摘 要 随着我国经济的发展、人们生活质量的提高、建筑使用要求的提升，框架结构在建筑业得到了迅速发展。随着建筑造型和建筑功能要求日趋多样化，在工业民用建筑中，结构设计中问题也越来越多，结构设计是建设工程设计的重要环节。
关键词:组合结构；框架结构；结构设计
1 框架结构的特点
框架结构是指由梁和柱以钢筋相连接而成，构成承重体系的结构，即由梁和柱组成框架共同抵抗使用过程中出现的水平荷载和竖向荷载，框架的连接点是刚节点，是一个几何不变体系。框架结构是一种抗震、抗风较好的结构体系，建筑平面布置灵活，使用空间大，延性较好易于满足建筑物设置大房间的要求，还可以减轻建筑物的重量，在现代工业民用建筑中被广泛应用。
2框架结构设计中应注意的问题
2.1结构方案与结构布置
根据何广乾的模糊评判法，对于不需要电梯的混凝土结构多层采用框架较多。对于竖向布置的要求,注意高宽比、最大高度，力求规则，侧向刚度沿竖向均匀变化，对于结构的抗震缝,变形缝和沉降缝三缝,尽量做到免缝或三缝合一。
梁、柱的截面尺寸的选择是框架结构设计的前提，不仅要应满足规范所要求的取值范围，还应注意尽可能使柱的线刚度大于梁的线刚度。框架结构属于高次超静定结构，对于框架结构设计，其概念原则有以下几点：强柱弱梁、强节弱杆、强剪弱弯、强压弱拉，这是从破坏的延性与相对脆性的角度以及重要程度两方面来考虑的结果。
为了保证框架结构的抗震安全，结构应具有必要的承载力、刚度、稳定性、延性及耗能等性能。设计中应合理地布置抗侧力构件，减少地震作用下的扭转效应；平面布置宜规则、对称，并应具有良好的整体性
2.2抗震等级的选取
对于乙类建筑，地震作用应符合本地区抗震设防烈度的要求; 抗震措施，一般情况下，当抗震设防烈度为 6~8 度时，应符合本地区抗震设防烈度提高一度的要求，当为9度时，应符合比9度抗震设防更高的要求，地基基础的抗震措施，
应符合有关规定。对较小的乙类建筑，当其结构改用抗震性能较好的结构类型时， 应允许仍按本地区抗震设防烈度的要求采取搞垮措施［1］。
2.3基础宽度和面积的计算
在计算基础宽度或面积时，往往由于力学模型不明确或考虑问题不周详，导致基础宽度或面积不足。如墙体上作用有较大集中力的情况，当墙体上有较大的集中力作用时，通过墙体和基础可将集中力向地基扩散，但这种扩散是有一定范围的，且基底土反力并不均匀分布。若设计时用该集中力除以墙段长度得到的平均线荷来确定基础宽度，则导致局部基础宽度不足。因此，必须加大基础宽度以满足地基承载力的要求。通常采用局部调整系数调整基础宽度的方法解决此类问题。
2.4钢筋混凝土保护层厚度的取值
混凝土保护层在保护钢筋不受锈蚀方面起着重要作用，能够有效保证钢筋的粘结锚固性能，对于构件的耐久性和钢筋的受力性能影响比较大。《结构规范》规定，保护层厚度计算应由最外层钢筋开始计算，梁柱保护层计算需考虑由箍筋及构造筋边开始计算至混凝土表面的距离。实际工作中设计人员的不重视，常会出现以下问题:
1)主梁与次梁交叉处、主梁、次梁和板的钢筋关系处理不明确，造成板负筋保护层厚度不足或构件有效截面高度损失，直接影响到构件的安全性;
2)地上部分与地下部分的柱因所处的环境条件不同，根据规范要求，应采取不同的保护层厚度。
2.5 框架计算简图的确定
2.5.1 无地下室的多层框架房屋
没有地下室的多层框架房屋，一般来说基础埋的较深，对于不同的深浅度,要有不同的设计。在基础埋的比较深的时候，为了增加房屋底部的整体性，减小位移有时在±0.000附近设置基础连系梁。
将基础连系梁以下的部分看作底层，层高H取基础顶面至连系梁顶面的高度，而把实际建筑的底层作为第二层考虑，层高H取连系梁顶层至-层楼面高度。基础埋深较浅时现浇的框架结构梁柱刚接，计算简图的确定主要是确定底层柱的计算长度。根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010(以下简称《结构规范》)第6.2.20条规定:一般多层房屋中梁柱为刚接的框架结构，底层柱的计算长度取基础顶面到一层楼盖顶面的高度H，装配式框架结构取1.25H。
2.5.2 带地下室的多层框架房屋
对于带地下室的多层框架结构，合理确定上部结构的嵌固位置是一个关键问题。《结构规范》和《建筑抗震设计规范》GB50011-2010(以下简称《抗震规范》)，都没有明确地提出具体位置，需要具体问题具体分析。对于能够满足《抗震规范》第6. 1.14条规定的地下室结构或采用箱型基础时，可将地下室顶作为框架上部结构的嵌固位置，在利用PKPM软件进行设计时，楼层总数仅输入地下室以上的实际层数,底层的层高H取实际层高。这样计算出的地震作用与实际情况较为接近。对于不能满足《抗震规范》第6. 1.14条规定的地下室结构或者采用筏板式基础时，嵌固位置最好取在基础顶面。此时，利用电算进行楼层组合时，总层数应为实际的楼层数加上地下室的层数[2]。
3 框架结构抗震构造措施
3.1 梁的抗震构造
1)梁截面尺寸:为了防止梁发生斜裂缝破坏、斜压型脆性破坏,框架梁截面尺寸必须满足如下要求:梁的截面宽度与高度之比为b/h≥0.25,且b不宜小于200mm,也不宜小于1/2柱宽;同时应满足高跨比ln/h≥4;梁最大平均剪应力为V/bh0≤0.20fc。其中,b、h、h0分别为梁截面宽度、高度、有效高度;V为梁端组合剪力设计值;fc为混凝土轴心抗压强度设计值。
2)梁的配筋率:为了保证梁的变形能力,使框架结构具有较好的抗震性能,梁端纵向受拉钢筋的配筋率应能使梁端截面的受压区相对高度满足以下要求:一级框架x≤0.25h0;二级框架x≤0.35h0,同时,纵向受拉钢筋的配筋率不应大于2.5%。
3)梁的箍筋:为了保证梁有足够的延性,提高塑性铰区压区混凝土的极限压应变值,并防止在塑性铰区内最终发生斜裂缝破坏,在梁端纵筋屈服范围内加密封闭式箍筋,对提高梁的变形能力十分有效。同时,为了防止压筋过早压曲,应严格遵照《抗震规范》限制箍筋的间距。
4)梁内纵筋锚固:在反复恒载作用下,在纵向钢筋埋入梁柱节点的相当长度范围内,混凝土与钢筋之间的粘结力将发生严重破坏,因此应注意在地震作用下框架梁中纵向钢筋的锚固长度,一般应比《结构规范》中所规定的受拉钢筋基本锚固长度大［3］。
3.2 柱的抗震构造
1)柱截面尺寸:柱的平均剪应力太大,会使柱产生脆性的剪切破坏。平均压应力或轴压比太大会使柱产生混凝土压碎破坏,为了使柱有足够的延性,柱截面尺寸应符合以下要求:柱截面的长边应小于柱净高的1/4,且柱截面的宽度不宜小于300mm;当剪压比保持较低时,可获得较好的延性,为此柱端截面的平均剪应力一般宜小于3N/mm。
2)柱纵向钢筋的配置:柱中纵向钢筋宜对称配筋:为了保证柱有足够的延性,柱的最小配筋率必须满足《抗震规范》要求;纵向钢筋的接头,一级框架应采用焊接接头;二级宜采用焊接接头,而底层柱根应焊接;三级可采用搭接,而底层柱根宜焊接;直径大于32mm的钢筋必须采用焊接。在纵向钢筋连接区段内宜加密箍筋,防止纵向钢筋的压曲,增加粘结强度。
3)柱的箍筋:在地震力的反复作用下,柱端钢筋保护层往往首先碎落,这时,如无足够的箍筋约束,纵筋就会向外膨曲,柱端破坏。箍筋对柱的核心混凝土起着有效的约束作用,提高配箍率可以显著提高受压混凝土的极限压应变,从而有效增加柱的延性。因此设计人员应遵照《抗震规范》对框架柱的箍筋构造要求。
4 参考文献
[1]张志俊. 砼框架结构抗震设计中抗震等级的确定[J]. 南方职业教育学刊(4):7-11.
[2]中华人民共和国建设部.GB 50010-2010，混凝土结构设计规范[S].2010.
[3]武刚.浅谈钢筋混凝土框架结构设计[J]. 林业科技情报, 2013, 45(002):36-37.