今天給各位分享下列不屬于混凝土框架設計時考慮的方面的知識，其中也會對混凝土框架結構中不屬于框架柱常見震害的是什么進行解釋，如果能碰巧解決你現(xiàn)在面臨的問題,，別忘了關注本站，現(xiàn)在開始吧,！，本文目錄一覽：,，1,、，混凝土框架柱設計需注意什么？
今天給各位分享下列不屬于混凝土框架設計時考慮的方面的知識,，其中也會對混凝土框架結構中不屬于框架柱常見震害的是什么進行解釋,，如果能碰巧解決你現(xiàn)在面臨的問題，別忘了關注本站,，現(xiàn)在開始吧,！
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混凝土框架柱設計需注意什么,？
個人覺得注意點主要在這幾方面：
1,、箍筋肢距,、間距
2,、體積配箍率
3、短柱（箍筋全高加密）,、角柱
4,、邊柱與角柱是否小偏拉
5、最小配筋率,、最大配筋率
6,、框架梁柱節(jié)點核心區(qū)的抗剪配置。
7,、框架梁柱交接處鋼筋配置需要考慮鋼筋根數(shù)的問題,，以防止梁柱鋼筋頂牛。
鋼筋混凝土多層框架結構設計的探討,？
本文闡述了鋼筋混凝土多層框架結構設計，對目前存在的問題作了一定的探討并指出發(fā)展方向,。
根據(jù)筆者在十多年的結構設計計算中遇到的有關問題及相關設計經(jīng)驗,筆者認為,在鋼筋混凝土多層框架結構房屋結構設計中以下幾個方面的問題,應引起廣大設計工作者的注意,。
1 基礎抗震承載力驗算及獨立基礎設計荷載取值問題
鋼筋混凝土多層框架房屋層數(shù)較低(一般在六層以下)時多采用柱下獨立基礎,根據(jù)《建筑抗震設計規(guī)范》(GB50011 - 2001)第4. 2. 1條指出,當?shù)鼗饕芰臃秶鷥炔淮嬖谲浫跽承酝翆訒r,不超過8層且高度在25m以下的一般民用框架房屋或基礎荷載相當?shù)亩鄬涌蚣軓S房,可不必進行天然地基和基礎的抗震承載力驗算。但這些房屋在基礎設計時應考慮風荷載的影響,。因此,在鋼筋混凝土多層框架房屋的整體計算分析中,必須輸入風荷載,不能因為在地震區(qū)高層建筑以外的一般建筑風荷載不起控制作用就不輸入,。另一種情況是,在設計獨立基礎時,作用在基礎頂面上的外荷載(柱腳內力設計值)只取軸力設計值和彎矩設計值,無剪力設計值,或者甚至只取軸力設計值。以上兩種情況都會導致基礎設計尺寸偏小,配筋偏少,影響基礎本身和上部結構的安全。
2 框架計算簡圖應合理
無地下室的鋼筋混凝土多層框架房屋,獨立基礎埋置較深,在- 0. 05m左右設有基礎拉梁時,應將基礎拉梁按層1輸入,。以某學生宿舍樓為例,該項目為3層鋼筋混凝土框架結構,丙類建筑,建筑場地為Ⅱ類;層高3. 3m,基礎埋深4. 0m,基礎高度0. 8m,室內外高差0. 45m,。根據(jù)《建筑抗震設計規(guī)范》第6. 1. 2條,在7度地震區(qū)該工程框架結構的抗震等級為三級。設計者按3 層框架房屋計算, 首層層高取3.35m,即假定框架房屋嵌固在- 0. 05m處的基礎拉梁頂面;基礎拉梁的斷面和配筋按構造設計;基礎按中心受壓計算,。顯然,選取這樣的計算簡圖是不妥當?shù)?。因?第一,按構造設計的拉梁無法平衡柱腳彎矩;第二,根據(jù)《混凝土結構設計規(guī)范》( GB50010 -2002)第7. 3. 11條規(guī)定,框架結構底柱的高度應取基礎頂面至首層樓蓋頂面的高度。
根據(jù)工程設計經(jīng)驗,這樣的框架結構宜按4層進行整體分析計算,即將基礎拉梁層按層1輸入,拉梁上如作用有荷載,應將荷載一并輸入,。這樣,計算剪力的首層層高應為H1 = 4- 0. 8 - 0. 05 = 3. 15m,層2層高為3. 35m,層3,、4層高為3. 3m。根據(jù)《建筑抗震設計規(guī)范》第6. 2. 3條,框架柱底層柱腳彎矩設計值應乘以增大系數(shù)1. 15,。當設拉梁層時,一般情況下,要比較底層柱的配筋是由基礎頂面處的截面控制還是由基礎拉梁頂面處的截面控制,。考慮到地基土的約束作用,對這樣的計算簡圖,在電算程序總信息輸入中,可填寫地下室層數(shù)為1,并復算一次,按兩次計算結果的包絡圖進行框架結構底層柱的配筋設計,。
3 基礎拉梁層的計算模型應符合實際情況
基礎拉梁層無樓板,用TAT或SATWE等電算程序進行框架整體計算時,樓板厚度應取零,并定義彈性節(jié)點,應用總剛分析方法進行分析計算,。有時雖然樓板厚度取零,也定義彈性節(jié)點,但未采用總剛分析,程序分析時自動按剛性樓面假定進行計算,與實際情況不符。房屋平面不規(guī)則時,要特別注意這一點,。
4 基礎拉梁設計應適當
多層框架房屋基礎埋深值大時,為了減小底層柱的計算長度和底層的位移,可以在±0. 000以下適當位置設置基礎拉梁,但不宜按構造要求設置,宜按框架梁進行設計,并按規(guī)范規(guī)定設置箍筋加密區(qū),。但就抗震而言,應采用短柱基礎方案。一般說來,當獨立基礎埋置不深,或者雖然埋置較深但采用了短柱基礎時,由于地基不良或柱子荷載差別較大,或根據(jù)抗震要求,可沿兩個主軸方向設置構造基礎拉梁,?；A拉梁截面寬度可取柱中心距的1 /20～1 /30,高度可取柱中心距的1 /12～1 /18。構造基礎拉梁的截面可取上述限值范圍的下限,縱向受力鋼筋可取所連接柱子的最大軸力設計值的10%作為拉力或壓力來計算,當為構造配筋,除滿足最小配筋率外,也不得小于上下各2Φ14,箍筋不得小于￠8@200,。當拉梁上作用有填充墻或樓梯柱等傳來的荷載時,拉梁截面應適當加大,算出的配筋應和上述構造配筋疊加,。基礎構造拉梁頂標高通常與基礎高或短柱頂標高相同,。在這種情況下,基礎可按偏心受壓基礎設計,。當框架底層層高不大或者基礎埋置不深時,有時要把基礎拉梁設計得比較強大,以便用拉梁來平衡柱底彎矩。這時,拉梁正彎矩鋼筋應全跨拉通,負彎矩鋼筋至少應1 /2拉通,。拉梁正負彎矩鋼筋在框架柱內的錨固,、拉梁箍筋的加密及有關抗震構造要求與上部框架梁完全相同。此時拉梁宜設置在基礎頂部,不宜設置在基礎頂面之上,基礎則可按中心受壓設計,。
5 框架結構應注意帶樓梯,、電梯的小井筒的設計
多層框架結構應盡量避免設置鋼筋混凝土樓梯、電梯小井筒,。因為鋼筋混凝土井筒的存在會吸收較大的地震剪力,相應地減少框架結構所承擔的地震剪力,而且井筒下的基礎設計也比較困難,故在設計過程中這些井筒多采用構造柱夾砌體材料做填充墻形成隔墻,。當必須設計為鋼筋混凝土井筒時,井筒墻壁厚度應當減薄,并通過開豎縫、開結構洞等辦法進行剛度弱化;配筋也只宜配置少量單排鋼筋,以減小井筒的作用,。設計計算時,除按框架確定抗震等級并計算外,還應按帶井筒的框架(當平面不規(guī)則時,宜考慮耦聯(lián))復核,并加強與井筒墻體相連的柱子的配筋,。
6 結構計算中幾個重要參數(shù)的合理選取
為了分析判斷計算機計算結果是否合理,結構設計計算時,除了有合理的結構方案,、正確的結構計算簡圖外,正確填寫抗震設防烈度和場地類別,合理選取電算程序總信息中的其他各項參數(shù)也是十分重要的。現(xiàn)以空間有限元分析與設計程序SATWE為例,結合結構設計計算過程中發(fā)現(xiàn)的問題,來說明有關參數(shù)如何合理選取,。⑴結構的抗震等級的確定在工程設計中,多數(shù)房屋建筑按其抗震設防分類屬于丙類建筑,如民用住宅,、辦公樓及一般工業(yè)建筑等等,其抗震等級可根據(jù)烈度、結構類型和房屋的高度按《建筑抗震設計規(guī)范》表6. 1. 2確定,。而電訊,、交通、能源,、消防和醫(yī)療等類建筑以及大型體育場館,、大型零售商場等公共建筑,首先,應當根據(jù)《建筑抗震設防分類標準》(GB50223 - 95)確定其中哪些建筑屬于乙類建筑(可能還有甲類建筑,本文不涉及)。乙,、丙類建筑,地震作用均按本地區(qū)抗震設防烈度計算,。對于乙類建筑,一般情況下,當抗震設防烈度為6～8度時,抗震措施應符合本地區(qū)抗震設防烈度提高一度的要求。⑵合理確定地震力的振型組合數(shù)地震力的振型組合數(shù),對多層建筑,當不考扭轉耦聯(lián)計算時,至少應取3;當振型數(shù)多于3時,宜取3的倍數(shù),但不應多于層數(shù);當房屋層數(shù)≤2時,振型數(shù)可取層數(shù),。對于不規(guī)則的結構,當考慮扭轉耦聯(lián)時,對多層建筑,振型數(shù)應取≥9;結構層數(shù)較多或結構剛度突變較大,振型數(shù)應多取,如結構有轉換層,、頂部有小塔樓、多塔結構等,振型數(shù)應取≥12 或更多,但不能多于房屋層數(shù)的3倍;只有當定義彈性樓板,且采用總剛分析,必要時,振型數(shù)才可以取的更多,?！督ㄖ拐鹪O計規(guī)范》指出,合適的振型個數(shù)一般可以取振型參與質量達到總質量的90%所需的振型數(shù)。SAT2WE等電算程序已有這種功能,可以很方便地輸出這種參與質量的比值,。有些設計人員不大重視電算程序使用手冊的應用,選取振型數(shù)時比較隨意,這是需要應當改進的,。此外,由耦聯(lián)計算的地震剪力通常小于非耦聯(lián)計算,僅當結構存在明顯扭轉時才采用耦聯(lián)計算,但非耦聯(lián)計算往往是不可缺少的。⑶結構周期折減系數(shù)的確定框架結構及框架- 抗震墻等結構,由于填充墻的存在,使結構的實際剛度大于計算剛度,計算周期大于實際周期,因此,算出的地震剪力偏小,使結構偏于不安全,因而對結構的計算周期進行折減是必要的,但對框架結構的計算周期不折減或折減系數(shù)取得過大也是不妥當?shù)?。對框架結構,采用砌體填充墻時,周期折減系數(shù)可取0. 6～0. 7;砌體填充墻較少或采用輕質砌塊時,可取0. 7～0. 8;完全采用輕質墻體板材時,可取0.9,。只有無墻的純框架,計算周期才可以不折減。
7,、結語
鋼筋混凝土框架結構是我國大量存在的建筑結構形式之一，鋼筋混凝土框架結構的柱端與節(jié)點的破壞較為嚴重,，其抗震設計中必須滿足“強柱弱梁”,、“強剪弱彎”、“強節(jié)點”,、“強底層柱底”等延性設計原則和有關規(guī)定,。在多層及高層鋼筋混凝土房屋抗震設計的實踐中，由于設計人員對規(guī)范的理解和掌握尺度上,，以及因地因人在結構選型,、布置以及計算方法上相互差異較多而對設計產生較多的爭議，抗震設計方法值得深入研究,。
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框架結構在進行建筑設計時應注意哪些方面
1框架計算簡圖的確定
1.1無地下室的多層框架房屋
1)基礎埋深較淺時現(xiàn)澆的框架結構梁柱剛接,計算簡圖的確定主要是確定底層柱的計算長度。根據(jù)《混凝土結構設計規(guī)范》GB50010-200(以下簡稱《結構規(guī)范》)第7.3.11條規(guī)定:一般多層房屋中梁柱為剛接的框架結構,底層柱的計算長度取基礎頂面到一層樓蓋頂面的高度H:裝配式框架取1.25H,。
2)基礎埋深較大時為了增加房屋底部的整體性,減小位移有時在0.000m附近設置基礎連系梁,。將基礎連系梁以下的部分看作底層,柱的H值取基礎頂面至連系梁頂面的高度,而把實際建筑的底層作為第二層考慮,層高H取連系梁頂層至一層樓面高度。
1.2帶地下室的多層框架房屋
對于帶地下室的多層框架結構,合理確定上部結構的嵌固位置是一個關鍵問題,?！督Y構規(guī)范》和《建筑抗震設計規(guī)范》GB50011-2001(以下簡稱《抗震規(guī)范》),都沒有明確地提出具體位置,需要具體問題具體分析對于能夠滿足《抗震規(guī)范》第6.1.14條規(guī)定的地下室結構或采用箱型基礎時,可將地下室頂作為框架上部結構的嵌固位置,在利用PKPM軟件進行設計時,樓層總數(shù)僅輸入地下室以上的實際層數(shù),底層的層高H取實際層高。這樣計算出的地震作用與實際情況較為接近,。對于不能滿足《抗震規(guī)范》第6.1.14條規(guī)定的地下室結構或者采用筏板式基礎時,嵌固位置最好取在基礎頂面,。此時,利用電算進行樓層組合時,總層數(shù)應為實際的樓層數(shù)加上地下室的層數(shù)。
2基礎寬度和面積的計算
在計算基礎寬度或面積時,往往由于力學模型不明確或考慮問題不周詳,導致基礎寬度或面積不足,。如墻體上作用有較大集中力的情況,當墻體上有較大的集中力作用時,通過墻體和基礎可將集中力向地基擴散,但這種擴散是有一定范圍的,且基底土反力并不均勻分布,。若設計時用該集中力除以墻段長度得到的平均線荷來確定基礎寬度,則導致局部基礎寬度不足。因此,必須加大基礎寬度以滿足地基承載力的要求,。通常采用局部調整系數(shù)調整基礎寬度的方法解決此類問題,。
目前常用的框架結構空間分析計算軟件都是以整幢樓的梁、柱整體參加工作進行計算分析的,對部分梁而言,盡管相交梁截面尺寸不同,相互之間卻不存在主,、次梁關系,設計人員在繪制施工圖時,應注意配筋形式與受力分析相匹配,。框架結構經(jīng)空間分析程序電算,所有按主梁輸入模型的梁是整體工作的,部分梁將產生扭轉問題,。一些三維空間分析軟件,雖已調整梁的抗扭剛度,但計算出來框架邊梁扭矩筋仍很大,因程序不計樓板對梁的約束作用(即實際扭矩設計算值那么大),實際受力與計算模型不符,。可把次梁支座改為鉸支座,并配以構造處理,。
框架梁的抗剪配筋施工圖繪制時,往往為省事,而不查閱構件配筋打印資料,僅以配筋簡圖進行設計,并通常對簡圖上梁端加密區(qū)箍筋放大一倍間距置于跨中,此法如遇該梁上次梁集中力較大,剪力包絡圖趨于平緩,就會產生加密區(qū)外箍筋抗剪不足,導致結構不安全,。
3鋼筋混凝土保護層厚度的取值
混凝土保護層的作用是保護鋼筋不發(fā)生銹蝕,并保證鋼筋的粘結錨固性能,直接影響構件的耐久性和鋼筋的受力性能,但由于設計人員的不重視,常會出現(xiàn)以下問題:1)梁或柱中,只注意到主筋的保護層厚度,而忽略了箍筋的保護層厚度,造成箍筋外露或保護層厚度不足;2)主梁與次梁交叉處、主梁,、次梁和板的鋼筋關系處理不明確,造成板負筋保護層厚度不足或構件有效截面高度損失,直接影響到構件的安全性;3)地上部分與地下部分的柱子因所處的環(huán)境條件不同,根據(jù)規(guī)范要求,應采取不同的保護層厚度,。
因此,設計時應注意:1)正確處理構件內各類鋼筋的相互關系,按鋼筋的正確位置確定構件內鋼筋的保護層厚度及構件有效截面高度,并進行構件的截面設計。首先根據(jù)規(guī)范要求確定梁柱內箍筋的保護層厚度,即確定箍筋的正確位置,主筋的保護層厚度可采用a+d(1a為箍筋保護層最小厚度,d1為箍筋直徑),并大于規(guī)范規(guī)定的最小厚度,以此確定主筋的正確位置;根據(jù)各種鋼筋的正確位置,確定相關構件的有效截面高度并進行配筋計算,在施工圖中標出相關構件中鋼筋的位置,。2)正確區(qū)分同一構件所處的環(huán)境條件,區(qū)別對待不同環(huán)境下的混凝土保護層厚度,。地下部分的柱子可將其斷面加大,滿足其保護層厚度的要求,同時保證柱子鋼筋上下位置的一致性,滿足鋼筋受力要求。
4框架結構抗震構造措施
4.1梁的抗震構造
1)梁截面尺寸:為了防止梁發(fā)生斜裂縫破壞,、斜壓型脆性破壞,框架梁截面尺寸必須滿足如下要求:梁的截面寬度與高度之比為b/h≥0.25,且b不宜小于200mm,也不宜小于1/2柱寬;同時應滿足高跨比ln/h≥4;梁最大平均剪應力為V/bh0≤0.20fc,。其中,b、h,、h0分別為梁截面寬度,、高度、有效高度;V為梁端組合剪力設計值;fc為混凝土軸心抗壓強度設計值,。
2)梁的配筋率:為了保證梁的變形能力,使框架結構具有較好的抗震性能,梁端縱向受拉鋼筋的配筋率應能使梁端截面的受壓區(qū)相對高度滿足以下要求:一級框架x≤0.25h0;二級框架x≤0.35h0,同時,縱向受拉鋼筋的配筋率不應大于2.5%,。
3)梁的箍筋:為了保證梁有足夠的延性,提高塑性鉸區(qū)壓區(qū)混凝土的極限壓應變值,并防止在塑性鉸區(qū)內最終發(fā)生斜裂縫破壞,在梁端縱筋屈服范圍內加密封閉式箍筋,對提高梁的變形能力十分有效,。同時,為了防止壓筋過早壓曲,應嚴格遵照《抗震規(guī)范》限制箍筋的間距。
4)梁內縱筋錨固:在反復恒載作用下,在縱向鋼筋埋入梁柱節(jié)點的相當長度范圍內,混凝土與鋼筋之間的粘結力將發(fā)生嚴重破壞,因此應注意在地震作用下框架梁中縱向鋼筋的錨固長度,一般應比《結構規(guī)范》中所規(guī)定的受拉鋼筋基本錨固長度大,。
4.2柱的抗震構造措施
1)柱截面尺寸:柱的平均剪應力太大,會使柱產生脆性的剪切破壞,。平均壓應力或軸壓比太大會使柱產生混凝土壓碎破壞,為了使柱有足夠的延性,柱截面尺寸應符合以下要求:柱截面的長邊應小于柱凈高的1/4,且柱截面的寬度不宜小于300mm;當剪壓比保持較低時,可獲得較好的延性,為此柱端截面的平均剪應力一般宜小于3N/mm。
2)柱縱向鋼筋的配置:柱中縱向鋼筋宜對稱配筋:為了保證柱有足夠的延性,柱的最小配筋率必須滿足《抗震規(guī)范》要求;縱向鋼筋的接頭,一級框架應采用焊接接頭;二級宜采用焊接接頭,而底層柱根應焊接;三級可采用搭接,而底層柱根宜焊接;直徑大于32mm的鋼筋必須采用焊接,。在縱向鋼筋連接區(qū)段內宜加密箍筋,防止縱向鋼筋的壓曲,增加粘結強度,。
3)柱的箍筋:在地震力的反復作用下,柱端鋼筋保護層往往首先碎落,這時,如無足夠的箍筋約束,縱筋就會向外膨曲,柱端破壞。箍筋對柱的核心混凝土起著有效的約束作用,提高配箍率可以顯著提高受壓混凝土的極限壓應變,從而有效增加柱的延性,。因此設計人員應遵照《抗震規(guī)范》對框架柱的箍筋構造要求,。
5結論
總之,以上提出的都是些框架結構設計中出現(xiàn)的易疏忽的問題。一旦處理不好或計算過程中未加考慮便會導致結構不合理,甚至結構不安全,。設計人員在精于結構電算分析的同時,更應注意到以上所提到的在設計過程中碰到的類似問題,使施工圖的設計更完善,保證結構的安全,。
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