钢筋混凝土框架结构的设计探析

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[论文关键词]钢筋混凝土框架结构结构设计

  [论文摘要]在我国现在的多高层建筑中，钢筋混凝土结构应用最普遍，其中钢筋混凝土框架结构是最常用的结构形式。依据GB5002022002混凝土结构设计规范和GB5001122001建筑结构抗震设计规范，对抗震等级的选取，振型组合数的合理选取，轴压比限值等问题的计算容易被设计人员，进行初步探讨，并取得较好的效果，可供设计人员参考。     一、概述   在我国现在的多高层建筑中，钢筋混凝土框架结构是最常用的结构形式。因为其具有足够的强度，良好的延性和较强的整体性，目前广泛用于地震设防地区。   在多层钢筋混凝土框架结构的设计过程中，笔者通过切身体会，总结归纳了一些不符合规范要求的问题。较常见的有在结构施工图中将场地类别写成了场地土类别，结构设计使用年限与建筑施工图不一致，抗震措施和抗震构造措施不明确，柱纵筋在基础内锚固长度不足，周期该折减而未折减等，应引起足够的重视。       二、框架结构的耗能机理       框架结构主要是以压弯构件——竖向框架柱和以弯剪构件——水平框架梁组成的。实际工程计算的例子表明，框架结构的延性很大程度上取决于框架梁和框架柱构件本身的延性和屈服弯矩。   在地震作用下，框架结构每经过一个循环，加载时先是结构吸收或储存能量，卸载时释放能量，但两者不相等。两者之差为结构或构件在一个循环中的“耗失能量”(耗能)，也即一个滞回环内所含的面积。结构吸收的地震能量可以由力——位移曲线所包围的面积来表示。       三、钢筋混凝土框架结构设计中的两个注意问题       （一）抗震等级的选取   对于乙类建筑，建筑抗震设计规范3.1.322规定:地震作用应符合本地区抗震设防烈度的要求，但是抗震措施(主要体现为抗震等级)在一般情况下，当抗震设防烈度为6度～8度时，应符合本地区抗震设防烈度提高一度的要求。实际设计中经常发生抗震等级选错的情况，如:位于8度区的某乙类建筑，应按9度由建筑抗震设计规范表6.1.2确定，为一级抗震等级。   （二）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satwe等程序已有这种功能，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。       四、独立基础拉梁的问题       当基础埋置较深，为了减小底层柱计算高度及底层侧向位移，可在±0.000附近设置基础拉梁，但不宜按构造设置，宜按照框架要求设计，应注意此时需将板厚取为0，定义弹性结点，按总刚分析法分析计算，且基础应设成短柱基础。