浅谈钢筋混凝土框架结构

孙晓斌张广辉

【摘要】随着我国经济的快速发展，人们对生活水平的要求也越来越高。特别是对居住条件的要求，因此我国建筑事业开始了突飞猛的发展。20世纪90年代以后，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。本文结合大量的多层建筑工程实践，进行了探讨。

献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）01-0020-02

中图分类号:TU375

关键词：建筑事业 钢筋混凝土框架

在我国现在的多高层建筑中，钢筋混凝土结构与砌体结构相比较具有承载力大、结构自重轻、抗震性能好、建造的工业化程度高等优点；与钢结构相比又具有造价低、材料来源广泛、耐火性好、结构刚度大、使用维修费用低等优点。因此，在我国钢筋混凝土结构是多层框架最常用的结构型式。

一、框架结构简析

在一般的工业和民用建筑中，框架能够同时承受水平荷载和竖向荷载的结构构件，它由横梁和立柱联合组成。框架的横梁和立柱都是刚性连接的，它们间的夹角在受力前后是保持一致的。

钢筋混凝土框架结构是由楼板、粱、柱及基础四种承重构件组成的，由主梁、柱与基础构成平面框架，各平面框架再由连续梁连接起来而形成的空间结构体系。钢筋混凝土多层框架结构的传力比较明确，结构布置上比较灵活、整体性和抗震性比较好，多应用于各类多层的工业与民用建筑中。

二、框架结构的特点及类型

（一）框架结构的特点

由于框架结构具有布置灵活的特点，能获得的空间比较大，具有可以较灵活地配合建筑平面布置的优点。很适合于多层工业厂房以及民用建筑中的多高层办公楼、旅馆、医院、学校、商店和住宅建筑。框架结构的构件简单，施工方便，较经济；承受竖向荷载作用合理、结构自重较轻，而且对支座不均匀沉降比较敏感。框架结构也有有比较明显的缺陷，框架结构的侧向刚度小，结构所产生水平位移较大，属柔性结构框架，在遇到强烈的地震后，抗震性能较差，易造成严重的非结构性破性。这种体系在房屋高度和地震区使用受到限制。对于钢筋混凝土框架而言，当高度和层数较多时，结构底部各层的轴力会增大，梁和柱所产生的弯矩和整体的侧移也会显著增加，会导致截面尺寸和配筋的增大，会给建筑平面布置和空间处理造成困难，从而影响建筑空间的合理使用。所以一般适用于建造不超过高层的房屋建筑，在高度不大的建筑中，框架结构是一种较好的结构体系。

（二）框架结构的类型

按照施工方法的不同，框架可分为现浇式、装配式和装配整体式三种。

1、现浇式框架优点是建筑布置灵活，整体性好，有利于抗震。也存在缺点，就是现场施工相对复杂，模板耗费多，工期较长。从受力合理和控制造价的角度，现浇钢筋混凝土框架高度一般不超过45m。全现浇式框架是框架结构中使用最广泛的，大量应用于多高层建筑及抗震地区。四川南充市嘉陵区的“嘉南国际”是第一个“全现浇框架结构”多层建筑楼盘，汶川特大地震发生后，嘉南国际的在建、已建工程未受到丝毫“震伤”。

2、装配整体式框架是将预制梁、柱和板现场安装就位后，在构件连接处浇捣混凝土，使之形成整体。其优点是，省去了预埋件，减少了用钢量，整体性比装配式提高，但节点施工复杂。

3、装配式框架的构件全部为预制，在施工现场进行吊装和连接。其优点是节约模板，缩短工期，有利于施工机械化。但预埋件多，用钢量大，节点处理要求高，整体性差，在地震区不宜采用。

三、框架结构的布置

建筑体框架结构布置是否科学直接影响建筑体结构的安全性和实用性，经过对多个建筑体的研究与分析，把框架结构具体分为三类。纵向的框架承重方案就是把框架中的纵梁作为建筑体的主梁，建筑体的荷载主要有框架的纵梁来承担。横梁的截面尺寸比较小对设备管线的穿行比较有利，但是房屋横向刚度较差,同时进深尺度受到预制板长度的限制。横向框架承重方案就是把框架横梁作为楼盖的主梁, 建筑体的荷载主要由横向框架承担；但是由于横向框架数通常比较少，主梁沿横向布置有利于增强房屋的横向刚度，还有利于建筑物的通风和采光。但是主梁的截面尺寸比较大，建筑体不能得到较大的空间还不利于布置纵向的管道。纵横向框架混合承重方案是沿纵横两个方向上均布置有框架梁作为楼盖的主梁,楼面荷载由纵,横向框架梁共同承担.它具有较好的整体工作性能。

四、楼梯对主体结构抗震性能的影响

楼梯是重要的逃生通道,楼梯破坏意味着逃生通道被截断。楼梯对周围构件的影响主要有两种体现,一种为楼梯间的整体破坏,另一种为楼梯间角柱的剪切破坏。新修改的国标《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2010）(2010年版)于2010年12月01日起执行。本次修改的内容之一就是第3.6.6条第一款中增加“计算中应考虑楼梯构件的影响”条文，认为楼梯的梯板具有斜撑的受力状态，对结构的整体刚度有较明显的影响，因此建议在结构计算中予以适当考虑。楼梯对主体结构抗震性能的影响主要包括以下几个方面。

（一）楼梯间在平面布置上的不对称,造成结构平面刚度分布不均匀,扭转效应增大,设计时宜考虑楼梯间对扭转效应的影响。对于平面不规则的结构,当楼梯布置在结构的角部时,应将楼梯构件进行简化建入模型之中,在此基础上再进行结构的调整,才能够更加符合实际情况,有效的降低结构的扭转效应。

（二）楼梯构件对结构刚度有一定的贡献,结构刚度的贡献值随楼梯布置位置的不同而变化。当楼梯对称布置在平面的四分之一部位(即位置2)处时,对整体结构刚度的贡献值最大;当楼梯对称布置在平面的中间部位时,对整体结构刚度的贡献值最小。 （三）由于楼梯对结构刚度的贡献作用,使得与楼梯相连接的框架柱轴压力加大,轴压比变大,当框架柱的轴压比接近规范规定的相应限制时应引起注意。由于休息平台梁与框架柱相连,使得框架柱形成短柱,造成该框架短柱的剪切破坏,进而导致整体结构的破坏,这就要求设计人员必须采取可靠的构造措施来保证短柱部分安全可靠。但是现在大部分软件无法将楼梯与主体结构进行整体分析,建议取消与框架柱相连的休息平台梁,休息平台采用悬挑楼板的方式可以切实有效的解决短柱的问题。

结语：

近年来，世界各地的钢筋混凝土多层框架结构的发展很快，应用很多。 地震极具偶然性,但同时也极具破坏性。国内外历次地震震害情况表明, 钢筋混凝土结构在地震中遭受的破坏比较轻。多层钢筋混凝土框架结构具有较好的整体性和较大的延伸性,是抗震性能良好的一种结构型式。

参考文献：

［1］周建民.考虑时间因素的混凝土结构分析方法［D］.同济大学，2006.

[2] 何益斌：《建筑结构》，中国建筑工业出版社2009年版

[3] GB 50010-2010.混凝土结构设计规范。