7）、0.5（0.6），括号内数值用于框架结构的柱；角柱、框支柱分别为： 1.1 ；0.9 ；0.8 ；0.7 。同时每一侧配筋率不应小于0.2%。

②柱箍筋在规定的范围内应加密，加密区的箍筋间距和直径，应符合下列要求：

a. 一般情况下，箍筋的最大间距（采用较小值）和最小直径，抗震等级一级时，箍筋最大间距为： 6d，100 mm；箍筋最小直径：10mm；二级时，箍筋最大间距为： 8d，100 mm；箍筋最小直径：8mm；三级时，箍筋最大间距为： 8d，150 mm（柱跟 100 mm）；箍筋最小直径：6mm；四级时，箍筋最大间距为： 8d，150 mm（柱跟 100 mm）；箍筋最小直径：6mm柱跟8mm。

b. 一级框架柱的箍筋直径大于12mm 且箍筋肢距不大于150mm 及二级框架柱的箍筋直径不小于10mm且箍筋肢距不大于200mm时，除柱根外，最大间距应允许采用150mm；三级框架柱的截面尺寸不大于400mm时，箍筋最小直径应允许采用6mm；四级框架柱剪跨比

不大于2时，箍筋直径不应小于8mm。

c.框支柱和剪跨比不大于2的框架柱，箍筋间距不应大于100mm。实际工程中，在地震作用下的框架柱，为了满足框架柱在多种内力组合作用下强度要求，框架柱的配筋可放大1.2～1.6倍，其中角柱1.4倍；边柱1.3倍；中柱1.2倍；框架柱的箍筋形式应选用菱形或井字形，以增强箍筋对混凝土的约束；对于二、三级框架的底层柱底和底部加强部位纵筋宜采用焊接，且当柱纵向钢筋的总配筋率超过3%时，箍筋的直径不应小于8，并应焊接。

结束语

钢筋混凝土框架结构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。以上几点是我在工程设计中对框架结构设计步骤的简述，希望能给各位同行在今后的工程设计中有些帮助。

参考文献

[1] gb500073—2011，建筑地基基础设计规范.

[2] gb 50011—2010，建筑抗震设计规范.

[3] gb 50010—2010，混凝土结构设计规范].