揭秘钢筋混凝土框架结构设计要点!你都掌握了吗?

钢筋混凝土框架结构是由楼板、梁、柱及基础四种主要承重构件组成，由框架梁、柱与基础构成平面框架，各平面框架再由连续梁连接起来形成的空间结构体系。在规范允许的高度和层数的情况下，框架结构能够提供较大的建筑空间，其平面布置灵活，可适合多种工艺与使用功能的要求，已广泛应用于各种民用建筑及多层工业厂房和仓库中。

1 板的结构布置

1.1 预制板的布置

预制板的布置建议使用PMCAD的人工布板功能布预制板，自动布板可能不能满足用户的施工图要求，仅能满足定义荷载传递路线的要求。框架结构不宜使用长向板，因为长向板与框架梁平行相接处易出现裂缝。布板时从房间里面往外布板，尽量采用宽板，现浇板带留在靠窗处，现浇板带宽最好320mm (考虑水暖的立管穿板)。如果构造上要求有整浇层，板缝应 >60mm。整浇层厚50mm，配双向 ?6@250mm。混凝土C20。纯框架结构一般不需要加整浇层。构造柱处不得布预制板。

1.2 现浇板

板厚一般取120mm、140mm、160mm、180mm四种尺寸或120mm、150mm、180mm三种尺寸。钢筋宜大直径大间距，但间距≤200(一般跨度(<6.6m的板的裂缝均可满足要求)。跨度<2m的板上部钢筋不必断开。板上下钢筋间距宜相等，直径可不同，但钢筋直径类型也不宜过多。顶层及考虑抗裂时扳上筋可不断，或5O%连通，较大处附加钢筋，拉通筋均应按受拉搭接钢筋。宜尽量用大跨度板，不在房间内(尤其是住宅)加次梁。板顶标高不同时，板的上筋应分开或倾斜通过。现浇挑板阳角加辐射状附加筋。外露的挑沿、雨罩、挑檐应每隔1O～15m设一10mm的缝，钢筋不断。

配筋计算时，可考虑螺性内力重分布，将板上筋乘以0.8～O.9的折减系数，将板下筋乘以1.1～1.2的放大系数。值得注意的是，按弹性计算的双向板钢筋是板某几处的最大值，按此配筋是偏于保守的，不必再人为放大。支承在外圈框架梁上的板负筋不宜过大，否则将对梁产生过大的附加扭矩。一般板厚>150mm时采用?10@200；否则用?8@200。PMCAD生成的配筋图应注意以下几点：

(1)单向板是按塑性计算的，而双向扳按弹性计算；

(2)当厚饭与薄板相接时，薄板支座按固定端考虑是适当的，但厚板就不合适，宜减小厚扳支座配筋，增大跨中配筋；

(3)非矩形板宜减小支座配筋，增大跨中配筋。室内轻隔墙下一般不应加粗钢筋，一是轻隔墙有可能移位；二是板整体受力，应整体提高板的配筋。

只有垂直单向板长边的不可能移位的隔墙，如厕所与其他房间的隔墙下才可以加粗钢筋，坡屋顶板为偏拉构件，应双向双排配筋。

1.3 雨蓬、阳台、挑檐布置

雨蓬和阳台的竖板现浇时，最小厚度应为80mm，否则难以施工。竖筋应放在板中部。当做双排筋时，高度<900mm，最小板厚100mm，高度>900mm时，最小板厚120mm。阳台的竖板应尽量现浇，预制挡板的相交处极易裂缝。雨棚和阳台上有斜的装饰板时，板的钢筋放斜板的上面，并通过悬挑板的下部铺人墙体圈粱(即此板双层布筋)。挑板挑出长度>2m时宜配置板下构造筋，较长外露挑板(包括竖板)宜配温度筋。挑板配筋应有余地，并应采用大直径大间距钢筋，给工人以下脚的地方，防止踩弯。挑板内跨板跨度较小，跨中可能出现负弯矩，应将挑板支座的负筋伸过全跨。挑板端部板上筋通常兜一圈向上，但当钢筋直径≥12mm时是难以施工的，应另加筋。

2 梁

(1)梁上有次梁处(包括挑梁端部)应附加箍筋和吊筋，宜优先采用附加箍筋。

(2)当外部梁跨度相差不大时，梁高宜等高，尤其是外部的框架梁。当梁底距外窗顶尺寸较小时，宜加大梁高做至窗顶。外部框架梁尽量做成外皮与柱外皮齐平。梁也可偏出柱边较小的尺寸。但梁与柱的偏心宜<1/4柱宽。

(3)折梁阴角在下时纵筋应断开，并锚入受压区内La，还应加附加箍筋。

(4)梁上有次梁时，应避免次梁搭接在主梁的支座附近，否则应考虑由次梁引起的主梁抗扭，或增加构造抗扭纵筋和箍筋(此条是从弹性计算角度出发)。当采用现浇板时，抗扭问题并不严重。

(5)原则h梁纵筋宜小直径小间距，有利于抗裂，但应注意钢筋间距要满足要求，并与梁的断面相适应。箍筋按规定在梁端头加密。布筋时应将纵筋等距，箍筋肢距可不等。小断面的连续梁或框架梁，上、下部筋均应采用同直径的，尽量不在支座搭接。

(6)端部与框架梁相交或弹性支承在墙体上的次梁，梁端支座可按简支考虑，但梁端箍筋应加密。

(7)考虑抗扭的梁，纵筋间距应≤300mm和梁宽，即要求加腰筋，并且纵筋和腰筋锚人支座内La。箍筋要求同抗震设防时的要求。

(8)反梁的板吊在梁底下，板荷载宜由纵筋承受，并应适当增大箍筋。

(9)挑梁宜作成等截面(大挑梁外露者除外)。与挑板不同，挑梁的自重占总茼载的比洌很小，作成变截面不能有效减轻自重。变截面挑梁的箍筋，每个都不一样，难以施工。变截面粱的挠度也大于等截面梁。挑梁端部有次梁时，注意要附加箍筋或吊筋。对于大挑梁，梁的下部宜配置受压钢筋以减小挠度。挑梁配筋应留有余地。

(10)粱净高>150mm时，宜加腰筋，间距≤200mm，否则易出现垂直裂缝。

(11)尽量避免长高比<4的短粱，采用时箍筋应全梁加密梁上筋通长，梁纵筋不宜过大。

(12)梁宽>350mm时，应采用四肢箍。

3 柱

(1)地上为圆往时，地下部分应改为方柱，方便施工。圆柱纵筋根数最少为8根，箍筋用螺旋箍，并注明端部应有一圈半的水平段。方柱箍筋应使用井字箍，并按规范加密。角柱、楼梯问柱应增大纵筋并全柱高加密箍筋。

(2)原则上柱的纵筋宜大直径大问距，但间距应≤200mm。

(3)柱内埋管，由于梁的纵筋锚人柱内，一般情况下仅在柱的四角才有条件埋设较粗的管。管截面面积占柱截面4 以下时，可不必验算。

(4)柱断面不宜小于450mm，混凝土不宜低于C25，否则梁纵筋锚人住内的水平段不容易满足0.40La的要求，不满足时应加横筋。

(5)柱应尽量采用高强度混凝土来满足轴压比的限制，减小断面尺寸。

(6)尽量避免短往，短往箍筋应全高加密，短柱纵筋不宜过大。

(7)考虑到竖向地震作用，柱子的轴压比及配筋宜留有余地。

(8)独立往上或柱的中部(半层处)有挑梁时，挑粱长度应有限制。

4 基础

(1)在拄下扩展基础宽度较宽(>4m)或地基不均匀及地基较软时宜采用拄下条基。并应考虑节点处基础底面积双向重复使用的不利因素，适当加宽基础。

(2)建筑地段较好，基础埋深>3m时，应建议甲方做地下室。设置地下室可降低地基的附加应力，提高地基的承载力(尤其是在周围有建筑时有用)，减少地震作用对上部结构的影响。不应设局部地下室。

(3)抗震缝、伸缩缝在地面以下可不设缝，连接处应加强。

(4)新建建筑物基础不宜深于周围已有基础。如深于原有基础，其基础问的净距应不少于基础之问的高差的1.5～2倍，否则应打抗滑移桩，防止原有建筑的破坏。

(5)独立基础偏心 能过大，必要时可与相近的柱做成柱下条基。柱下条形基础的底板偏心不能过大，必要时可作成3面支承一面自由板。两根柱的拄下条基的荷载重心和基础底板的形心宜重合?基础底板可做成梯形或台阶形，或调整挑梁两端的出挑长度

(6)采用独立往基时，独立基础受弯配筋不必满足最小配筋率的要求 除非此基础非常重要。但配筋也不得过小。独立基础是介于钢筋混凝土和素混凝土之问的结构。面积不大的独立基础宜采用锥型基础，方便施工。

(7)考虑到一般建筑物沉降为锅底形、结构的整体弯曲和上部结构与基础的协同作用，顶、底板喧拉通(多层的负筋可截断1/2或l/3)，且纵向基础梁的 筋也应拉通。

(8)基础底板混凝土不宜高于C30，一是没有必要.二是容易出现裂缝。

(9)可用JCCAD软件自动生成基础布置和基础详图：生成的基础平画图名为JCPM.T，生成的基础详图名为JCXT*.T。

(10)基础底面积不应因地震附加力而过分加大，否则地震下安全了而常规情况下反而沉降差异放大。 　

5 设计原则及重点注意

(1)抗震验算时不同的楼盖及布置(整体性)决定了采用刚性、刚柔、柔性理论计算。抗震验算时应特别注意场地土类别。8度超过5层有条件时，尽量加剪力墙，可大大改善结构的抗震性能。框架结构应设计成双向梁柱刚接体系，但也允许部分的框架梁搭在另一框架梁上。

(2)大跨度雨蓬、阳台等处梁应考虑抗扭。考虑抗扭时，扭矩为梁中心线处扳的负弯矩乘以跨度的一半。

(3)由于某些原因造成梁或过粱等截面较大时，应验算构件的最小配筋率。

(4)出屋面的楼(电)梯间不得采用砖混结构。

(5)框架结构中的电梯井壁宜采用粘土砖砌筑，但不能采用砖墙承莺。应采用每层的梁承托每层的墙体重量。梯井四角加构造柱，高较高时宜在门洞上方位置加圈梁。因楼电梯问位置一般较偏，梯井采用混凝土墙时刚度很大 其它地方不加剪力墙，对梯井和整体结构都十分不利。

(6)建筑长度宜满足伸缩缝要求，否则应采取措施。如：增大配筋率，通长配筋，改善保温，铺设架空层，加后浇带等。

(7)柱轴压比宜满足规范要求。

(8)当建筑布局很不规则时。结掏设计应根据建筑布局做出合理的结构布置，并采取相应的构造措施。

(9)在用PKPM软件计算梁拄时，一应尽量采用TAT或SATWE三维软件。相对平面框架PK来讲。①计算结果更接近实际受力状态，如地震力或风力是按抗侧移刚度纾配，而不是按框架的楼面从属面积，还如从桎架住出挑的梁和从次梁出挑的梁，因次梁的支喽(框架梁)发生下沉变形，内力重分布，从框架往出挑的挑梁配筋将较大。②快速方便，三维软件整体计算，不必生成单榀框架，再人工归并，可整楼归并 ③TAT或SATWE还可以进行片字梁的计算，由于PKPM 软件计算粱时仅按矩形计算，而井字梁的端面较小，有可能超筋，此时可取出弯矩再按T 型粱补充计算，不必直接加大梁高。在绘制施工图时，较大直径的钢筋连接宜用机械连接取代焊接，造价相差不大，因机械连接可靠并易于检查。机械连接接头位置宜设在受力较小处，但一次敲断的钢筋50%，接头位置应错开70d。

6 结束语

只有熟练掌握规范，并在工程实践中不断总结、积累，才能使框架结构设计更加合理，配筋适宜，满足“技术先进，经济合理、安全适用、确保质量”的要求。