框架結(jié)構(gòu)范文

導(dǎo)語：如何才能寫好一篇框架結(jié)構(gòu)，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵詞：框架結(jié)構(gòu)；填充墻；樓板；承載力；剛度；強柱弱梁

Abstract: In recent years the concrete frame structure damage appeared to violate fortification goal column hinge failure mechanism and the criterion of strong column and weak seismic fortification “beam" phenomenon, this reference to our current standard analysis main factors to” strong column-weak beam ", provide a reference for design of future, truly achieve the " strong column and weak beam ".

Keywords: frame structure; filled wall; floor; bearing capacity; stiffness; strong column and weak beam

中圖分類號：TU973+.15 文獻標識碼：A文章編號：

引言

鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)是指由梁和柱相連接而構(gòu)成承重體系的結(jié)構(gòu)，其自身抗側(cè)剛度較小，在地震作用下結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的側(cè)移較大，為了保證其抗震性能，設(shè)計時遵循“強柱弱梁、強剪弱彎”的設(shè)計理念，即在地震力作用下梁先于柱屈服，在梁端先形成塑性鉸耗能機制。但是在汶川，玉樹地震中框架結(jié)構(gòu)的震害卻呈現(xiàn)出“柱鉸型”的破壞機制，與現(xiàn)行設(shè)計理論不符，所以分析產(chǎn)生“強梁弱柱”的“柱鉸型”破壞機制的原因，對以后抗震設(shè)計中實現(xiàn)“強柱弱梁”有重大意義。

圖1 汶川地震震害圖片

“強梁弱柱”震害現(xiàn)象的主要原因分析

2.1樓板對梁剛度的影響

樓板連接各樓層的梁構(gòu)件，與梁、柱共同澆注形成一個整體結(jié)構(gòu)，增加了結(jié)構(gòu)整體的抗側(cè)力剛度，在整體剛度分配時，梁的抗彎剛度就得提高，而且在結(jié)構(gòu)局部發(fā)生破壞時，樓板還會對其產(chǎn)生一定的拉應(yīng)力，以減緩這種破壞效應(yīng)。所以現(xiàn)澆樓板與整體結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)工作，使梁的抗彎剛度和抗彎承載力都得到了很大程度的增加。

通過對有無樓板結(jié)構(gòu)及彈塑性樓板結(jié)構(gòu)和彈性樓板結(jié)構(gòu)進行參數(shù)分析，分析結(jié)果表明，現(xiàn)澆樓板的存在不僅延緩框架粱的破壞速度，使梁較難出現(xiàn)塑性較，而且使樓板結(jié)構(gòu)吸收的地震能量比無樓板結(jié)構(gòu)大，造成其最大位移及層間位移角都遠大于無樓板結(jié)構(gòu)，其基底剪力小于無樓板結(jié)構(gòu)基底剪力。而基于彈性樓板假定的結(jié)構(gòu)分析模型，仍然不能真實有效地反映樓板在非線性階段對結(jié)構(gòu)的空間作用。一方面，現(xiàn)澆樓板使整體結(jié)構(gòu)吸收地震作用大，另一方面又對框架梁起到一定的增強作用，使得“強柱弱梁”的抗震設(shè)防目標較難實現(xiàn)。我國《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ3-2010）5.2.2條規(guī)定，現(xiàn)澆樓蓋中梁的剛度可以考慮翼緣的作用予以增大，增大系數(shù)可取1.3~2.0，來滿足，但基于結(jié)構(gòu)配筋時梁、板單獨計算，這樣梁中實際配筋就為梁和板的計算配筋之和，而規(guī)范中并沒有考慮，國內(nèi)外學(xué)者驗證這部分能提高梁承載力的20%~30%,這樣對于"強柱弱梁"的實現(xiàn)就有很大影響。

2.2填充墻對結(jié)構(gòu)的影響

填充墻作為框架結(jié)構(gòu)的重要組成部分, 理論上起圍護作用, 而不作為受力構(gòu)件存在，但其存在必然影響結(jié)構(gòu)的受力性能。水平方向上，不同剪力墻數(shù)量和分布影響結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度，從而結(jié)構(gòu)地震力的分布；豎直方向，不同樓層剪力墻的數(shù)量、分布影響層間剛度，形成薄弱層。我國《抗規(guī)》（GB50011—2010）第3.7.4 條規(guī)定:框架結(jié)構(gòu)圍護墻和隔墻，應(yīng)估計其設(shè)置對結(jié)構(gòu)抗震的不利影響, 避免不合理設(shè)置而導(dǎo)致主體結(jié)構(gòu)的破壞。但并沒有明確確定該如何考慮填充墻對結(jié)構(gòu)抗震的不利影響。實際工程設(shè)計采用考慮非承重墻剛度對結(jié)構(gòu)自振周期的折減系數(shù)來調(diào)整結(jié)構(gòu)的自振周期, 從而影響地震力的計算,但這種方法并不能完全符合實際設(shè)計情況。另一方面，在地震力作用下填充墻約束框架梁的變形，特別是連接比較緊密的情況時，增大了梁的剛度，這方面設(shè)計時可以嘗試將填充墻轉(zhuǎn)化為一定厚度的剪力墻才考慮它的約束機制。

2.3柱軸壓比對結(jié)構(gòu)的影響

我國《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB50011—2010)規(guī)定, 框架結(jié)構(gòu)柱的軸壓比限值在0.65～0.85 之間, 隨抗震等級提高而減小。與日本、新西蘭等國規(guī)范相比, 我國規(guī)范的軸壓比要大很多, 約是其2～3 倍。由得，軸壓比限值越高,相同情況下柱的截面允許尺寸就越小。雖然這樣能夠滿足使用空間大、美觀、經(jīng)濟等的要求, 但減小了結(jié)構(gòu)的安全儲備性能, 并降低了梁柱線剛度比。

2.4 梁柱剛度比過大

當梁柱剛度比超過一定值，在地震力作用下，柱的相對彎矩增幅會大于梁的相對彎矩增幅，也就是框架柱會先于梁達到抗彎承載力值而出鉸；并且當層間剪切變形達到一定程度后，即使柱端縱筋不屈服，柱端混凝土壓應(yīng)變也會達到極限壓應(yīng)變而發(fā)生破壞，導(dǎo)致柱端抗彎承載力降低。再加上P-效應(yīng)，使結(jié)構(gòu)無法再形成強柱弱梁屈服機制。

3 結(jié)語

框架結(jié)構(gòu)設(shè)計時，以“強柱弱梁、強剪弱彎、強節(jié)點弱構(gòu)架”為目標，但工程震害出現(xiàn)了“強梁弱柱”的震害現(xiàn)象，說明抗震理論和實際還存在著一定距離，結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件也存在著一些缺陷。造成“強梁弱柱”的實際因素還很多，本文只是就其幾個主要因素做了簡單分析。加快理論研究與實際結(jié)合的步伐，彌補抗震措施的不足，對“強柱弱梁”機制的實現(xiàn)具有重大現(xiàn)實意義。

參考文獻：

[1]GB 50011—2010，建筑抗震設(shè)計規(guī)范[S]．

[2]葉列平，曲哲，馬千里，林旭川，陸新征，潘鵬．從汶川地震中框架結(jié)構(gòu)震害談“強柱弱梁”屈服機制的實現(xiàn)[J]·建筑結(jié)構(gòu)，2008，38(11)：52-59.

[3]韋鋒，傅劍平，白紹良．我國混凝土框架結(jié)構(gòu)強柱弱梁措施的實際控制效果[J]．建筑結(jié)構(gòu)，2007(8)：5-9．

[ 4 ]田志鵬, 張新培, 趙統(tǒng).汶川地震中多層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)房屋震害分析[J].建筑結(jié)構(gòu)，2009，39(11):67-71.

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關(guān)鍵詞：框架結(jié)構(gòu)，抗震設(shè)計，構(gòu)造措施

中圖分類號：TU973+.31 文獻標識碼： A 文章編號：

一、框架結(jié)構(gòu)的震害

框架結(jié)構(gòu)的震害主要集中于梁柱節(jié)點處，柱的震害重與梁；角柱重于內(nèi)柱；短柱重于一般柱。以下就框架柱頂，柱底，柱身，梁，梁柱的節(jié)點的震害做了簡要介紹:①柱頂：柱頂?shù)钠茐模p則在柱頂有周圍水平裂縫、斜裂縫或者交叉裂縫，重者則混凝土被壓碎崩落，柱內(nèi)箍筋被拉斷，縱筋壓曲成燈籠狀，分許其原因是由于節(jié)點處于彎矩、剪力、軸力的復(fù)合作用下，且三者都比較大，柱的箍筋失效，混凝土剝落，軸向力使縱向鋼筋壓曲。這種震害在高度區(qū)較為普遍，修復(fù)也較困難。② 柱底：常見的震害是在離地面100-400mm處有周圍水平裂縫，重者混凝土剝落，鋼筋壓屈，一般是由柱底箍筋較少或者是混凝土澆搗不夠密實而引起的。③柱身：當?shù)卣鸺袅^大而柱抗剪強度不足的時候，柱身可能出現(xiàn)斜裂縫。④梁：一般梁的震害較輕，通常是在梁的兩端節(jié)點附近產(chǎn)生周圍豎向裂縫或者斜裂縫。⑤梁柱的節(jié)點：在地震的反復(fù)的作用下，節(jié)點主要承受剪力和壓力，由梁的兩端的反號彎矩引起節(jié)點核心區(qū)很大的剪力，是核心區(qū)混凝土處于剪壓復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)。當節(jié)點核心抗剪強度不足引起剪切破壞，表現(xiàn)在核心區(qū)產(chǎn)生斜向?qū)堑耐ㄩL裂縫，節(jié)點區(qū)的箍筋屈服、外鼓甚至崩段。

二、框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計步驟

與非抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計相比，考慮抗震的結(jié)構(gòu)設(shè)計在確定結(jié)構(gòu)方案和結(jié)構(gòu)布置時要考慮是結(jié)構(gòu)的自震周期避開場地的卓越的周期，否則應(yīng)調(diào)整結(jié)構(gòu)平面，直至滿足為止。在框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計中大部分可分為以下幾個步驟：①、根據(jù)設(shè)計基本資料確定地震計算參數(shù)。②、進行抗震概念設(shè)計，合理布置結(jié)構(gòu)體系。③、根據(jù)地震設(shè)計參數(shù)計算結(jié)構(gòu)的總體地震響應(yīng)，檢查各地震控制指標是否滿足規(guī)范要求，不滿足的要調(diào)整結(jié)構(gòu)體系直至滿足為止。④、計算地震力。⑤、根據(jù)地震力計算結(jié)構(gòu)內(nèi)力。⑥、根據(jù)內(nèi)力計算結(jié)果計算各構(gòu)件配筋。⑦、按照規(guī)范要求調(diào)整截面配筋，并采取各種抗震構(gòu)造措施。

三、框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的基本要求

有抗震性要求的框架結(jié)構(gòu)，應(yīng)設(shè)計成延性框架，遵守“強柱弱梁” 、“強剪弱彎”、強節(jié)點、強錨固等設(shè)計原則，柱截面不宜過小，應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)側(cè)移變形及軸壓比的要求。在進行框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的時候，需要確定框架結(jié)構(gòu)的抗震等級，根據(jù)不同的等級進行設(shè)計，主要是為保證框架結(jié)構(gòu)具有較好的延性，并且能滿足合理、經(jīng)濟的設(shè)計要求。構(gòu)件設(shè)計時應(yīng)滿足各自的基本要求：①框架結(jié)構(gòu)在進行梁端抗震設(shè)計時，既要允許塑性鉸在梁上出現(xiàn)又不要發(fā)生梁剪切破壞，同時還要防止由于梁筋屈服滲入節(jié)點而影響節(jié)點核心區(qū)的性能，使梁形成塑性鉸后仍有足夠的受剪承載力，梁筋屈服后，塑性鉸區(qū)段應(yīng)有較好的延性和耗能能力。②框架柱在設(shè)計時，應(yīng)該遵循強柱弱梁，使柱盡量不要出現(xiàn)塑性鉸，在彎曲破壞之前不發(fā)生剪切破壞，使柱有足夠的抗剪能力，同時控制柱的剪切比不要太大。③框架節(jié)點在地震破壞時，主要是節(jié)點核心區(qū)剪切破壞和鋼筋錨固破壞，因此在設(shè)計時，要采取“強節(jié)點弱構(gòu)件”的設(shè)計概念，保證在多遇地震時，節(jié)點應(yīng)在彈性范圍內(nèi)工作；在罕遇地震時，節(jié)點承載力的降低不得危及豎向荷載的傳遞。

四、框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震設(shè)計的構(gòu)造措施：

在進行構(gòu)件截面設(shè)計時，須求的控制截面的最不利內(nèi)力作為配筋的依據(jù)。對框架梁，一般選梁的兩端截面（最大負彎矩）和跨內(nèi)截面（最大正彎矩）為控制截面；對框架梁柱，則選柱的上下段截面為控截面。最不利的內(nèi)力就是在控制截面處對截面配筋起控制作用的內(nèi)力。同一控制截面，可能有好幾組最不利的內(nèi)力組合。內(nèi)力組合的目的就是要求得控制截面上的最不利內(nèi)力。為了求的控制截面上的最不利的內(nèi)力組合，應(yīng)考慮到荷載同時出現(xiàn)的可能性，對荷載效應(yīng)進行組合。荷載效應(yīng)組合應(yīng)按照考慮地震作用組合和不考慮地震組合分別進行。

（1）框架梁的截面抗震設(shè)計尺寸，宜符合下列各項要求：截面寬度不宜小于 200mm；截面高寬比不宜大于 4；凈跨與截面高度之比不宜小于4。在計算出梁控制截面處考慮地震作用的組合彎矩后，可按一般鋼筋混土受彎構(gòu)件進行正截面受彎承載力計算。梁端縱向受拉鋼筋的配筋率不應(yīng)大于 2.5％，且計入受壓鋼筋的梁端混凝土受壓區(qū)高度和有效高度之比，一級不應(yīng)大于 0.25，二、三級不應(yīng)大于 0.35。梁端截面的底面和頂面縱向鋼筋配筋量的比值，除按計算確定外，一級不應(yīng)小于 0.5，二、三級不應(yīng)小于 0.3。梁端剪力設(shè)計值應(yīng)根據(jù)強剪弱彎的原則，按的要求加以調(diào)整，對一、二、三級抗震等級分別采取1.3、1.2、和1.1梁端剪力增大系數(shù)。

（2）框架柱的截面抗震設(shè)計尺寸，宜符合下列各項要求：截面的寬度和高度均不宜小于 300mm；圓柱直徑不宜小于 350mm。剪跨比宜大于 2。截面長邊與短邊的邊長比不宜大于3。柱軸壓比不宜超過下表的規(guī)定；建造于Ⅳ類場地且較高的高層建筑，柱軸壓比限值應(yīng)適當減小。柱的鋼筋配置，應(yīng)符合柱縱向鋼筋的最小總配筋率，中柱和邊柱的一、二、三、四抗震等級分別是1.0、0.8、0.7、0.6，角柱、框支柱的一、二、三、四抗震等級分別是1.2、1.0、0.9、0.8。同時每一側(cè)配筋率不應(yīng)小 0.2％；對建造于Ⅳ類場地且較高的高層建筑,數(shù)值應(yīng)增加 0.1。 當采用 HRB400 級熱軋鋼筋時應(yīng)允許減少 0.1，混凝土強度等級高于 C60 應(yīng)增加 0.1。

（3）框架節(jié)點核芯區(qū)箍筋的最大間距和最小直徑宜按規(guī)范中的柱箍筋加密區(qū)的箍筋最大間距和最小直徑，一、二、三級框架節(jié)點核芯區(qū)配箍特征值分別不宜小于 0.12、0.10 和 0.08 且體積配箍率分別不宜小于 0.6％、0.5％ 和 0.4％。柱剪跨比不大于 2 的框架節(jié)點核芯區(qū)配箍特征值不宜小于核芯區(qū)上、下柱端的較大配箍特征值。

五、結(jié)語

框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計是一個非常復(fù)雜的過程，需要考慮的因素很多，只有充分了解了自身的特點，結(jié)合現(xiàn)場的實際情況，才能確保整個框架結(jié)構(gòu)的安全可靠，經(jīng)濟合理且便于施工。

參考文獻

[1]楊鼎久.建筑結(jié)構(gòu)[M].機械工業(yè)出版社.2005

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一、樓梯在地震中的震害及討論

專家們在經(jīng)過實地深入的考察，感慨良深。我們原先的設(shè)計中，不考慮樓梯參與抗震，都把它當做一種簡單的板類結(jié)構(gòu)獨立的進行受彎設(shè)計，只計算恒荷載+活荷載工況，然而樓梯與主體結(jié)構(gòu)的整體澆筑，實際上已經(jīng)形成了一種特殊的斜撐抗側(cè)力構(gòu)件，梯板將產(chǎn)生軸力，樓梯板已變成拉壓彎構(gòu)件，它不僅參與結(jié)構(gòu)抗震，而且對結(jié)構(gòu)的動力特性有著很大的影響。

當樓梯的斜撐效應(yīng)對主體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響時，結(jié)構(gòu)的周期、陣型將會發(fā)生變化，特別是當樓梯位于結(jié)構(gòu)的角部時，影響是非常大的。這種斜撐作用在地震作用中受力復(fù)雜，但又很容易吸收更多的地震力，而我們原本的設(shè)計沒有考慮樓梯參與地震作用，這就加劇了樓梯在地震中的破壞。除了計算中存在的問題外，樓梯的抗震構(gòu)造措施也不足，致使地震中很多逃生通道根本起不到理想的作用，造成無法挽回的悲劇。

二、樓梯概念設(shè)計的理論分析

樓梯在建筑物中是一個空間結(jié)構(gòu)，各種構(gòu)件以相當復(fù)雜的方式共同工作，這種復(fù)雜的、非彈性性質(zhì)的、材料的時效、阻尼變化等多種因素，在實際計算中存在著不準確性。故在建筑抗震理論遠未達到很科學(xué)嚴密的情況下，單靠理論計算很難使樓梯具有良好的抗震能力，因而在實際工程設(shè)計中我們多了許多概念，假定與簡化。如樓梯不宜放在建筑物的角部和邊部，以便于荷載的傳遞；同時減少水平地震力作用下空間扭轉(zhuǎn)作用的影響。實際上踏步和平臺梁是整體連接，計算時需要在支座處加構(gòu)造負筋；以往在建筑工程中負筋一端錨入樓梯梁，另一端伸進樓梯板四分之一的踏步板跨度。但通過實際工程震害發(fā)現(xiàn)，在梯板四分之一處梯板斷裂或梯板混凝土剝落。因此建議將梯板負鋼筋拉通配置，并且負筋伸入梯板內(nèi)長度≥LaE。

再次，樓梯板在水平地震力作用下具有桁架中的腹桿效應(yīng)，將產(chǎn)生較大的拉壓力。樓梯板由原先我們只考慮豎向力時的受彎構(gòu)件，轉(zhuǎn)變?yōu)椤袄瓑簭潯睒?gòu)件，加強了樓梯處的局部抗側(cè)剛度；結(jié)構(gòu)剛度越大，地震作用效應(yīng)越大，配筋越多。樓梯參與整體計算時的樓梯板配筋要比常規(guī)做法計算出來的鋼筋面積大出40%左右，當樓梯板不能承受地震力所產(chǎn)生的軸力及彎矩，勢必出現(xiàn)梯段被拉斷的情況。這樣為抵御地震而配的鋼筋，增加了結(jié)構(gòu)的剛度，反而又使地震作用效應(yīng)增強。這樣不僅加大了結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計難度，還增加了造價成本。

三、樓梯構(gòu)件的實用設(shè)計方法

1、如果將樓梯參與整體計算，那么需要做一下幾點改進：1.調(diào)整結(jié)構(gòu)布置，以平衡計入樓梯剛度導(dǎo)致的扭轉(zhuǎn)不規(guī)則。2. 樓梯板不應(yīng)按照常規(guī)的純彎構(gòu)件來計算，應(yīng)該計入地震力產(chǎn)生的軸力，按照拉彎構(gòu)件來計算，這僅僅靠上皮添加通長鋼筋并按照配筋率確定鋼筋面積是不精確地，而應(yīng)該按照計算結(jié)果設(shè)計。3.適當加寬樓梯梁和休息板厚度，以承擔梯板斜撐作用傳遞來的平面外剪力。4.加強框架柱在半層休息板位置處的節(jié)點構(gòu)造（增大框架柱的箍筋面積，減小箍筋間距， 提高框架柱體積配箍率），以防止地震力下的剪切破壞。

上述是以加強的方法來考慮樓梯的斜撐作用，如果一味的加強樓梯間構(gòu)造，并不是解決問題的最好方法。

2、我們不妨換個思路，既然“抗”是比較困難的，那么我們就以“放”的方式解決問題。

1）既然樓梯間的破壞始作俑者是樓梯板在地震時產(chǎn)生的軸力，那么，不如把樓梯板的軸力釋放掉，使它在地震力作用下不對框架產(chǎn)生軸力，如果把樓梯和主體分離開，將樓梯梯跑下端設(shè)置成滑動支座，在第一階樓梯踏步下安裝一個近似消震的裝置，放置一層油氈（或者柔性材料），地震來時梯板滑移，消耗能量。那么地震時梯板將不會對框架產(chǎn)生軸力，樓梯板不具備斜撐效果，框架結(jié)構(gòu)也將不會因為這種斜撐的作用致使剛度的變化。

2）由于梯梁、梯板與梯柱、框架柱為現(xiàn)澆，這樣框架柱就很容易形成短柱，再次放大地震效應(yīng)，對樓梯極為不利。為此，我們將休息平臺板與框架柱之間分離開，預(yù)留≥5cm空隙；主體完工后，平臺用柔性材料進行嵌縫，不影響平臺的正常使用功能；同樣道理，梯梁與框架柱之間脫離開，梯梁端部與樓梯平臺，梯柱澆筑在一起，梯柱離框架柱一定的距離，這樣在概念上避免了由于梯梁，梯板，框架柱之間由于現(xiàn)澆而產(chǎn)生的短柱，降低了框架柱分擔的地震剪力，保護了樓梯的安全。

經(jīng)過上述方法處理樓梯后，樓梯變形增加，柔性更大。在水平地震力作用下樓梯參與結(jié)構(gòu)整體受力變小，樓梯更安全，結(jié)構(gòu)更合理。

（上接第563頁）

內(nèi)容

成本效益 建筑物圍護結(jié)構(gòu) 供熱系統(tǒng) 圍護結(jié)構(gòu)+供熱系統(tǒng)

門窗 外墻保溫 屋頂防潮保溫 室內(nèi)溫控和計量 二次網(wǎng)和可能的熱源 圍護結(jié)構(gòu) 供熱系統(tǒng)

分項單位面積成本（元/m2） 50 100 50 20 30 200 50

單位面積成本

（元/m2） 200 50 250

直接節(jié)能效果

（kgce/m2） 9 9 15

形成1噸標準煤節(jié)能能力的成本（元/tce） 22000 5500 17000

節(jié)能效益（元/m2） 7.2 7.2 7.2

投資回收期（年） 28 7 21.3

3.3 合同能源改造工程——威海匯泉服裝公司節(jié)能改造

威海匯泉服裝公司用“LED綠色照明”取代傳統(tǒng)的高能耗日光燈照明，通過提高照明效率來減少用電量。項目初期的改造費用由專業(yè)節(jié)能公司承擔，通過項目實施后節(jié)約的電費折算來逐步收回投資。威海匯泉服裝有限公司不僅零投入進行照明裝置升級，而且還從節(jié)能費用中分享收益。

通過實地測試，安裝LED節(jié)能燈后，工作臺照度平均提高60%，過道照度平均提高50%。根據(jù)目前的平均用電量計算，該項目完成后，五年內(nèi)合計可節(jié)電約74萬度，節(jié)省電費約67萬元，節(jié)能率達63%。折算節(jié)省標煤300噸，減排二氧化碳783噸，相當于2萬平米住宅或193輛1.5L汽車一年的碳排放。

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關(guān)鍵詞:舊房改造;抗震加固;加層設(shè)計;構(gòu)造

Abstract: review the old houses in the reconstruction of feasibility analysis, fully exploit the original structure of the bearing potential, choose appropriate increase layer structure form, do add layer with the original building of the part between tectonic processing, add layer renovation and the old houses seismic strengthening, and the combination of improve the seismic resistance of buildings.

Key words: the old modification; Seismic strengthening; Add layer design; structure

中圖分類號：TU311 文獻標識碼：A 文章編號：

對舊建筑物增層改造特別適合我國國情，它具有投資少、收效快、不占地、不需搬遷、節(jié)省城市配套費及美化市容等許多優(yōu)點，其經(jīng)濟效益非常顯著，具有強大生命力。

這些建筑物大多數(shù)是磚混結(jié)構(gòu)的辦公樓、宿舍、住宅、病房及汽車庫等。增層層數(shù)普遍是1~2層。對舊建筑進行增層擴建，可以擴大建筑面積，增加建筑物的使用功能，同時又基本不增加土地使用面積，是緩解建筑用地緊張的有效途徑。但增層工程是一項復(fù)雜而細致的工作，增層得當，可節(jié)約投資，又避免了拆遷各項公共生活設(shè)施和市政設(shè)施。如果處理不當，則勞民傷財，甚至?xí)＜叭嗣裆敭a(chǎn)安全。

1 工程概況

濱州市北海飯店中心樓，原設(shè)計為3層，框架結(jié)構(gòu)、柱下獨立基礎(chǔ)，建筑面積約2700。該辦公樓設(shè)計單位為濱州市建筑設(shè)計研究院（1999年）。因無相應(yīng)資料，施工單位和開竣日期不詳。

2 房屋質(zhì)量現(xiàn)狀檢測

為了更加貼近結(jié)構(gòu)的實際現(xiàn)有情況，改建設(shè)計前，業(yè)主委托有關(guān)建筑質(zhì)量監(jiān)督檢測單位對主體結(jié)構(gòu)進行全面檢測。

2.1房屋的損壞情況

2.1.1基礎(chǔ)

經(jīng)開挖檢查發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)基本完好，無風(fēng)化、酥堿等現(xiàn)象。

2.1.2承重磚墻

外墻局部有一定的風(fēng)化現(xiàn)象，風(fēng)化深度3~5mm，且有少量磚塊出現(xiàn)酥堿現(xiàn)象。底層部分窗臺下墻體中部有豎向裂縫，裂縫最寬2~3mm。其他墻體未發(fā)現(xiàn)明顯因地基不均勻沉降或結(jié)構(gòu)受力產(chǎn)生的裂縫。

2.1.3混凝土構(gòu)件

對混凝土的碳化深度進行測試，樓板碳化深度5~10mm，梁碳化深度一般為8~15mm，即混凝土構(gòu)件碳化深度較大。

檢查發(fā)現(xiàn)，由于混凝土保護層部分深度碳化、失去了對鋼筋的防護作用，使保護層產(chǎn)生順鋼筋的裂縫，局部保護層脫落，出現(xiàn)鋼筋銹蝕現(xiàn)象。

2.2房屋的不均勻沉降和垂直偏斜測量

2.2.1不均勻沉降測量

采用水準儀配以標尺測量原設(shè)計處與同一設(shè)計標高的勒腳線的相對高程，測得房屋無明顯高差，不均勻沉降量仍在規(guī)范允許范圍內(nèi)。

2.2.2房屋垂直偏斜測量

對房屋的外墻陽角線頂端進行垂直投影，測量其相應(yīng)底部的偏移值。測量結(jié)果為外墻向東偏斜，最大偏移值為30mm，傾斜率為0.26‰，在規(guī)范允許范圍內(nèi)。

2.2.3建筑材料現(xiàn)有強度測試

現(xiàn)場采用回彈、取芯等測試方法測得鋼筋混凝土構(gòu)件強度值為21.1~26.2Mpa ,由于建成年代較久，所測混凝土強度等級可取C20。

3 結(jié)構(gòu)復(fù)核計算和分析

加層部分材料特性：框架部分混凝土C30，外采用250mm加氣混凝土砌塊墻體，內(nèi)墻均采用GRC輕質(zhì)隔墻。為了全面了解加層后的整體結(jié)構(gòu)情況，采用了中國建筑科學(xué)研究院編制的satwet三維空間結(jié)構(gòu)計算軟件對加層加荷后的結(jié)構(gòu)作整體計算。（根據(jù)規(guī)范將混凝土和鋼筋的強度乘以0.9的折減系數(shù)）。

結(jié)構(gòu)計算分析考慮的基本設(shè)計條件是：設(shè)計使用年限為50年，結(jié)構(gòu)安全等級為二級，根據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB50011――2001，抗震設(shè)防類別為丙類，建筑場地類別為Ⅲ類，場地特征周期Tg＝0.55 s，設(shè)計基本加速度為0.10g。結(jié)果顯示，原建筑物的自震周期、層間位移比、底層柱軸壓比均達不到設(shè)計要求，說明加層、加荷后建筑物整體的承載力、抗震能力不能滿足要求，必須進行加固處理。

通過計算，原建筑的地基承載力和基礎(chǔ)能滿足要求，梁板也能滿足設(shè)計要求，但已建成的部分框架柱承載力不滿足要求，軸壓比超出規(guī)范要求，梁柱節(jié)點承載力不能滿足要求，均需要加固。

4加固設(shè)計

通過對原建筑物調(diào)查分析表明，框架結(jié)構(gòu)破壞的情況主要有：柱端彎剪破壞，角柱雙向受彎、受剪及扭轉(zhuǎn)破壞，填充墻剪切破壞。所以該原建筑物加固設(shè)計目的主要為：解決提高承載力的同時加強抗震設(shè)計，減輕自重，同時能滿足加固后合理使用年限為50年。

4.1框架柱加固

由于加層后荷載增加，柱截面偏小，造成底層柱軸壓比均超限，并且原1層、2層和3層柱承載力均不足。故原底層柱采用雙面加大截面法加固，每邊增加50mm，既提高了承載力又能滿足軸壓比的要求。

外包混凝土強度為C30，按增加截面后重新計算結(jié)果來配置縱筋，縱筋下端用結(jié)構(gòu)膠值入基礎(chǔ)中，上端植入框架梁中。新澆柱應(yīng)設(shè)U形箍，并與原柱箍筋焊接。新澆柱混凝土應(yīng)緊貼梁底，不得留有間隙。

2層和3層柱的加固采用干式外包鋼法加固。角鋼采用Q235B，四角角鋼采用L75×6，連接綴板的間距為300mm，角鋼穿過樓板遇到鋼筋時應(yīng)與鋼筋接在一起。嚴格要求焊接質(zhì)量，鋼材與混凝土構(gòu)件之間用乳膠水泥填實。

4.2梁柱節(jié)點加固

為了更好的滿足框架結(jié)構(gòu)的“強錨固強節(jié)點”設(shè)計要點，本次加固重點處理節(jié)點設(shè)計，更加注重抗震概念設(shè)計，所以對原框架節(jié)點進行加固。在節(jié)點區(qū)采用橫穿鋼筋，四角加焊角鋼的方法加固。橫穿鋼筋與角鋼焊接前應(yīng)用夾具夾緊，角鋼穿過樓板遇到鋼筋時應(yīng)與鋼筋焊接在一起。

4.3結(jié)構(gòu)的整體加固

由于結(jié)構(gòu)的最大層間位移角滿足抗震規(guī)范的要求，所以不需要整體加固。經(jīng)過以上加固處理后再應(yīng)用satwet三維空間結(jié)構(gòu)計算軟件對建筑物結(jié)構(gòu)整體計算，結(jié)果均滿足規(guī)范要求。

由于加強結(jié)構(gòu)構(gòu)造連接措施，完善抗震加固，抗震性能得到極大增強，可確保結(jié)構(gòu)體系的堅固性和耐久性。目前，該建筑物已加固完成，使用情況良好。

5 結(jié)論

（1）在既有建筑增層改造的設(shè)計過程中，應(yīng)根據(jù)原結(jié)構(gòu)的檢測鑒定結(jié)果，合理確定新增結(jié)構(gòu)的設(shè)計使用年限和荷載，并采取合理措施，以使新老結(jié)構(gòu)的安全可靠度處于同一水準之上。

（2）對老建筑物進行改造特別是加層之前，應(yīng)對房屋進行全面的檢測和鑒定，調(diào)查清楚原建筑的原結(jié)構(gòu)形式和傳力路線，測試材料的現(xiàn)有強度，測量原建筑的不均勻沉降情況、損壞和老化情況，并應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查情況進行抗震和靜力驗算。綜合檢測分析改造的可行性，作為原建筑改造設(shè)計的依據(jù)。

（3）建筑物在增層改造時由于將使原結(jié)構(gòu)負荷增加，加層前須按照現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范對原主體結(jié)構(gòu)承載力不足的構(gòu)件和地基基礎(chǔ)進行加固，同時應(yīng)進行抗震加固，使之在構(gòu)造上和抗震承載力上符合現(xiàn)行的抗震設(shè)計規(guī)范。

篇5

關(guān)鍵詞：混凝土框架結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)設(shè)計；抗震設(shè)計

Abstract: in recent years, with some construction engineering safety accidents, people for the engineering quality more and more shows the highly attention. Therefore, the construction of safety and durability design into building design workers face subject. This paper, from the concrete frame structure seismic design perspective, the concrete frame structure seismic design goal and general principles discussed and analyzed, and based on this, a detailed discussion on the concrete frame structure seismic design points and concrete measures.

Keywords: concrete frame structure; Structure design; Seismic design

中圖分類號：TU323.5 文獻標識碼：A文章編號：

框架結(jié)構(gòu)作為一種優(yōu)秀的結(jié)構(gòu)設(shè)計思想，在當前建筑設(shè)計中廣泛地被加以應(yīng)用。對于建筑而言，對其抗震性能有很嚴格的要求。因此，對混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的研究是廣大建筑設(shè)計工作者探討的熱點問題。本文筆者結(jié)合實踐經(jīng)驗，就這一問題作以下探討與分析，以期為同行提供有益借鑒與參考。

1、結(jié)構(gòu)的抗震性能與抗震能力

結(jié)構(gòu)的抗震性能是指結(jié)構(gòu)或構(gòu)件所固有的基本特征，諸如滯回環(huán)的形狀、延性、耗能等性能。結(jié)構(gòu)的抗震能力是指整體結(jié)構(gòu)抵抗既定烈度地震作用的能力，它不僅取決結(jié)構(gòu)自身的抗震性能，而且取決于結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計方法。

結(jié)構(gòu)的抗震性能與結(jié)構(gòu)的抗震能力既有聯(lián)系又有區(qū)別。結(jié)構(gòu)的抗震能力建立在結(jié)構(gòu)抗震性能的基礎(chǔ)上。然而在一定的條件下，用抗震性能較差的材料也能設(shè)計出抗震能力較好的結(jié)構(gòu)來。反之，即使采用抗震性能好的材料，如果結(jié)構(gòu)的耗能機制選擇及設(shè)計不合理，也會使得整體結(jié)構(gòu)的抗震能力較差。

抗震性能反應(yīng)了某種材料或結(jié)構(gòu)形式的固有特性，是抗震設(shè)計所依據(jù)的基礎(chǔ)；結(jié)構(gòu)抗震能力則是可以改變的，它取決于設(shè)計者所采用的設(shè)計方法及所把握的安全度準則。結(jié)構(gòu)的抗震性能是基本的、本質(zhì)的、相對穩(wěn)定的；結(jié)構(gòu)的抗震能力則依賴于設(shè)計，是可變化的。

2、混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計目標及要求

2.1抗震設(shè)計目標

國內(nèi)外抗震設(shè)防目標是要求建筑物在使用期間對不同頻率和強度的地震應(yīng)具有不同的抵抗能力，即小震不壞，中震可修，大震不倒。這一抗震設(shè)防目標也為我國抗震設(shè)計規(guī)范所采納，我國《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》中抗震設(shè)防目標如下：

（1）在遭受低于本地區(qū)設(shè)防烈度的多遇地震影響時，建筑物一般不受損壞或不需修理仍可繼續(xù)使用。

（2）在遭受本地區(qū)規(guī)定的設(shè)防烈度的地震影響時，建筑物可能有一定損壞但不致危及人民生命和生產(chǎn)設(shè)備的安全，經(jīng)修理或不需修理仍可繼續(xù)使用。

（3）在遭受高于本地區(qū)設(shè)防烈度的罕遇地震影響時，建筑物不致倒塌或發(fā)生危及人民生命和生產(chǎn)設(shè)備安全的嚴重破壞。基于上述抗震設(shè)防目標，建筑物在使用期間對不同頻率和強度的地震應(yīng)具有不同的抵抗能力。

2.2抗震設(shè)計的基本要求

混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計要依據(jù)抗震設(shè)防烈度，通過地震作用的取值和抗震措施的采取來實現(xiàn)結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防目標。抗震措施的采取要依據(jù)概念設(shè)計原理進行，概念設(shè)計是正確地解決總體方案、材料使用和細部構(gòu)造，以達到合理抗震設(shè)計的目的。

（1）選擇對抗震有利的場地、地基和基礎(chǔ)選擇建筑場地時應(yīng)根據(jù)工程需要，掌握地震活動情況和工程地質(zhì)的相關(guān)資料，做出綜合評價。

（2）選擇對抗震有利的結(jié)構(gòu)布置方案結(jié)構(gòu)平面應(yīng)簡單規(guī)則，結(jié)構(gòu)的主要抗側(cè)力構(gòu)件應(yīng)對稱均勻布置，使結(jié)構(gòu)的剛心與重心重合，避免地震時引起結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)及局部應(yīng)力集中。

（3）處理好非承重結(jié)構(gòu)構(gòu)件和主體結(jié)構(gòu)的關(guān)系。混凝土框架結(jié)構(gòu)中非承重墻體材料選型和布置，應(yīng)根據(jù)烈度、房屋高度、建筑體型、結(jié)構(gòu)層間變形、墻體抗側(cè)力性能的利用等因素經(jīng)綜合分析后確定，應(yīng)優(yōu)先采用輕質(zhì)墻體材料。

（4）注意材料的選擇和施工質(zhì)量各材料的強度等級和施工質(zhì)量應(yīng)符合抗震規(guī)范要求。

3、混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的要點分析

3.1框架梁的設(shè)計

框架梁、柱中心線宜重合。當梁柱中心線不重合時，應(yīng)考慮偏心對梁柱節(jié)點核心區(qū)受力和構(gòu)造的不利影響，以及梁荷載對柱子的偏心影響。偏心距大于該方向柱寬的1/4時，可采取增設(shè)梁的水平加腋等措施。另外，為減小扭轉(zhuǎn)的不利影響，應(yīng)采用整體現(xiàn)澆樓蓋。計算梁端受拉鋼筋時宜考慮梁端受壓鋼筋的作用，計算梁端受壓區(qū)高度時宜按梁端截面實際受拉和受壓鋼筋面積進行計算。

3.2框架柱的設(shè)計

為了保證框架結(jié)構(gòu)的延性，《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》對框架柱的軸壓比進行了限制，設(shè)計時應(yīng)遵守。利用箍筋對柱加強約束，可以提高柱的混凝土抗壓強度，從而降低軸壓比要求。抗震設(shè)計時，框架角柱按雙向偏心受力構(gòu)件進行正截面承載力設(shè)計。

3.3樓、屋蓋的設(shè)計

框架結(jié)構(gòu)宜采用現(xiàn)澆樓蓋結(jié)構(gòu)。現(xiàn)澆樓蓋的混凝土強度等級不宜低于C20，不宜高于C40。受力鋼筋盡量用包括直徑10mm的鋼筋，直徑12mm的受力鋼筋，不采用不符合標準的鋼筋。當板厚，150mm時，鋼筋間距不宜大于200mm；當板厚>150mm時，鋼筋間距不宜大于1.5倍板厚，且不宜大于250mm鋼筋宜大直徑大間距，但間距通常不大于200mm，盡量取200mm，鋼筋直徑類型也不宜過多。分布筋間距不宜大于250mm；集中荷載較大或溫度影響較大時，分布筋截面積應(yīng)適當增加，間距適當減小，其間距不宜大于200mm。頂層及考慮抗裂時板上筋可不斷，或部分連通，拉通筋均應(yīng)按受拉搭接鋼筋。

3.4填充墻和隔墻

框架結(jié)構(gòu)的填充墻和隔墻一般為輕質(zhì)墻體。過梁一般不采用預(yù)制混凝土過梁，而是現(xiàn)澆梁帶。設(shè)計時應(yīng)注明采用的輕質(zhì)墻的做法及圖集，并注明過梁的補充筋。當過梁與柱或構(gòu)造柱相接時，柱應(yīng)甩筋，過梁現(xiàn)澆。有抗震設(shè)防要求情況下，如果采用砌體填充墻，其布置應(yīng)符合：上、下層剛度不能變化過大；盡量減少因抗側(cè)剛度偏心造成的扭轉(zhuǎn)。另外，還要采取措施確保砌體填充墻及隔墻的自身穩(wěn)定性。

框架結(jié)構(gòu)中的電梯井壁宜采用粘土磚砌筑，但不能采用磚墻承重。應(yīng)采用每層的梁承托每層的墻體重量。梯井四角加構(gòu)造柱，層高較高時宜在門洞上方位置加圈梁。出屋面的樓電梯間不得采用磚混結(jié)構(gòu)。

3.5材料選用

（1）混凝土：現(xiàn)澆樓蓋的混凝土強度等級不宜低于C20、不宜高于C40；一級抗震等級框架梁、框架柱、節(jié)點，混凝土強度等級不應(yīng)低于C30；其他各類結(jié)構(gòu)構(gòu)件，混凝土強度等級不低于C20。當采用HRB400級鋼筋以及承受重復(fù)荷載的構(gòu)件，混凝土強度等級不得低于C20。基礎(chǔ)墊層的混凝土強度等級可采用C10。混凝土強度等級并不是越高越好，而是要適宜，要滿足抗震設(shè)防的要求。框架梁、柱的混凝土等級宜相差一級。

（2）鋼筋：有抗震設(shè)防要求的框架梁、框架柱、剪力墻等結(jié)構(gòu)構(gòu)件的中縱向受力鋼筋宜采用HR 8400級（III級）和HRB335（III級）熱軋鋼筋；箍筋宜選用HRB335，HRB400，HPB235（I級）級熱軋鋼筋。規(guī)范提倡采用HRB400級鋼筋作為我國鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的主力鋼筋，推進在我國工程實踐中提升鋼筋的強度等級。

4、結(jié)束語

隨著混凝土框架結(jié)構(gòu)在建筑設(shè)計中的推廣應(yīng)用，其抗震問題是值得我們研究的問題。總體上來看，其研究方向主要集中于兩個方面：一是繼續(xù)深入研究預(yù)應(yīng)力混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震性能，二是研究預(yù)應(yīng)力混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震能力及其設(shè)計方法；這也是我們建筑設(shè)計工作者探索的方向。

參考文獻:

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篇6

關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土；框架結(jié)構(gòu)；住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計

混凝土框架結(jié)構(gòu)是由梁、板、柱構(gòu)件組成的空間結(jié)構(gòu)，既承受豎向荷載，又承受水平荷載。其延性較好，橫向側(cè)移剛度較小，特點是柱網(wǎng)布置靈活，便于獲得較大的使用空間，適用于需要大空間的、層數(shù)不宜太多、房屋的高度不宜太高的建筑。

一、截面尺寸的選擇

梁、柱的截面尺寸的選擇是框架結(jié)構(gòu)設(shè)計的前提，除應(yīng)滿足規(guī)范[1]所要求的取值范圍，還應(yīng)注意盡可能使柱的線剛度與梁的線剛度的比值大于1，以達到在罕遇地震作用下，梁端形成塑性鉸時，柱端處于非彈性工作狀態(tài)而沒有屈服，節(jié)點仍處于彈性工作階段的目的。即規(guī)范所要求的“強柱弱梁強節(jié)點”。

二、梁、柱的適宜配筋率

框架梁的配筋在設(shè)計中應(yīng)掌握“適中”的原則，一般情況下其配筋率宜取0.4%~1.5%框架柱的全部縱向受力鋼筋的配筋率宜取1%~3%。另外當梁端的縱向受拉鋼筋最小配筋率大于2%時，其箍筋的最小直徑應(yīng)增大2mm。但是無論在何種情況下，均應(yīng)滿足規(guī)范[1]所規(guī)定的最大、最小配筋率的要求。另外框架梁的縱向受拉鋼筋配筋率，應(yīng)注意規(guī)范[1]與規(guī)范[2]中的區(qū)別：規(guī)范[2]中梁的縱向受拉鋼筋最小配筋率只和框架的抗震等級有關(guān)，而在規(guī)范[1]中梁的最小配筋率除和框架的抗震等級有關(guān)外，還和混凝土的軸心抗拉強度設(shè)計值與鋼筋的抗拉強度設(shè)計值的比值有關(guān)，所以在設(shè)計中應(yīng)依據(jù)規(guī)范[1]來確定梁的最小配筋。

三、框架柱配筋的調(diào)整

框架柱的配筋率一般都很低，有時電算結(jié)果為構(gòu)造配筋，但是實際工程中均不會按此配筋。因為在地震作用下的框架柱，尤其是角柱，所受的扭轉(zhuǎn)剪力最大，同時又受雙向彎矩作用，而橫梁的約束又較小，工作狀態(tài)下又處于雙向偏心受壓狀態(tài)，所以其震害重于內(nèi)柱。對于質(zhì)量分布不均勻的框架尤為明顯。因此應(yīng)選擇最不利的方向進行框架計算，另外也可分別從縱、橫兩個方向計算后比較同一側(cè)面的配筋，取其較大值，并采用對稱配筋的原則。為了滿足框架柱在多種內(nèi)力組合作用下其強度要求，在配筋計算時應(yīng)注意以下問題：

1．角柱、邊柱及抗震墻端柱在地震作用組合下會產(chǎn)生偏心受拉時，其柱內(nèi)縱筋總截面面積應(yīng)比計算值增大25%。

2．框架柱的配筋可放大1.2~1.6倍，其中角柱1.4倍，邊柱1.3倍，中柱1.2倍。

3．框架柱的箍筋形式應(yīng)選用菱形或井字形，以增強箍筋對混凝土的約束。

4．對于二、三級框架的底層柱底和底部加強部位縱筋宜采用焊接，且當柱縱向鋼筋的總配筋率超過3%時，箍筋的直徑不應(yīng)小于Φ8，并應(yīng)焊接。

另外多層框架電算時常不考慮溫度應(yīng)力和基礎(chǔ)的不均勻沉降，當多層框架水平尺寸和垂直尺寸較大以及地基軟弱土層較厚或地基土質(zhì)不均勻時，可以適當放大框架柱的配筋，且宜在縱、橫兩個方向設(shè)置基礎(chǔ)梁，其配筋不宜按構(gòu)造設(shè)置，應(yīng)按框架梁進行設(shè)計，并按規(guī)范[1]要求設(shè)置箍筋加密區(qū)。

四、框架梁裂縫寬度、斜截面配筋調(diào)整

在滿足梁柱的截面尺寸和配筋率的情況下，仍需在計算配筋后進行梁的裂縫寬度的驗算和滿足梁端斜截面“強剪弱彎”條件下的梁端配筋調(diào)整。

1．影響裂縫寬度的因素和調(diào)整的辦法。框架梁的裂縫寬度驗算往往被工程設(shè)計人員忽視，對此應(yīng)引起我們的注意。影響裂縫寬度的主要因素有兩方面，一是構(gòu)件的混凝土強度等級，二是鋼筋的級別和直徑。由于混凝土等級與鋼筋的級別有一定的“依賴關(guān)系”，因此對于普通的混凝土構(gòu)件，混凝土的高等級對減小梁的裂縫寬度影響不大，一般情況下宜采用加大梁的配筋率或增大梁的截面尺寸的方法來減小梁的裂縫寬度。另外需注意在利用計算機輔助軟件進行結(jié)構(gòu)建模中的荷載輸入時，一定要將恒、活載數(shù)值分開輸入，以便進行內(nèi)力組合和裂縫寬度的計算，不要貪圖省事而將恒、活載合并輸入，以防止梁、柱內(nèi)力計算錯誤，致使所繪制的施工圖不能使用。

2．梁端斜截面的配筋調(diào)整。框架結(jié)構(gòu)設(shè)計中，宜滿足在地震作用下框架梁的梁端斜截面受彎承載力的規(guī)范要求，即“強剪弱彎”。在具體設(shè)計和梁配筋調(diào)整時，可采用以下方法：

（1）不放大梁端負彎矩鋼筋而加大梁的跨中受力鋼筋（一般放大1.1~1.3倍）；（2）梁端箍筋的直徑可增加2mm；（3）支座處盡量不設(shè)置彎起鋼筋，宜利用箍筋承受支座剪力。

3、在電算中合理、準確運用彎矩的調(diào)幅

規(guī)范規(guī)定只有在豎向力作用下梁端彎矩可調(diào)幅，水平力作用下梁端彎矩不允許調(diào)幅，因此在計算時必須先將豎向荷載作用下的梁端彎矩調(diào)幅后，再將水平荷載產(chǎn)生的梁端彎矩疊加。在此可采用兩種方法：一是將梁端的固定彎矩調(diào)幅后，再進行力矩分配；二是將由力矩分配法算得的梁端負彎矩直接乘以調(diào)幅系數(shù)。

五、框架結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)注意的其它問題

1．在框架結(jié)構(gòu)中不允許采用兩種不同的結(jié)構(gòu)型式，樓、電梯間、局部突出屋頂?shù)姆块g，均不得采用磚墻承重。因為框架結(jié)構(gòu)是一種柔性結(jié)構(gòu)體系，而磚混結(jié)構(gòu)是一種剛性結(jié)構(gòu)。為了使結(jié)構(gòu)的變形相互協(xié)調(diào)，不應(yīng)采用不同結(jié)構(gòu)混合受力。

2．加強短柱的構(gòu)造措施：在工程施工過程中頂棚可能要吊頂或其它裝修，甲方為了節(jié)約開支，往往要求柱間填充墻不到頂或者是在墻上任意開門窗洞口，這樣往往會造成短柱。由于短柱剛度大，吸收地震作用使其受剪，當混凝土抗剪強度不足時，則產(chǎn)生交叉裂縫及脆性錯斷，從而引起建筑物或構(gòu)筑物的破壞甚至倒塌。所以在設(shè)計中應(yīng)采取如下措施：

（1）盡量減弱短柱的樓層約束，如降低相連梁的高度、梁與柱采用鉸接等；（2）增加箍筋的配置，在短柱范圍內(nèi)箍筋的間距不應(yīng)大于100mm，柱的縱向鋼筋間距≤150mm；（3）采用良好的箍筋類型，如螺旋箍筋、復(fù)合螺旋箍筋、雙螺旋箍筋等。

3．由于建筑的需要，有時需要框架梁外挑，且梁下設(shè)置鋼筋混凝土柱。在柱的內(nèi)力和配筋計算中，有些設(shè)計人員對其受力概念不清，誤認為此柱為構(gòu)造柱，并且其配筋為構(gòu)造配筋，懸臂梁也未按計算配筋，這樣有可能導(dǎo)致水平荷載作用下承載力不足，為事故的發(fā)生埋下隱患。實際上，在結(jié)構(gòu)的整體計算中，此柱為偏心受壓構(gòu)件，柱與梁端交接處類似于框架梁、柱節(jié)點，應(yīng)考慮懸臂梁梁端的協(xié)調(diào)變形。所以對于此柱應(yīng)作為豎向構(gòu)件參與結(jié)構(gòu)的整體分析，并且柱與梁端交接處應(yīng)按框架梁、柱的節(jié)點處理。

4．對于框架梁下部的填充墻構(gòu)造措施，當填充墻長度大于5m時，墻頂與梁宜采用拉接措施；當墻高度超過4m時，宜在墻高中部設(shè)置與柱連接的通長鋼筋混凝土水平墻梁。

5．在設(shè)計框架結(jié)構(gòu)和裙房時，高低跨之間不要采用主樓設(shè)牛腿、低層屋面或樓梯梁擱在牛腿上的做法，也不要用牛腿托梁的方式作為防震縫。因為在地震時各單元之間，尤其是高低層之間的震動情況不同，連接處很容易壓碎、拉斷。因此，凡要設(shè)縫，就要分得徹底，凡不設(shè)縫，就要連接牢固，絕不能似分非分，似連非連，否則很容易在地震中破壞。

6．在設(shè)計中不得隨意加大主筋的面積，或為了簡化構(gòu)造而統(tǒng)一截面設(shè)計，以避免造成結(jié)構(gòu)的某些部位相對薄弱。

參考文獻

[1]中華人民共和國建設(shè)部．混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB50010-2010）．中國建筑工業(yè)出版社，2010．

[2]中華人民共和國建設(shè)部．混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GBJ-89）．中國建筑工業(yè)出版社，1989．

篇7

1．1煤倉間框架結(jié)構(gòu)形式和梁柱截面尺寸的優(yōu)化

電廠煤倉間框架結(jié)構(gòu)軸線尺寸為81m×19．4m×54．55m(長×寬×高)，共9榀框架。截止目前尚無百萬機組荷載的明確規(guī)定，也無相同機組的設(shè)計經(jīng)歷，因而在初始階段只能依據(jù)60萬機組設(shè)計經(jīng)驗、收口資料和工藝大荷載進行框架結(jié)構(gòu)形式的布置和梁柱截面的確定，并初步擬定了兩個方案，方案一和方案二框架剖面圖見圖1。兩個方案整體布置相近，其主要區(qū)別在于根據(jù)兩方案的結(jié)構(gòu)布置特點調(diào)整了內(nèi)部框架柱的高度和框架梁、柱截面。其中方案一內(nèi)部框架柱頂標高為29．5m煤斗層，方案二內(nèi)部框架柱頂標高為38．0m煤斗止晃層，并且柱截面在17m，29．5m進行兩次變截面，由方案一的1000×1200修改為1000×1000，1000×800，煤斗止晃層框架梁截面由方案一的600×2000縮減為500×1500，方案二其余各層梁截面高度較方案一也均有所降低。經(jīng)過模型計算和比較，最終選擇方案二為本工程煤倉間框架的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。選擇方案二，主要有以下原因:1)由于煤倉間在38．0m層是個煤斗止晃層，煤斗止晃層需要承受煤斗產(chǎn)生的水平晃動荷載和地震水平作用，而在方案一中，這部分荷載完全依賴于本層的框架梁來承擔，導(dǎo)致本層梁和框架結(jié)構(gòu)受力不利;2)方案二在解決煤斗止晃層荷載傳遞不利的同時還降低本層框架梁的截面高度，有效增加了主廠房的凈空，避免了“胖柱肥梁”現(xiàn)象。

1．2框架結(jié)構(gòu)配筋優(yōu)化

煤倉間框架結(jié)構(gòu)形式和梁柱截面確定后，進一步從煤倉間框架的材料選擇、荷載取值、計算系數(shù)和細部構(gòu)造等方面對煤倉間框架配筋進行了優(yōu)化。1)材料選擇。提高材料強度一方面可有效降低材料用量，減少結(jié)構(gòu)自重;另一方面也可降低梁柱板尺寸，有效增加主廠房凈空。具體措施有:a．無特殊要求的填充墻全部采用輕質(zhì)材料;b．煤倉間框架結(jié)構(gòu)混凝土等級由原來的C30提高為C45;c．受力鋼筋由原來的HPB235，HRB335級提高為HRB400級。2)荷載取值。煤倉間框架結(jié)構(gòu)計算的荷載取值，嚴格遵循《火力發(fā)電廠土建結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)規(guī)程》(以下簡稱《土規(guī)》)和《火力發(fā)電廠主廠房荷載設(shè)計技術(shù)規(guī)程》(以下簡稱《荷載規(guī)程》)要求，并對相關(guān)規(guī)定進行了細化。a．樓(屋)面活荷載按《土規(guī)》要求進行了折減，樓層活荷載分區(qū)布置，避免在荷載布置時只取最大荷載布置而造成的荷載放大;b．折減后不小于4kN/m2樓(屋)面活荷載分項系數(shù)取為1．3;c．管道荷載乘0．9折減系數(shù);d．主廠房屋面不考慮積灰荷載和雪荷載;e．樓(屋)面活荷載各組合值系數(shù)按《荷載規(guī)程》表7．0．4取值，設(shè)備、管道荷載各組合值系數(shù)按《荷載規(guī)程》6．6條取值，風(fēng)荷載各組合值系數(shù)按《荷載規(guī)程》9．1．3條取值。3)模型計算分析中各項系數(shù)的取值。在模型計算中，有很多參數(shù)對計算結(jié)果的影響較大，在滿足規(guī)范要求前提下，通過對某些關(guān)鍵參數(shù)的調(diào)整，可在一定程度上降低配筋的計算量，為梁柱結(jié)構(gòu)配筋的優(yōu)化提供依據(jù)。a．內(nèi)力計算的相關(guān)參數(shù)按實際取值，如梁端負彎矩調(diào)幅系數(shù)取0．8，梁活荷載內(nèi)力放大系數(shù)取1．0等;b．梁柱截面和配筋均不進行歸并，主筋選筋庫中鋼筋直徑全選，配筋放大系數(shù)取1．05，若需調(diào)整可在梁柱施工圖中人工選擇;c．梁柱受力鋼筋的直徑盡量取兩種;d．箍筋、架立筋、腰筋等構(gòu)造鋼筋，不人為提高直徑和數(shù)量。4)細部構(gòu)造設(shè)計及措施。a．增加主筋和箍筋直徑類別，按計算配筋面積配置，受力主筋采用兩種直徑鋼筋以最接近計算面積的方式搭配使用，避免了因鋼筋歸并造成的鋼筋面積加大的現(xiàn)象;b．按照規(guī)范要求設(shè)置附加吊筋，不任意加大吊筋直徑和根數(shù);c．改變箍筋設(shè)置形式，部分梁柱復(fù)合封閉套箍筋改為拉結(jié)筋;d．框架結(jié)構(gòu)受力鋼筋采用機械接頭以減少鋼筋搭接長度。實施以上措施，設(shè)計工作量會增加很多，設(shè)計人員需要不厭其煩地計算調(diào)整再計算再調(diào)整，框架梁柱截面的配筋形式和鋼筋類型也會更復(fù)雜多樣。優(yōu)化前后煤倉間主框架配筋對比詳見表1。根據(jù)表中統(tǒng)計結(jié)果，經(jīng)過優(yōu)化，煤倉間橫向框架鋼筋體積含量減少了45．39kg/m3，鋼筋用量降低了近20%。

2結(jié)論及建議

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【關(guān)鍵詞】基于性能；抗震加固；框架結(jié)構(gòu)；應(yīng)用

我國城市人口十分集中，且隨著城市建設(shè)的進一步發(fā)展，各種大型建筑、重要建筑項目越來越多，在地震災(zāi)害面前如何更好地生存就成為當前亟待解決的重要問題。就當前我國城市現(xiàn)狀來看，部分房屋已經(jīng)步入中老年期，在現(xiàn)有經(jīng)濟條件下，全部重建并不現(xiàn)實，而應(yīng)用基于性能的抗震加固就成為有效、積極的方法，前景十分廣闊。因此，對基于性能的抗震加固在框架結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用進行探討，對于新時期的城市建設(shè)具有積極的現(xiàn)實意義。

一、基于性能的抗震加固思路

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，當前不少高層建筑都在功能方面呈現(xiàn)出多樣化的趨勢，例如，中層及下層用于辦公、餐飲或者娛樂，居住以及旅館等則主要被安排在樓層的上部。首先，從建筑功能的角度來分析，在建筑的上部安排小開間軸線布置以及數(shù)量較大的墻體設(shè)計以及基本可以符合居住以及旅館的需要；在建筑的下部，出于實用性的考慮，則需要盡可能的減少墻體以及諸柱子的使用，以便營造出較大的室內(nèi)空間；再從結(jié)構(gòu)受力角度加以分析，根據(jù)建筑力學(xué)的相關(guān)理論，建筑物的下部要保持較大的剛性，增加墻體以及柱子的數(shù)量以便符合受力要求，而建筑的上部，由于所承受的力度相對較小，所以可以適當?shù)臏p少墻體以及柱子的使用量，經(jīng)過分析不難發(fā)現(xiàn)，根據(jù)建筑功能所進行的布置與根據(jù)力學(xué)所進行的布置是存在矛盾的，為了有效解決這一問題，確保建筑物符合功能性的要求，就要打破常規(guī)進行結(jié)構(gòu)設(shè)計，采取上小下大的空間布置方案，將剛度較大的剪力墻應(yīng)用在建筑的上部分，剛度相對較小的框架柱則主要用于下部，根據(jù)這種建筑設(shè)計方案以及布局要求，就必須在建筑的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層設(shè)置一個水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件。

基于性能的抗震加固是以建筑物使用功能、結(jié)構(gòu)形式、加固要求等為依據(jù)，來對其個等級的性能水平加以確定，并針對性能水平的差異性來明確抗震設(shè)防標準，以此為基礎(chǔ)來開展加固設(shè)計。通常來講，基于性能的抗震加固思路基本包含以下步驟：第一，全面鑒定現(xiàn)有結(jié)構(gòu)，對框架結(jié)構(gòu)的材料強度、布置形式、抗震構(gòu)造及其他特征加以掌握；第二，以結(jié)構(gòu)抗震驗算、結(jié)構(gòu)加固后使用要求、現(xiàn)行規(guī)范為依據(jù)，來對加固性能目標加以確定；第三，以確定的性能目標為依據(jù)，來對加固方案作出初步確定；第四，結(jié)合工程施工周期、造價對建筑使用影響情況來評估加固方案，作出合理修改，從而對最佳加固方案加以確定。轉(zhuǎn)換層上部和下部結(jié)構(gòu)層間位移角比與轉(zhuǎn)換層的高度之間具有一定的聯(lián)系，提高轉(zhuǎn)換層高度，位移角比也會相應(yīng)的增加；轉(zhuǎn)換層下部結(jié)構(gòu)的層間位移角會隨著層數(shù)的增多而迅速的增加，所以，要嚴格限制轉(zhuǎn)換層上部及下部結(jié)構(gòu)的剛度比以及層間位移角。

二、震害下框架結(jié)構(gòu)的倒塌機理

在震害下，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞，其屈服機制如圖1所示，可能的形式主要包括以下幾種：第一，混凝土壓碎、一個或多個截面鋼筋屈服、構(gòu)件發(fā)生軸壓破壞或彎曲破壞；第二，一個或多個截面出現(xiàn)剪切破壞，剪壞構(gòu)件；第三，結(jié)構(gòu)整體或局部形成可動機構(gòu)；第四，結(jié)構(gòu)整體或局部發(fā)生失穩(wěn)情況；第五，結(jié)構(gòu)整體或局部出現(xiàn)過大變形，超出使用范圍的要求。框架結(jié)構(gòu)倒塌判斷準則同構(gòu)件穩(wěn)定性、構(gòu)件破壞準則有著直接的聯(lián)系，結(jié)構(gòu)體系穩(wěn)定性的喪失是必要的倒塌條件，而倒塌則是不穩(wěn)定狀態(tài)的積累，直至承載能力的最終喪失，是一個不可逆轉(zhuǎn)的過程。

（a）粱鉸破壞機制

（b）柱鉸破壞機制

（c）混合鉸破壞機制

圖1 框架結(jié)構(gòu)屈服機制

三、基于性能的抗震加固在框架結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用分析

（一）確定框架結(jié)構(gòu)工程的基本設(shè)計參數(shù)

框架結(jié)構(gòu)工程的基本設(shè)計參數(shù)通常包括以下內(nèi)容：第一，工程的絕對標高；第二，抗震設(shè)防烈度，包含地震的基本加速度、建筑物抗震設(shè)防類別、建筑結(jié)構(gòu)安全等級及框架結(jié)構(gòu)的主體結(jié)構(gòu)形式；第三，基本風(fēng)壓、基本雪壓、地面粗糙度，建筑的場地類型、場地類別、地震分組、周期折減系數(shù)、地基基礎(chǔ)設(shè)計等級；第四，正常使用與維護為前提，主體結(jié)構(gòu)在不改變使用環(huán)境和用途下的使用年限；第五，建筑物平面尺寸、高、底層層高、其余層高，混凝土等級，樓板厚度及梁柱截面的尺寸。

（二）進行框架結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析與反應(yīng)譜分析

1、模態(tài)分析

通常應(yīng)用SAP2000程序來對框架結(jié)構(gòu)進行模態(tài)分析，進行模態(tài)分析來求解振型的方法有兩種，分別為Ritz向量法和特征向量法。通過兩種方法的綜合運用，來對框架結(jié)構(gòu)的基本性能參數(shù)進行提供，定性判斷結(jié)構(gòu)的響應(yīng)性，來為其他動力的分析提供條件。

2、反應(yīng)譜分析

反應(yīng)譜分析是一種擬動力的分析形式，底部剪力法、振型分解法是地震作用下的框架結(jié)構(gòu)分析方法。其中，前者是一種靜力模擬計算方法，其原理為：對質(zhì)點體系地震反應(yīng)進行計算，建立反應(yīng)譜，計算結(jié)構(gòu)等效地震荷載，執(zhí)行結(jié)構(gòu)的計算與設(shè)計。而后者則先分析設(shè)計反應(yīng)譜曲線，再應(yīng)用振型組合方法來對振型進行分析，且CQC組合方法的應(yīng)用最為普遍。

（三）基于性能抗震加固方案的提出與分析

以滿足框架結(jié)構(gòu)抗震加固方案的基本要求為前提，來提出基于性能的抗震加固方案，加固方案的提出主要針對以下情況：第一，房屋抗震承載力難以滿足要求的情況；第二，鋼筋混凝土構(gòu)件存在局部損傷的情況；第三，墻體同框架柱間存在不良連接的情況；第四，建筑中存在易倒塌部位的情況；第五，建筑內(nèi)電梯間、樓梯間、水箱間存在同鑒定要求不相符的情況；結(jié)合框架結(jié)構(gòu)的重要性和已使用年限，來針對上述情況提出相應(yīng)的加固方案。其基本方案如圖2所示，在明確加固方案后，就應(yīng)對加固方案進行分析，通常應(yīng)用Pushover分析法來進行，如以側(cè)向加固方式為例，首先進行新框架結(jié)構(gòu)的model分析，在得到框架結(jié)構(gòu)振型的方向和周期后，選用側(cè)向加載和重力兼顧的方式，來運用Pushover分析法來對新框架結(jié)構(gòu)做出分析，從而對加固方案的性能加以明確。

（四）進行抗震加固構(gòu)造連接

在確定加固方案之后，還應(yīng)進行抗震加固構(gòu)造連接，期間應(yīng)注意以下幾點事項：第一，因抗震加固時，新舊構(gòu)件連接是加固后框架結(jié)構(gòu)整體協(xié)同工作的關(guān)鍵保障，故應(yīng)進行原構(gòu)件同新增構(gòu)件間的可靠連接。第二，新增的抗震墻、柱既是傳遞豎向荷載的主要構(gòu)件，又是負責(zé)對水平地震作用的直接抵抗，故應(yīng)保證其基礎(chǔ)的可靠性，基礎(chǔ)的寬度和深埋應(yīng)結(jié)合對新建墻、柱基礎(chǔ)的計算來加以確定；第三，加固中對于需要鑿除的砼應(yīng)采取必要的頂撐措施，選取專業(yè)公司開展施工，并征詢設(shè)計單位的相關(guān)意見；第四，對構(gòu)造直筋的最小深度、受力縱向鋼筋植筋深度、植筋最小邊距進行合理確定；第五，結(jié)合框架結(jié)構(gòu)實際來對新加混凝土與原砼交界面中的注意事項加以說明，更好地保障框架結(jié)構(gòu)加固性能。轉(zhuǎn)換板下部貫通落地剪力墻以及框支柱所承受的地震剪力會隨著轉(zhuǎn)換層位置的升高而增加，并且會在距離轉(zhuǎn)換板上部距離最近的一層出現(xiàn)剪力墻應(yīng)力集中的現(xiàn)象。如果轉(zhuǎn)換層之下有四層以上時，就需要在進行建筑抗震設(shè)計時，重點加強貫通落地剪力墻以及框支柱部位，在必要情況下，要對抗震等級適當?shù)恼{(diào)整。梁柱節(jié)點處不同強度等級混凝土采用分別澆搗的施工方法，給施工帶來不便，且容易形成鄰接面的冷縫，故當柱子混凝土強度等級高于梁板混凝土強度等級不超過二級時（10N/mm2），可考慮梁柱節(jié)點處的混凝土隨同梁板一起澆搗。

篇9

摘要：在現(xiàn)在的建筑建設(shè)中，框架的結(jié)構(gòu)設(shè)計是較為流行的一種應(yīng)用方法，并且用處巨大，對于各類建筑都有一定的應(yīng)用價值。首先通過對建筑框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計和改造的具體闡釋，使讀者可以對這些有一定的了解。接下來，對于建筑框架結(jié)構(gòu)加固設(shè)計方面的研究，為讀者全面認識框架結(jié)構(gòu)的加固設(shè)計做了全面的分析和研讀，并為加固設(shè)計提出了具體的方式和方法。

關(guān)鍵詞：建筑；建筑框架結(jié)構(gòu)；加固設(shè)計途徑

中圖分類號：TB 文獻標識碼：A 文章編號：16723198（2013）18018001

1 對于建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計原則的理解

建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計是一棟房屋或者一棟大型建筑在開工建造之初的設(shè)計模板，是其建造的主要依據(jù)。在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，要考慮到房屋所處的地理位置和周圍環(huán)境，比如是否防潮，防風(fēng)，當?shù)厥欠竦卣痤l發(fā)，需要進行加固，是否雨水較多，需要放雨水滲漏，建筑的主要用途是什么，選取什么樣的材料進行建設(shè)，國家規(guī)定的關(guān)于房屋建設(shè)的標準有哪些等等很多的情況都需要在這一階段深入研究和分析，方便為房屋的實際建設(shè)提供必要的參考憑證。在進行設(shè)計時需要考慮的情況大致有以下幾點：

（1）房屋在建造時采用什么樣的構(gòu)造以及其設(shè)計的整體造型應(yīng)該如何；建造房屋的用途，比如是用于學(xué)校，用于辦公，用于商場、超市還是其他情況等等；建造的房屋可以投入使用的年份是多少，什么時候開始維修；房屋所處的地理位置，如是否處于地震多發(fā)區(qū)，是否處于洪澇多發(fā)區(qū)等，根據(jù)這些情況需要對房屋進行加固設(shè)計；而所需要的材料應(yīng)該用多大密度，房屋的堅固程度，等等這一系列的需要從結(jié)構(gòu)上進行規(guī)劃的問題要在這一階段進行嚴密的分析，尋找到具體的解決方案。

（2）在設(shè)計房屋時，房屋設(shè)計需要多少的高度；各類管道的安裝和線路的安裝應(yīng)該采用何種方式；房屋所能承受的重量；建造的地基堅固度和高度；是否會由于地表或地下其他一些因素影響房屋建造等的情況都要在地基建造之前考慮清楚。

（3）對于鋼筋和混凝土的要求。鋼筋要根據(jù)國家標準對于不同的建筑采用不同密度的鋼筋，充分考慮到建筑物的堅固耐用程度。而混凝土則要根據(jù)地域和地理環(huán)境的不同在設(shè)計和具體施工的過程中對于混凝土的抗壓能力，防水能力，堅固程度等等進行分門別類的進行選擇，以求建筑物的穩(wěn)固耐用達到國家規(guī)定的同時能夠符合人們的使用水平和要求。

（4）在設(shè)計建筑物時，火災(zāi)也要在考慮范圍內(nèi)。盡量避免使用易于燃燒的材料，提高房屋的耐水性、抗壓性的同時也要注意房屋的耐火程度。

（5）設(shè)計中，還要對開工建造后的具體實施階段提出一定的注意情況。比如某些材料應(yīng)該如何應(yīng)用，結(jié)構(gòu)中應(yīng)該如何進行各個工隊之間的建造的先后順序及他們的配合等等。

（6）在設(shè)計過程中，任何設(shè)計都要留有一定的余地，避免突發(fā)狀況的發(fā)生。

2 建筑框架結(jié)構(gòu)的加固設(shè)計原則

2.1 建筑框架結(jié)構(gòu)在加固設(shè)計過程中所需要考慮的因素

建筑框架結(jié)構(gòu)加固設(shè)計在設(shè)計的過程中有許多需要考慮的因素，對這些因素條件的滿足可能會使設(shè)計出來的房屋更加符合現(xiàn)代人的需求，提升使用度和房屋的耐壓耐水耐火性。

（1）建筑物的支撐方面進行加固。支撐物是整個建筑物形成具體框架的根本。對于這方面的加固，有助于房屋在具體建設(shè)過程中施工的有效進行。比如在設(shè)計時，對于房屋的支撐物所要用的材料進行市場調(diào)查和分析，通過不同的材料對比進行選擇。而且在具體施工的過程中，各種材料之間應(yīng)該配合使用，提高堅固程度。比如可以通過外包角鋼加固的方法等。

（2）對于板面進行加固。在板面加固時，可以采用將混凝土的使用度增加的方式，也就是指使用雙層的鋼筋混凝土板或者采用密度較高，較為厚實的混凝土板進行加固。

（3）在縫隙處或者陽臺處等的設(shè)計過程中，應(yīng)避免受到較大的壓力或者施重力后就會扭曲變形。

（4）在地下室的設(shè)計上，應(yīng)該考慮地下太潮濕，容易使混凝土板腐朽，因此應(yīng)該加入一些防水設(shè)計。

2.2 建筑框架結(jié)構(gòu)加固的設(shè)計途徑思考

加固設(shè)計方法可以有很多種。其中包括對于混凝土進行加工，對房屋的砌體結(jié)構(gòu)進行加固改造，對所用的鋼料進行加固等方面。以下主要就對鋼材料的加工改造進行分析。

對于鋼架結(jié)構(gòu)進行加固是現(xiàn)在應(yīng)用的較為廣泛的一種方法。一般來說，加固的途徑有以下幾種：

首先，可以添加鋼料進行加工。這種方法就是指在設(shè)計的過程中，為了達到加固房屋的目的，對于某些部分的鋼料使用或者對于整棟房屋在建造過程中的鋼料使用預(yù)算增加。或者也可以通過將某些部分用鋼料代替，如將鉸鏈接換成用鋼鏈接，或者改變材料原有的長度、寬度、增加受力面等，提高房屋的承載能力和承載水平。

其次，可以加大所使用的物理截面。如通過對于建筑條件和建筑材料的考慮，使所應(yīng)用的材料在可加固的范圍內(nèi)應(yīng)該盡量符合所處的地理環(huán)境和地質(zhì)條件，同時在充分考慮材料的性能等的方面入手，在可利用的范圍內(nèi)對材料進行焊接和其他加工，加大受力面積，同時避免材料在使用過程中出現(xiàn)的變形情況。

3 結(jié)語

框架結(jié)構(gòu)設(shè)計的加固設(shè)計對于提高房屋的抗壓能力和抗震能力很有效果，對于我國南方或者一些地震多發(fā)區(qū)的房屋也十分適用。房屋的堅固度的提升，可以避免人們在遭遇自然災(zāi)害時，很多人因為房屋不堅固而被砸死、砸傷，同時給救援隊提供更多的救援時間。

參考文獻

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關(guān)鍵詞：鋼框架結(jié)構(gòu) 梁柱點連接 設(shè)計方法 分析

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鋼框架梁柱是鋼結(jié)構(gòu)建筑中常用的結(jié)構(gòu)體系，其中鋼框架梁柱連接節(jié)點起著傳遞彎距和剪力的作用，連接節(jié)點的設(shè)計好壞直接影響著結(jié)構(gòu)承載力的可靠性和安全性，還會對結(jié)構(gòu)構(gòu)件的加工制作與安裝造成影響。因此在進行鋼框架結(jié)構(gòu)梁柱點連接設(shè)計時，務(wù)必要選擇合理的連接方式與設(shè)計方法。

1 梁柱連接節(jié)點的重要性

鋼結(jié)構(gòu)的抗震性能一般比較好，但如果結(jié)構(gòu)布置或構(gòu)造上存在缺陷，尤其是連接不合理就會造成震害而帶來巨大的經(jīng)濟損失甚至危及以生命安全。而大部分的鋼結(jié)構(gòu)框架的破壞發(fā)生在梁與柱的節(jié)點處，基本上是由于焊接破壞造成的。由此可見，在鋼結(jié)構(gòu)梁與柱連接點設(shè)計時一定要采取合理的設(shè)計方法。

2 連接節(jié)點的分類及特點

根據(jù)連接節(jié)點的受力情況和細部構(gòu)造可分為剛性連接、半剛性連接和鉸接連接。剛性連接具有較高的強度和剛度，其特點是受力性能好；鉸接連接具有很大的柔性，其特點是構(gòu)造簡單，能簡化安裝程序；半剛性連接的剛度和強度介于前兩者之間，其特點是節(jié)點的轉(zhuǎn)動剛度很難確定因此在實際的設(shè)計與應(yīng)用中使用范圍很小。

3 梁柱點連接的常用類型及設(shè)計方法

在進行鋼框架結(jié)構(gòu)梁柱點設(shè)計的過程中，要根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)的整體布局并充分考慮到其實用性和經(jīng)濟性，選擇既能滿足承載能力，又構(gòu)造簡單，便于日后施工且節(jié)約用鋼量的設(shè)計類型和方法。在設(shè)計的過程中中比較常見的連接方法有螺栓連接、全焊型連接和栓焊混合連接，其中螺栓連接又可分為普通螺栓連接和高強度螺栓連接。

3.1 普通螺栓連接

普通螺栓分為A、B、C三個等級，其中A、B級屬于精制螺栓，這種螺栓在鋼結(jié)構(gòu)梁柱點設(shè)計中已經(jīng)很少使用，而C級螺栓可設(shè)計用于不直接承受荷載情況下的次要連接或臨時固定和可拆卸結(jié)構(gòu)的連接。

3.2 高強度螺栓連接

在鋼框架結(jié)構(gòu)梁柱點設(shè)計中可以通用扭剪型高強度螺栓連接副和大六角頭高強度螺栓連接副，這兩種高強度螺栓的性能都比較可靠。根據(jù)受力特性的不同抗剪連接可分為摩擦型高強度螺栓連接和承壓型高強度螺栓連接。其中摩擦型高強度螺栓連接可設(shè)計用于重要結(jié)構(gòu)和承受動力荷載的結(jié)構(gòu)和可能出現(xiàn)反向內(nèi)力軟件的連接處，它是通過連接板層間的抗滑力來傳遞剪力，按板層間出現(xiàn)滑動作為其承載能力的極限狀態(tài)。而承壓型高強度螺栓以連接板層間出現(xiàn)的滑動作為正常使用的極限狀態(tài)，可設(shè)計于允許產(chǎn)生少量滑移的靜荷載結(jié)構(gòu)或間接承受動力荷載的構(gòu)件。

3.3 全焊型連接

全焊型梁柱連接具有較好的塑性變形能力，但在設(shè)計時要注意節(jié)點板的厚度選擇一定要合理，如果節(jié)點板太厚就會造成材料的浪費，而且也不能充分的利用節(jié)點域的變形能力耗散地震能量；如果節(jié)點板厚度不足，那么梁柱的連接雖然能發(fā)展相當大的塑性變形但由于梁翼緣難以形成塑性，這就對節(jié)點的耗能能力造成了限制。同時，如果節(jié)點域的塑性轉(zhuǎn)動過大就會增加框架水平位移的移動量，這樣就對框架的整體受力產(chǎn)生不利的影響。因此在進行鋼框架結(jié)構(gòu)梁柱點進行全焊連接設(shè)計時梁上下蓋板邊緣與柱設(shè)計為對接焊縫連接，蓋板與梁的連接設(shè)計為角焊縫，梁腹板與柱連接通過鋼板或角鋼連接在一起，鋼板或角鋼與梁腹板設(shè)計為角焊縫連接，鋼板或角鋼與柱設(shè)計為對接焊縫連接。在進行全焊連接點設(shè)計時為避免增加結(jié)構(gòu)的剛度和接頭部位的應(yīng)力集中，應(yīng)根據(jù)“強節(jié)點、弱桿件”的原則適當加強節(jié)點，在不發(fā)生失穩(wěn)的情況下可適當?shù)南魅趿海顾苄宰冃纬霈F(xiàn)在梁上。為了減少結(jié)構(gòu)和焊接接頭部位的應(yīng)力集中，腹板上的工藝孔就平滑過渡，避免應(yīng)力集中，有不減小腹板連接強度的條件下適當?shù)募哟蠊に嚳祝@樣可方便在施工時的焊接處理從而提高焊接的質(zhì)量。

3.4 栓焊混合連接

所謂栓焊混合連接主要指的是摩擦型高強度螺栓與焊縫形成的混合連接，在進行這種形式的連接時，要注意焊縫的破壞強度要高于高強度螺栓連接的抗滑極限強度且不能設(shè)計于需要難處疲勞的連接中。在靜力荷載作用下，摩擦型高強度螺栓可以和側(cè)角焊縫共同使用，而在直接承受動荷載作用的連接中則不能設(shè)計成這種連接方式。而且在設(shè)計中還應(yīng)考慮焊接過程中溫度對高強度螺栓預(yù)拉力強度的影響，應(yīng)對摩擦型高強度螺栓的預(yù)拉力進行適當?shù)恼蹨p。在進行栓焊混合連接點的設(shè)計時要注意梁腹板與柱應(yīng)采用摩擦型連接，摩擦型高強螺栓連接在受剪設(shè)計時，以剪力達到板件接觸面間由螺栓預(yù)壓力使板件壓緊所提供的最大摩擦力為極限，在設(shè)計摩擦型高強螺栓時，應(yīng)保證連接點在整個使用期間的剪力不超過最大摩擦力，使板件間不會發(fā)生相對的滑移變形，連接件按彈性整體受力考慮。

以上的幾種連接方式各有優(yōu)劣，比如全焊型連接在工業(yè)的領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛，而且同樣大小的節(jié)點板連接強度要遠遠的高于高強螺栓連接；高強螺栓連接的施工速度快，但是價格昂貴，而且在設(shè)計時產(chǎn)生的附加彎矩較大；而栓焊混合連接是在我國使用范圍最廣的，它結(jié)合了全焊型連接與高強螺栓連接的優(yōu)點，也是我國梁柱點連接方式的發(fā)展趨勢。

4 梁柱節(jié)點的新式設(shè)計方法

在對鋼結(jié)構(gòu)梁柱點設(shè)計時，除了上述比較常見的幾種連接方法，還要相應(yīng)的選擇新形式的節(jié)點連接來提高整體工程的質(zhì)量。其中狗骨式節(jié)點、槽型節(jié)點在鋼框架結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點的設(shè)計中比較普遍的新式節(jié)點。

4.1 狗骨式節(jié)點

狗骨式節(jié)點的最大的特點就是在梁的翼緣靠近節(jié)點處進行了截面削弱，這弱梁的削弱部分的截面能夠改變塑性變形出現(xiàn)的位置，迫使在極限荷載作用下塑性變形偏離脆弱的節(jié)點連接處，而是首先出現(xiàn)在梁上，因為經(jīng)過截面削弱的梁具有很大延性，這樣就通過對梁的削弱來保護梁柱節(jié)點。而且這種削弱對梁造成的結(jié)構(gòu)剛度和強度的影響非常小，在正常結(jié)構(gòu)設(shè)計荷載作用下，梁的強度和剛度都能完全滿足要求。

4.2 槽型節(jié)點

槽型節(jié)點構(gòu)造是美國的SSDA申請專利的節(jié)點形式，它的主要特點是可使塑性變形的位置從梁翼緣焊縫處移至距剪切連接板端部約一半梁高的位置從而保護了節(jié)點的梁翼緣焊縫。而且減小了節(jié)點焊縫處的應(yīng)力集中，大大改善了節(jié)點焊縫的受力狀態(tài)。同時梁腹板上槽的存在可使節(jié)點由原來的梁翼緣焊縫的破壞轉(zhuǎn)變?yōu)榱阂砭壈宓木植壳茐摹?/p>

5 梁柱點的抗震設(shè)計

目前改善節(jié)點抗震性能的途徑主要有兩個方面，一個是通過改善節(jié)點區(qū)的應(yīng)力分布來減小應(yīng)力集中，其中可以根據(jù)加蓋板的方式來實現(xiàn)。加蓋板節(jié)點是在節(jié)點部位梁的上下翼緣外表面焊上楔形鋼板，在現(xiàn)場采用坡口全熔透對接焊縫和角焊縫分別與柱翼緣和梁翼緣連接，使焊縫截面面積大于單獨的翼緣截面面積。加蓋板以后就迫使較大應(yīng)力和非彈性應(yīng)變遠離焊縫和切割孔，使拉應(yīng)力狀態(tài)向梁中轉(zhuǎn)移，這樣就減少了柱表面區(qū)域的應(yīng)力集中程度。另一種方法是通過加腋節(jié)點的方法對梁上出現(xiàn)塑性變形的位置進行局部削弱。加腋節(jié)點是在節(jié)點部位梁的下面加上三角形的梁腋，其目的在于能過加腋增加節(jié)點處截面的有效高度，從而迫使塑性變形在梁腋區(qū)域外形成從而沖洗梁下翼緣處對接焊縫的應(yīng)力。梁腋可由H型鋼或工字型鋼切割而成，梁腋的腹板、翼緣分別能過角焊縫、對接焊縫與梁柱焊接。

結(jié)束語：鋼框架結(jié)構(gòu)梁柱點的設(shè)計關(guān)系著整體結(jié)構(gòu)的承載力和質(zhì)量，梁柱連接點是鋼結(jié)構(gòu)工程中的最薄弱部位，也是最重要的部位，因此在進行設(shè)計時要根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)整體工程的特點選擇方便施工和承載能力達到要求的方法，同時還要注意新式節(jié)點在設(shè)計中的應(yīng)用，以此來保證鋼結(jié)構(gòu)工程的整體性能。

參考文獻：

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