时间：2022-04-09 20:57:59
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇钢筋混凝土框架结构，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
前言：万事做到有备无患才好，钢筋混凝土框架结构建筑物的抗震设计也一样，钢筋混凝土框架结构抗震性能不好，一旦遭遇地震，有极大可能使钢筋混凝土框架的建筑物发生坍塌，造成的后果无非是楼毁人亡，造成巨大的人员伤亡，无法挽回的财产损失，鉴于此，钢筋混凝土框架结构建筑物设计者极其有必要重视这种结构建筑物的抗震设计，明确其抗震性能差的事实，并针对这种事实提出优化设计方案，从最大可能上减小钢筋混凝土框架结构建筑物在地震中发生坍塌的可能性，保障居民的财产和生命安全。
1 钢筋混凝土框架结构抗震性能的一些缺陷分析
1.1 抗震概念设计的因素
我们所说的抗震概念设计，指的是在明确某地区发生地震的频率、震源深度、地震烈度等详细的资料的基础上，确定出的钢筋混凝土框架结构类建筑物的基本性抗震设计原则。由此可知，抗震概念设计是一个基础，如果这个基础没有打好或者出现哪怕是小小的失误，或者不符合本地的实际情况，就会对后面的设计与施工造成毁灭性的影响，导致建筑物抗震性能差，这种缺陷具有隐蔽性，很难被发现，存在严重的安全隐患，增大了发生危险的可能性。接下来，我们来具体分析一下钢筋混凝土框架存在的一些缺陷。
1.1.1 荷载传递路径不明确
荷载指的是使结构或构件产生内力和变形的外力及其他的因素。或习惯上指施加在工程结构或构件产生效应的各种直接作用，常见的有：车辆荷载、结构自重、楼面活荷载。钢筋混凝土框架结构结构性抗震设计时整个建筑抗震设计的关键，也是最容易出现缺陷的地方。
1.1.2 钢筋混凝土框架结构的刚度和强度变化不连续
造成这种缺陷的因素一般有两种，一种是设计因素。一些建筑物设计者为了保证建筑物的外形或者保证附属结构的稳定性，往往会采取对框架结构进行强度和刚度的局部加强或者削弱的做法，造成框架结构的刚度和强度变化不连续，这种做法犯了片面性的错误，外形、附属结构与建筑物的主体结构比起来，孰轻孰重，设计者们应该很清楚，切不可犯这么低级的错误，外形不好看不会产生什么重大损失，而一旦顾此失彼，取轻舍重，到时候遇到地震造成的损失将是无法挽回、不可估量的以上两方面都是细节问题，尤其针对第二方面，只要施工工人在浇筑过程当中稍微用点儿心，使用正确严密的浇筑方法把混凝土搅拌均匀，这样就能保证钢筋混凝土结构的刚度和强度的连续性。我们所说的抗震概念设计，指的是在明确某地区发生地震的频率、震源深度、地震烈度等详细的资料的基础上，确定出的钢筋混凝土框架结构类建筑物的基本性抗震设计原则。由此可知，抗震概念设计是一个基础，如果这个基础没有打好或者出现哪怕是小小的失误，或者不符合本地的实际情况，就会对后面的设计与施工造成毁灭性的影响，导致建筑物抗震性能差，这种缺陷具有隐蔽性，很难被发现，存在严重的安全隐患，增大了发生危险的可能性。接下来，我们来具体分析一下钢筋混凝土框架存在的一些缺陷。荷载指的是使结构或构件产生内力和变形的外力及其他的因素。或习惯上指施加在工程结构或构件产生效应的各种直接作用，常见的有：车辆荷载、结构自重、楼面活荷载。钢筋混凝土框架结构结构性抗震设计时整个建筑抗震设计的关键，也是最容易出现缺陷的地方。这种做法犯了片面性的错误，外形、附属结构与建筑物的主体结构比起来，孰轻孰重，设计者们应该很清楚，切不可犯这么低级的错误，外形不好看不会产生什么重大损失，而一旦顾此失彼，取轻舍重，到时候遇到地震造成的损失将是无法挽回、不可估量；另一种是施工因素。在混凝土的浇筑过程中，如果浇筑的方法出现问题或者振捣不均匀，抑或建筑过程中出现了冷缝，也会导致框架结构的强度和刚度出现突变的缺陷。以上两方面都是细节问题，尤其针对第二方面，只要施工工人在浇筑过程当中稍微用点儿心，使用正确严密的浇筑方法把混凝土搅拌均匀，这样就能保证钢筋混凝土结构的刚度和强度的连续性。
1.1.3 性质脆
混凝土的脆性随混凝土强度等级的提高而加大。也就是说，钢筋混凝土的强度等级越高，其脆性越高，很显然，这是矛盾的，因为我们必须要求加钢筋混凝土建筑物的质量，保证其强度够高，然而强度越高，脆性越大。
1.1.4 抗裂性差
如前所述，混凝土的抗拉强度非常低，因此，普通钢筋混凝土结构经常带裂缝工作，尽管裂缝的存在不一定意味着结构发生破坏，但是它影响结构的耐用性和美观。当裂缝数量较多和开展较宽时，还将给人造成一种不安全感。
1.2 计算设计原因
造成的缺陷所谓的计算设计，指的是根据建筑物的力学特点和受力分布，来设计钢筋混凝土框架的结构、强度和刚度。一旦力学计算出现失误，就会导致钢筋混凝土的框架结构施工出现缺陷。如框架梁抗剪强度不足、框架柱抗剪强度不足、节点抗剪强度不足等。
2 增强钢筋混凝土建筑物抗震性能的一些设计方法探讨
2.1 科学选择
钢筋混凝土框架结构建筑的选址是非常重要的抗震对策，能够有效弥补框架结构中可能存在的一些缺陷。特别是在山区或者地震高发区，建筑物的特别是高层建筑物的选址更为重要。其原因就在于，由于地质结构的不同，在遭受相同烈度的地震冲击时，被破坏的程度也是不同的。例如相比较于松软的地面，坚硬地面耐受力就非常强，在这种地面上面建设钢筋混凝土框架结构建筑，就能实现比松软地面好得多的抗震能力。因此，选择施工地址时，应尽量避开地震时可能发生地基失效的松软场地，选择坚硬场地。
2.2 钢筋和混凝土的选择
钢筋的性能指标直接关系到结构抗震性能，控制钢筋实际抗拉强度、屈服强度和强度标准值之间的关系，注意发挥钢筋的延性性能，避免超强过多，有助于混凝土结构强柱弱梁、强剪弱弯要求的实现；至于混凝土，在框架结构中，提高混凝土的强度等级可以减少梁柱的剪压比和柱轴压比，有利于提高钢筋混凝土结构的延性。如果对钢筋和混凝土做出了比较正确的选择，或者说选择了质量上乘的钢筋和混凝土，那么将对钢筋混凝土结构的建筑物提高抗震性能有很大帮助。
2.3 注重抗震结构的设计
建筑抗震设计的结构采用的三种主要结构体系分别为框-筒、筒中筒和框架-剪力墙体系。在有条件的地方，建议尽可能采用钢骨混凝土结构、钢管混凝土（柱）结构或钢结构，以减小柱断面尺寸，并改善结构的抗震性能。在建筑结构的抗震设计中，可以从传统的刚性为主的抗震模式向以柔性为主的抗震模式转变，实现以柔克刚、刚柔相济，有效地减弱地震作用过程中释放的冲击力。
3 结束语
要切实提高钢筋混凝土建筑物的抗震性能，要求从细节入手，要特别重视建筑物的梁柱、节点等处的施工，确保这些关键部位的施工质量，要严格检查工作人员在这些地方的施工情况，并且要积极优化钢筋混凝土结构建筑物的抗震设计。
参考文献：
[关键词] 框架结构 抗震设计 加固方法
一、结构的抗震等级
钢筋混凝土多高层房屋的抗震设计要求，不仅与建筑重要性和地震烈度有关，而且与建筑结构本身潜在的抗震能力有关。近几年来地震震害及试验成果反映了一些共同的看法，如框架―剪力墙结构或剪力墙体系的抗震性能，特别是防倒塌能力优于框架结构体系；次要抗侧力构件抗震要求可以低于主要抗侧力构件，例如框架剪力墙结构中的框架的抗震要求可以低于框架结构中的框架，而其中的剪力墙则应比剪力墙结构中的要求提高；较高的房屋地震反应大，延性要求也高。
在综合考虑建筑场地的地震烈度、结构类型和防务高度等因素后，将结构划分成四个抗震等级，设计时根据不同的等级，采用不同的要求，使房屋的抗震设计更经济合理。
研究表明，框架－剪力墙结构在基本振型地震作用下，框架部分承受的地震倾覆力矩大于底部地震倾覆力矩的50%时，框架－剪力墙结构的变形接近框架结构，框架部分起主要抗侧力作用，其框架部分的抗震等级要按框架结构体系采用。
另外，对同一类型结构抗震等级的要求分界，抗震规范主要按一般工业与民用建筑考虑，故对层高特殊的工业建筑应酌情调整。设防烈度为6度，建于Ⅰ ∽Ⅲ类场地上的结构，不需做抗震验算但需抗震等级设计截面，满足抗震要求。
不同场地对结构的地震反应不同，通常Ⅳ类场地较高的高层建筑的抗震构造措施与 Ⅰ ∽Ⅲ 类场地相比应有所加强，而在建筑抗震等级的划分中并未引入场地参数，没有以提高或降低一个抗震等级来考虑场地的影响，而是通过提高其他重要部位的要求（轴压比、柱纵筋配筋率控制；加密区箍筋设置等）来加以考虑。
二、多层钢筋混凝土结构抗震设计
框架结构抗震设计的正确指导思想：（1）塑性效应发生在梁端，底层柱的塑性效应较晚形成。（2）梁柱在弯曲破坏前，避免发生其他形式的破坏，如剪切破坏，粘性破坏。(3)在梁柱破坏之前，节点应有足够的强度及变形能力。(4)重视非结构构建设计。
三、多层钢筋混凝土结构抗震加固方法
1.结构抗震承载力不满足要求时的加固方法
结构抗震承载力不满足要求的加固方法要针对具体部位来选用。
当楼层承载力不足时，可增设抗震墙或翼墙、砌填充墙、抗震支撑、消能支撑等抗侧力构件，也可采用现浇钢筋混凝土套、喷射钢筋混凝土套加固；当构件承载力不足时，可采用钢构套、粘贴钢板、粘贴碳纤维或现浇钢筋混凝土套、喷射钢筋混凝土套加固；当原有结构有缺陷时，可采用现浇钢筋混凝土套、喷射钢筋混凝土套或细石混凝土修复，构件出现裂缝时，可灌注环氧树脂浆等补强加固；当填充墙体与框架连接不良时，可增设拉结筋、钢夹套加固。
2.结构总体布置不十分合理时的加固方法
当结构布置不十分合理时，可将单向框架加固为双向框架；当平面布置不规则而产生明显的扭转效应时，可将不规则平面分割成规则平面、增设钢筋混凝土抗震墙或翼墙、砌体填充墙、抗震支撑、消能支撑等抗侧力构件加固；当结构刚度差时，可增设钢筋混凝土翼墙、砌体填充墙、抗震支撑、消能支撑等抗侧力构件加固；当女儿墙超高时，可采用拆矮、内加构造柱、增设斜钢拉杆加固。
四、多层钢筋混凝土结构常用加固方法的设计与施工
1.增设钢筋混凝土抗震墙或翼墙
增设的抗震墙或翼墙布置应尽可能满足均匀、对称、分散、周边的原则；抗震墙或翼墙厚不宜小于140mm，分布筋的配筋率不应低于0．2％，双排布置的钢筋间距不应大于600mm，直径不宜小于6mm；抗震墙或翼墙与原框架可采用锚筋连接，或现浇钢筋混凝土套连接，锚筋直径可采用10～12ram，与梁柱边的距离不应小于30mm，与梁柱轴线的间距不应大于300mm；现浇钢筋混凝土套厚度不宜小于50mm，原有梁柱表面应凿毛并经清洗后方可浇筑，钢筋应除锈，锚孔应采用钻孔成型，浆液应饱满。
2.增设钢构套
钢构套加固梁柱时，应在梁的阳角和柱的四角外贴角钢，并与缀板焊接，加固梁的角钢不宜小于50ram×6mm，加固柱的角钢不宜小于75ram×6mm，钢缀板不宜小于40mm×4mm，间距不应大于40i(i为单肢角钢回转半径)，且不应大于400ram；钢构套与梁柱间采用环氧树脂化学灌浆或乳胶水泥粘结，梁柱表面应刷洗干净，角部磨圆，角钢穿过楼板不得损伤钢筋，空隙用微膨胀细石混凝土填实，钢板表面应涂刷防锈漆，或抹25mm厚的1∶3水泥砂浆保护层，或喷射1∶2的水泥砂浆。
3.增设钢筋混凝土套
钢筋混凝土套加固梁时，应在梁上下端设纵向钢筋并与柱可靠连接，在纵向钢筋设置箍筋，箍筋应有一半穿过楼板后弯折封闭，钢筋混凝土套加固柱时，应在柱周围设纵向钢筋并穿过楼板，顶部应在屋面板处封顶锚固，根部应深入基础锚固，在纵向钢筋设置封闭箍筋，混凝土宜采用≥C20且大于等于原构件强度的细石混凝土，纵向钢筋宜采用HRB335，箍筋宜采用HPB235，直径不宜小于8mm，间距不宜大于200mm，梁柱节点处适当加密；施工时梁柱表面应凿毛并清理干净，楼板凿洞不应损坏钢筋。
4.粘贴钢板
当环境温度不超过60℃，相对湿度不大于70％且无化学腐蚀情况下，为弥补原构件钢筋不足，可在构件表面用特制的建筑结构胶粘贴钢板，钢板可采用厚度t=2～6mm的Q235或Mn钢，粘贴钢板应采用粘结强度高、耐久性好且有一定弹性的粘结剂，同时采用胀管螺栓连接，粘贴后钢板表面需进行防腐防锈处理；粘贴钢板受拉时的锚固长度应≥200t且>600 mm，受压时应≥150t且>500mm，锚固区宜增设U形箍板或螺栓锚固；被粘混凝土表面应清洗、打磨、洗干，钢板应除锈、打磨、擦干，之后即可在其表面涂粘结剂，然后用夹具、支撑、胀管等固定并加压，粘结剂固化后可拆除夹具、支撑，而胀管不拆。
参考文献：
[1]张敬书.建筑抗震鉴定与加固．北京：知识产权出版社，2006．
[2]刘大海.房屋抗震设计.西安：陕西科学技术出版社，2002．
[3]李宏南.多层及高层建筑结构设计.北京：中国建筑工业出版社，2002．
关键词：钢筋混凝土框架结构 应用
中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：
一、框架结构体系选择的因素及适用范围
（一）选择框架结构体系需要考虑的因素很多，综合如下：
1、要考虑建筑功能的要求。例如多层建筑空间大、平面布置灵活等。
2、要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。
3、框架结构体系是介于砌体结构与框架-剪力墙结构之间的可选结构体系。框架结构设计应符合安全适用、技术先进、经济合理、方便施工的原则（结构设计原则）。
（二）框架结构体系的适用范围
1、非抗震设计时用于多层及高层建筑。抗震设计时一般情况下框架结构多用多层及小高层建筑（7度区以下）。
2、框架结构由于其抗侧刚度较差，因此在地震区不宜设计较高的框架结构。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规范要求，但是不经济。
框架结构体系的特点
1、建筑平面布置灵活，使用空间大；
2、延性较好；
3、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；
4、非结构构件破坏比较严重。
三、钢筋混凝土框架结构的施工技术问题及解决办法
1、混凝土强度等级不同的问题
在钢筋混凝士框架结构设计时，根据设计原则，为保证“强柱弱梁”强节点的要求，柱的混凝士强度等级通常会比梁板高，而且随着建筑物高度的增加，两者的差距会更大。然而这样的话，就会给实际施工带来很大麻烦。
在框架结构施工中，比较普遍的做法是柱和粱板混凝土分两批集中浇筑。如果单独浇筑节点区，会存在因供应量少和与粱板分隔困难的问题，若同柱一起浇筑，会因节点区混凝土施工缝留置出现违背规范规定的问题，如与梁板同时浇筑存在节点“夹层”，存在质量隐患。
根据文献规定，粱柱混凝七强度等级相差不宜大于5MPa，如果超过时，粱柱节点区施工时应作专门处理，使节点区混凝士强度等级与柱相同。特别强调节点核心区的混凝土强度等级要与柱相同，不能与梁板混凝土强度等级相同；而文献规定。当柱混凝土设计强度等级高于梁板的设计强度时。应该对粱柱节点核心区混凝土强度等级采取有效措施，保证节点混凝土的强度。两个规范都在保证强节点的设计原则。具体可采取以下措施：为了方便施工，可以直接在梁端(柱边)设黄垂直交界面，采用快易收口网，可避免在板内设置交界面，使施工难度降低；但为防止交界面出现施工冷缝，建议施工时节点区混凝土采用塔吊用漏斗浇筑，梁板混凝土则采用泵送，同时浇筑。
要保证核心区混凝土的强度，具体做法是在节点处增加纵向钢筋，设置型钢或矩形芯柱及增加箍筋予以补强。这种方法旋工方便，质量容易保证，易被施T单位接受，但节点区轴压比增大，延性减小。
2、混凝土保护层厚度问题
保护层厚度的规定是为满足结构构件的耐久性要求和对受力钢筋有效锚固的要求。保护层厚度太小,无法满足上述要求,太大则构件表面易开裂,因此,《混凝土结构工程施工及验收规范》(GB50204——1992)第3.5.8 条《建筑工程质量检验评定标准》(GB J301——1988) 第5.2.10条、《混凝土结构工程施工质量验收规范))(GB50204-——002)第5.5.2 条均规定受力钢筋保护层厚度梁拄允许偏差为±5mm。
施工时须严格按规范和设计要求保证混凝土保护层厚度，但实际施工时很难做到。高层建筑中。由于柱箍筋直径较大．间距较密，肢数较多，加工难度较大。安装时内外箍筋很难做到完全重叠，只能部分外突部分内凹，外突箍筋使模板无法安装，为此施工单位总是有意识地将箍筋做小一点以便安装模板。但会造成柱纵筋保护层偏大，解决该问题有赖于提高现场加工精度。
3、混凝土施工质量控制
（1）柱的“烂根”和“夹渣”
现浇框架容易出现“夹渣烂根”现象,使根部混凝土漏浆,严重时出现“露筋”和“孔洞”。其直接原因是柱模直接放在楼地板上, 预先没有在楼板上做找平层或加标准框浇出底面, 更没有留清扫口。当层高>5m 时中段未留浇筑口,进料从顶部直接下。自由落差>3m,在柱内钢筋阻拦下料使粗细料分离, 另因底部板面不平且未堵缝。导致水泥浆流失掉,也存在底面垃圾未清除净、振动棒长度不到位等因素,造成根部夹渣,烂根问题。保证质量的措施应在框架柱接头外进行,即上次烧筑后加相同规格的方框,并浇平框面,继续上浇前支横模从板面开始,浇筑时在顶洒一层1:0.4的水泥砂浆。并铺1:2水泥25～30mm厚,在其上浇混凝土,可保证框架柱自然密实,不会出现夹渣或烂根的质量问题。
要控制好混凝土质量，对配合比的控制不容忽视, 再准确的配合比, 现场不控制粗细骨料的含杂质量和称量,仍然会生产出不合格品。有的工地不做配合设计,而套用别人的比例。对已浇成品不保护,养护不及时,尤其是夏天气温高的地区需要保养,这是提高强度的重要环节。对混凝土框架柱的浇筑施工,必须遵守现行的施工规范,注意克服配料计量、拌和时间短,加水不控制,运距长摇晃离析现象, 更要注意不允许二次加水重拌及振捣不密实、过振、漏浆、跑模、不清除残留木屑等现象。操作素质低下所产生的后果将削弱支撑件的竖向荷载,影响结构连接及降低抗震能力。只要有健全的施工操作标准,步步检验认证,按规范施工,框架工程质量就会得到保证。
参考文献
[1] 张雷明. 框架结构能量流网络及其初步应用.《土木工程学报》.2007(3)
[2] 刘西拉. 框架结构倒塌分析中的几个问题.《上海交通大学学报》.2001(10)
[3] 吕伟荣，谭磊. 钢筋混凝土框架结构抗震性能水平划分标准. 第18届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ册.2009
[4] 周彦斌. 混凝土框架结构基于性能的抗震评估及设计方法研究.《湖南大学》.2010
[5] 梁兴文，邓明科. 高性能混凝土剪力墙性能设计理论的试验研究.《建筑结构学报》2007(5)
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【关键词】钢筋混凝土；结构；抗震；设计
1 明确钢筋混凝土框架结构的抗震等级
影响水平地震作用及结构侧移大小的因素。首先，建筑场地类别，当建筑场地越软时，地震作用越大，房屋的侧移越大，反之越小。其次，地震烈
度越高时，地震作用越大，房屋侧移越大，反之越小。第三，建筑物高度越高时，地震作用越大，房屋侧移越大，反之越小。第四，建筑物的重要性越重要时，要求结构的可靠度越高，水平地震作用越大，房屋侧移越大，反之越小。为使抗震设计真正达到安全经济的目的，规范根据上述因素将丙类框架结构分为不同的抗震等级，见表1。
2 规范钢筋混凝土框架结构的抗震延性设计要点
2.1 “强柱弱梁”措施
首先，主要是通过人为增大柱相对于梁的抗弯能力，使塑性铰更多的出现在梁端而不是柱端，让结构在地震引起的动力反应中形成“梁铰机构”或“梁柱铰机构”，通过框架梁的塑性变形来耗散地震能量。其次，根据对构件在强震下非线性动力分析可知，强震下，由于构件产生塑性变形，因此可以耗散部分地震能量，同时根据杆系结构塑性力学的分析知道，在保证结构不形成机构的要求下，“梁铰机构” 或“梁柱铰机构”相对与“柱铰机构”而言，能够形成更多的塑性铰，从而能耗散更多的地震能量，因此我们需要加强柱的抗弯能力，引导结构在强震下形成更优、更合理的“梁铰机构”或“梁柱铰机构”。第三，框架结构的延性与塑性铰分布的部位有关。若梁中先出现塑性铰形成梁铰结构，则塑性铰分布较均匀，每个塑性铰所要求的弹性变形量也比较小，而且延性要求也较容易实现，若柱中出现塑性铰而形成柱铰结构，非弹性变形就集中在某一层的柱中，对柱的延性提出极高的要求，二者往往很难实现，且柱铰机构伴随较大的层间位移，这不仅引起不稳定的问题，还会引起结构承受偏心竖向荷载，导致整个结构的倒塌。在经受较大侧向位移时，未能确保框架结构的稳定性，并能维持它承受竖向荷载的能力，必须要求非弹性变形一般只限于梁内，即要求在设计荷载下节点上柱段截面极限弯矩的总和大于梁端极限弯矩总和。这就是所谓的强柱弱梁，既保证框架柱具有足够的抗弯承载能力储备，又大大减少柱段屈服的可能性。与国外规范相比，建议适当提高作用效应，以相对提高设计可靠性，同时对九度抗震设防区的框架结构应提出更高的延性要求。
2.2 强剪弱弯
首先，框架结构的延性与构件的破坏形态有关，框架的抗震设计应遵循强剪弱弯的设计原则，以减少在非弹性变形时发生剪切破坏的可能性。
其次，框架结构的强剪弱弯设计原则主要是有设计剪力的计算、抗剪承载力计算公式的选取以及必要的构造措施来实现。实际建立的计算与抗弯承载力的计算相类似，按抗震等级不同采用地震效应调整系数，但较抗弯承载力计算更严格，以相对提高抗剪承载力。
第三，为减少框架梁柱在非弹性反应趋于发生剪切破坏的危险，梁柱端部的设计剪力应与梁柱端部形成塑性铰后的极限抗弯强度相对应，抗剪计算公式的选取主要表现为考虑地震作用的反复性及剪切问题的离散性，采用在纵筋屈服后的偏下限抗弯承载力计算公式，并辅以抗震构造措施。与抗弯承载力的计算相类似，抗剪计算一方面需增大结构设计的可靠度(提高作用效应)，而且更为重要的是应根据结构延性要求的不同，即抗震等级的不同，提出不同的抗剪承载力计算公式。
第四，在加载初期，混凝土承担大部分剪力，箍筋起次要作用。随着构件交叉裂缝形成和发展，混凝土的作用逐渐下降，箍筋起主导作用。这是因为反复加载次数的增加，核心区混凝土裂缝大大开展，从而减小受剪区混凝土的抗剪能力，另外因混凝土反复张合，导致剪切铰合面粗糙程度的降低，削弱了骨料间的咬合作用，由于反复加载次数的增加，构件刚度逐渐退化，柱两侧的混凝土逐渐压溃、剥落而退出工作，导致混凝土抗剪面积的减少，从而削弱抗剪能力。而受压区混凝土保护层的剥落及塑性铰区较大的非弹性变形，加速了斜裂缝的发展，削弱抗剪能力。同时，非弹性循环变形过程减少了构件在给定方向上所能承受的最大非弹性变形，也就是说，抗剪承载力退化随所要求延性系数的增加而加剧，构件的非弹性变形量与循环加载次数有关。
第五，用剪力增大系数增大梁端、柱端、剪力墙端、剪力墙洞口连梁端以及梁柱节点中的组合剪力值，并用增大后的剪力设计值进行受剪截面控制条件验算和受剪承载力设计，以避免在结构出现脆性的剪切破坏。
2.3 强节点，强锚固
为保证框架结构的延性，在梁铰机构充分发挥作用以前，框架节点纵筋锚固不应过早破坏，框架节点破坏主要是因为节点处核心区箍筋数量不足，在剪力和压力的共同作用下，节点核心区混凝土出现斜裂缝，箍筋屈服至拉断，柱的纵筋被压屈以至拉断而引起的，故规范通过保证核心区混凝土强度及配置足够数量的箍筋来防止节点核心区的过早剪切破坏。而强锚固要求则通过在静力设计锚固长度的基础上叠加一定的抗震附加锚固长度，利用钢筋锚固段的机械锚固措施来实现的。
3 钢筋混凝土建筑结构抗震延性设计构造措施
3.1 轴压比与纵筋最大配筋率
合理的受力特征可明显提高构件延性，为实现受拉钢筋的屈服限于受压混凝土压碎的破坏形式，以提高塑性铰区域的转动能力，规范限制轴压比及纵筋的最大配筋率，同时对混凝土受压区高度也提出相应要求。
3.2 约束箍筋及配筋形式
为保证强柱弱梁、强剪弱弯的设计原则及塑性区域的局部延性，有必要加密塑性区域内的箍筋间距。这不仅可提高柱端抗剪能力，还可约束核心区混凝土，对纵向钢筋提供侧向支持，防止大变形下纵筋压屈，从而改善塑性区域的局部延性。规范对约束箍筋的最小直径、最大间距、塑性铰区域的最小长度都做出了详细规定，并对箍筋肢距及箍筋形式提出了相应要求。
3.3 材料要求
材料延性对确保构件延性极为重要，为此规范对材料也提出相应限制，如保证钢筋屈服强度实测值与抗拉强度实测值的比值、伸长率及混凝土强度等级，同时对施工过程中可能出现的钢筋代换也提出相应限制。
3.4 梁柱等构件延性的影响因素
影响因素主要是混凝土极限压应变和破坏时的受压区高度。同时对于梁而言，无论是对不允许柱出现塑性铰（底层柱除外）的方案，还是允许柱出现塑性铰但控制其出现时间和程度的方案，梁端始终都是引导出现塑性铰的主要部位，所以都希望梁端的塑性变形有良好的延性和良好的塑性耗能能力。因此除计算上满足一定的要求外，还要通过的一系列严格的构造措施来满足梁的这种延性。
关键词:次梁布置；楼面荷载；新材料 ；优化
中图分类号： TU37文献标识码： A
0 前言
传统的框架结构设计(包括现在的一些结构计算软件)主要是在规范的基础上进行的一种结构分析,其大致过程是先假设构件截面,进行分析校核,然后再调整所选截面,再进行校核的重复过程。大多数情况下框架结构设计只注重了安全,而没有从经济的角度去考虑,这样对一些大型结构就会造成比较大的浪费。
框架结构是我们在工作中经常使用的一种结构形式，近年来建筑设计市场竞争激烈，工程造价已成为开发商衡量设计院设计质量的一个重要指标。这样在结构安全合理的前提下降低工程造价，优化结构设计方案就显得尤为重要。
1 结构平面布置
1.1框架柱网的确定
框架结构的柱网一般是由建筑功能的需求决定的。结构师通过建筑所提的资料，选取一个比较合适可行的柱网尺寸，经过建筑师结构师的反复探讨，最后确定既能满足建筑功能要求，又能满足结构安全需要的经济合理柱网。
选取竖向荷载传至柱的传荷路径最短的结构布置形式。框架柱、框架梁的布置应选取在上下各层墙体基本对齐的轴线上，以使绝大部分墙体荷载直接经框架梁传至框架柱；次梁的布置应使墙体荷载及楼、屋面恒活荷载传至框架梁的传力路线最短，这样使用强度梁的数量最少。
1.2次梁布置方案的选取
下面以一工程实例进行对比分析，本工程位于江苏省常州市横林镇某电子厂房，五层钢筋混凝土框架，具体主要设计参数如下：
设计楼面荷载为4.0KN/m2;混凝土设计等级为C30;梁板柱均采用HRB400；柱截面大小600x600mm;柱网尺寸8000x9000mm
1.2.1十字形布置次梁
框架梁截面：长方向250x750mm，短方向250x700mm，次梁截面均为250x650mm，板厚120mm结构布置如下图：
工程量统计表
1.2.2一字形长方向布置次梁
框架梁截面：长方向250x750mm，短方向300x800mm，次梁截面均为250x700mm，板厚120mm结构布置如下图：
工程量统计表
1.2.3一字形短方向布置次梁
框架梁截面：长方向300x800mm，短方向250x750mm，次梁截面均为250x650mm，板厚120mm结构布置如下图：
工程量统计表
通过方案1）、2）、3）的工程量统计表对比可知：方案2）的混凝土用量比方案1）减少了3.1%比方案3）减少了1.2%；方案2)的钢筋用量比方案1）减少了2.3%，比方案3）减少了1.4%。
综上所述，方案2）较方案1）和方案3）降低了造价，并且降低了模板的费用，但是增加了建筑的有效净高，在对建筑的净高要求不是很严格的情况下，用方案2）更有利于降低工程造价，满足建筑工程的使用要求。
当楼面设计荷载为6.0 KN/m2时，底层柱截面改为700x700mm，其它条件不变：
十字形布置次梁的工程量统计如下：
一字形布置次梁的工程量统计如下：（板厚130mm）
当楼面荷载较大时，十字行布置的次梁钢筋用量较一字形反而减少了1.98%，混凝土用量仅仅增加了0.29%，综合整体的经济性，此时十字形布置的次梁造价更低一些。
2 应用国家推荐的新技术、新材料
随着科学技术的发展，国内外技术的交流，用于工程建设的新技术、新材料不断出现并应用于工程实践，如高强度高性能混凝土、高强度钢材、轻质墙体材料等，工程技术人员应及时收集这方面的资料及工程应用情况，从工程经济的角度分析其应用条件，以使得工程设计经济合理。
由于工程综合效益的需要设计宽扁梁时，宽扁梁的受力纵筋选用HRB400 钢筋较为合理，一方面降低了配筋率，另一方面使得纵筋配筋排数最少，梁的有效高度增大。对于地面以下或处于潮湿工作环境中的梁，由于梁的裂缝宽度控制较严，梁的受力纵筋选用HRB400钢筋有时就不经济了。
轻质墙体材料较普通墙体材料单方价格要高，但工程中如果墙体较多，柱网跨度较大，地基承载力又低，采用轻质墙体材料是最适合的了，这些都要具体分析选取。
3 结语
当楼面荷载不是很大（一般小于等于5.0KN/m2）时，一字形较十字形次梁布置更经济一些；当楼面较大（一般大于5.0KN/m2）时，十字形较一字形次梁布置更经济。
结构方案的布置是影响结构造价的关键，通过优化结构方案既能降低结构造价，又能有效的满足建筑功能要求，而结构的方案布置需要用概念的思维去探索结构的最优布置，用先进的计算机程序来验证我们的这些想法。
[参考文献]
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[3] GB50011-2010，建筑抗震设计规范[S].
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[5] 徐俊民.钢筋混凝土框架结构设计应注意的问题.建设科技[S],2008,(13)
Abstract: The construction problems ofreinforced concrete framework are analyzed which play the roles in the construction quality control.
关键词:钢筋混凝土;框架结构;节点
Key words: reinforced concrete;framework; joint
中图分类号:TU74 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)03-0202-02
0引言
随着设计和施工水平的提高,多层和高层建筑采用钢筋混凝土现浇结构的形势发展很好,由于现浇施工的框架具有整体性好、围护墙体轻、抗震性好、施工速度快、布局灵活多样,在许多工程中得到广泛应用。问题是由于施工人员技术素质存在差异,对操作规程了解较少,在施工中容易产生影响质量的现象,这些状况如重视不够或解决不及时,将会直接影响质量和工期。就施工质量容易形成的通病和实际应用措施谈几点体会。
1梁柱节点箍筋施工问题
1.1 一般施工做法的弊病
梁柱节点施工的复杂性主要表现为:节点构造复杂,钢筋分布密集,操作人员高空作业,施工难度大,特别是中间柱子钢筋纵横交错,箍筋绑扎不便,采用整体沉梁时节点区下部箍筋无法绑扎,致使梁节点部位不放或少放柱箍筋,留下严重隐患。部分施工人员意识到钢筋骨架整体人模后柱节点内箍筋绑扎困难,便采用两个开口箍筋拼合,然而在整个节点区均采用开口箍筋显然不符合规范规定。规范对箍筋封闭和箍筋末端弯钩的构造要求,是保证箍筋对混凝土核心起有效约束作用的必要条件。采用分层套箍法操作难度仍相当大,且须将节点部分侧模板拆除方能保证节点箍筋间距及绑扎牢固。若采用原位绑扎钢筋(即先安装梁底模,再直接在梁底模上绑扎梁筋、安装侧模板),其缺陷是:(1)只安装梁底模,不安装侧模板,板的模板无法安装,造成整个模板支撑系统不稳定,易发生模板倒塌事故;(2)在框架结构施工中,所有的钢筋均须在施工楼层堆放和二次运输,在这种开放的模板体系上推放和搬运钢筋极其不安全;(3)支模和绑钢筋多次交叉作业,不利于施工组织管理,窝工现象较严重,工效较低。
1.2 改进的对策
近几年的做法是将梁板模板(含侧模板)全部安装完毕后才安装梁板钢筋并整体沉梁。该施工程序的优点是钢筋堆放、运输及绑扎较安全,交叉作业少,支模和绑钢筋不冲突,工效较高。但若不采取特别措施,会出现节点箍筋少放或者箍筋间距无法保证的问题。对此,可采用如下措施解决:(1)下料时每个节点增加若干根纵向短筋(可用细钢筋);(2)柱节点区箍筋现场焊接在纵向短筋上形成整体骨架,再将整体骨架套入柱纵筋并搁置在楼板模板面上,穿梁钢筋并绑扎,为防止附加纵向短筋位置与柱纵筋冲突而造成套箍困难,附加纵向短筋应偏离箍筋角部约50mm,采用该法可保证柱节点箍筋的间距与数量,实施效果较好.需要说明的是,当结构较复杂时,采用该方法可能也会有困难,施工时要视具体情况而定。
2框架柱纵筋的搭接
按照规范和规程的规定允许搭接的矩形,异形柱纵筋应优先采用机械连接或对接焊,但有些施工单位为降低成本或贪图方便,更愿意采用搭接。这种做法往往会造成柱在纵筋搭接部位的截面过小,因该部位箍筋尺寸并未变化,使柱纵筋难以紧靠箍筋(相差柱主筋1d的距离,其直径通常在Φ18以上)。这一问题在柱截面较大时还不太突出。随柱截面的减小就显得较为突出。特别是异型柱通常柱宽仅200mm,如端部配2Φ25纵筋,减去钢筋保护层50mm。则此时两根纵筋的净距仅100mm。若采用搭接,则搭接处两根纵筋的净距如按搭接1根考虑也仅75mm,若两根同时搭接则只剩下50mm。显然对柱有效截面削弱太大,使钢筋搭接末端延伸部位成为柱的薄弱点。
在按规范柱纵筋容许搭接时(三、四级框架d
3混凝土保护层厚度问题
保护层厚度的规定是为满足结构构件的耐久性要求和对受力钢筋有效锚固的要求。保护层厚度太小,无法满足上述要求,太大则构件表面易开裂,因此,《混凝土结构工程施工及验收规范》(GB50204-1992)第3.5.8条《建筑工程质量检验评定标准》(GBJ301-1988)第5.2.10条、《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2002)第5.5.2条均规定受力钢筋保护层厚度梁柱允许偏差为±5mm。
在框架结构施工中,由于楼面标高是一致的,双向框架梁同时穿越柱节点时,必然造成一侧框架梁面筋保护层厚度偏大(往往会超过40ram)。井字架梁节点也有同样问题,这些问题无法避免,但需注意:一是梁箍筋的下料问题,由于一向框架梁面筋需从另一向框架梁面筋底下穿过,若该向框架梁梁端箍筋按原尺寸下料,面筋无法直接绑扎到箍筋上,对粱骨架受力不利,因此梁端箍筋下料时高度可减小20～30mm(仪一向框架梁端需要),二是施工时以哪一向为主,因保护层厚度增大,截面有效高度变小,正截面受弯承载能力减小(约5%),设计时是否考虑了这种影响,另一方面构件表面容易开裂。《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)第9.2.4条规定:当梁、柱中纵向受力钢筋的保护层厚度大干40mm时,应对保护层采取有效的防裂构造措施。对此须在设汁时就明确以哪一向为主,并对保护层厚度偏大的一向梁端加铺一层钢丝网以防表面开裂。
4混凝土施工质量控制
4.1 柱的“烂根”和“夹渣”
现浇框架容易出现“夹渣烂根”现象,使根部混凝土漏浆,严重时出现“露筋”和“孔洞”。其直接原因是柱模直接放在楼地板上,预先没有在楼板上做找平层或加标准框浇出底面,更没有留清扫口。当层段>5m中段未留浇筑口,进料从顶部直接下。自由落差>3m,在柱内钢筋阻拦下料使粗细料分离,另因底部板丽不平且未堵缝。导致水泥浆流失掉,也存在底面垃圾未清除净、振动棒长度不到位等因素,造成根部夹渣,烂根问题。保证质量的措施应在框架柱接头外进行,即上次烧筑后加相同规格的方框,并浇平框面,继续上浇前支横模从板面开始,浇筑时在顶洒一层1:0.4的水泥砂浆。并铺1:2水泥25～30mm厚,在其上浇混凝土,可保证框架柱自然密实,不会出现夹渣或烂根的质量问题。
4.2 控制好混凝土质量
对配合比的控制不容忽视,再准确的配合比,现场不控制粗细骨料的含杂质量和称量,仍然会生产出不合格品。有的工地不做配合比设计,而套用别人的比例。对已浇成品不保护,养护不及时,尤其是夏天气温高的地区更需要保养,这是提高强度的重要环节。对混凝土框架柱的浇筑施工,必须遵守现行的施工规范,注意克服配料计量、拌和时间短,加水不控制,运距长摇晃离析现象,更要注意不允许二次加水重拌及振捣不密实、过振、漏浆、跑模、不清除残留木屑等现象。操作素质低下所产生的后果将削弱支撑件的竖向荷载,影响结构连接及降低抗震能力。只要有健全的施工操作标准,步步检验认证,按规范施工,框架工程质量就会得到保证。
关键词：钢筋混凝土框架结构钢筋施工结构安全
中图分类号： TU391 文献标识码： A
混凝土结构使用至今已经有1150余年的历史，与钢、木和砌体结构相比，
由于它在物理力学性能及材料来源方面有许多优点，所以其发展很快应用很广
泛。近年来，随着我国城市化发展水平的不断提高，建筑业迅猛发展，各类大跨度、大空间的建筑相继涌现。为了满足建筑平面布置的灵活性、多样性的要求，建筑工程在高层建筑上广泛采用了钢筋混凝土框架结构。
1、 框架柱节点核心区水平箍筋
框架节点核心区在水平荷载作用下的内力很复杂，特别在有抗震设防要求时要承担很大的剪力，很容易出现剪切脆性破坏，因此框架节点核心区的纵向主筋应该有很好的水平约束才能在地震来临时有效抵抗剪力。按照“强柱弱梁、节点更强”的抗震设防准则在进行结构设计时，设计师会按照规范及图集的要求在此处设置较密的水平箍筋。
1.1施工现状及原因
此核心区处箍筋简化为两根，即在梁上皮下返50mm设置一根，梁上皮上返50mm设置一根，其余的全部省掉。
笔者见过很多的施工作业人员，包括一部分技术管理人员对框架柱核心区水平箍筋的作用在思想上认识不够深刻。他们认为此处箍筋可以随意减少，一来柱子周围有框架梁横向支撑，提供一部分水平约束作用；二来箍筋对于纵向主筋的作用不会太大，抱有减少点没关系；当然最重要的原因就是如果该处箍筋减少便于混凝土下料和振捣施工。
1.2问题症结及解决办法
核心区节点处存在的主要矛盾无非有两点：1、钢筋密集，各种钢筋相互“打架”绑扎不到位；2、混凝土浇筑时不便于下料和振捣密实。
解决办法：1、翻样时对钢筋排布进行优化，画出钢筋布置大样图，在钢筋下料严格要求规格尺寸，利用大样图指导现场施工，尽量减少施工作业人员随意性施工并对现场问题及时反馈处理。2、和搅拌站联系优化核心区节点处混凝土配合比，采用流动性强的自密实混凝土，满足强度要求的前提下尽量减少粗骨料直径；采用溜槽和串通下料，利用小振捣棒进行振捣，必要时进行二次振捣。
框架柱箍筋肢距的深层理解
现行《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）第11.4.15条对抗震结构柱箍筋加密区内的箍筋肢距有明确的规定：“一级抗震等级不宜大于200mm；二三级抗震等级不宜大于250mm和20倍箍筋直径中的较大者；四级抗震等级不宜大于300mm。此外每隔一根纵向钢筋宜在两个方向有箍筋或拉筋约束；当采用拉筋时拉筋宜紧靠纵向钢筋并钩住封闭箍筋。”
2.1施工现状及问题
依据上述规定，对于一级抗震柱，设计人员一般会为了满足规范的要求，在绘制图纸时，往往只考虑箍筋肢距不大于200mm的要求，将复合箍筋或拉筋均匀分布，如图1所示。
监理单位往往要求施工单位照图施工即可通过验收，但是照图1所示的截面布置图施工时会给混凝土浇筑产生很大困难，难以保证施工质量。因为在混凝土浇筑时，为了防止混凝土分层离析，其从料斗卸落的自由高度一般不超过2米，特殊情况不得超过3米，否则需要采取溜槽、串筒进行下料。而按照图1所示根本放不下串筒和溜槽，若强行放置会使箍筋弯折变形等情况，这点是设计人员没有想到的。
2.2解决办法
以上问题如何解决，需要我们打破思维定势，对箍筋肢距重新思考和深层次理解。我们知道，对箍筋肢距的要求源于提高抗震柱加密区即塑性铰区箍筋对混凝土的约束作用，只要按照规范的要求在既满足一级抗震柱箍筋肢距不大于200mm，又满足每隔一根钢筋在两个方向有箍筋或拉筋约束双重条件时，都应该算作符合设计和规范要求，如图2所示，在满足以上双重条件的前提下给柱子中部甩出足够空间用作串筒或溜槽下料位置。
梁纵向钢筋间距
钢筋混凝土梁纵向钢筋的水平和竖向最小净距在《混凝土结构设计规范》GB50010-2010中有明确的规定，最小水平净距是为了保证混凝土对钢筋有足够的握裹力，使两种材料能共同工作；竖向最小间距则是为了经过设计计算所确定截面有效高度问题，随意改变会影响钢筋混凝土梁的抗弯承载力。《混凝土结构工程施工质量验收规范》也规定：受力钢筋间距允许偏差为±10mm，受力钢筋排距允许偏差为±5mm。
3.1施工现状及原因
钢筋混凝土梁纵向钢筋，尤其是第一排钢筋间距不均匀，位移偏差超标；第一排与第二排钢筋间距偏大，有的第二排钢筋甚至固定在腰筋位置，使得钢筋混凝土梁抗弯承载力大大折扣。
3.2问题症结及解决办法
目前很多高层钢筋混凝土框架结构中的框架结构都是密肋深梁，梁截面较大较高，钢筋布置不止一排。所以以上问题在粗放式施工的工地长期存在，主要原因是没有统筹考虑钢筋之间的关系，箍筋下料尺寸偏差过大和施工作业人员素质不高等。
梁顶部受力钢筋位移控制
按照设计文件对该处钢筋间距的要求，我们制作了定位措施筋。梁上部受力钢筋上下两排筋的控制方法参照图3，同时在上下两排钢筋之间设置Φ8的拉筋（图4），用绑丝绑扎牢固，措施筋的间距控制在1.5m左右即可保证相对位置固定。
梁底部受力钢筋位移控制
梁底部下排受力钢筋与底模、侧模之间按照常规设置混凝土垫块；在上下两排筋之间设置Φ25短钢筋（当受力钢筋直径大于25mm时按照受力钢筋直径），在其上焊接Φ8的U形钢筋头，基本同图4，间距在1.5m左右即可。
4、框架梁与框架柱宽度相同时或一侧与框架柱平齐时的构造措施
工程中常会遇到框架梁与框架柱的宽度相同，或者框架梁与框架柱一侧平齐的情况，多出现在边跨。这个时候，框架柱的受力钢筋和框架梁的受力钢筋位置怎么排布就出现了矛盾。按照要求，框架柱纵向钢筋的保护层厚度最小为30mm，梁的最小保护层厚度为25mm，无论怎么优化，此处受力钢筋保护层厚度只能满足其一，不能两者兼顾。
4.1节点设计的原则
按照框架结构抗震设计的原则是“强柱弱梁、强剪弱弯”，框架柱作为框架梁的支座首先要保证框架柱受力主筋的位置。
4.2 解决的办法
当框架梁中纵向受力钢筋水平间距有富余时，可将外侧钢筋弯折后通过框架柱外侧纵向钢筋的内侧，坡度要小于1/6，在此区段内框架梁纵向钢筋保护层会大于40mm，有效截面会削弱，依据混凝土结构施工质量验收规范的规定：当梁柱中纵向受力钢筋保护层大于40mm时，应对保护层采取有效的防裂构造措施。
基于以上论述，我们工地采取以下方法，得到设计师及监理单位认可：
（1）框架梁外侧主筋以小于1/6坡度弯折后在框架柱主外侧主筋内侧通过。
（2）为保证框架梁的截面尺寸和保护层厚度的要求，在框架梁靠近柱侧角部各增加1根钢筋作为架立钢筋。见图5：梁柱主筋关系及工程做法。
结束语：钢筋工程关系到工程结构的安全，施工单位在施工中必须认真按图施工，提高技术人员和操作工人的个人水平，加深对标准图集及验收规范的理解，充公了解设计意图，在对图纸理解有重大偏差的情况下，应及时和设计人员进行沟通，以保证钢筋工程质量。本文通过现场实践摸索总结出了一些有价值的施工方法，在施工过程中很好的指导了工程施工，提高了工效，有些地方涉及到设计单位常规设计而不利施工的情况为以后设计师在进行相关设计提供了借鉴。
参考文献：
[1]《混凝土结构设计原理》程文瀼康谷贻等 中国建筑工业出版社
[2]《建筑结构抗震设计原理》朱伯龙 张琨联等 同济大学出版社
[3] 《混凝土结构》沈蒲生等 中国建筑工业出版社
述，接着对钢筋混凝土异形柱框架结构体系发展现状进行了细致的分析，最后重
点探讨了钢筋混凝土异形柱框架结构的抗震设计。
【关键词】钢筋混凝土，异形柱，抗震设计
中图分类号：TU37文献标识码：A
一、前言
钢筋混凝土在解决框架结构问题中起到了很大的作用，只有在工程中加入框
架结构的抗震设计，分析其出现的问题并制定解决措施，对钢筋混凝土异形柱框
架结构抗震设计的现状和发展趋势进行分析，才能够使钢筋混凝土的作用得到更
大的发挥。
二、钢筋混凝土异形柱框架结构抗震的概述
异形柱框架结构的层间变形能力介于普通矩形柱框架结构和剪力墙结构之
间;以T形柱为例,推导了异形柱轴压比限值的计算公式,通过与等面积矩形柱的
对比分析,认为异形柱的轴压比限值与其截面尺寸的比例关系有关;当腹板受压
或翼缘受压时,T形柱轴压比限值存在较大差异;不同的荷载角作用,轴压比限值
变化较大;矩形柱的轴压比限值要大于异形柱的轴压比限值。将衡量结构在大震
作用下抗震性能的重要指标――延性引入到异形柱抗震性能的研究中,分别推导
了异形柱截面的屈服曲率和极限曲率计算公式,给出了腹板受压和翼缘受压时的
延性计算公式;采用线性回归的方法,利用Excel软件对计算公式进行了简化,并
与矩形柱延性公式进行对比,分析比较了二者的异同点,从理论上说明了异形柱
变形能力不如矩形柱的原因。按照抗震规范(GB50011―2010)的相关规定,用振型
分解反应谱法和弹性动力时程分析法,对钢筋混凝土异形柱框架结构进行了多遇
地震下的计算分析。用各项控制指标,如周期、剪压比、轴压比、层间位移角等
进行对比分析,给出在8度区该结构的最大可建造层数和最大适用高度。
三、钢筋混凝土异形柱框架结构体系发展现状
1、钢筋混凝土异形柱框架结构的特点
钢筋混凝土异形柱框架结构是指采用肢高与肢厚比不大于4的L形、T形、
十字形的异形截面柱代替一般框架柱作为竖向支承构件与梁、楼板构成不露柱子
的隐型框架承重结构，并采用轻质墙体作保温、隔热的围护结构的框架结构，其
具改善使用功能，避免了普通框架结构体系屋角柱子棱角突出对室内观瞻及占用
空间的影响；减轻结构自重，有利于抗震和节约基础投资；建筑出房率高于砖混
住宅8%-10%；充分利用工业废料，避免毁田，节约能源。
2、国家的有关指导性文件
建设部于1995年制定了《2000年小康型城乡住宅科技产业工程―项目实
施方案》文件，在其中“住宅结构体系成套技术研究”专题中，列出了异形柱框
架、大开间住宅体系等，并在框轻、轻板大开间灵活性住宅体系的关键技术中提
出了“T、L、十”形截面柱框架。此外，建设部于1996年11月曾了《住
宅产业现代化试点技术发展要点》〔试行〕文件，在其中技术发展要点之三的“住
宅结构体系”中列出了钢筋混凝土异形柱框架结构体系及其特点是由T形边柱、
十字型中柱、L形角柱组成的框架；填充墙与柱壁同厚，室内不出现柱楞；因墙
体减薄，与砖混结构相比，可增加使用面积8%～10%；填充墙的墙体材料可根据
当地保温隔热要求，因地制宜，就地取材。建设部（1998年）《关于建筑业进一
步推广应用10项新技术的通知》中，提出发展框架轻墙建筑体系，积极采用异
形柱框架结构。国务院办公厅（1999年）72号文件《关于推进住宅产业现代化
提高住宅质量若干意见的通知》的“加强新型结构技术的开发研究”专题中，异
形柱框架结构体系被列为当前我国住宅建设中五种主要结构体系之一。国家计
委、科学技术部（1999年）联合颁布《当前优先发展的高技术产业化重点领域
指南》的“新型建筑体系”专题中，隐形框架轻型节能建筑体系被列为近期产业
化的重点之一。
3、国内有关规程编制情况
在国家一系列有关文件的指导下，以及全国各地技术人员积极的开发、研究
和推广下，钢筋混凝土异形柱框架结构体系以其节能、节地、利废、自重轻、使
用面积大、抗震性能强满足规范要求、社会效益显著等特点受到人们普遍的欢迎。
随着钢筋混凝土异形柱框架结构体系的大量应用，各地为了指导设计施工，出台
了相关的技术规程。
四、钢筋混凝土异形柱框架结构的抗震设计
1、带暗柱异形柱
（一）、带暗柱异形柱比普通异形柱的抗震能力有较大的提高,建议在抗震设
计中采用带暗柱异形柱这一有效措施。为节省钢材,可在靠底部楼层轴压比较大
的异形柱中加设暗柱。笔者进行的异形柱框架结构抗震性能试验表明,通常该结
构体系的底层为薄弱层,一般情况下,底层柱底至反弯点高度处宜采用带暗柱异
形柱。异形柱中暗柱尺寸,一个方向为柱肢厚度,另一个方向宜取为柱肢厚度的
0.5―1.0倍;暗柱纵筋直径宜等于异形柱纵筋直径或取用小一号直径的钢筋;暗
柱箍筋应做成封闭箍,宜在柱端箍筋加密区与柱端箍筋等间距设置,加密区之外
可用拉接筋约束两根附加钢筋。附加的暗柱纵筋应可靠地锚固于基础内。
（二）、带暗柱异形柱塑性铰域高度较高,在破坏过程中暗柱有明显的钢筋混
凝土核芯束作用,
在塑性铰的发展过程中,暗柱纵筋也从屈服发展到极限变形状态,充分发挥
了其抗力作用,建议在较小剪跨比的异形柱中采用带暗柱异形柱,以提高异形柱
的延性。
（三）、L形柱作为角柱,在地震作用下对非对称结构将产生扭转效应,建议
采用带暗柱L形柱,并沿柱全高加密箍筋,以增强结构的抗扭转性能。
2、底部矩形柱上部异形柱框架
异形柱框架结构抗震性能试验,结果表明异形柱框架的屈服过程是梁端先出
现塑性铰，钢筋混凝上异形柱框架结构抗震设计的若干措施之后部分柱端出现塑
性铰,最终以底层柱底塑性铰的塑性变形发展较快而导致结构失效,结构的底层
明显为薄弱层。就如何增强底层的抗震能力问题,笔者除提出了上述采用带暗柱
异形柱的措施之外,还提出了底部带支撑异形柱框架结构,其抗震性能试验及计
算分析表明,在异形柱框架的底部设支撑,是增强底层抗震能力的有效措施。当异
形柱框架结构的底层作商铺时,底部填充墙少,空间大,底层层高较高,这样更易
在底层形成薄弱层,此时若在底部采用矩形柱或圆形柱、八边形柱,既增强了底部
的抗震能力,建筑效果又好。底部矩形柱(或圆形柱、八边形柱)上部异形柱联合
应用的具体条件如下:当底层作商铺或底层抗侧移刚度小于二层抗侧移刚度的
70%时,异形柱框架结构底层柱截面宜设计成矩形、圆形或八边形;当上部为十字
形柱截面时,底层可设计成矩形、圆形或八边形;当上部为L形、Z形、T形柱截
面时,底层可设计成矩形。上、下柱的纵向受力钢筋,能贯通的应贯通,底层柱增
加的纵向钢筋应锚固于梁板和节点内,在转换部位的异形柱根部应适当加强,可
采用本文已述的带暗柱异形柱予以加强,暗柱纵筋应伸至2/3层高及以上位置,
且在该柱底加密区增设两道柱箍筋。底部矩形柱的截面尺寸,可与上部异形柱截
面的肢长尺寸一致或略小,应据实际工程需要而定。
3、轴压比限值
对抗震等级为二级的框架结构,剪跨比大于2且箍筋约束较强的异形柱轴压
比限值分别是：L形、Z形柱为0.50,T形柱为0.55,十字形柱为0.60;对抗震等
级为三级的框架结构,剪跨比大于2且箍筋约束较强的异形柱轴压比限值分别
是：L形、Z形柱为0.60,T形柱为0.65,十字形柱为0.70；对抗震等级为四级的
框架结构或非抗震设计时,异形柱的轴压比限值是：L形、Z形柱为0.70,T形柱
为0.75,十字形柱为0.80;当异形柱剪跨比小于或等于2时,轴压比相应限值应减
小0.05。
五、结束语
钢筋混凝土异形柱框架结构抗震设计是一项全面系统复杂的综合性设计，尤
其要加强对钢筋混凝土异形柱框架结构的认识与研究，提高抗震设计的意识，结
合实际情况进行施工，加强钢筋混凝土异形柱框架结构抗震设计的措施。
参考文献
度等方面的常见问题，对钢筋混凝土框架结构施工方法提出改进意见。
关键词：钢筋混凝土；框架结构；节点；强度；保护层
1 梁柱节点箍筋施工问题
在实际施工中，梁柱节点施工的复杂性主要表现为：节点构造复杂，钢筋分布密集，操作人员高空作业，施工难度大，梁柱钢筋纵横交错，梁的纵向受力钢筋要放在柱纵向钢筋内部，呈井子形交叉，柱子的箍筋绑扎不方便。在框架结构施工中，施工单位普遍采取先安装梁板模板，再绑扎安装梁钢筋，待梁钢筋安装结束，然后整体沉梁，那么节点区箍筋就无法绑扎，致使梁柱节点区出现不放、少放或者即使放也是杂乱的挤在一起，这样就会给节点区质量留下隐患。
意识到这个问题对工程质量的影响，有些施工单位施工人员就采取用两个开口箍筋对向拼合的方法，然而这种做法显然是不符合规范规定的。根据规范的规定，为保证箍筋对混凝土核心区起到约束作用，箍筋要封闭、末端要有弯钩。还有的做法就是在沉梁之前就把柱箍筋绑扎好，然后和梁一起下落，由于箍筋与柱纵筋摩擦且下落不平衡，使得箍筋不能下落出现施工人员强力往下打的现象，不但把箍筋打得变形，而且也不能使得箍筋到位。这样做的结果是箍筋没有得到封闭绑扎且杂乱变形，间距更不会满足规范要求。以上两种方法都不能解决节点核心区箍筋施工的问题。具体可采取以下措施：
第一，在钢筋下料加工的时候，就考虑增加若干根与箍筋同级别的短钢筋；具体长度根据节点区箍筋高度确定，箍筋开口处先焊接好，然后把柱箍筋按照设计间距用短钢筋焊接，可以在箍筋每边或两边相对焊接即可，加工成上下开口四周封闭的整体骨架。
第二，在安装梁钢筋之前，把整体骨架套入柱纵筋并用垫木搁置在楼板模板面上，然后穿梁纵向钢筋并绑扎，待梁钢筋安装完沉梁时，节点区骨架就与梁整体下落，且不会出现变形、开口的问题。这种方法可保证节点区箍筋的间距与数量，实施效果很好，使得节点区箍筋能够满足规范要求。
2 混凝土强度等级不同的问题
在钢筋混凝土框架结构设计时，根据设计原则，为保证“强柱弱梁”强节点的要求，柱的混凝土强度等级通常会比梁板高，而且随着建筑物高度的增加，两者的差距会更大。然而这样的话，就会给实际施工带来很大麻烦。
在框架结构施工中，比较普遍的做法是柱和梁板混凝土分两批集中浇筑，即节点区采取和梁板结构混凝土相同强度等级浇筑。如果单独浇筑节点区，会存在因供应量少和与梁板分隔困难的问题，若同柱一起浇筑，会因节点区混凝土施工缝留置出现违背规范规定的问题，如与梁板同时浇筑存在节点“夹层”，存在质量隐患。
根据规定，梁柱混凝土强度等级相差不宜大于5MPa，如果超过时，梁柱节点区施工时应作专门处理，使节点区混凝土强度等级与柱相同。特别强调节点核心区的混凝土强度等级要与柱相同，不能与梁板混凝土强度等级相同；当柱混凝土设计强度等级高于梁板的设计强度时，应该对梁柱节点核心区混凝土强度等级采取有效措施，保证节点混凝土的强度。两个规范都在保证强节点的设计原则。具体可采取以下措施：
为了方便施工，可以直接在梁端(柱边)设置垂直交界面，采用快易收口网，可避免在板内设置交界面，使施工难度降低；但为防止交界面出现施工冷缝，建议施工时节点区混凝土采用塔吊用漏斗浇筑，梁板混凝土则采用泵送，同时浇筑。
要保证核心区混凝土的强度，具体做法是在节点处增加纵向钢筋，设置型钢或矩形芯柱及增加箍筋予以补强。这种方法施工方便，质量容易保证，易被施工单位接受，但节点区轴压比增大，延性减小。
3 混凝土保护层厚度问题
保护层厚度的规定是为满足结构构件的耐久性要求和对受力钢筋有效锚固的要求。保护层厚度大小，无法满足上述要求，太大则构件表面易开裂。因此，《混凝土结构工程施工及验收规范》(GB50204-1992)第3.5.8条、《建筑工程质量检验评定标准》(CBJ301-1988)第5.1.10条、《混凝土结构工程施工质量验收规范》(CB50204-2002)第5.5.2条均规定：受力钢筋保护层厚度梁柱允许偏差为5mm。
在框架结构施工中，由于楼面标高是一致的。双向框架梁同时穿越柱节点时，必然造成一侧框架梁面筋保护层厚度偏大(往往会超过40mm)。井宇架梁节点也有同样问题，这些问题无法避免。但需注意：一是梁箍筋的下料问题．由于一向框架梁面筋需从另一向框架梁面筋底下穿过。若该向框架梁端箍按原尺寸下料，面筋无法直接绑扎到箍筋上，对梁骨架受力不利，因此梁端箍筋下料时高度可减小2-3cm(仅一向框架梁端需要)；二是施工时以哪一向为主，保护层厚度增大，截面有效高度变小，正截面受弯承能力减小(约5％)，设计时是否考虑这种影响，另一方面构件表面容易开裂，《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)第9.2.4条规定：当梁、柱中纵向受力钢筋的保护层厚度大于40mm时，应对保护层采取有效的防裂构造措施；对此须在设计时就明确以哪一向为大，并对保护层厚度偏大的一向梁端加铺一层钢丝网以防表面开裂。
4 钢筋混凝土框架结构冬期施工的问题
冬期施工首先要编制切实可行的冬期施工技术措施与方案，做到科学合理，全面、具体、适用，确保冬施质量。
做好室外气温与周围环境温度测量，以便及时掌握冬施的开始时间。在施工现场有代表性的位置设置测温点，定时定点每昼夜测温不少于4次，求出平均温度并做好统计与记录。
严格控制混凝土出罐、入模温度。混凝土养护温度应符合下列要求：应在易于散热的部位设置测温孔(孔深宜为10cm～15cm，也可为墙厚的1／2或板厚的1／2)，全部测温孔均应编号，并绘制测温孔布置图；测量混凝土温度时，温度计应采取措施与外界气温隔离，温度计留置在测温孔内的时间不应少于3min，在达到临界强度以前每2h测量一次，以后每6h测量一次，防止混凝土早期受冻。
从施工实践来看，混凝土工程冬期施工一般宜优先选用综合蓄热法，其施工简单，经济合理且易于保证质量。综合蓄热法即根据室外及周围环境温度掺加早强防冻剂，同时对混凝土及时进行保温覆盖，充分利用预加热量和混凝土在硬化过程中放出的水化热，防止热量过快损失，减缓混凝土的冷却速度，使混凝土在正常温度条件下达到预定的设计强度。
冬期施工混凝土的养护严禁浇水且混凝土外露表面必须及时覆盖，覆盖层的厚度应根据热工计算确定。混凝土的初期养护温度不得低于防冻剂的规定温度，达不到规定温度时应立即采取保温措施。
参考文献
[1]GB50010-2002.混凝土结构设计规范.
关键词：钢筋混凝土框架结构，钢筋，混凝土强度，保护层
内容：对于钢筋混凝土框架结构的施工，有关规范虽已有详细规定，但仍有一些具体细节问题没有明确具体做法，对工程施工过程的管理造成一定影响。本文针对粱柱节点箍筋施工、钢筋混凝土强度等级、保护层厚度等方面的常见问题，对钢筋混凝土框架结构施工方法提出改进意见。
1 梁柱节点箍筋施工问题
在实际施工中，梁柱节点区钢筋密集，构造复杂，特别是处于结构中间部位的梁柱接头部位，梁柱钢筋纵横、垂直交错，梁的纵向受力钢筋要放在柱纵向钢筋内部，呈井子形交叉，这样柱子的箍筋绑扎就很不方便。在框架结构施工中，施工单位普遍采取先安装梁底模，柱子箍筋先套在主筋上，再绑扎安装梁钢筋，那么节点区箍筋如果不能及时调位和正确绑扎，致使梁柱节点区出现箍筋不放、少放、间距不符合图纸和规范要求，这样就会给节点区质量留下安全隐患。
由于意识到这个问题对工程质量的影响，具体可采取以下措施：
第一，柱子箍筋下料时做成两个U型的，肢长根据截面尺寸、搭接焊接焊缝要求统一考虑，在绑扎梁的纵向钢筋时，柱子箍筋先不绑扎，待梁的主筋正确就位后再将制作好的两个U型箍筋焊接，这样就可以保证箍筋数量、位置满足设计和规范要求。论文格式。
第二，在安装梁钢筋之前，先把梁钢筋纵向钢筋用垫块准确就位后再进行绑扎，绑扎时控制好纵向主筋与箍筋先后搁置顺序，确保接头处箍筋钢筋位置、数量、间距满足要求。
以上两种做法能有效保证箍筋的施工质量能满足规范和图纸要求，也进一步满足结构中的强结点，强锚固的要求。论文格式。
2 梁柱节点处混凝土强度等级的问题
在钢筋混凝土框架结构设计时，根据设计原则，为保证“强柱弱梁”“ 强节点，强锚固”的要求，柱的混凝土强度等级通常会比梁板高，而且随着建筑物高度的增加，两者的差距会更大。然而这样的话，就会给施工中梁板与柱子交接处截面处混凝土强度等级、构件质量的控制带来很大麻烦。论文格式。
在框架结构施工中，比较普遍的做法是柱和梁板混凝土分两批集中浇筑，即节点区采取和梁板结构混凝土相同强度等级混凝土浇筑。如果单独浇筑节点区，会存在因供应量少和与梁板分隔困难的问题，若同柱一起浇筑，会使节点区混凝土施工缝的留置很困难，如与梁板同时浇筑存在节点“夹层”，存在质量隐患。
根据规范规定，梁柱混凝土强度等级相差不宜大于5MPa，如果超过时，梁柱节点区施工时应作专门处理，使节点区混凝土强度等级与柱相同。特别强调节点核心区的混凝土强度等级要与柱相同，不能与梁板混凝土强度等级相同；而规范规定，当柱混凝土设计强度等级高于梁板的设计强度时，应该对梁柱节点核心区混凝土强度等级采取有效措施，保证节点混凝土的强度。两个观点都在保证强节点的设计原则。具体可采取以下措施：
为了方便施工，可以直接在梁端(柱边)设置垂直交界面，采用快易收口网，可避免在板内设置分界面，使施工难度降低；但为防止分界面出现施工冷缝，建议施工时梁柱节点区混凝土采用塔吊配备小口漏斗浇筑，梁板等大面积部位混凝土则采用泵送，同时浇筑，并做好养护工作。
要保证核心区混凝土构件的强度，具体做法是在节点处增加纵向钢筋，设置型钢或增加箍筋予以补强。这种方法施工方便，质量容易保证，施工单位易接受。
3 混凝土保护层厚度问题
保护层厚度的规定是为满足结构构件的耐久性要求、满足混凝土炭化深度符合规范和对受力钢筋有效锚固的要求。保护层厚度太小，无法满足上述要求，太大则会在弯矩作用下使截面边缘产生的拉应力而使构件表面易开裂(δ＝M/W＝My/I)。因此，《混凝土结构工程施工质量验收规》(CB50204-2002)第5.5.2条均规定：受力钢筋保护层厚度梁柱允许偏差为5mm。
施工时须严格按规范和设计要求保证混凝土保护层厚度，但实际施工时很难做到。高层建筑中。由于柱箍筋直径较大，间距较密，肢数较多，加工难度较大，上下钢筋有相互锚固，安装后箍筋有外突部分，外突箍筋使模板无法安装，为此施工单位总是有意识地将箍筋做小一点以便安装模板。但会造成柱纵筋保护层偏大，解决该问题有赖于提高现场加工施工准确度，做好钢筋工程施工样板。 其次模板的几何尺寸也是影响保护层的因素之一，几何尺寸偏小，骨架尺寸不变，则会造成保护层偏小，反之则会偏大。还有梁的起拱、保护层垫块多少也会造成保护层大小的改变。
在框架结构施工中，由于楼面结构标高是一致的。双向框架梁同时穿越柱节点时，必然造成一侧框架梁面筋保护层厚度偏大。井宇架梁节点也有同样问题，这些问题无法避免，可以通过设计采用增加构造架立钢筋解决。但需注意：一是梁箍筋的下料问题．由于一向框架梁面筋需从另一向框架梁面筋底下穿过，若该向框架梁端箍按原尺寸下料，面筋无法直接绑扎到箍筋上，对梁骨架受力不利，因此梁端箍筋下料时高度可减小2-3cm(仅一向框架梁端需要)；二是施工时以哪一向为主，保护层厚度增大，混凝土截面有效高度变小，正截面抗弯承能力减小，设计时是否考虑这种影响，另一方面构件表面容易开裂(原因如上，δ＝M/W＝My/I)，《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)第9.2.4条规定：当梁、柱中纵向受力钢筋的保护层厚度大于40mm时，应对保护层采取有效的防裂构造措施；对此须在设计时就明确以哪一向为大，并对保护层厚度偏大的一向梁端加铺一层钢丝网以防表面开裂，也可以通过设计采用增加构造架立钢筋解决。
[1]《混凝土结构设计规范》（GB 50010-2002）
[2]《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图》（03G101）
[3]《建筑结构抗震设计》，中国建筑工业出版社
[4] 《一级注册结构工程师必备规范汇编》中国建筑工业出版社
[5]《混凝土结构工程施工质量验收规》(CB50204-2002)
【关键词】填充墙；框架结构；抗震性能；结构设计
1 概述
填充墙框架结构是目前最常见的一种建筑结构形式，具有结构平面布置灵活等优点，利用框架受力，填充墙来维护和分割建筑空间。填充墙对框架结构的承载力、刚度及其变形性能都有着很大的影响，而忽略填充墙对框架结构的影响是不安全的，历次地震震害也表明，框架结构填充墙对框架结构的抗震性能有着重大影响。因此，我们平时在框架的抗震设计中，考虑填充墙对结构的影响是具有重要意义的。
2 工程实例
大连金州热电有限公司供暖扩建改造工程，扩建主厂房为五层建筑，总长度为25m，宽度为36.81m，建筑高度27.5m，占地面积为932.6㎡，建筑面积约2054.6㎡。厂房内设有锅炉间、除氧煤仓间、泵房、配置装置间、输煤层、运转层、休息室、卫生间等。本工程为混凝土框架结构，填充墙在此工程中的应用非常广泛，并且布置的很合理。
3 填充墙对于钢筋混凝土框架结构抗震性能的影响
3.1 填充墙对结构承载能力的影响。
填充墙在结构上与整个框架是相互联系，共同发挥作用的，因此对框架整个结构的抗侧能力给予了一定的改变，两者相互作用，一直到整个结构的破坏，填充墙自始至终都可以承担着特定数量的荷载。通过对大量的地震灾害的研究、理论探索、模型试验等，得出填充墙钢筋混凝土框架远比空框架的抗震性能好,它有一定的抗侧力作用。填充墙和框架工作,其抗侧力总承载力大于框架和填充墙单独试验的抗侧力之和。
3.2 填充墙布置对结构刚度的影响。
结构刚度在抗震设计中起着重要的作用，然而在实际工程中，仅充当维护作用的框架填充墙，在布置时仅仅考虑了建筑功能的要求，却忽略了填充墙对结构刚度的影响，使结构刚度在平面内做到均匀、对称、分散，在强震或烈风时,由于结构刚度增加,侧移减小,结构中由P-Δ效应引起的柱子轴力也随之减小。
3.3 填充墙对结构变形能力的影响。
因为填充墙和框架相互之间的作用，使得整个填充墙在实际使用的过程中，具备了良好的形变性能，结构从开始的加载到整个受力过程的被破坏，其变化的过程是比较平缓的，这一特性与填充墙自身的脆性有差异，具备了良好的延性。延性框架在脆性砌体开裂后，其荷载以及相关的位移值，要比纯砌体结构的值大很多。在框架结构里面将填充墙加入以后，因为填充墙里面各个裂缝相互之间的摩擦等，使得框架结构的耗能能力在很大程度上增加；而且填充墙的构建，使得建筑物整体结构倒塌的可能性大大的减小。
3.4 填充墙竖向布置不合理可能会使结构存在薄弱层。
填充墙沿竖向分布不均匀时,由于填充墙的刚度效应往往会在填充墙布置较少的楼层产生沿竖向的软弱层。例如,我们通常所做的工程中，为了满足底层大开间的建筑功能要求,现行的建筑物在底层设置锅炉间,上部作为休息或办公用途,如此使得底层刚度发生突变,造成底层为薄弱层。在地震作用下本来底层的层间剪力最大,而底层由于填充墙数量较少而刚度较小,会产生较大的层间弹性变形,同时结构的倾覆力矩作用几乎全部由底层框架柱承担。因此,底层框架柱的弹塑性变形集中会非常明显,容易在地震作用下产生底层框架柱的错断。
要控制薄弱层的出现,应参照抗震规范中处理框支剪力墙或底部框架抗震砖房的竖向刚度不规则办法,即控制结构在薄弱层附近的侧移刚度比。建议在我们设计带填充墙的结构时,应考虑填充墙的刚度效应并使薄弱层附近上下层侧移刚度比不应大于 1.8(底部为薄弱层)或1.3(其它层为薄弱层)。
3.5 填充墙水平布置不合理可能造成结构扭转破坏。
在结构设计时,填充墙布置要满足均匀对称,尽量布置在结构,使平面内刚度中心与质量中心重合,以避免地震作用产生扭转破坏。若填充墙在结构中布置不当,将会使结构的扭转响应加大。所以建议为避免房屋产生大的扭转,在计算整体结构的扭转效应时应考虑填充墙的刚度效应。已建成的带填充墙结构可以通过合理补充填充墙或混凝土墙的方法进行加固处理。
3.6 填充墙的存在可能使框架柱形成短柱。
填充墙的存在会对框架柱形成约束作用使柱子形成短柱，柱子形成短柱以后，变形能力差，延性也大大降低，地震作用显著增大，柱子本身所受的剪力大大增加,在地震作用下极易发生脆性的剪切破坏。很多大地震均发生过因为短柱形成而使房屋整个楼层倒塌的现象，所以抗震规范已明确表示避免短柱形成。
3.7 填充墙的存在可能使框架梁形成短梁。
填充墙的存在会对建筑结构的受力性能产生另一种干扰就是使框架梁形成短梁，承重墙间的肩墙形成短墙。由于填充墙的存在，原有的框架梁的计算跨度发生了改变,导致梁的跨高比减小,形成短梁。而试验证明，短梁是一极具脆性的梁,延性差,抗剪能力弱,破坏时易成剪切破坏。在地震中极易产生交叉裂缝。短梁的出现还带来了一个问题，就是原期望中的强柱弱梁的抗震体系的梁进一步的减弱,短梁的脆性破坏使得短梁从开裂到破坏只消耗了为数不多的能量,从而导致了原本希望由延性梁消耗的大部分能量不得不由框架柱的破坏来消耗,这无疑增加了结构在地震中的危险性。
4 框架填充墙结构设计时的注意事项
我们在进行框架梁的设计工作中，要通过构造加强的措施，沿梁全跨完成钢筋箍筋的加密。减少框架梁因为地震产生的剪切破坏。在处理因为填充墙造成的短梁效果时候，要将短梁形成延性约束式，在短梁的中间配以X形交叉筋。为了减少因为填充墙的设置而造成的薄弱处，要在局部配以钢筋混凝土抗震墙、钢支撑等，加固墙体的，提高抗震能力。在进行结构的设计工作时，对于容易形成短柱的位置，要直接的将短柱的处理过程进行事前的设计，减少短柱较早的出现塑性铰。在墙体结构的设计过程中，要全力的做好填充墙产生的扭转效应，尽量减少因为施工材料和施工程序带来的影响。
5 结语
［关键词］钢筋混凝土框架结构; 楼梯; 设计建议
中图分类号：TU375文献标识码： A
1楼梯震害类型
通过以往的震害资料看，框架结构的楼梯间破坏最为严重。楼梯的破坏主要分为三种形式:楼梯整体倒塌破坏，如框架结构的梯柱易形成短柱，发生剪切破坏;梯板拉压破坏;梯梁中部受剪发生破坏。对于楼梯间的破坏主要是因为楼梯刚度过大，使其最先破坏。
2计算方法
传统的楼梯设计仅考虑楼梯构件的等效重力荷载在地震中的影响，而忽略了楼梯构件的竖向刚度和平面刚度对结构蔡体刚度的贡献，及按照刚度分配的侧向力对梯梁、梯柱等构件的影响。有限元采用ETABS一V9建立结构模型，用壳单元模拟楼梯的平台板和斜板建立层间构件模型，忽略踏步刚度对斜板挠度和刚度的影响。
3计算模型
本工程为6层框架结构的写字楼，开间力一向(X向)柱距3. 9m，共10跨，总长度39m;进深力一向(y向)柱距分别为6，2.4，6m，共3跨，总宽度14. 4m;底层层高4. 5m，其余各层均为3. 9m;柱500mm x 500mm(C30)，主梁500mm x 300mm ( C30)，板厚100 mm，梯梁400mm x 200mm ( C30)，梯柱240mm x 240mm ( C30);抗震设防烈度8度 0. 20g，设计地震分组第2组，场地类别Ⅱ类;基本风压0.45kN/m2;恒载取2. 5kN /m²，活载取3kN/m²，均布荷载取20kN/m²;特征周期0.4s;场地粗糙度类别为B类;主体结构采用钢筋混凝土框架体系;通过线拉伸成面的力一法绘制楼梯，楼梯为双跑。柱、梁采用直线杆单元模拟，直线杆为空间杆件，具有双向弯曲、扭转、轴向变形、双轴剪切变形效应，楼板采用膜单元模拟。单元根据楼梯布置位置的不同建立了12种模型，分别采用计入与不计入楼梯对构件进行模拟。如图1所示。
4地震作用下楼梯构件对整体结构的影响
在位置1(模型1)通过对计入与不计入楼梯两种情况的有限元分析，将分析结果列入表1，从表中可看出楼梯对结构x向和y向刚度都有一定影响，对y向刚度影响最大。
5楼梯布置位置对框架结构的影响
只设置1个楼梯时，随着楼梯位置从中间向两端改变，y向地震下顶点位移、层间位移比、层间位移角逐渐增大，层间位移比从模型5(位置5)的1. 32增加到模型1(位置1)的1. 68，说明楼梯的刚度对结构扭转变形影响很大。
设置2个楼梯时，从表2 可以看出楼梯布置在平面位置3时y向地震下顶点位移、层间位移比、层间位移角最小，结构的刚度最好，扭转变形影响最小。
楼梯布置位置不同在y向地震作用下的计算结果比较如表2所示。
6楼梯对楼梯间角柱的影响
以模型6(位置6)为例，通过分析比较，楼梯对楼梯间梯柱的影响较大，对其他柱影响较小，楼梯间框架角柱和相邻柱y向地震作用下轴力如表3所示。
表3楼梯间框架角柱和相邻柱在y向地震作用下轴力
7结语
通过对不同的结构规模，不同楼梯布置的整体结构抗震分析，得出以下结论。
楼梯构件对框架结构的抗震性能有着不可忽略的影响，它的存在增大了结构局部的抗侧刚度，减小了结构的自振周期。水平地震作用下，楼梯会产生比较明显的地震反应。若在计算中考虑楼梯构件，通过结构上的调整后，普通楼梯布置方法存在满足目前的小震抗震要求的可能性。但对楼梯间位置、个数、楼梯构件强度的要求相对较高。需要特别重视楼梯非对称布置时的扭转效应。楼梯对相连的框架柱影响很大，呈强剪型受力。通过以上分析可知，楼梯构件是建筑物不可缺少的部分，在抗震性能方面对整体结构有着不可忽视的影响，楼梯参与整体结构计算以后，周期、地震作用、位移都产生了一定的变化。应当吸取以前的教训，将楼梯构件与结构进行整体分析，并采取必要的构造措施，做到模型符合实际情况，满足人们的使用要求，保证人们生命和财产的安全。但是不是简单地将楼梯代入整体结构计算就能解决间题。楼梯与整体结构共同工作，导致楼梯及相邻框架柱破坏，建议将楼梯与整体结构脱离。
参考文献
