钢筋混凝土框架结构体系概述  

    框架结构是由钢筋混凝土主梁、次梁和柱形成的框架作为建筑物的骨架，梁和柱之间的连接为刚性结点。屋盖、楼板上的荷载通过板传递给梁，由梁传递到柱，由柱传递到基础。框架结构的墙体全部为自承重墙，只起分隔和围护作用，砖墙的重量通过梁、板传给柱。有时填充墙的刚度大于竖向柱的刚度，对结构抗震极为不利，所以不宜采用实心粘土砖作填充墙，减少结构的自重和荷载，减弱隔墙的刚度。框架结构的特点是不受楼板跨度的限制，能为建筑提供灵活的使用空间，但抗震性能差。框架结构中梁柱构件截面较小，因此框架结构的承载力和刚度都较低，它的受力特点类似于竖向悬臂剪切梁，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，这时现浇楼面也作为梁共同工作的，装配整体式楼面的作用则不考虑。为了增强结构的抗震能力，设计时遵循以下原则：“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点强锚固。”框架结构构成：屋盖与楼板、框架梁、框架柱、柱基础、框架墙。 

框架结构通用性原则 

    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。应加强垂直地震作用的设计，从震害分析，规范给出的垂直地震作用明显不足。雨蓬不得从填充墙内出挑。大跨度雨蓬、阳台等处梁应考虑抗扭。考虑抗扭时，扭矩为梁中心线处板的负弯距乘以跨度的一半。框架梁、柱的混凝土等级宜相差一级。出屋面的楼电梯间不得采用砖混结构。框架结构中的电梯井壁宜采用粘土砖砌筑，但不能采用砖墙承重。应采用每层的梁承托每层的墙体重量。梯井四角加构造柱，层高较高时宜在门洞上方位置加圈梁。因楼电梯间位置较偏，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。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。构件不得向电梯井内伸出，否则应验算是否影响电梯安装，电梯井处柱可外移或做成L型柱。验算水箱下、电梯机房及设备下结构强度。水箱不得与主体结构做在一起。有地下室时，混凝土应抗渗，等级S6或S8，混凝土等级应大于等于C25，混凝土内应掺入膨胀剂，地下室混凝土外墙应注明水平施工缝做法，一般加金属止水片，较薄的混凝土墙做企口较难。错层部位应采取加强措施。女儿墙内加构造柱，顶部加压顶，出入口处的女儿墙不管多高，均加构造柱，并应加密。错层处可加一大截面梁，上下层板均锚入此梁。当建筑布局很不规则时，结构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。如建筑方案为两端较大体量的建筑中间用很小的结构相连时（哑铃状），此时中间很小的结构的板应按偏拉和偏压考虑，板厚应加大，并配置双层双向筋。进行框架结构设计时，应符合建筑结构荷载规范、抗震规范、混凝土结构设计规范等，并应考虑当地地方性的建筑法规。设计人员应熟悉当地的建筑材料的构成、货源情况、大致造价及当地的习惯做法，设计出经济合理的结构体系。

    框架结构是一个系统整体，它有内在的关联性，而不是构件或杆件的叠加和组合，不能人为为有割裂和肢解结构，应重视对抗震有极大影响的结构概念设计和钢筋构造。

柱的分类与构造及受力特征 

    柱是一种受压构件，有偏心受压和轴心受压。柱按形状有矩形柱和圆柱。剪力墙结构体系中的约束边缘构件和构造边缘构件与框架柱的受力特征不同，故不能归入框架柱范畴。异形框架结构中的异形柱是一种特殊的柱。

    圆柱纵筋根数最少为8根，箍筋宜采用螺旋箍，圆柱端部应有一圈半的水平段。幼儿园不宜用方柱，宜采用圆柱。原则上柱的纵筋宜大直径大间距，但间距不宜大于200㎜，加密区间距一般为100㎜，柱纵筋绑扎搭接接头范围内箍筋间距取100㎜和5倍柱纵筋之间的小值。当柱纵筋有不同直径时按小者，但柱构造纵筋除外。柱断面不宜过小，否则梁纵筋锚入柱内的水平段投影长度不能满足0.45La的要求，如果不满足应增大柱的截面或者用较小直径梁纵筋代换。异型柱结构，柱截面较小，梁纵筋一排根数不宜过多，柱端部纵筋不宜过密，否则节点混凝土浇筑困难。当有部分矩形柱部分异型柱时，应注意异型柱的刚度要和矩形柱相接近，不要相差太大。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。因填充墙和中间梁形成的短柱箍筋应全高加密，短柱纵筋不宜过大。角柱、楼梯间柱增大纵筋并箍筋全高加密。独立柱上或柱的中部有纯悬挑梁时，挑梁长度应有限制，挑梁配筋要增大。考虑到竖向地震作用，柱子的轴压比及配筋宜留有余地。地震力或风力尽量按抗侧移刚度分配。较大直径的钢筋连接宜用机械连接取代焊接，机械连接可靠并易于检查。机械连接接头位置可任意，但一次截断的钢筋不大于50%，接头位置应错开35d，一根柱纵筋不宜有多个接头。 

梁的分类与构造及受力特征 

    梁是一种受弯构件。梁按断面外形尺寸分，可分为矩形梁、工字梁、T形梁、工字薄腹梁等。梁按受力状态分，可分为简支梁、连续梁、悬臂梁等。当梁的两端搁置在墙或柱上，受墙、柱嵌固作用很小时，可看成一端固定交接，另一端可平动的简支梁。当跨度太大简支梁不能满足经济要求时，在两端支座之间增设若干个中间支座，为连续梁。

    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。　　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。梁也可偏出柱边一较小尺寸。梁与柱的偏心可大于1/4柱宽，并宜小于1/3柱宽。折梁外阳角纵筋贯通，内阴角处纵筋应断开相互锚固，并增加附加箍筋。梁上部纵筋不能在支座处连接，宜在梁跨中三分之一范围内连接，梁下部纵筋不能在跨中连接，应在支座内锚固，也可贯通支座减少支座内钢筋拥挤现象，梁下部纵筋也可在支座外连接，但应避开梁箍筋加密区。原则上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，并与梁的断面相应。梁宽大于350时，应采用四肢箍。计算梁内箍筋宽度时应将梁纵筋等距，箍筋肢距可不等。小断面的连续梁或框架梁，上、下部纵筋均应采用同直径的。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。考虑抗扭的梁，要求加腰筋，并且纵筋和腰筋锚入支座内LaE。设计反梁的板纵筋应置于梁下部纵筋之上。梁支承偏心布置墙时宜做下挑沿。挑梁宜作成等截面（大挑梁外露者除外），与挑板不同，挑梁的自重占总荷载的比例很小，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，增加施工难度。变截面梁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。一般挑梁根部不必附加鸭筋，除非受剪承载力不足。对于大挑梁，梁的下部宜配置受压钢筋以减小挠度，挑梁配筋应有余地。梁上开洞时，不但要计算洞口加筋，更应验算梁洞口下偏拉部分的裂缝宽度。梁从构造上能保证不发生冲切破坏和斜截面受弯破坏。梁净高大于450时，宜设置腰筋，间距不大于200㎜，否则易出现垂直裂缝。挑梁出挑长度小于梁高时，应按牛腿计算或按深梁构造配筋。尽量避免长高比小于4的短梁，采用时箍筋应全梁加密，梁上筋通长，梁纵筋不宜过大。采用扁梁时，应注意验算变形。扁梁宽度不必过大，只要钢筋能正常摆下及受剪满足即可。因为在挠度计算时，梁宽对刚度影响不大，加宽一倍，挠度减小20%左右。相对来讲，增大钢筋更经济，钢筋加大一倍，挠度减小60%左右，同时梁的上筋应大部分通长布置，以减小混凝土徐变对挠度的增大，如果上筋不小于下筋，挠度减小20%。框架梁高取1/10~1/15跨度，扁梁宽可取到柱宽的两倍。扁梁的箍筋应延伸至另一方向的梁边。当一宽框架梁托两排间距较小的柱时，可加一刚性挑梁，两个柱支承在刚性挑梁的端头。由于某些原因造成梁截面较大时，应验算构件的最小配筋率。电线管竖向穿梁处应验算梁的抗剪强度。当采用井字梁时，井字梁不互为支座，一般以周边与框架柱相连的大截面梁作支座。框架填充墙一般为轻墙，过梁一般不采用预制混凝土过梁，而是现浇梁带。　　　

现浇板的分类、构造及受力特征 

    现浇板按受力可分为简支板、连续板、悬臂板。现浇板按长宽比和受支承条件影响，又可分为单向板和双向板。从受力特征分析，单向板实际上相当于宽度大而高度低的梁。单向板荷载向两边支承传递，双向板向四边支承传递。

    电线管集中穿板处，板应验算抗剪强度或开洞形成管井。当考虑穿电线管时，板厚≥120，不采用薄板加垫层的做法。管弄井电线引出处的板，因电线管过多有可能要加大板厚至180（考虑四层32的钢管叠加）宜尽量用大跨度板，不在房间内（尤其是住宅）加次梁。板的上部纵筋伸入支座后即使水平段满足锚固要求时也要增加弯折，弯折长度为不小于10d。地下车库由于防火要求不可用预制板。框架结构不宜使用长向板，否则长向板与框架梁平行相接处易出现裂缝。现浇板的配筋尽量用二级钢，除吊钩外，不宜采用一级钢。一级钢虽然有很好的延性但抗拉强度低，施工难度大。钢筋宜大直径大间距，但间距不大于200，钢筋直径类型也不宜过多。板编号和钢筋编号不宜过多。顶层及考虑抗裂时板上筋可不断，或50%连通，较大处附加钢筋，拉通筋均应按受拉搭接钢筋。分布筋一般为φ6@250，温度影响较大处可为φ8@200，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（包括内墙上的阳角）现浇挑板阴角的板下宜加斜筋。顶层应采用现浇楼板，以利防水，并加强结构的整体性及方便装饰性挑沿的稳定。外露的挑沿、雨罩、挑廊应每隔10～15米设一10mm的缝，钢筋不断。尽量采用现浇板，不宜采用予制板加整浇层方案。L、T或十字形建筑平面的阴角处附近的板应现浇并加厚，双向双排配筋，并附加45度的4根16的抗拉筋。配筋计算时，可考虑塑性内力重分布，将板上筋乘以0.8~0.9的折减系数，将板下筋乘以1.1~1.2的放大系数。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距。一般：如板厚>150时采用φ10@200。单向板是按塑性计算的，而双向板按弹性计算，宜改成一种计算方法。当厚板与薄板相接时，薄板支座按固定端考虑是适当的，但厚板就不合适，宜减小厚板支座配筋，增大跨中配筋。非矩形板宜减小支座配筋，增大跨中配筋。基础底板和人防结构一般可按塑性计算，但结构自防水、不允许出现裂缝和对防水要求严格的建筑，如坡、平屋顶、橱厕、配电间等应采用弹性计算。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。挑板挑出长度大于2米时宜配置板下构造筋，较长外露挑板（包括竖板）宜配温度筋。挑板内跨板上筋长度应大于等于挑板出挑长度，尤其是挑板端部有集中荷载时。内挑板端部宜加小竖沿，防止清扫时灰尘落下。当顶层阳台的雨搭为无组织排水时，雨搭出挑长度应大于其下阳台出挑长度100，顶层阳台必须设雨搭。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，跨中可能出现负弯距，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，但当钢筋直径大于等于12时是难以施工的，应另加筋。板上开洞（厨、厕、电气及设备）洞口尺寸及其附加筋，附加筋不必一定锚入板支座，从洞边锚入La即可。板上开洞的附加筋，如果洞口处板仅有正弯距，可只在板下加筋；否则应在板上下均加附加筋。在楼板上所开大洞，周边加小梁，或板适当加厚加暗梁。 

基础的分类与构造及受力特征 

    基础可分为筏形基础、箱形基础、独立基础、条形基础和桩承台基础等。

    独立基础偏心不能过大，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也不能过大，必要时可作成三面支承一面自由板（类似筏基中间开洞）两根柱的柱下条基的荷载重心和基础底版的形心宜重合，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。采用独立柱基时，独立基础受弯配筋不必满足最小配筋率要求，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间的结构。面积不大的独立基础宜采用锥型基础，方便施工。独立基础的拉梁宜通长配筋，其下应垫焦碴。柱下扩展基础宽度较宽（大于 4米）或地基不均匀及地基较软时宜采用柱下条基。并应考虑节点处基础底面积双向重复使用的不利因素，适当加宽基础当基础下有防空洞或枯井等时，可做一大厚板将其跨过。混凝土基础下应做垫层，当有防水层时，应考虑防水层厚度。基础埋深大于3米时，宜做地下室。当地基承载力满足设计要求时，地下室底板可不再外伸以利于防水。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，且地下室应有相同的埋深。地下室外墙为混凝土时，相应的楼层处梁和基础梁可取消。新建建筑物基础不宜深于周围已有基础。如深于原有基础，其基础间的净距应不少于基础之间的高差的1.5至2倍，否则应打抗滑移桩，防止原有建筑的破坏。建筑层数相差较大时，应在层数较低的基础方格中心的区域内垫焦碴来调整基底附加应力。拉梁顶标高宜高，否则基础砖墙高度较高。底层内隔墙一般不用做基础，可将地面的混凝土垫层局部加厚。考虑到一般建筑沉降为锅底形、结构的整体弯曲和上部结构和基础的协同作用，顶、底板钢筋应拉通（多层的负筋可截断1/2或1/3），且纵向基础梁的底筋也应拉通。基础底板混凝土不宜大于C30，一是没用，二是容易出现裂缝。基础底面积不应因地震附加力而过分加大，否则地震安全了而常规情况下反而沉降差异较大，本末倒置。

   2008-3-3上海