浅谈钢筋混凝土框架结构设计过程中一些问题.docx

浅谈钢筋混凝土框架结构设计过程中一些问题HYPERLINK"//www.cbi360.net/hyjd/1zt147693.html"\h在框架结构设计过程中,特别是采用设计软件进行设计计算时,对设计软件不是很熟悉的设计人员常常会出现独立基础设计荷载取值不当、框架计算简图不合理、基础拉梁层的计算模型不符合实际情况、基础拉梁设计不当以及结构计算中几个重要设计参数的选取不合理等问题,由此将会造成设计结果不正确而使设计方案无法使用,从而浪费了设计人员的很大精力。1关于结构计算模式中几个问题1.1框架计算简图的确定HYPERLINK"//www.cbi360.net/hyjd/20170728/84428.html"\h对于无地下室的钢筋混凝土多层框架结构设计,当独立基础埋置较深且-0105m左右设有基础拉梁时,是否应将基础拉梁按一个楼层记取于框架计算简图中,这是一个值得关注的问题。以某学生宿舍楼为例,该项目为3层钢筋混凝土框架结构,丙类建筑,建筑场地为Ⅱ类;层高3.3m，基础埋深4.0m,基础高度0.8m,室内外高差0.45m。若根据《建筑抗震设计规范》第6.1.2条规定“在8度地震区该工程框架结构的抗震等级为二级”,设计者可按3层框架房屋计算:首层层高取3.35m,即假定框架房屋嵌固在-0.05m处的基础拉梁顶面;基础拉梁的断面和配筋按构造设计;基础按中心受压计算。如果照此计算简图运算,就会出现2个问题:第1是按构造设计的拉梁无法平衡柱脚弯矩;第2是不符合GB50010-2002《混凝土结构设计规范》第7.3.11条的规定,即“框架结构底层柱的高度应取基础顶面至首层楼盖顶面的高度”。在实际工程设计中,为了能够达到设计与实践的高度吻合,我们可以将基础拉梁层按层1记取输入。为此,上例框架结构按4层进行整体分析计算(拉梁上如有荷载作用应将荷载一并输入),计算剪力的首层层高为H1=4.0C0.8C0.05=3.15m,第2层层高为3.35m,第3、4层高为3.3m。同时,根据《建筑抗震设计规范》第6.2.3条规定,可以将框架柱底层柱脚弯矩设计值乘以增大系数1.25。考虑到地基土的约束作用,对这样的计算简图,在电算程序总信息输入中,可填写地下室层数为1,并复算1次,按两计算结果的包络图进行框架结构底层柱的配筋。1.2独立基础设计的荷载取值钢筋混凝土多层框架房屋的基础形式多采用的是柱下独立基础。在基础设计中,合理地选取荷载设计值,是基础结构设计的重要环节。实际工作中,常会出现2种情况:一是依据GB50011-2001《建筑抗震设计规范》第4.2.1条指出的“当地基主要受力层范围内不存在软弱粘性土层时,不超过8层且高度在25m以下的一般民用框架房屋或基础荷载相当的多层框架厂房,可不必进行天然地基和基础的抗震承载力验算”的要求,忽略风荷载的影响;二是在设计独立基础时,作用在基础顶面上的外荷载(柱脚内力设计值)只取轴力设计值、弯矩设计值而无剪力设计值,甚或只取轴力设计值。工程设计实践证明,这2种情况的设计结果都会导致基础尺寸偏小、配筋偏少。如果在涉及混凝土多层框架房屋的整体计算分析中输入风荷载,让轴力设计值、弯矩设计值和剪力设计值共同作用于柱脚,基础本身及其上部结构的安全就更为可靠。用TAT或SATWE等电算程序进行框架整体计算时,对于基础拉梁层无楼板的情况下,楼板厚度应取0,并定义弹性节点,用总纲分析方法进行分析计算。当房屋平面不规则时,虽然楼板厚度取0,也定义弹性节点但未采用总纲分析,程序分析时却自动按刚性楼面假定进行计算,这与实际情况不符,设计过程中要特别注意这一点。1.4基础拉梁设计方案的确定HYPERLINK"//www.cbi360.net/hyjd/1zt930.html"\h多层框架房屋基础拉梁的设计方案应视具体情况而定。一般来说,当基础埋深值大时,为了减小底层柱的计算长度和底层的位移,可在±0.000以下适当位置设置基础拉梁,但不宜按构造要求设置,宜按框架梁进行设计,并规范规定设置箍筋加密区。当独立基础埋置不深或者埋置虽深但采用了短柱基础时,由于地基不良或柱子荷载差别较大,或根据抗震要求,可沿2个主轴方向设置构造基础拉梁;基础拉梁截面宽度可取柱中心距的1/20～1/30,高度可取柱中心距的1/12～1/18;构造基础拉梁的截面可取上述限值范围的下限,纵向受力钢筋可取所连接柱子的最大轴力设计值的10%作为拉力或压力来计算。若为构造配筋,除满足最小配筋率外,也不得小于上下各2φ14,配筋不得小于φ8@200；若拉梁上作用有填充墙或楼梯柱等传来的荷载时,拉梁截面应适当加大,算出的配筋应和上述构造配筋叠加。当框架底层层高不大或者基础埋置不深时,有时要把基础拉梁设计得比较强大,以便用拉梁来平衡柱底弯矩,这时拉梁正弯矩钢筋应全