钢筋混凝土框架结构精选(九篇)

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第1篇：钢筋混凝土框架结构范文

关键词：多层钢筋混凝土；框架结构；设计

中图分类号：TU37文献标识码： A

前言

一般来说，多层建筑建设中，混凝土结构使用是最为常见的，因此，分析混凝土框架结构在多层建筑中的设计问题也是非常有必要的，是提高多层建筑建设质量的前提。

一常见的多层钢筋混凝土结构体系类型

1.框架结构由梁和柱组成的结构单元称为框架；全部竖向荷载和侧向荷载由框架承受的结构体系。

2.框架—剪力墙结构由框架和剪力墙共同承受竖向荷载和侧向荷载。

3.板—柱及板柱—剪力墙结构。板柱结构是指钢筋混凝土无梁楼板和柱组成的结构。在板柱结构中设置剪力墙或将楼、电梯间做成钢筋混凝土筒，就成为板柱—剪力墙结构。

二钢筋混凝土的性质特点及工作原理

钢筋混凝土又称钢筋砼，先用铁丝将钢筋固定成想要的形状结构，然后在钢筋骨架外覆盖模板，再将混凝土浇灌进去，进过护养达到强度标准后再拆模，得到的就是钢筋混凝土。混凝土结构具有抗压强度和抗拉强度，但它的抗压强度则是抗拉强度的十倍，所以在抗拉强度上的“弱势”很容易导致它的结构遭到破坏。因为钢筋具有强劲的抗拉力强度所以与混凝土的结合它们各自承担不同的功能使钢筋混凝土发挥了它的有效作用。

钢筋混凝土的工作原理主要表现在以下几个方面。因为钢筋具有独特的抗拉力强度，而混凝土具有较强的抗压力特性，所以两者相结合形成的钢筋混凝土才能够具有较好的延展性和较大的强度的优良特性。第一，钢筋和混凝土有着相近的线膨胀系数，不会因为环境的改变而产生过大的应力；第二，混凝土中的氢氧化钙能够提供碱性环境，这样在钢筋的表面就会形成一层钝化的保护膜，让其在相对中性和酸性的环境下更加不易被腐蚀。第三，钢筋和混凝土之间有较好的黏结力，有时将钢筋表面做成肋条状就是为了钢筋和混凝土之间的咬合程度。

三多层建筑钢筋混凝土的框架结构设计

1.钢筋混凝土框架结构底层的设计

没有地下室的多层钢筋混凝土建筑，独立基础埋置的位置较深，底层计算高度过大，位移指标难以控制，且柱配筋不经济，故一般在-0.05m处设一层拉梁，按照一个结构层来输入。例如，某工程项目要求三层钢筋混凝土框架结构，丙类建筑，Ⅱ类建筑场地；3.3m层高，基础埋深4.0m，0.8m基础高，室内外高差0.45m。根据《建筑抗震设计规范》第6.1.2条，在Ⅶ度地震区该工程框架结构的抗震等级应为为三级。按三层框架房屋计算，第一层取3.35m高，基础按照中心受压来计算，显然这样的选择是有欠妥当的。因为根据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)第7.3.11条规定，框架结构底柱的高度应取基础顶面至首层楼盖顶面的高度。而上述构造所设计拉梁是无法平衡柱脚弯矩的。根据工程设计的经验来看，这样的框架结构最好是按照四层来进行整体的分析计算，就是将-0.05m处的拉梁作为一个结构层来输入，若在拉梁上有应力荷载，应一并载入。根据《建筑抗震设计规范》第6.2.3条，框架柱底层柱脚弯矩设计值应乘以增大系数1.3。因此，在设计拉梁层的时候，一般来说要比较底层柱的配筋是由基础拉梁顶面的截面来控制，还是由基础顶面的截面控制。另外，考虑到地基土的约束作用，对于这样的设计而言，在电算程序总信息的输入中可将地下室层数设为1，并重复计算一次，再按照两次计算结果的包络图来进行框架结构底层柱的设计。

2.多层框架房屋基础拉梁的设计

一般情况下，当独立基础的埋深值不大，或者虽然埋深值较大但采用了类似高杯口基础时，可视具体要求沿主轴的两个方向来设置构造基础拉梁。设计时，基础拉梁截面的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。当拉梁上承受楼梯柱或者填充墙传来的应力荷载时，应适当加大拉梁截面，此时拉梁层可以不建入模型参与结构计算，但应将拉梁荷载导入基础计算。

3.多层框架结构中楼梯、电梯的小井筒设计

在多层建筑的框架结构中，应该尽量避免设置钢筋混凝土的楼梯、电梯小井筒，因为钢筋混凝土的小井筒的存在会减少框架结构能承担的地震剪力，并且小井筒下的基础设计也具有较高的难度，因此在设计中通常采用构造柱夹砌体材料做填充墙形成隔墙。

必须设计为钢筋混凝土小井筒时，井筒的墙壁厚度应当减少，并进进行刚度弱化（可采取开竖缝、开结构洞等办法）；配筋也只能配置少量单排钢筋，消弱小井筒的作用。

设计计算时，除了按照框架确定抗震等级计算外，还要按照带井筒的框架来进行复核，并加强与井筒墙体相连的柱子的配筋。

4.多层建筑中钢筋混凝土框架结构计算的注意事项

①基础拉梁层计算模型的选定

在选用TAT或者SATWE等程序进行框架整体计算时，对于基础拉梁层无楼板的情况，应取0作为楼板厚度，并定义弹性楼板，采用总纲分析方法进行分析计算。否则程序分析时自动按照刚性楼面来进行计算，这样一来便与实际情况不相符，在设计过程中要特别注意这一点。

②多层建筑框架结构的抗震等级

在工程设计中，多数房屋建筑分属于丙类建筑（如民用住宅、办公楼、一般工业建筑等），其抗震等级可参考《建筑抗震设计规范》表6.1.2来确定。而对于交通、通讯、消防、医疗等类型的建筑以及大型体育场馆、大型商场、科技展厅、电影院等公共建筑，可首先根据GB50223-2010《建筑抗震设防分类标准》来确定那些建筑属于哪些类别。丙类建筑的地震作用均按本地区抗震设防烈度计算；乙类建筑在一般情况下当抗震设防烈度为Ⅵ～Ⅷ度时，抗震措施应符合本地区抗震设防烈度提高I度的要求。

③地震力的振型组合数

对于多层建筑而言，当不考虑扭转耦联计算时，地震力的振型组合数至少要取3；当振型数多于3时，应取3的倍数，但不能多于层数X3；而房屋层数≤2时，则振型数可取层数层数X3。

对于多层建筑不规则的结构，考虑扭转耦联时振型数要取≥9。若是结构层数较多或者结构刚度突变较大，振型数应多取。

四多层框架设计需注意的事项

1.多层框架民用建筑基础设计的注意事项

首先，结构设计师要认真阅读地质报告，在认真把握的基础上，要正确的使用地质报告，并要对报告中的内容进行考察和判断，这样可以帮助把建筑场地的地质条件和民用建筑的具体情况结合起来。其次，在满足多层框架民用建筑的承载力要求下，应该采用经济性较强的浅基础，需要综合考虑地质情况和建筑的结构、类型和承载力等来实现经济和稳定的结合。再者，多层框架的民用建筑要采用独立的基础或者条形的基础，这要考虑基础的承载力来确定基础的面积，然后进行设计电算，另外还要符合相关规定的构造结构。最后，在处理地基时，要运用合理、科学的地基处理手段，要做到符合力学等相关的基本理论以及基本实际的当地工程经验相结合。

2.多层框架民用建筑上部设计的注意事项

首先，在抗震设防地区，应注意遵循强柱弱梁、强剪弱弯、强节点强锚固的设计原则，形成延性框架。恰当的运用“强柱弱梁”的原则可以节约费用，做到经济实惠；还可以使楼层的净空高度得到加大；来提高建筑的整体刚度。其次，在框架梁的配筋设计上，主要在主梁和次梁之间相交的地方要增加箍筋和吊筋来保证稳定性。当梁端的纵向受拉钢筋的配筋率大于2%时，要加大箍筋的最小直径到至少2mm，结构设计师不能忽视这个问题，要根据实际情况及时的调整，这也不代表在进行框架计算时荷载取值并不是越大越好，要结合各种具体的情况来进行设计计算等。最后，在现浇楼板设计中的注意事项是：由于楼板通常包括单向板和双向板，在普遍情况下，可以运用次梁把楼板变为双向板的结构，保证整体的受力合理，配筋的均匀等，双向板的厚度一般要薄于单向板。

结束语

综上所述，多层钢筋混凝土框架结构设计是多层建筑设计的重点环节，也是多层建筑建设的关键步骤，在设计的过程中，必须要保质保量的完成设计工作，保证建筑的质量符合规范要求。

参考文献：

[1]洪慧慧.论钢筋混凝土多层框架结构的地震控制设计[J].民营科技，2010，(05)

[2]陈炎浩.论钢筋混凝土框架结构房屋的抗震设计[J].广东科技，2012，(04)

第2篇：钢筋混凝土框架结构范文

关键词:框架:腋撑;优化设计

中图分类号:TU375

文献标识码:B

文章编号:1008-0422(2010)07-0149-03

1　新型钢筋混凝土带腋撑框架

新型钢筋混凝土带腋撑框架结构是由常规的钢筋混凝土框架结构以及设置在节点区的腋撑组成,适用于单层或多层大跨度的混凝土结构房屋建筑以及土木工程构筑物,结构体系可以是单跨或多跨、单层或多层,单跨二层带腋撑框架结构如图1所示。腋撑的上、下端分别和框架梁、框架柱刚接;腋撑轴线和框架梁轴线的内夹角、腋撑轴线和框架柱轴线的内夹角可以根据结构设计的要求进行调整,以使该结构的受力合理、并满足使用功能的要求。

腋撑的设置,改变了常规的钢筋混凝土框架结构的受力模式。下面以单跨二层的框架结构相比较,说明钢筋混凝土带腋撑框架结构受力模式所具有的特点和优势。图2中取层高H1=8900mm,H2=8700mm,结构跨度L=30000mm,梁中线与腋撑中线水平夹角为40°X=3000mm,Y=2517mm,弯矩单位为kN・m。

由图2可知:

(1)腋撑的设置改变了常规框架结构的受力模式。在竖向荷载和水平荷载作用下,框架梁和框架柱的设计控制截面的弯矩值均大幅度减少。

(2)腋撑的设置改变了框架梁、框架柱的设计控制截面的位置,使得设计控制截面分别在梁、柱的腋撑连接处。框架梁、框架柱在该支撑点处弯矩出现峰值。

(3)腋撵的设置减小了大跨度框架梁的计算跨度,使梁内力减少,截面尺寸和配筋也可以减少,易满足建筑上对层高方面限制的要求;同时大跨度梁的挠度和裂缝宽度更容易满足。

(4)梁柱设计控制截面弯矩值的大幅减小,使得框架梁和框架柱的截面减少、配筋也得以大幅减小,从而简便了施工,有利于保证框槊的施工质量。

2　工程概况

华南师范大学体育教学楼(下称体育楼)总建筑面积约8202m2,总建筑高度23.95m,其使用功能为体育教学,可同时容纳500人日常使用。体育楼根据使用功能分为三个区,左侧及右侧为三层大空间教学用房,中部为人流疏散区,框架基本柱网为7.8m X37.8m,7 8mX25.2m,左右两侧三层层高分别为8.7m,8.9m,5.7m。其中左右两侧平面尺寸分别为:30.7mX37.8m和25.2X37.8m。体育楼结构平面布置图见图3。

3　结构设计

3.1　结构方案

本工程为多层大跨度空间结构,受到建筑总高度限制,首层层高8.7m,二层层高8.9m,这两层净高需满足篮球及排球正规比赛的使用高度:顶层层高仅为5.7m,净高需满足乒乓球训练比赛使用高度。如采用常规预应力混凝土结构,为满足大跨度结构挠度和裂缝的规范要求,结构框架梁的尺寸势必会非常大,从而影响到建筑功能的正常使用,同时自重巨大,框架梁及框架柱的配筋率亦会非常高,导致造价提升,并且施工困难。在这样的情况下,摒弃传统混凝土框架结构,采用一种新型的结构体系来解决上述问题成为必然之选。而前述新型钢筋混凝土带腋撑框架结构受力性能优良、绎溶牛和施工性好、可以不影响或基本不影响结构使用功能的特点,使其能很好的解决上述问题。经过初步的计算,当采用新型钢筋混凝土带腋撑框架结构时,框架梁高度可以降低300～400mm,在降低框架梁高度的同时,框架梁底筋配筋量可降低30%～40%,面筋基本-持平;框架柱配筋量可降低30%～40%。故我们决定在体育楼工程采用新型钢筋混凝土带腋撑框架结构。

3.2　结构优化

选定了结构体系之后,接下来的工作就是针对此结构体系的一系列参数进行优化设计,使其技术经济指标合理化。经过多次的计算分析表明,腋撑设置位置的不同对结构的内力分布会产生重要影响,在该新型钢筋混凝土带腋撑框架结构体系中,有几个关键参数,分别是腋撑水平投影长度(图1中X)、腋撑竖直投影长度(图1中Y)、腋撑中线与梁中线夹角(图1中a),这三个参数的变化将直接影响到整个带腋撑框架结构的内力分布、峰值、梁、柱截面尺寸及配筋,而这三个参数中只要有两个参数确定下来之后,另一个参数也是确定的,所以必须确定这三个参数中两个参数的合理取值范围,以达到技术、经济以及使用功能上的平衡,从而优化设计。

我们抽取体育楼其中一个中间跨单元作为分析对象,采用结构设计和分析软件SAP2000分析腋撑各参数的改变对竖向重力荷载作用下的钢筋混凝土框架结构内力分布的影响a结构分析方案如表1所示。表中编号(x、I-A-a)中X代表腋撑水平投影长度变化、T代表Y和x同时变化,A代表腋撑水平投影长度为L/A(L为梁名义跨度)a代表腋撑与梁夹角(度)。

3.2.1　腋撑水平投影长度x变化时的内力变化趋势

保持腋撑竖直投影高度不变,通过腋撑与梁夹角的变化调整腋撑水平投影长度,结构分析方案如表1左列所示。图4是腋撑框架各控制截面弯矩变化趋势图。从图4(a)可以看出,梁的跨中弯矩随着腋撑与梁夹角的增大而增大,这是因为在腋撑与柱上端距离合理且不变的情况下。当腋撑与梁夹角增大时,腋撑与梁端距离是变小的,从而导致梁的实际计算跨度增大;梁腋撑处弯矩与梁跨中弯距变化趋势类似。从图4(b)可以看出,与其他位置处的弯矩变化特点不同,各层梁端弯矩变化并不是简单的单调变化,而是表现出开口向上的抛物线式变化特征,其抛物线最低值在腋撑与梁夹角为35。处,这表明当腋撑与梁夹角太大或太小时,都会造成梁端弯矩增长幅度显著,这对梁的端部而言是不利的。从图4(c)可以看出,柱腋撑处弯矩随腋撑与梁夹角的增大而减小,表明腋撑与梁夹角角度越大柱的内力越小,夹角减小弯矩增大,不利于结构受力,腋撑与梁夹角宜设置较大些。

梁端剪力与梁腋撑处左剪力的变化趋势图形基本与图4(a)类似,随着腋撑夹角的增大而单调增大,这是因为梁的实际跨度在增大。从图4(d)可以看出,各层柱上端至腋撑处剪力变化曲线为近似不对称开口向下的抛物线型;夹角25。左右时出现最大值,因此为了使得柱不发生剪切破坏应将夹角设置大些。

3.2.2　腋撑水平投影长度×和竖直投影长度同时变化时的内力变化趋势

保持腋撑与梁夹角不变,以X、Y为变量,通过同步内移或外移腋撑分析腋撑位置的改变对结构内力分布和变化的影响。由于在每种夹角保持不变的情况下,同步外移或内移腋撑时,结构的内力变化趋势是一致的,因此选取夹角

为45。的情况进行结构内力变化分析。结构分析方案如表1右列所示。

各层框架梁和框架柱控制截面内力变化趋势如图5所示。从图5(a)、(b)和fc)中可以看出,在腋撑与梁夹角保持不变的情况下,腋撑位置逐渐内移(横坐标减小),各弯矩逐渐减小,对结构有利:各控制截面剪力的变化趋势与弯距的变化趋势基本一致。进一步分析表明:在带腋撑结构中,小幅度同日寸变化腋撑与梁端、柱上端距离两参数比仅大幅度变化单一参数更有效,能使结构内力更小,从而产生较好的经济效益。

3.2.3　腋撑参数优化结论

从前述比较分析中可以看出当腋撑与梁夹角在35°～45°之间时,腋撑的水平投影长度在L/10左右时,腋撑框架各控制界面的内力可以达到一个较为经济、均衡的状态,且腋撑的位置及大小在整个结构空间中的比例一般都不会影响到建筑功能的正常使用,是腋撑参数取值较为合理的范围。

4　施工技术措施

经过优化设计之后。框架梁柱的配筋已经大幅度减少,不过在腋撑节点处,三个构件纵筋交汇,加上箍筋均为加密段,所以钢筋不可避免的还是较为密集,特别是腋撑与柱交接处,混凝土的振捣较为困难,而节点处的施工质量又是整个工程的重中之重,针对这种情况,我们提出在节点处采用自密实混凝土,保证难以振捣位置的施工质量,施工完成拆模后的现场观感以及结构主体抽芯检测结果证明了在节点区采用自密实混凝土是适合的。

5　结语

在大跨度结构应用越来越广泛的情况下,这种新型的带腋撑钢筋混凝土框架结构体系以其受力性能优良、经济性和施工性好、可以不影响或基本不影响结构使用功能的特点有着良好的应用前景。在腋撑框架的结构设计中应结合工程项目对腋撑设置的参数进行合理取值,腋撑与梁的夹角宜控制在35°～45°之间,腋撑的水平投影长度控制在L/10左右时较为合理,在不影响功能使用的前提下可适当设置大一些,当需注意技术、经济以及使用功能各方面的平衡,获得较好的经济效益和使用功能,同时在施工时应特别注意节点处的施工方法,合理采用一些新的技术方法,保证节点施工质量。

参考文献:

[1]GB 5001～2002.混凝土结构设计规范.

第3篇：钢筋混凝土框架结构范文

关键词：钢筋混凝土框架结构延性 抗震设计

Abstract: this article mainly from the main factors affecting the structure ductility, design principles and specific measures are studied.

Keywords: reinforced concrete frame structure seismic design of ductility

中图分类号： TU375 文献标识码：A 文章编号：

前言

结构的延性可定义为结构在承载力无明显降低的前提下发生非弹性变形的能力。结 构的延性反映了结构的变形能力，在结构的抗震设计中，延性的大小已作为衡量结构物抗震能力强弱的重要标准之一。钢筋混凝土框架结构体系在工业与民用建筑中是一种广泛应用的结构类型，对该类结构在抗震设计时应充分提高其整体的抗震能力。

一、影响结构延性的主要因素

框架结构是由梁、板、柱以及节点四个部分组成，其中梁、柱以及节点的延性决定了整个框架结构的延性。因此。只要保证柱、梁和节点的延性就可以保证框架结构的延性从而确保了框架结构的抗震能力。

梁是框架结构中的主要受力构件之一。在抗震设计中要求塑性铰首出现在梁端且又不能发生剪切破坏同时还要防止由于梁筋屈服渗入节点而影响节点

核心区的性能。试验和理论分析表明影响梁截面延性的主要因素见表1。

柱是框架结构中主要的受力构件，要想提高框架结构的抗震性能，就必须确保构件有足够的延性，构件延性好的框架结构能吸收较多的地震能量。抗震性能

就好。因此。在进行框架结构设计时应．遵循强柱弱梁的设计原则，使塑性铰出现在梁端，以增强构件的延性。

节点是框架梁柱构件的公共部分。节点的失效就意味着与之相连的梁与柱同时失效，所以对节点也应予以足够的重视。

二、框架结构抗震设计的基本原则

通过研究历次地震震害，发现有一定数量的框架结构没有明显破坏或者破坏轻微。我们发现这些建筑之所以损坏较轻，与其良好的抗震概念设计密不可分，而结构的延性设计功不可没，为达到良好的抗震性能，设计人员应把握以下原则。

1、采用合理的建筑平立面

建筑物的动力性能基本上取决于其建筑布局和结构布置。建筑布局简单合理，结构布置符合抗 震原则，就能从根本上保证房屋具有良好的抗震性能。

2、提高延性设计

构延性和耗能的大小，取决于构件的破坏形态及其塑化过程，弯曲构件的延性远远大 于剪切构件，构件弯曲屈服直至破坏所消耗的地震输入能量，也远远高于构件剪切破坏所消耗的能 量。因此，结构设计应力求避免构件的剪切破坏，争取更多的构件实现弯曲破坏。

(1)强柱弱梁框架。延性结构在中震下就会出现塑性铰，应控制塑性铰出现的部位，使结构具有 良好的通过塑性铰耗散能量的能力，同时还要有足够的刚度和承载能力以抵抗地震。在设计延性框 架时，要控制塑性铰，使之在梁端出现(不允许在跨中出塑性铰)，尽量避免或减少柱子中的塑性铰，这一概念称为强柱弱梁。如梁端出现塑性铰，则数量多但结构不至形成机构；如果在同一层柱上下端出 现塑性铰，该层结构将不稳定而倒塌，抗震结构应绝对避免这种薄弱层。柱是压弯构件，轴力大，其延性不如受弯构件；而且作为结构的主要承重构件，柱子破损不易修复，也容易导致结构倒塌，将引起严重后果，因此，延性框架应设计成强柱弱梁结构。

(2)强剪弱弯构件。必须保证梁、柱构件具有足够的延性，其要害是防止构件过早出现剪切破坏，即要求按强剪弱弯设计构件，并采取措施使构件中塑性铰出现后还有足够大的塑性变形能力。

(3)强节点、强锚固。必须保证各构件的连接部位不过早破坏，这样才能充分发挥构件塑性铰的 延性作用。连接部位是指节点区，支座连接和钢筋锚固等。因此，延性框架中应设计强节点、强锚固。始终遵循“强柱弱梁，强剪弱弯、强节点、强锚固”原则。构件的破坏和退出工作，使整个结构从一种稳定体系过渡到另外一种稳定体系，致使结构的周期发生变化，以避免地震卓越周期长时间持续作用引起的共振效应。

三、架结构的延性抗震设计

1、合理设置填充墙

我们知道，普通填充墙并不能称之为第一道防线，但可通过合理的构造措施实现，如设置构造柱、水平系梁、拉结钢筋等，提高填充墙的变形能力，包括抗裂能力和抗倒塌能力。填充墙在中震下发生一定程度的开裂应属于正常，但应控制在可修范围，并且应保证大震下填充墙不倒塌。在小震和中震下，填充墙与框架部分共同承担地震作用，并允许中震下填充墙部分开裂，大震下填充墙严重开裂，基本退出工作，整体结构抗侧刚度显著降低，主要由框架部分继续承担地震作用。 这种组合墙应作为整体结构抗震的组成部分，在整体结构的抗震分析和设计中就要给予考虑，且相应的构造措施也要予以保证，并在施工中落实。

2、梁柱的延性设计

要使结构具有延性，就必须保证框架梁柱有足够的延性，而梁柱的延性是以其截面塑性铰的转动能力来度量的。因此框架结构抗震设计的关键是梁柱塑性铰设计。为此，应遵循：“强剪弱弯”设计原则。适筋梁或大偏压柱，在截面破坏时可以达到较好的延性，可以吸收和耗散地震能量，使内力重分布得以充分发展；而钢筋混凝土梁柱在受到较大剪力时，往往呈现脆性破坏。所以在进行框架梁，柱设计时，应使构件的受剪承载力大于其受弯承载力，使构件发生延性较好的弯曲破坏，避免发生延性较差的剪切破坏，而且保证构件在塑性铰出现之后也不过早剪坏，这就是“强剪弱弯”的设计原则，它实际上是控制构件的破坏形态。梁、柱剪跨比限制。剪跨比反映了构件截面承受的弯矩与剪力的相对大小。它是影响梁、柱极限变形能力的主要因素之一，对构件的破坏形态有很重要的影响。因此柱的剪跨比宜控制在1．5以上。

3、延性框架节点抗震设计

框架节点核心区受力比较复杂，在地震和竖向荷载作用下，主要是剪力和压

力。节点核心区可能出现的破坏形式有两种：剪压破坏和黏结锚固破坏。核心区的受剪承载力一般都不足，在剪压作用下出现斜裂缝，在地震往复作用下，形成交叉裂缝使混凝土挤碎，纵向钢筋压屈为灯笼状。另一方面，在地震往复作用下，框架梁伸入核心瓦的纵筋与混凝上间的黏结破坏，导致梁端转角增大，从而增大了层间位移。剪压破坏和黏结锚固破坏都不是延性破坏，核心区不能作为框架的耗能部位。因此，核心区的抗震设计概念是；强核心区和强锚周。主要抗震的构造措施是配置足够的箍筋、梁的上部钢筋应贯穿中间节点和梁的下部钢筋在核心区内应有足够的锚固长度。

结语

总之，钢筋混凝土抗震结构不仅要满足强度要求，还必须满足延性要求，因为建筑结构的延性是保证建筑物在受到地震力、风力等荷载的作用下具有一定的耗能能力、产生可控塑性变形破坏、避免突然脆性破坏的主要条件。所以，我们在设计时要综合考虑，提高抗震能力。

参考文献

【1】李立胜．钢筋混凝土框架延性设计的理解【J】．内江科技．2005，(7)

【2】鲍雷．钢筋混凝土和砌体结构的抗震设计【J】．中国建筑工业出版社．1999．

第4篇：钢筋混凝土框架结构范文

关键词：欧洲规范；钢筋混凝土；框架结构；抗震性能

Abstract: according to wenchuan earthquake damage scene investigation records and European seismic code of seismic provisions related, discusses the cause of reinforced concrete frame structure, the causes of the earthquake damage to frame structure of the earthquake damage are analyzed, especially introduced the earthquake in the frame structure of the fill walls of performance, analyzed its failure mechanism, and in this foundation for the building of the seismic design are proposed.

Keywords: European standard; Reinforced concrete; Frame structure; Seismic performance

中图分类号：TU352.1-2文献标识码：A文章编号：

1引言

2008年5月12日14时28分，在四川省汶川县映秀镇附近发生8.0级的地震。此次地震倒塌较多的是砖混结构、底层框架上部砖混结构和钢筋混凝土框架结构的建筑，震害统计资料如表1所示[1]。

从各地震害看，经过抗震设计的房屋基本上经受住地震考验。在倒塌和严重破坏的结构中，钢筋混凝土框架结构一直被认为是抗震性能较好的一种，因此其破坏倒塌的原因受到格外关注。本文通过框架结构震害介绍，探讨其倒塌和破坏的原因及解决办法, 详细介绍了地震中填充墙框架结构的各种表现，分析其破坏机理，在此基础上为该类建筑物的抗震设计提出建议。

表1.建筑震害情况统计(按结构形式分类)

可以使用 加固后可以使用 停止使用 立刻拆除

砌体结构 42(21%） 74(37%） 33(16%） 52(26%）

砌体-框架结构 20(488%） 9(21%） 4(10%） 9(21%）

框架结构 66(54%） 40(32%） 8(7%） 9(7%）

框架-剪力墙结构 5(71%） 2(29%） 0(0%） 0(0%）

钢结构 4(57%） 3(43%） 0(0%） 0(0%）

2框架结构震害浅析

2.1框架结构薄弱层的破坏

（1）强梁弱柱造成。在倒塌的框架中有很多是框架柱的截面小，而梁的截面较大。另外，梁实配钢筋较多，钢筋直径也大；相比而言，柱实配钢筋要少得多，这就是在构件截面上造成的“强梁弱柱”。配筋设计中，跨度越大，梁配筋越多，而框架柱的配筋主要受地震控制，中低设防烈度的框架柱配筋多数是构造配筋或配筋较少。与欧洲规范EN1998第十一章中6.3.2条要求抗震柱的轴压比不大于0.65对比[2]，我国抗震规范规定的柱轴压比限值偏高[3] [4]，许多设计往往紧扣轴压比限值，导致框架柱截面偏小。再加上楼板一般与框架梁现浇，两者共同工作能力强，显著提高框架梁的抗弯刚度和抗弯承载力。

产生未实现强柱弱梁屈服机制的原因：a.填充墙等非结构构件影响；b.楼板对框架梁的承载力和刚度增大影响；c.框架梁跨度和荷载过大，使梁截面尺寸增大，梁端抗弯承载力增大；d.梁端超配筋和钢筋实际强度超强；e.柱轴压比限值规定偏高，柱截面尺寸偏小；f.柱最小配筋率和最小配箍率偏小；g.大震下结构受力状态与结构弹性受力状态存在差异；h.梁柱可靠度的差异。

（2）刚度突变造成。产生刚度突变的因素之一是填充墙。在框架结构设计中，填充墙和隔墙只作为荷载参与结构计算，并且以周期折减系数的设定调整结构的总体刚度。实际上不同材质填充墙或多或少具有一定的刚度和强度，布置密集时会产生较大的楼层刚度和强度，而未设置填充墙的楼层层刚度则相对变小，形成柔弱层。震区中很多这样的低层框架，由于底层为商铺或停车场，填充墙很少；而上部为旅馆或住宅，有较密集的填充墙，这样就形成了上刚下柔的结构，使底层成为柔弱层，导致底层发生层屈服机制。

2.2框架结构节点的破坏

柱剪切破坏，梁柱节点区破坏，大多属于配箍不足，箍筋拉结或弯钩等构造措施不足等原因造成，与欧洲规范EN1998对比[2]，我国规范规定的最小配箍率可能也需要提高[3] [4]。值得注意的是，在柱的强剪弱弯方面，即使柱端首先发生弯曲破坏而形成塑性铰，巨大的轴压容易使混凝土压溃而发生剥离脱落（本次地震竖向振动很大），从而严重削弱柱端的抗剪能力，而柱端出现塑性铰并不会减小其所受到的地震剪力，因而容易引起剪切破坏。因此，需考虑压弯破坏对柱端抗剪承载力降低的影响充分保证“强剪弱弯”。

2.3框架结构底层柱顶的破坏

框架底层柱顶破坏与薄弱层破坏有类似原因，最大不同在于柱根。当底层柱基础及地梁有一定埋深、地面有回填土和建筑面层时，柱根部就不易发生弯曲破坏，框架柱只出现底层柱顶端破坏。但由于填充墙有一定的刚度和强度，地震时对柱顶端产生偏心支撑的作用，可能引起框架柱或节点的剪切破坏。按照规范要求，填充墙与框架应采用柔性连接，但由于设计困难，施工难处理，多数工程没有这样做。

2.4框架结构的楼梯破坏

框架结构在楼梯设计时只考虑静荷载和活荷载的作用，目前使用较多的板式楼梯通常只在梯板下配置受弯钢筋。但是，楼梯在地震中会起一定的支撑作用，承受地震产生的拉力和压力，当地震较大、楼梯板配筋不足时，就会出现受拉屈服或拉断，受压时出现压弯破坏。楼梯梁也会因楼梯的支撑作用而承担更多的地震作用，产生相应的破坏。

3填充墙框架结构抗震性能

3.1汶川地震中填充墙框架结构的破坏情况

目前设计采用的结构分析方法对于填充墙所作的贡献通常用刚度增大系数体现,与地震发生时结构所表现出的抗震性能有一定差异。地震作用下,填充墙与框架共同工作,一方面墙体受到框架的约束,另一方面框架受到填充墙所提供的支撑作用。由于填充墙早期的刚度大,吸收了较大的地震作用,而其强度相对较低,所以填充墙的震害重于框架梁柱。填充墙的震害大部分是墙面产生单斜裂缝或者是交叉裂缝;在填充墙和框架梁界面上出现水平裂缝的情况也较为普遍；当填充墙与框架梁柱缺少连接或连接很弱时,填充墙可能发生平面外倒塌。由于框架变形属于剪切型,下部的层间位移大,填充墙的震害规律一般是上轻下重,空心砌体墙重于实心砌体墙[5]。

（1）填充墙沿竖向布置不均形成软弱层。底层作商业用途或停车场、上部作为住宅的框架结构建筑物的底层遭受了不同程度的破坏。在这些框架结构中广泛的采用页岩空心砖和加气混凝土砌块作为填充墙,上部因用于住宅而使用了较多的填充墙来分隔空间,底层为了追求商业空间和停车空间,填充墙或其他抗侧力构件布置很少。底层几乎无填充墙,底层抗侧刚度很低。汶川地震使该栋建筑在纵向方向发生了30 cm左右的水平侧移,侧移主要集中在底层,其他层基本完好,底层形成软弱层。

（2）填充墙和框架结构的相互作用所造成的柱破坏。造成框架柱破坏的原因有很多,如地震作用下表现出来的弱柱强梁,由于建筑功能要求而在结构布置时形成的短柱,由于窗下填充墙形成的短柱等。由于短柱的刚度大于框架结构中的其他非短柱,地震作用下短柱会吸收更多的地震作用,而相比于同层其他非短柱,短柱的耗能能力相对较低,因此在地震作用下先发生破坏。加之短柱的破坏具有明显的脆性性质,短柱破坏有明显的压、弯、剪破坏特征。框架在水平地震作用下发生侧向变形时,填充墙将对一侧框架柱产生斜向的压力,即类似于斜压杆的作用,因而会加大斜裂缝和梁底之间一段柱所承受的地震剪力,从而导致剪切破坏形态。而且填充墙也会将一部分剪力传递给柱。这样就增加了柱破坏的可能性[6] [7]。

（3）填充墙和框架结构的相互作用所造成的梁的破坏。框架梁的破坏主要是由于填充墙对框架梁底部产生向上的压力从而使框架梁发生弯剪破坏。

3.2填充墙对框架结构抗震性能的影响

(1)与框架梁共同受力，显著减小框架梁弯曲变形，增大框架梁的刚度和抗弯承载力。

(2)直接参与整体结构的抗震受力，增加结构层刚度，造成结构层刚度不均匀，使未设置填充墙的楼层形成薄弱层（通常是底层），导致形成层屈服机制，无法实现“强柱弱梁”屈服机制；或造成平面刚度分布不规则，引起扭转效应。

(3)结构总体刚度增大，基本周期减小约40％至60％，地震力增大。

(4)影响框架结构的内力分布，如约束框架柱部分柱段的侧移变形，形成短柱，使得局部抗侧刚度过大，地震剪力增大，进而导致短柱剪切破坏，影响整体结构的破坏模式。

3.3填充墙框架结构破坏过程分析

采用离散单元建立单片墙模型，运用ANSYS有限元软件进行非线性有限元分析，根据文献[8]所选取的单元和材料参数，采用标准尺寸为240 115 53mm的实心粘土砖，材料参数如表2所示，以一顺一丁砌式建立1250 240 882mm的单片墙，离散单元采用单元类型是ANSYS中的SOLID65模拟砖块和砂浆，以MKIN-CONCRETE准则作为砌体的破坏准则。

表2 砖块和砂浆的材料参数

弹性

模量

（Pa） 泊松比 密度

（kg/ ）

单轴抗压强度（Pa） 单轴抗拉强度（Pa）

砖块 11E+9 0.15 1837 10E+6 0.813E+6

砂浆 2.2E+9 0.15 1837 5 E+6 0.333E+6

对单片墙在竖向压力和水平力作用下的力学特性进行分析，模型四周加以约束以模拟框架作用，左侧增设水平加载钢板。加载时第一荷载步设定一次性将竖向荷载以均布荷载的形式加载在弹性梁顶部，再进行水平加载，水平荷载分为多个荷载步，每荷载步增加100kN，并以均布形式施加于水平加载钢板侧面，剪压破坏时，单片墙开裂图如图1所示。

图1 离散单元单片墙剪压破坏开裂图

图2是湖南大学进行混凝土小型空心砌块墙体剪压破坏时的有限元开裂图以及实际试验开裂图[9]，与图1相比，开裂缝走向相似，但图2的空心砌块压碎状况更严重，这是因为进行混凝土小型空心砌块墙体的极限承载力模拟计算时，由于设置了墙内钢筋，承载能力增强，钢筋屈服时空心砌块压碎程度明显比本文砖砌体大。

图2混凝土小型空心砌块墙体剪压破坏开裂图

根据有限元分析过程，得出填充墙的破坏过程如下：

(1)弹性阶段,填充墙和框架均处于弹性状态两者共同作用,填充墙与框架周边相接触的地方产生界面裂缝。

(2)随着侧力的加大,界面裂缝也不断扩展,填充墙和框架对角接触部分出现局部的破裂现象,墙面未出现贯穿的X型裂缝。此时,框架仍处于弹性工作状态,这时填充墙承担了大部分的侧向力。

(3)随着侧力继续加大,填充墙的中间部分出现微裂缝并发展成贯通的斜裂缝,框架柱也出现裂缝并开始扩大。此时,填充墙的抗侧能力达到极限值,整个结构呈弹塑性状态。

(4) 填充墙框架结构达到承载能力极限状态时,框架梁柱形成明显的塑性铰,整个结构表现出明显的塑性特点。

由填充墙和框架共同作用的原理可以看出,地震过程中,填充墙起到抵抗侧向力的作用主要发生在前两个阶段。多数地震(小震)下,填充墙分担了一部分抗侧力;在强震作用下,填充墙也可起到吸收地震能量的作用。但是遇到罕遇地震情况,填充墙即使与框架柱间设有可靠的连接也会出现破坏和倒塌。

3.4改善措施

(1)填充墙的布置应尽量考虑整体结构竖向刚度分布均匀,避免形成软弱层；

(2)尽量避免形成窗间墙短柱；

(3)建筑平面上填充墙的布置应使结构刚度分布均匀对称,尽量使质量中心和刚度中心重合,以免结构发生扭转；

(4)为了避免小震和中震下,填充墙倒塌,填充墙体和框架柱之间宜采取可靠的连接措施；

(5)对于不同材料的填充墙的刚度和强度贡献应有不同的考虑；

(6)当建筑物遭遇相当于本地区设防烈度或低于本地区设防烈度时,应避免填充墙发生破坏,尤其是对于公共建筑。

4框架结构震害的启示

(1)增加柱的抗震能力，真正实现“强柱弱梁”。规范实现“强柱弱梁”采取的办法是框架结构的抗震等级调整设计内力，再进行配筋。但是小震下的弹性设计内力与大震下的结构弹塑性内力的不一致，造成了即使按调整后的弹性内力进行配筋，柱的实际抗弯承载力也不一定比梁的大，也就无法实现“强柱弱梁”的要求。规范要求的按梁柱实配钢筋验算，其承载力只针对9度区的一级框架，因此大部分框架结构设计时实际未按这一条执行。汶川地震中一些7层以上的框架结构柱截面较大，配筋较多，震害较轻。这说明柱截面和配筋是钢筋混凝土框架抗倒塌的关键。

(2)重视填充墙产生的刚度突变。填充墙或隔墙在框架抗震设计时应得到充分重视。当填充墙或隔墙各层布置均匀时，可不考虑；如果各层布置不均匀，尤其是底层少填充墙或隔墙时，应考虑其设置对结构抗震的不利影响，避免设置不合理而导致主体结构的破坏。

(3)采用抗震新技术。采用抗震新技术是框架结构抗倒塌最有效的方法，尤其有助于框架结构抵御超烈度的地震影响。消能减震技术是在框架中安置消能器，通过消能器消耗地震作用结构的震动能量，达到结构抗倒塌的目的。

参考文献(Reference)：

[1]清华大学.北京交通大学土木工程结构专家组.汶川地震建筑震害分析[J].2008年

[2]EN1998：Eurocode 8-Design of structures for earthquake resistance[S]．2005

[3] GB50011―2010建筑抗震设计规范[S]．中国建筑工业出版社，2010

[4]JGJ3-2010高层建筑混凝土结构技术规程[S]．中国建筑工业出版社，2010

[5]黄靓,施楚贤,吕伟荣.对框架填充墙结构抗震设计的思考[J].建筑结构，2005

[6]苗凤.填充墙对钢筋混凝土框架结构动力性能的影响[D].湖南大学，2006

[7]王旋，薛永亮等.汶川地震中填充墙钢筋混凝土框架结构抗震性能思考[J].2008年

[8]王达诠．应用RVE均质化方法的砌体非线性分析[M]，重庆大学硕士学位论文，2002

第5篇：钢筋混凝土框架结构范文

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。

2.2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。

3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?覬18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2O0mm．如端部配2?覬25纵筋．减去钢筋保护层5Omm。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<22)，施工人员应在下部柱筋搭接部位末端延伸15Omm，并向外弯折1d，使上部柱纵筋通过此弯折段与下部柱纵筋轴线对齐，并宜在弯折段增加构造焊，可较好地解决这一问题。同时增加的工作量又不算大。

4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拄允许偏差为±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火(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。

5混凝土施工质量控制

5.1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l：0.4的水泥砂浆。并铺l：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。

5.2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目支撑件的竖向荷载，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。

6结语

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、布局灵活多样的优点，在工程实践中成为主要的结构形式，工程技术人员在施工中应严格按照图纸和规范施工，确保工程质量和安全。

第6篇：钢筋混凝土框架结构范文

【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。

第7篇：钢筋混凝土框架结构范文

关键词：钢筋混凝土；框架结构；施工质量；控制

中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：

在多个项目的钢筋工程检查验收过程中，几乎每次检查验收都会发现一些常见的且反复出现的钢筋工程施工质量问题，这些质量问题都会或多或少对我们的施工成本和施工质量造成一定的负面影响，对这些质量问题我们要深刻总结并且引起足够的重视，现总结一下钢筋工程施工过程中的一些质量通病，并且结合工作过程中的一些有效的质量预防和整改措施，来探讨一下钢筋工程施工质量通病的整改措施。

1、框架结构及特点

框架结构是指以钢筋混凝土浇捣成承重梁柱，再用预制的加气混凝土、膨胀珍珠岩、浮石、蛭石、陶烂等轻质板材隔墙分户装配成而的住宅楼，商用楼等。它比较适合高层和大面积结构的楼层施工，因为其先浇柱、梁、楼板，后做填充墙的特点，使得填充墙的拆卸或堆砌较为灵活，为用户提供了灵活的使用空间。框架结构由梁柱构成，构件截面较小，其承载力和刚度都较低，另外其受力特点类似于竖向悬臂剪切梁，因此楼层越高，水平位移越慢，高层框架在纵横两个方向都承受很大的水平力。框架结构由于其 “整体”的特性，其抗震效果较传统的砖混结构要高。但是影响框架结构抗震性的关键因素还是在施工质量和震级，后者是不可控的自然因素，因此框架结构以及墙体的施工质量对于抗震效果有重要影响。

2、框架结构施工过程

混凝土框架结构施工包括以下工序：轴线定位，柱钢筋绑扎及支模架搭设，柱模板，柱混凝土，梁底模及梁筋，板底模，板筋，梁板混凝土。重要步骤如下：轴线定位，即选取适当位置上的几条轴线作为整个轴网的控制线，用普通经纬仪定出这些控制轴线，其它轴线以这些主轴线为基准用钢尺量测轴线间距离得出；柱筋绑扎及支模架搭设，根据柱边框线校正楼面上柱插筋位置后采取焊接、搭接或机械连接等方式将柱纵筋接长后再绑扎箍筋。对于多层或高层框架结构，目前最常见的接长方式是电渣压力焊；混凝土浇注，可以采用泵送混凝土，该方法浇灌速度较快，可采取柱、梁、板一次性浇灌的方式。另外的浇灌方式是在楼面模板安装之前先浇柱混凝土待达到一定强度拆出柱模，然后再封装楼面模板。

混凝土施工速度或施工周期对混凝土结构质量影响极大。混凝土构件只有严格按规定的程序，即测量放线，技术复核，钢筋绑扎，隐蔽验收，模板安装，模板加固及拼缝处理，模板检查，混凝土浇注，才可能达到施工及验收规范要求。

3、柱、墙钢筋工程施工

3.1柱主筋钢筋偏位

现象：柱子主筋偏位因柱子受扭使两边的保护层不均匀，这使得柱子钢筋验收困难重重，即使绑扎的再好，也很难因为柱主筋偏位而很顺利的通过验收。

预防措施：在浇筑混凝土之前，在梁主筋上部7cm处以及主筋露出混凝土面的腰部分别绑上两套箍筋，确保柱子各主筋在浇筑混凝土时相对位置不受变动。其次用铁丝把柱子的角筋和梁钢筋拉结绑扎在一起，保证柱子在浇筑混凝土的过程中不至于受扭而导致其保护层不均匀。最后就是混凝土浇筑过程中，要每一次都叮嘱钢筋工跟班作业人员跟班调整浇筑柱子混凝土时对钢筋定位的破坏。

3.2柱子核心区（梁柱交接处）箍筋间距不均匀

现象：框架结构在框架梁的绑扎过程中，通常会破坏柱子核心区箍筋，使其间距不均匀，达不到验收要求，如没有得当措施，每次都会出现相同问题，且整改困难，容易被监理单位抓住不放。

预防措施：将核心区箍筋通过一部分构造钢筋焊接成固定间距的钢筋笼，梁钢筋绑扎完成时一起下落到预定位置。

3.3剪力墙水平钢筋

现象：剪力墙钢筋一般采用双层钢筋网片时，在两层钢筋网绑扎时，内外层水平钢筋绑扎不一致，使得拉筋绑扎后，拉筋与竖筋和水平筋不垂直，产生倾斜现象。

预防措施：首先在剪力墙水平钢筋绑扎时，内外层首先在两边柱子上用粉笔划线保证其位置，在绑扎剪力墙内钢筋网片时，为保证墙内拉筋与竖筋和水平筋垂直度，防止倾斜，四周两行钢筋交叉点应全部绑扎，中间交叉点可间隔交错绑扎，双向主筋的钢筋网，应将全部交叉点绑扎，剪力墙内的钢筋必须钩住水平钢筋。剪力墙内钢筋必须先绑扎暗柱钢筋，再绑扎墙体钢筋，首次墙体钢筋绑扎先绑扎样板，经检查合格以后，再展开绑扎。注意绑扣成“八”字形。墙内拉钩朝向交错布置，弯钩因工艺需要制作成90°的，绑扎完成后尽可能调至135°，弯钩必须朝向混凝土。

4、梁钢筋工程施工

4.1当梁主筋有多排钢筋时，多排钢筋之间的间距

现象：框架结构梁钢筋施工过程中，二排钢筋和一排钢筋间距绑扎随意，要么两排钢筋贴在一起，要么二排筋和梁腰筋的位置差不多，当单层结构面积大，梁很多的情况下，会给整个钢筋工程施工质量造成不好的影响。

预防措施：梁钢筋一排筋与二排筋采用分隔筋断开，分隔筋直径≥主筋直径或25mm；分隔筋距支座边500mm设置一道，中间每隔3m设置一道。

4.2特殊节点配筋不符合规范要求

现象：梁、柱钢筋绑扎过程中，一些特殊节点，在验收过程中往往不符合规范要求，如建筑面积底层大，越往上越收缩变小的过程中，中间层会有框架柱的收头，也会有屋面框架梁的出现。而我们的钢筋工长往往会忽视，以为到屋面层才会有屋面框架梁的出现，而导致一些特殊节点配筋失误，不符合规范要求。

预防措施：在熟悉图纸的过程中，质检员要提醒钢筋工长哪些地方有一些特殊的节点，有钢筋工长和质检员一起，把一些特殊的节点提前在图纸上做好记号，等到下料的时候钢筋工长根据图纸上的记号，就不会忽视一些地方，做到特殊节点下料准确。

5、板钢筋施工

5.1板底筋未通过梁中线

现象：板钢筋一般间距较小，钢筋根数较多，绑扎任务量大，对于板底筋经常会出现一边过梁中10cm，另一边未过梁中的情况，且此种情况相当普遍，每次都会发生。

预防措施：钢筋工长在钢筋下料过程中要在板底筋过梁中的长度基础上，每根钢筋总长加上5cm来控制下料长度，同时板底筋施工时每一跨板应该由两名钢筋作业人员协作施工，保证板底筋位置两边都过梁中。

5.2板钢筋的成品保护

现象：板钢筋验收完毕后，浇筑混凝土的过程中，通常由于混凝土操作工人的踩踏以及机械破坏等人为因素使得板钢筋偏移原有的位置，达不到验收规范对网片间距的规范要求。

预防措施：在混凝土浇筑前，工长应该严格交底，规范混凝土班组的操作过程，不得随意在板钢筋上行走。同时板钢筋上部钢筋要严格控制满绑，保证其设计位置不轻易变动；柱子浇筑完毕后，值班钢筋作业人员应该随着混凝土的浇筑顺序，跟班调整踩坏的板面筋以及马凳和垫块。

6、总结

质量是建筑的核心，强化建筑钢筋混凝土框架结构施工的质量控制，是提高建筑质量的有效保证。当我们明确了控制目标，质量控制才能有所重点、有所关注，并以此为控制的纲领，纲举目张，有效促进建筑施工的顺利进行。

参考文献：

[1] GB 50204-2002，《混凝土结构工程施工质量验收规范》.

第8篇：钢筋混凝土框架结构范文

【关键词】钢筋混凝土；框架结构；抗连续倒塌能力

结构的安全性对于钢筋混凝土框架结构来说是非常重要的，尤其是现在面对环境的变化，自然灾害频发，这就对钢筋混凝土框架结构的安全性要求比较高，比如在发生地震灾害时，钢筋混凝土框架结构不会马上倒塌，拥有抗连续倒塌的能力，拥有一定的变形能力，给人们以安全的保障。

一、对于我国现在钢筋混凝土框架结构的抗连续倒塌的现状

最近几年，建筑物倒塌的案例越来越多，这也引起了国内外专业人士的重视，对于我国的国内建筑物钢筋混凝土框架结构的发展比起国外的研究起步晚，对于该领域还没有完善规定和相关的条文，相对于西方的发达国家，我国对混凝土框架结构的抗连续倒塌的能力的研究还比较落后，为此，我们以后要付出更大的努力和更大的工作量来对该领域进行相关的研究。

二、国内外混凝土框架结构建筑物连续倒塌的实例

（一）对于英国的Ronan Point公寓楼倒塌的实例

Ronan Point公寓楼是在1966―1968年间建于英国伦敦的一所钢筋混凝土框架结构建筑物，是一所公寓建筑，在1968年5月公寓内的一个住户在做饭时不注意而引起了煤气的泄露，导致了爆炸，随着爆炸，楼板开始坠落，上一层的楼板坠落导致下一层的坠落，如此造成了整个建筑物的连续倒塌，危害之严重，损失只惨重可想而知。事后，有关人士对建筑物倒塌的原因进行了分析，得出的结论是：建筑物在设计时没有考虑爆炸破坏时产生的冲击破坏的承载力的要求，并且公寓采用的楼板是预制装配式的楼板，虽然安装方便，施工速度快，但是整体性能比较差，所以，楼板是建筑比较薄弱的部分，在发生冲击时，楼板会发生从上到下的连续性倒塌破坏。对于Ronan Point公寓楼连续性倒塌破坏的图片如下：

图1 Ronan Point公寓楼连续性倒塌破坏图

（二）纽约世贸中心大楼倒塌的实例

对于纽约世贸中心大楼的倒塌事件相信大家都很熟悉了，这是震惊世界的一个大事件，它的倒塌是由于一架飞机的相撞引起的，也是由爆炸引起的，高温软化了建筑物，使建筑发生连续倒塌，使结构失去整体的性能，失去承载能力，有导致了相邻的建筑的连续性的倒塌，造成的危害是非常重大的。纽约市世贸中心大楼倒塌如下图：

图2 纽约市世贸中心大楼倒塌破坏图

二、钢筋混凝土框架结构抗连续倒塌能力分析的方法

对于现如今世界上对混凝土框架结构抗连续倒塌能力破坏有一定的研究，并且提出了很多的分析方法，其中包括静力非线性分析法、非线性动力时程的分析、线性动力时程分析，以下对这几种方法进行介绍：

静力非线性分析法是不考虑动态因素的分析方法，将地震作用中的水平的破坏力转换为竖向的力，进行相关的竖向推理的分析，实验中，将模型上加载竖向力，逐渐的增大，直到实验的模型破坏时停止加载，这就得到了建筑物的最大的承载能力的数值和建筑物破坏准则的关系式。

参考有关的标准规范，对于静力非线性分析法的破坏准则为：

对于建筑进行静力分析法和动力分析法实验时，荷载的施加范围如图所示：

图3 对建筑物进行实验时的荷载加载的范围图

对于线性动力时程分析法是将动力的因素考虑在内，但是有一个缺点就是没有加入建筑物的倒塌与荷载的非线性的关系，假设这是一种现行的关系，简化了分析，将问题简单化、单一化，所以，就此而言，这种方法只是一种简化的分析方法，因为建筑物的倒塌与荷载肯定不是一个纯粹的线性关系，存在非线性的因素，建筑物的塑性位移与建筑物的荷载有很大的关系。

三、对于钢筋混凝土框架结构抗连续倒塌的实验分析

（一）计算框架模型

现在高科技发达，尤其是计算机领域的高度的发达，很多领域都应用了计算机技术，在计算机中采用编程程序，只要输入相应的数值，计算机就会帮助我们作相应的工作，做出分析，对于我们实验室采用的结构框架的计算简图用图来表示：

图4 实验室建筑物的框架计算简图

在程序进行相关的计算时，对于钢筋混凝土框架结构的相应的强度值都应该采取规定的标准值，对于材料的计算参数也有一定的要求，要符合国家的有关规范要求。

（二）对于程序计算结果的分析

在实验的进行中，将建筑的每根梁和柱进行三单元的等分，对于底部破坏的柱子，在顶端继续加荷载分析，随着荷载的逐渐的加大，柱子的变形也越来越大，在计算机中输入框架的几何数值进行相关的分析计算，得出曲线图，在竖向力的作用下，对于中柱的破坏的分析，即中柱的竖向的轴力与中柱的破坏的位移的关系图：

图5 中柱的竖向轴力与底层的破坏的位移的关系图

在水平的荷载下也要进行相关的实验探索研究，对于多跨度的框架来说，还要给出各层框架柱子的注定随着水平荷载的作用下位移的变化曲线，对于位移由正负之分，对于负值是表现框架柱向外的运动，对于正值是表示框架向里的运动的，在实验中，缓慢的加荷载，在计算机输入相关的框架的参数数值，然后随着荷载的增加，分析位移随荷载变化的关系，从图像可以看出柱子经历了弹性阶段、屈服阶段、塑性的发展阶段，最后试件破坏，荷载与位移的变化图如下图：

图6 柱的水平荷载与中柱的位移的关系

（三）计算的结果与实验的结果进行比较分析

计算分析是偏于理论化的，它是利用规定的公式与相关的规范进行对混凝土框架结构建筑物的抗连续倒塌能力的分析计算，而对于实验就是很实际性的，但是实验过程中也会发生很多误差，对于模型的建立，荷载的加载速率以及材料的性质等都会对实验的结果造成很大的影响，对于计算机的计算结果形成的位移曲线与实验所得到的结果进行分析得：

图7 初始状态下计算与实验的荷载―位移比较图

结束语：

对于钢筋混凝土框架结构的抗连续倒塌的能力是非常重要的一个力学指标，它对于结构的安全是一个非常严重的威胁因素，只要发生建筑物的连续倒塌破坏，会造成非常大的损失，对人们的生命财产造成威胁，目前无论是我国还是世界，对于钢筋混凝土框架结构的抗连续倒塌的能力的研究还不是很彻底，还不能完全控制建筑物的连续性倒塌破坏，所以，我们要继续加以研究和探索。

【参考文献】

[1]蔡官民.钢筋混凝土结构抗连续倒塌能力研究[M].南昌大学，2008.

第9篇：钢筋混凝土框架结构范文

【关键词】小高层住宅；钢筋混凝土；框架结构

Explore the reinforced concrete frame structure high-rise residential design

Yang Ya-li

（Dujiangyan Municipal Building Survey and Design Co.， Ltd Dujiangyan Sichuan 611830）

【Abstract】With the prosperity of society and economy， the rapid development of China's high-rise buildings. Design ideas are constantly updated. Architecture is becoming more diverse. High-rise reinforced concrete frame structure is widely used in building high-rise reinforced concrete frame structure design has a bright prospect. China has not yet formed corresponding norms， but also requires a lot of research work.

【Key words】High-rise residential；Framework；Reinforced concrete

1. 小高层钢筋混凝土结构的住宅的基本结构形式

1.1 框架结构。框架结构的特点是开间大、灵活性好、抗震性能较好，造价较低，但由于柱截面大于隔墙厚度而造成柱角外凸，影响家具的布置和美观，有时由于住宅中房间分隔的不规则性又造成柱网的难以布置。

1.2 框架一剪力墙结构。在框架结构中布置一定数量的剪力墙就组成了框架一剪力墙结构。它是小高层住宅中应用比较广泛的一种主体结构型式。其特点是平面灵活，适用性强，结构合理，能使框架、剪力墙两种有不同变形性能的抗侧力结构很好地协同发挥作用。

1.3 大开间剪力墙结构。随着时代的发展和人们生活水平的提高，原来建造的小开间剪力墙体系住宅在建筑功能上的局限性变得日益明显。从强度方面看，小开间结构中墙体的作用不能得到充分的发挥，并且过多的剪力墙布置还会导致较大的地震力，增加工程费用，另外，由于结构自重较大，也增加了基础的投资，因此，大开间剪力墙应运而生。承重墙的开间达到4.5m～7.5m，进深达到7.5m～11m，室内一般无承重的横墙和纵墙，可以按照住户的不同要求灵活分隔，随着家庭的变化还可重新布置。

1.4 短肢剪力墙结构短肢剪力墙（墙肢截面高度与厚度之比为5～8的剪力墙）介乎于异形框架柱和一般剪力墙之间，由于这种结构体系在建筑功能、结构形式、投资效益、节能指标等多方面效果良好，己成小高层住宅的主要结构形式。

2. 小高层住宅钢筋混凝土结构设计的要点

2.1 水平荷载逐渐成为钢筋混凝土结构设计的控制因素在低层住宅中，往往是以重力为代表的竖向荷载控制着钢筋混凝土结构设计；而在小高层住宅中，尽管竖向荷载仍对钢筋混凝土结构设计产生着重要影响，但水平荷载将成为控制因素。对某一特定建筑来说，竖向荷载大体上是定值；而作为水平荷载的风荷载和地震作用，其数值是随动力特性的不同而有较大幅度的变化。

2.2 轴向变形不容忽视。对于采用框架体系或框架一剪力墙体系的小高层住宅，框架中柱的轴压应力往往大于边柱的轴压应力，这就使得中柱的轴向压缩变形大于边柱的轴向压缩变形。当房屋很高时，此种差异轴向变形将会达到很大的数值，其后果相当于连续梁中间支座产生沉陷，使连续梁中间支座处的负弯矩值减小，跨中正弯矩值和端支座负弯矩值增大。

2.3 侧移成为钢筋混凝土结构设计的控制指标。与低层住宅不同，结构侧移己成为小高层住宅钢筋混凝土结构设计的关键因素。随着房屋高度的增加，水平荷载下结构的侧移变形迅速增大，结构的顶点侧移一般与房屋高度H的四次方成正比。在设计小高层住宅时，不仅要求结构具有足够的强度，而且还要有足够的抗侧移刚度，使结构在水平荷载下产生的侧移控制在一定的范围内。这是因为：

（1）过大的侧移会使人不舒服，影响房屋的正常使用。

（2）过大的侧移会使隔墙、围护墙以及它们的高级饰面材料出现裂缝或损坏，也会使电梯轨道变形而导致不能正常运行。

（3）过大的侧移会因P一效应使结构产生附加内力，甚至因侧移与附加内力的恶性循环导致建筑物的倒塌。

2.4 结构延性是钢筋混凝土结构设计的重要指标。相对于低层住宅而言，小高层住宅更柔一些，地震作用下的变形就更大一些。为了使结构在进入塑性阶段后仍具有较强的变形能力，避免倒塌，特别需要在构造上采取恰当的措施，来保证结构具有足够的延性。

3. 小高层住宅钢筋混凝土框架结构设计策略

3.1 优化设计的方法。当前，在无成熟的优化设计分析软件的情况下，主要是应用小高层住宅结构分析软件，采用人工分析进行调整，运用概念设计的方法对不同的结构选型和布置不断的进行方案分析比较，以获得比较理想的结构方案，这是在结构设计中最常用的也是最简单的优选或者说是优化方法。用概念设计的方法所得的方案是较合理、经济的，虽其费工费时、对设计人员的素质要求较高，但这种依靠设计人员经验进行人工优化的方法仍是当前所普遍采用的主要方法。对于同一小高层住宅方案，可以有许多不同的结构（包括基础）布置方案；确定了结构布置的小高层住宅物，即使在同种荷载情况下也存在不同的分析方法；分析过程中设计参数、材料、荷载的取值也不是唯一的；小高层住宅物细部的处理更是不尽相同等等，这些问题目前计算机是无法完全解决的，都需要设计人员自己做出判断。而判断只能在结构设计的一般规律指导下，根据工程实践经验进行，这便是前面所说的概念设计。因此，概念设计存在于设计师对多种备选方案进行选择的过程中。

3.2 性能分析。

3.2.1 抗震性能分析。

（1）对结构体系来说足够的承载能力和变形能力是两个同时需要满足的条件。结合概念设计的理念，对上述两种结构体系进行对比分析，电算程序可以采用中国建筑科学研究院编制的结构空间有限元分析软件SATWE。在结构设计中，不仅要求结构具有足够的承载能力，还要求其有适当的刚度。高层结构的使用功能和安全与其侧移的大小密切相关，过大的侧向变形会使隔墙、维护墙及其饰面材料出现裂缝或损坏。结构分别按考虑5%的偶然偏心和双向地震力作用的不利情况计算出各结构体系层间位移角，剪力墙结构小于框剪结构，但均小于规范要求，且富裕量较大，说明两种结构体系满足刚度要求。

（2）但就使用性能方面，剪力墙结构由于墙体太多，结构自重大，导致了较大的地震作用，混凝土和钢材用量也较高；同时也增加了基础工程的投资，而且限制了建筑上的灵活使用。而框架一剪力墙结构的特点是平面使用灵活，适用性强，结构合理，能使框架、剪力墙两种有着不同变形性能的抗侧力结构很好地协同发挥作用。在水平荷载作用下，具有较纯框架和纯剪力墙结构更为有利的水平变形曲线。由框架构成自由灵活的使用空间，容易满足不同建筑功能的要求；同时剪力墙具有相当大的抗侧移刚度，从而使框一剪结构具有较好的抗震能力，也大大减少了结构的侧移。

3.2.2 经济性比较。我们通过对三种钢筋混凝土住宅结构直接费的计算，发现三种钢筋混凝土住宅结构单位面积直接费相差不是很多，其中短肢剪力墙结构的单位面积直接费最大，框架一剪力墙结构的单位面积直接费最小，其中短肢剪力墙结构的单位面积直接费比框架一剪力墙结构的单位面积直接费高出12.5%，比大开间剪力墙结构的单位面积直接费高出7.3%，大开间剪力墙结构的单位面积直接费比框架一剪力墙结构的单位面积直接费高出4.9%。三种钢筋混凝土住宅结构的次要项目造价基本相同。单位面积造价框架一剪力墙结构的最小，框架一剪力墙结构的次之，短肢剪力墙结构的稍微较大，三种结构体系直接费最大相差不到45元/m2元。

4. 结语

随着我国经济的发展，人民生活水平进一步提高，用户对住宅的功能提出更高的要求，人们希望建筑物在使用过程中具有更大的灵活性，能够适应多功能变换的需求。因此，设计单位在拿到开发单位的设计意图后，应本着经济美观，安全适用的原则多为社会设计出更好的产品。

参考文献