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框架結構設計的要點和過程

發布時間：2014-07-15

1. 結構設計說明
　　主要是設計依據，抗震等級，人防等級，地基情況及承載力，防潮抗滲做法，活荷載值，材料等級，施工中的注意事項，選用詳圖，通用詳圖或節點，以及在施工圖中未畫出而通過說明來表達的信息。如混凝土的含堿量不得超過3kg/m3等等。
　　
2. 各層的結構布置圖，包括:
　　(1).預制板的布置(板的選用、板縫尺寸及配筋)。標注預制板的塊數和類型時, 不要采用對角線的形式。因為此種方法易造成線的交叉, 宜采用水平線或垂直線的方法, 相同類型的房間直接標房間類型號。應全樓統一編號，可減少設計工作量，也方便施工人員看圖。板縫盡量為40, 此種板縫可不配筋或加一根筋。布板時從房間里面往外布板, 盡量采用寬板, 現澆板帶留在靠窗處, 現澆板帶寬最好≥200(考慮水暖的立管穿板)。如果構造上要求有整澆層時, 板縫應大于60。整澆層厚50, 配雙向φ6@250, 混凝土C20。純框架結構一般不需要加整澆層。構造柱處不得布預制板。地下車庫由于防火要求不可用預制板。框架結構不宜使用長向板，否則長向板與框架梁平行相接處易出現裂縫。建議使用PMCAD的人工布板功能布預制板，自動布板可能不能滿足用戶的施工圖要求，僅能滿足定義荷載傳遞路線的要求。對樓層凈高很敏感、跨度超過6.9米或不符合模數時可采用SP板，SP板120厚可做到7.2米跨。
　　
　　(2).現澆板的配筋(板上、下鋼筋，板厚尺寸)。板厚一般取120、140、160、180四種尺寸或120、150、180三種尺寸。盡量用二級鋼包括直徑φ10（目前供貨較少）的二級鋼，直徑≥12的受力鋼筋，除吊鉤外，不得采用一級鋼。鋼筋宜大直徑大間距，但間距不大于200，+。(一般跨度小于6.6米的板的裂縫均可滿足要求)。跨度小于2米的板上部鋼筋不必斷開，鋼筋也可不畫，僅說明鋼筋為雙向雙排φ8@200。板上下鋼筋間距宜相等，直徑可不同，但鋼筋直徑類型也不宜過多。頂層及考慮抗裂時板上筋可不斷，或50%連通，較大處附加鋼筋，拉通筋均應按受拉搭接鋼筋。板配筋相同時，僅標出板號即可。一般可將板的下部筋相同和部分上部筋相同的板編為一個板號，將不相同的上部筋畫在圖上。當板的形狀不同但配筋相同時也可編為一個板號。應全樓統一編號。當考慮穿電線管時，板厚≥120，不采用薄板加墊層的做法。電的管井電線引出處的板，因電線管過多有可能要加大板厚至180（考慮四層32的鋼管疊加）。宜盡量用大跨度板，不在房間內(尤其是住宅)加次梁。說明分布筋為φ6@250，溫度影響較大處可為φ8@200。板頂標高不同時，板的上筋應分開或傾斜通過。現澆挑板陽角加輻射狀附加筋(包括內墻上的陽角)。現澆挑板陰角的板下宜加斜筋。頂層應建議甲方采用現澆樓板，以利防水，并加強結構的整體性及方便裝飾性挑沿的穩定。外露的挑沿、雨罩、挑廊應每隔10～15米設一10mm的縫，鋼筋不斷。盡量采用現澆板，不采用予制板加整澆層方案。衛生間做法可為70厚+10高差(取消墊層)。8米以下的板均可以采用非預應力板。L、T或十字形建筑平面的陰角處附近的板應現澆并加厚，雙向雙排配筋，并附加45度的4根16的抗拉筋。現澆板的配筋建議采用PMCAD軟件自動生成，一可加快速度，二來盡量減小筆誤。自動生成樓板配筋時建議不對鋼筋編號，因工程較大時可能編出上百個鋼筋號，查找困難，如果要編號，編號不應出房間。配筋計算時，可考慮塑性內力重分布，將板上筋乘以0.8~0.9的折減系數，將板下筋乘以1.1~1.2的放大系數。值得注意的是，按彈性計算的雙向板鋼筋是板某幾處的最大值，按此配筋是偏于保守的，不必再人為放大。支承在外圈框架梁上的板負筋不宜過大，否則將對梁產生過大的附加扭距。一般：板厚>150時采用φ10@200；否則用φ8@200。PMCAD生成的板配筋圖應注意以下幾點：1.單向板是按塑性計算的，而雙向板按彈性計算，宜改成一種計算方法。2.當厚板與薄板相接時，薄板支座按固定端考慮是適當的，但厚板就不合適，宜減小厚板支座配筋，增大跨中配筋。3.非矩形板宜減小支座配筋，增大跨中配筋。4.房間邊數過多或凹形板應采用有限元程序驗算其配筋。 PMCAD生成的板配筋圖為PM?.T。板一般可按塑性計算，尤其是基礎底板和人防結構。但結構自防水、不允許出現裂縫和對防水要求嚴格的建筑, 如坡、平屋頂、櫥廁、配電間等應采用彈性計算。室內輕隔墻下一般不應加粗鋼筋，一是輕隔墻有可能移位，二是板整體受力，應整體提高板的配筋。只有垂直單向板長邊的不可能移位的隔墻，如廁所與其他房間的隔墻下才可以加粗鋼筋。坡屋頂板為偏拉構件，應雙向雙排配筋。
　　
　　(3).關于過梁布置及輕隔墻。現在框架填充墻一般為輕墻，過梁一般不采用預制混凝土過梁，而是現澆梁帶。應注明采用的輕墻的做法及圖集，如北京地區的京94SJ19，并注明過梁的補充筋。當過梁與柱或構造柱相接時，柱應甩筋，過梁現澆。不建議采用加氣混凝土做圍護墻，裝修難做并不能用在廁所處。
　　
　　(4).雨蓬、陽臺、挑檐布置和其剖面詳圖。注意：雨棚和陽臺的豎板現澆時，最小厚度應為80，否則難以施工。豎筋應放在板中部。當做雙排筋時，高度 <900，最小板厚100；高度>900時，最小板厚120。陽臺的豎板應盡量現澆，預制擋板的相交處極易裂縫。雨棚和陽臺上有斜的裝飾板時，板的鋼筋放斜板的上面，并通過水平挑板的下部錨入墻體圈梁(即挑板雙層布筋)。兩側的封板可采用泰柏板封堵，鋼筋與泰柏板的鋼絲焊接，不必采用混凝土結構。挑板挑出長度大于2米時宜配置板下構造筋，較長外露挑板（包括豎板）宜配溫度筋。挑板內跨板上筋長度應大于等于挑板出挑長度，尤其是挑板端部有集中荷載時。內挑板端部宜加小豎沿，防止清掃時灰塵落下。當頂層陽臺的雨搭為無組織排水時，雨搭出挑長度應大于其下陽臺出挑長度100，頂層陽臺必須設雨搭。挑板配筋應有余地，并應采用大直徑大間距鋼筋，給工人以下腳的地方，防止踩彎。挑板內跨板跨度較小，跨中可能出現負彎距，應將挑板支座的負筋伸過全跨。挑板端部板上筋通常兜一圈向上，但當鋼筋直徑大于等于12時是難以施工的，應另加筋。
　　
　　(5).樓梯布置。采用X型斜線表示樓梯間，并注明樓梯間另詳。盡量用板式樓梯，方便設計及施工，也較美觀。
　　(6).板頂標高。可在圖名下說明大多數的板厚及板頂標高，廚廁及其它特殊處在其房間上另外標明。
　　(7).梁布置及其編號，應按層編號，如L-1-XX，1指1層，XX為梁的編號。柱布置及編號。
　　(8).板上開洞(廚、廁、電氣及設備)洞口尺寸及其附加筋，附加筋不必一定錨入板支座，從洞邊錨入La即可。板上開洞的附加筋，如果洞口處板僅有正彎距，可只在板下加筋；否則應在板上下均加附加筋。留筋后澆的板宜用虛線表示其范圍，并注明用提高一級的膨脹混凝土澆筑。未澆筑前應采取有效支承措施。住宅躍層樓梯在樓板上所開大洞，周邊不宜加梁，應采用有限元程序計算板的內力和配筋。板適當加厚, 洞邊加暗梁。
　　(9).屋面上人孔、通氣孔位置及詳圖。
　　(10).在平面圖上不能表達清楚的細節要加剖面，可在建筑墻體剖面做法的基礎上，對應畫結構詳圖。
基礎平面圖及詳圖:
　　(1).在柱下擴展基礎寬度較寬(大于4米)或地基不均勻及地基較軟時宜采用柱下條基。并應考慮節點處基礎底面積雙向重復使用的不利因素，適當加寬基礎。
　　(2).當基礎下有防空洞或枯井等時，可做一大厚板將其跨過。
　　(3).混凝土基礎下應做墊層。當有防水層時，應考慮防水層厚度。
　　(4).建筑地段較好，基礎埋深大于3米時，應建議甲方做地下室。地下室底板，當地基承載力滿足設計要求時，可不再外伸以利于防水。每隔30~40米設一后澆帶，并注明兩個月后用微膨脹混凝土澆注。設置地下室可降低地基的附加應力，提高地基的承載力(尤其是在周圍有建筑時有用)，減少地震作用對上部結構的影響。不應設局部地下室，且地下室應有相同的埋深。可在筏板區格中間挖空墊聚苯來調整高低層的不均勻沉降。
　　(5).地下室外墻為混凝土時，相應的樓層處梁和基礎梁可取消。
　　(6).抗震縫、伸縮縫在地面以下可不設縫，連接處應加強。但沉降縫兩側墻體基礎一定要分開。
　　(7).新建建筑物基礎不宜深于周圍已有基礎。如深于原有基礎，其基礎間的凈距應不少于基礎之間的高差的1.5至2倍，否則應打抗滑移樁，防止原有建筑的破壞。建筑層數相差較大時，應在層數較低的基礎方格中心的區域內墊焦碴來調整基底附加應力。
　　(8).獨立基礎偏心不能過大，必要時可與相近的柱做成柱下條基。柱下條形基礎的底板偏心不能過大，必要時可作成三面支承一面自由板(類似筏基中間開洞)。兩根柱的柱下條基的荷載重心和基礎底板的形心宜重合，基礎底板可做成梯形或臺階形，或調整挑梁兩端的出挑長度。
　　(9).采用獨立柱基時，獨立基礎受彎配筋不必滿足最小配筋率要求，除非此基礎非常重要，但配筋也不得過小。獨立基礎是介于鋼筋混凝土和素混凝土之間的結構。面積不大的獨立基礎宜采用錐型基礎，方便施工。
　　(10).獨立基礎的拉梁宜通長配筋，其下應墊焦碴。拉梁頂標高宜較高，否則底層墻體過高。
　　(11).底層內隔墻一般不用做基礎，可將地面的混凝土墊層局部加厚。
　　(12).考慮到一般建筑沉降為鍋底形、結構的整體彎曲和上部結構和基礎的協同作用，頂、底板鋼筋應拉通(多層的負筋可截斷1/2或1/3)，且縱向基礎梁的底筋也應拉通。
　　(13).基礎平面圖上應加指北針。
　　(14).基礎底板混凝土不宜大于C30，一是沒用，二是容易出現裂縫。
　　(15).可用JCCAD軟件自動生成基礎布置和基礎詳圖。生成的基礎平面圖名為JCPM.T，生成的基礎詳圖名為JCXT?.T。
　　(16).基礎底面積不應因地震附加力而過分加大，否則地震下安全了而常規情況下反而沉降差異較大，本末倒置。
請參照《建筑地基基礎設計規范GBJ7-89》和各地方的地基基礎規程。4. 暖溝圖及基礎留洞圖:
　　(1).溝蓋板在遇到電線管時下降(500)，室外暖溝上一般有400厚的覆土。
　　(2).注明暖溝兩側墻體的厚度及材料作法。暖溝較深時應驗算強度。
　　(3).洞口大于400時應加過梁，暖溝應加通氣孔。
　　(4).基礎埋深較淺時暖溝入口底及基礎留洞有可能比基礎還低，此時基礎應局部降低。
　　(5).濕陷性黃土地區或膨脹土地區暖溝做法不同于一般地區。應按濕陷性黃土地區或膨脹土地區的特殊要求設計。
　　(6).暖溝一般做成1200寬，1000的在維修時偏小。
　　
5. 樓梯詳圖:
　　(1).應注意：梯梁至下面的梯板高度是否夠（樓梯平臺的結構下緣至人行通道的垂直高度不應低于2.0m），以免碰頭，尤其是建筑入口處。樓梯平臺凈寬不得小于樓梯梯段凈寬，且不應小于1.2m。
　　(2).踏步高度不宜大于0.2m，以免易摔跤
　　(3).兩倍的踏步高度加踏步寬度約等于600。幼兒園樓梯踏步宜120高。
　　(4).樓梯折板、折梁陰角在下時縱筋應斷開，并錨入受壓區內La，折梁還應加附加箍筋
　　(5).樓梯的建筑做法一般與樓面做法不同，注意樓梯板標高與樓面板的銜接。
　　(6).樓梯梯段板計算方法：當休息平臺板厚為80～100，梯段板厚100～130，梯段板跨度小于4米時，應采用1/10的計算系數，并上下配筋相同；當休息平臺板厚為80～100，梯段板厚160～200，梯段板跨度約6米左右時，應采用1/8的計算系數，板上配筋可取跨中的1/3～1/4，并且不得過大。此兩種計算方法是偏于保守的。任何時候休息平臺與梯段板平行方向的上筋均應拉通，并應與梯段板的配筋相應。梯段板板厚一般取 1/25~1/30跨度。
　　(7).注意當板式樓梯跨度大于5米時，撓度不容易滿足。應注明加大反拱或增大配筋。
　　(8).當休息平臺板為懸挑板時，其內部的樓梯梯段板負筋應大于休息平臺板的板上筋，長度也應大于平臺板筋。
　　(9).樓層處的休息平臺板的配筋應與樓層板統一考慮配筋，主要是板的負筋。
6.梁詳圖:
　　(1).梁上有次梁處(包括挑梁端部)應附加箍筋和吊筋，宜優先采用附加箍筋。梁上小柱和水箱下, 架在板上的梁, 不必加附加筋。可在結構設計總說明處畫一節點，有次梁處兩側各加三根主梁箍筋，荷載較大處詳施工圖。
　　(2).當外部梁跨度相差不大時，梁高宜等高，尤其是外部的框架梁。當梁底距外窗頂尺寸較小時，宜加大梁高做至窗頂。外部框架梁盡量做成外皮與柱外皮齊平。梁也可偏出柱邊一較小尺寸。梁與柱的偏心可大于1/4柱寬，并宜小于1/3柱寬。
　　(3).折梁陰角在下時縱筋應斷開，并錨入受壓區內La，還應加附加箍筋
　　(4).梁上有次梁時，應避免次梁搭接在主梁的支座附近，否則應考慮由次梁引起的主梁抗扭，或增加構造抗扭縱筋和箍筋。（此條是從彈性計算角度出發）。當采用現澆板時，抗扭問題并不嚴重。
　　(5).原則上梁縱筋宜小直徑小間距，有利于抗裂，但應注意鋼筋間距要滿足要求，并與梁的斷面相應。箍筋按規定在梁端頭加密。布筋時應將縱筋等距，箍筋肢距可不等。小斷面的連續梁或框架梁，上、下部縱筋均應采用同直徑的，盡量不在支座搭接。
　　(6).端部與框架梁相交或彈性支承在墻體上的次梁，梁端支座可按簡支考慮，但梁端箍筋應加密。
　　(7).考慮抗扭的梁，縱筋間距不應大于300和梁寬，即要求加腰筋，并且縱筋和腰筋錨入支座內La。箍筋要求同抗震設防時的要求。
　　(8).反梁的板吊在梁底下，板荷載宜由箍筋承受，或適當增大箍筋。梁支承偏心布置的墻時宜做下挑沿。
　　(9).挑梁宜作成等截面(大挑梁外露者除外)。與挑板不同，挑梁的自重占總荷載的比例很小，作成變截面不能有效減輕自重。變截面挑梁的箍筋，每個都不一樣，難以施工。變截面梁的撓度也大于等截面梁。挑梁端部有次梁時，注意要附加箍筋或吊筋。一般挑梁根部不必附加斜筋，除非受剪承載力不足。對于大挑梁，梁的下部宜配置受壓鋼筋以減小撓度。挑梁配筋應留有余地。
　　(10).梁上開洞時，不但要計算洞口加筋，更應驗算梁洞口下偏拉部分的裂縫寬度。梁從構造上能保證不發生沖切破壞和斜截面受彎破壞。
　　(11).梁凈高大于500時，宜加腰筋，間距200，否則易出現垂直裂縫。
　　(12).挑梁出挑長度小于梁高時，應按牛腿計算或按深梁構造配筋。
　　(13).盡量避免長高比小于4的短梁，采用時箍筋應全梁加密，梁上筋通長，梁縱筋不宜過大。
　　(14).扁梁寬度不必過大，只要鋼筋能正常擺下及受剪滿足即可。因為在撓度計算時，梁寬對剛度影響不大，加寬一倍，撓度減小20%左右。相對來講，增大鋼筋更經濟，鋼筋加大一倍，撓度減小60%左右，同時梁的上筋應大部分通長布置，以減小混凝土徐變對撓度的增大，如果上筋不小于下筋，撓度減小 20%。
　　(15).框架梁高取1/10~1/15跨度，扁梁寬可取到柱寬的兩倍。扁梁的箍筋應延伸至另一方向的梁邊。
(16).當一寬框架梁托兩排間距較小的柱時，可加一剛性挑梁，兩個柱支承在剛性挑梁的端頭。
　　(17).梁寬大于350時，應采用四肢箍。
　　
7. 柱詳圖：
　　(1).地上為圓柱時，地下部分應改為方柱，方便施工。圓柱縱筋根數最少為8根，箍筋用螺旋箍，并注明端部應有一圈半的水平段。方柱箍筋應使用井字箍，并按規范加密。角柱、樓梯間柱應增大縱筋并全柱高加密箍筋。幼兒園不宜用方柱。
　　(2).原則上柱的縱筋宜大直徑大間距，但間距不宜大于200。
　　(3).柱內埋管，由于梁的縱筋錨入柱內，一般情況下僅在柱的四角才有條件埋設較粗的管。管截面面積占柱截面4%以下時，可不必驗算。柱內不得穿暖氣管。
　　(4).柱斷面不宜小于450X450，混凝土不宜小于C25，否則梁縱筋錨入柱內的水平段不容易滿足0.45La的要求，不滿足時應加橫筋。異型柱結構，梁縱筋一排根數不宜過多，柱端部縱筋不宜過密，否則節點混凝土澆筑困難。當有部分矩形柱部分異型柱時，應注意異型柱的剛度要和矩形柱相接近，不要相差太大。
　　(5).柱應盡量采用高強度混凝土來滿足軸壓比的限制，減小斷面尺寸。
　　(6).盡量避免短柱，短柱箍筋應全高加密，短柱縱筋不宜過大。
　　(7).考慮到豎向地震作用，柱子的軸壓比及配筋宜留有余地。
　　(8).獨立柱上或柱的中部（半層處）有挑梁時，挑梁長度應有限制。
　　
　　在用PKPM軟件計算梁柱時，應盡量采用TAT或SATWE三維軟件。相對平面框架PK來講，第一，計算結果更接近實際受力狀態，如地震力或風力是按抗側移剛度分配，而不是按框架的樓面從屬面積，還如從框架柱出挑的梁和從次梁出挑的梁，因次梁的支座(框架梁)發生下沉變形，內力重分布，從框架柱出挑的挑梁配筋將較大。第二，快速方便，三維軟件整體計算，不必生成單榀框架，再人工歸并，可整樓歸并。第三，TAT或SATWE還可以進行井式梁的計算，由于 PKPM軟件計算梁時僅按矩形計算，而井式梁的斷面較小，有可能超筋，此時可取出彎距再按T型梁補充計算，不必直接加大梁高。在繪制施工圖時，較大直徑的鋼筋連接宜用機械連接取代焊接，造價相差不大，但機械連接可靠并易于檢查。機械連接接頭位置可任意，但一次截斷的鋼筋不大于50%，接頭位置應錯開 70d。

上一條碳纖維加固施工技術
下一條混凝土裂縫處理方法

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