论多层框架房屋结构设计中的几点注意事项

　　摘要:作者结合设计经验，对多层框架房屋结构设计中的提出几点注意事项。
　　关键词:多层框架房屋；结构设计
　　1多层框架房屋地基基础设计时的注意事项
　　(1)要正确地阅读和使用地质报告。熟悉勘察报告的主要内容,了解勘察结论和计算指标的可靠程度,进而判断报告中的建议对该项工程的适用性。要把场地的工程地质条件与拟建建筑物的具体情况和要求联系起来进行综合分析。
　　(2)在满足承载力和变形的基本要求下,尽量采用比较经济的天然地基上的浅基础。地基持力层的选择应从地基基础和上部结构的整体性出发,综合考虑场地土层的分布情况及稳定性,土层的物理力学性质,建筑物的体型、结构类型和荷载性质与大小,还要考虑地下水的影响,山区建筑还要考虑土坡度情况。
　　1)若土质条件比较好,多层房屋一般采用条形基础或独立基础。一般先由地基承载力和变形确定基础底面尺寸,然后再进行基础截面设计验算。基础高度由混凝土抗冲切和剪切条件确定,基础配筋则由基础验算截面的抗弯能力确定。除满足计算要求以外,还要满足一些规范规定的构造要求。要注意的是,在确定基础底面尺寸或计算基础沉降时,应考虑设计地面以下基础及其上覆土重力的作用;而在进行基截面设计中,应采用不计上覆土重力作用时的地基净反力进行计算。
　　2)若土质条件不好,对于柱网和使用荷载都比较大的多层房屋(如工业厂房),可以采用预应力管桩基础、人工挖孔灌注桩基础、机械钻孔扩底灌注桩等。桩端持力层应选择较硬土层或岩层。
　　(3)在地基处理时,要针对地质报告条件和水文地质条件选用合适的地基处理方法。要特别注意所选的方法必须符合土力学的基本原理和重视当地的实际工程经验。
　　(4)要有长期荷载重心和基础形心尽量相重合的概念。要有基础整体性的概念,通过增设基础连系梁和基础圈梁等措施来保证。
　　2多层钢筋混凝土框架结构上部设计的注意事项
　　(1)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,以形成延性框架。某食品厂主车间二层梁柱:主梁跨度为7.8m,柱网为4.8m×7.8m,楼面恒荷载5kN/m2,楼面活荷载12kN/m2,一层至二层的层高为4.5m,采用C30混凝土,设防烈度7度,抗震等级三级,按两种方案(两种方案都能满足承载能力极限状态和正常使用极限状态)考虑,结果详见下表。
　　
　　混凝土用量
　　方案1:0.4×0.5×2×4.5+0.3×0.75×7.3=3.44m3
　　方案2:0.45×0.6×2×4.5+0.3×0.70×7.1=3.92m3
　　主要钢筋用量:梁钢筋综合考虑正、负钢筋用量方案2比方案1多用钢筋约0.016t柱钢筋。
　　方案1:7800×4.5×2×0.00785=0.551t
　　方案2:4200×4.5×2×0.00785=0.296t
　　混凝土按480元/m3,钢筋按5500元/t计算,
　　3.44×480+0.551×5500-3.92×480-0.296×5500-0.016×5500=1084.1元 
　　比较两种方案仅材料就相差了1084.1元,如果再加上人工费与工程上的其他一些取费,相差要1200元左右,而这仅仅是一个梁柱连接的小单元,一个工程需有几百个上千个这样的单元组成,合理的采用强柱弱梁的原则将有利于节约工程的费用;此外在有净空高度要求的工程,柱加强了以后,梁高也可以相应的降低,楼层的净空高度将得到加大;建筑的整体刚度也得到加强因此强柱弱梁在框架跨度较大结构中的经济性与合理性是显而易见的。
　　(2)框架梁柱截面设计的注意事项。柱的截面高度h=1/6H～1/12H,截面宽度b=1h～1/15.h,其中H为房屋层高,也可按轴心受压柱估算,考虑弯矩的影响,将轴力乘以1.2～1.4的放大系数。框架主梁截面高度h=1/10L～1/14L,截面宽度b=1/2h～1/3h,其中L为梁的计算跨度。可根据跨数、荷载、承重、非承重选取大者或小者,一般可取h=1/12L,b不宜小于200mm,也不宜小于1/4h。次梁的截面高度h=1/12L～1/16L,应比框架主梁高度至少小50mm,次梁的截面最好比主梁宽度小50mm,一般可取200mm～300mm,但不应小于150mm。
　　(3)框架梁配筋设计的注意事项。主次梁相交处应注意附加箍筋或附加吊筋的增设。梁端纵向受拉钢筋的配筋率不应大于2.5%,梁端箍筋加密区的长造价控制和施工难易程度等综合考虑,决定南北主楼、会议厅及内庭院均采用Φ500先张法预应力混凝土管桩,桩基设计安全等级为二级,柱下单桩为一级,地基基础设计等级为丙级。桩端持力层为报告中的(5)层粉质粘土夹粘土,要求桩端进入持力层不小于1.0m,有效桩长为16m。桩型选用PC-500(100)AB-C70,单桩竖向抗压承载力特征值为1050kN。采用静压沉桩,以桩长和压桩力双重控制。
　　4结论及建议
　　(1)本次勘察查明了拟建场地内的地层结构和各地基土层的物理力学性质指标。拟建场地内土层分布较稳定,拟建场地区域背景稳定,无不良地质作用存在,适宜建筑物的建造。
　　(2)拟建场地土类型为中软土,场地类别为Ⅲ类,设计特征周期为0.45s。本场地为可进行建设的一般场地。
　　(3)抗震设防烈度为6度,设计基本地震加速度值为0.05g,地震设计分组为第一组,本工程抗震设防分类为丙类,地基土可不进行液化判别和处理。
　　(4)地下水及地下水位以下的地基土对混凝土结构无腐蚀;在长期浸水条件下,对钢筋混凝土结构中钢筋无腐蚀;在干湿交替条件下,对钢筋混凝土结构中的钢筋具弱腐蚀性;对钢结构具有弱腐蚀性。地下水位以上的场地土一般对混凝土结构无腐蚀,对钢结构具有腐蚀性。
　　(5)建议拟建内庭院采用天然地基,基础持力层选择(2)层粉质粘土夹粘土;拟建南北主楼及会议厅优先考虑天然基础,基础持力层选择(2)层粉质粘土夹粘土,但需进行软弱下卧层验算,如不能满足设计要求,则建议采用桩基础;本场地建议桩基持力层选(5)层粉质粘土夹粘土,桩型可采用Φ500mm的预应力高强管桩。
　　参考文献:
　　[1]GB50021-2001,岩土工程勘察规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2002.
　　[2]GB50007-2002,建筑地基基础设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2002.
　　[3]GB50223-2004,建筑工程抗震设防分类标准[S].北京:中国建筑工业出版社,2003.
　　[4]吴爱君.浅谈工程地质勘察的野外工作[J].山西建筑,2008,34(14):89-90.
　　[5]刘志华.施工反馈中的常见工程地质勘察问题探析[J].中国水运,2008,6(1):122-123.

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