广东建筑艺术设计院有限公司佛山分公司
摘要：本文通过工程实例对建筑框架结构中梁柱板设计要点进行分析与探讨，以供同仁参考。
关键词：建筑框架；结构选型；梁柱板；设计要点
一、前言
框架结构作为建筑工程中的一种重要的结构形式，其设计在近期得到了建筑行业各方的高度关注。该项课题的研究，将会更好地提升框架结构设计的实践水平，从而有效优化建筑工程的整体效果。某商住楼建筑层数为21层，首层层高5.5m（带夹层），住宅层高3m。建筑首层为商铺及部分停车库，夹层为物业管理等公司办公室及部分停车库，2-21层为住宅楼。其抗震设防烈度为六度，基本风压0.5KN/M2，基础采用静压高强混凝土预应力管桩。下面就对建筑框架结构中梁柱板设计要点进行分析与探讨，以供同仁参考。
二、建筑框架结构选型
建筑框架结构设计，不仅要求具有足够的承载力，而且必须使结构具有足够抵抗侧力的刚度，使结构在水平力作用下所产生的侧向位移限制在规定的范围内。结构平面形状和立面体型应尽可能简单、规则，使各部分刚度均匀对称，减少结构扭转的可能性。框架结构应在纵横两个方向布置成双向刚接框架，基于上述基本原理，工程综合分析了结构的适用，安全，抗震，经济，施工方便等因素。结构采用钢筋混凝土框架体系，由钢筋混凝土框架承担竖向力和侧力。钢筋混凝土框架刚度布置相对比较均匀，在满足建筑功能情况下，尽量减少平面扭转对结构的影响。在多层时混凝土强度等级一般为C20或C25。在抗震设防地区，应遵循强柱弱梁、强剪弱弯、强节点强锚固的设计原则，以形成延性框架。由于该工程体型相对简单，满载较均匀，且桩端下不在软弱下卧层，桩为管桩，所以工程只在±0.000以上设一处100mm宽的抗震缝，同时兼作伸缩缝。
三、建筑框架梁柱板设计要点
（1）梁的设计。主次梁体系的传力途径从广义讲是楼面荷载通过板传给次梁，再由次梁通过受弯传给主梁，最后由主梁传给柱子；在支承和传递荷载的过程中，主次梁的变曲变形，△I均与它们各自承担的弯矩Mi及其自身跨度的平方成正比，而与弹性模量E和弯曲平面内截面惯性矩Ii成正比，另一方面，从设计要求来分析，建筑功能要求主次梁所占的结构空间高度越小越好。因此，本工程做主次梁楼盖的柱网布置时考虑上述影响优先选择的柱网是矩形以短跨为主梁，长跨为次梁，而且短跨与长跨的比例应小于0.75比较经济，工程一般比较常取0.65～0.7，这样设计出来的主次梁截面高度能协调一致，从而保证楼盖的结构高度最小；另一方面，从工程的使用功能和建筑美学方面考虑，主梁的布置是依据房间布局而定的。框架主梁的截面尺寸：截面高度h=1/10～1/14L，截面宽度b=1/2～1/3h，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=L/10，b不宜小于200mm，也不宜小于h/4。次梁的截面高度h=1/12～1/16L，应比框架主梁高度至少小50mm，可以的话，最好比主梁小100mm。次梁的截面最好比主梁宽度小50mm，一般可取200mm或250mm，但不应小于150mm。主次梁相交处应注意附加箍筋或附加吊筋的增设。
主次梁相交处要注意的问题。主次梁相交时，当主梁两侧的次梁跨度相差过大而在主梁中引起的扭矩以及次梁边跨与主梁相交在主梁中引起的扭矩往往容易被忽视，其后果将导致建筑结构的可靠程度降低，留下事故隐患，甚至诱发安全事故。因此结构设计中慎重考虑主次梁相交在主梁中引起扭矩的作用。根据扭矩的大小采取构造抗扭措施，或通过计算来进行梁的抗扭设计，而不要随意把次梁两端假定为铰支来考虑忽视扭矩的作用。这样做提高了建筑结构的可靠度，消除了事故隐患，尤其要尽量避免主次梁相交时次梁靠近主梁支座这种情况，以免在主梁中产生过大的扭矩而使梁的抗扭截面尺寸不够，产生抗扭超筋现象。
（2）柱的设计。本工程框架柱设计的一个突出问题就是钢筋混凝土柱的轴压比问题。在设计中经常出现，框架柱的断面由轴压比限值确定，这往往使柱子断面很大，一方面，这样大的柱子，很容易使柱的剪跨比大于2而形成短柱；另一方面，由于柱断面很大，占去了许多建筑空间，工程师们不易接受，同时，由于自重增大，引起地震反应增大，造成恶性循环。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。尽量避免短柱，短柱箍筋应全高加密，短柱纵筋不宜过大。考虑到竖向地震作用，柱子的轴压比及配筋宜留有余地。独立柱上或柱的中部（半层处）有挑梁时，挑梁长度应有限制。柱内埋管，由于梁的纵筋锚入柱内，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。原则上柱的纵筋宜大直径大间距，但间距不宜大于200。在结构设计中，应该尽量避免形成短柱，因为地震中，短柱最容易先发生以剪切变形为主的脆性破坏。如果框架结构中出现短柱时，要从增强短柱的承载力以及缩小短柱的截面尺寸入手，采取各种有效的措施提高短柱的延性，提高短柱的抗震性能。一般的做法是使用复合箍筋，也就是将箍筋沿全高加密，并确保短柱的纵向钢筋能对称布置。除此之外，还可以采用配X形钢筋或外包钢板等方式来解决这个问题。
（3）板的设计。1）板厚取值。楼板的结构体系常用的有双向板和单向板两种。一般情况下，可通过次梁使楼板尽量成为双向板结构，这样可以使整体受力更加合理，配筋也更加均匀，楼板厚度也可以比单向板要薄一些。通常，单向板板厚可取h=1/30～1/35L，双向板板厚可取h=1/35～1/45L，可根据荷载、跨数及使用实际情况取大者或小者。一般来说，框架结构的楼板板厚不宜小于100mm。另外，还要注意楼板开洞的各种处理方法。该工程最大板跨为3.8m，其余板跨均小于3.5m，考虑到工程为住宅楼，板内有暗埋设备管，因此小于3.5m的板跨板厚也取100mm，3.8m板跨板厚取120mm。2）板的配筋。根据简支板现行混凝土结构设计规范给出的最小构造支座负筋为φ8@200，板钢筋宜大直径大间距，但间距不大于200，在满足配筋率的情况下，间距尽量用200。跨度小于2米的板上部钢筋不必断开，钢筋也可不画，仅说明钢筋为双向双排φ8@200，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。板配筋相同时，仅标出板号即可。一般可将板的下部筋相同和部分上部筋相同的板编为一个板号，将不相同的上部筋画在图上。当板的形状不同但配筋相同时也可编为一个板号。分布筋为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。外露的挑沿、雨罩、挑廊应每隔10～15米设一10mm的缝，钢筋不断。对于天面等温度较大的地方，楼板钢筋宜采用双层拉通，板支座负筋未伸到之处均用φ8@200搭接拉通。
四、结束语
总之，通过对建筑框架结构设计的相关研究，我们可以发现，该项工作的顺利开展，有赖于对多项影响环节的充分掌控，有关人员应该从建筑框架结构设计的客观实际要求出发，利用既有优势，研究制定最为符合实际的框架结构设计实施策略，确保设计合理。
参考文献：
[1]陈翠荣.框架结构设计中应注意的几个问题[J].山西建筑.2012（33）：88-89