邵华赵占国
山东贝利工程咨询有限公司山东济南250014
摘要：钢筋混凝土结构广泛应用于工业与民用建筑中。本文针对钢筋混凝土框架结构的设计，探讨结构计算及设计、抗震设计、构造措施方面一些需要注意的问题。
关键词:钢筋混凝土结构设计概念设计设计计算设计构造
Reinforcedconcretestructuredesignofseveralproblemsshouldpayattentionto
ShaoHuaZhaoZhanGuo
ShandongbaileyengineeringconsultingCo.,LTDinjinaninshandongprovincein250014
Abstract:thereinforcedconcretestructurearewidelyusedintheindustrialandcivilbuildings.Thisarticleinviewofthereinforcedconcreteframestructuredesign,thispaperdiscussesthecalculationanddesign,structureseismicdesign,structuremeasuressomeproblemsneedingattention.
Keywords:reinforcedconcretestructuredesignconceptdesigndesigncalculationdesignedstructure
钢筋混凝土结构是用钢筋和混凝土制成的一种建筑结构。该建筑结构中，钢筋承受拉力，混凝土承受压力，具有坚固、耐久、防火性能好、比钢结构节省钢材和成本低等优点，广泛应用于工业与民用建筑中。钢筋混凝土结构分两种：一是整体式钢筋混凝土结构，在施工现场架设模板，配置钢筋，浇捣混凝土而筑成；二是装配式钢筋混凝土结构。用在工厂或施工现场预先制成的钢筋混凝土构件，在现场拼装而成。钢筋混凝土结构设计过程中，作为一名结构设计者，需要在遵循各种规范下，大胆灵活的解决一些结构方案上的难点、重点。
1设计方案构思时应考虑的问题
1.1合理的建筑布置
在抗震设计中，建筑布置应提倡平面和立面简单、规则、对称的原则，合理的建筑布置是最重要的。“规则”包括了对建筑的平面和立面外形尺寸、抗侧力构件布质量分布、承载力分布等诸多因素的综合要求。建筑师需和结构师互相配合，才能设计出抗震性能良好的建筑。在做钢筋混凝土结构的抗震设计时,要注意：平面宜简单、规则、对称,减少偏心，否则应考虑其不利影响；刚度中心与质量中心尽量重合；量大的跨间不宜布置在结构单元的边缘，质量大的设备宜布置在距刚度中心较近的部位；尽量少采用大悬挑结构；围护结构宜采用轻质材料。
1.2结构的传力路线应简捷明了
在结构设计时，要充分考虑荷载的影响。在荷载作用下，结构的传力路线越短、越直接，结构的工作效能越高，'所耗费的建材也就越少。
1.3力学方面的考虑
从力学观点看，在民用和公共建筑的平面布局中，应当尽量使柱网按开间等跨和进深等距（或近似于等距）布置，这样可以相应减少边跨柱距，也可以充分利用连续梁的受力特点以减少结构中的弯距，可以使各跨梁截面趋于一致，而提高结构的整体刚度。
另外，结构方案还应结合工程地质情况和建筑功能要求综合考虑。
2概念设计方面应该考虑的问题
2.1强柱弱梁节点
强柱弱梁是为了实现在罕遇地震作用下，让梁端形成塑形铰，柱端处于非弹性工作状态，而没有屈服，但节点还处于弹性工作阶段。强柱弱梁措施的强弱，也就是相对于梁端截面实际抗弯能力而言柱端截面抗弯能力增强幅度的大小，是决定由强震引起柱端截面屈服后塑性转动能否不超过其塑性转动能力，而且不致形成“层侧移机构”，从而使柱不被压溃的关键控制措施。柱强于梁的幅度大小取决于梁端纵筋不可避免的构造超配程度的大小，以及结构在梁、柱端塑性铰逐步形成过程中的塑性内力重分布和动力特征的相应变化。
因此，当建筑许可时，尽可能将柱的截面尺寸做得大些，使柱的线刚度与梁的线刚度的比值尽可能大于1，并控制柱的轴压比满足规范要求，以增加延性。验算截面承载力时，人为地将柱的设计弯距按强柱弱梁原则调整放大，加强柱的配筋构造。梁端纵向受拉钢筋的配筋不得过高，以免在罕遇地震中进入屈服阶段不能形成塑性铰或塑性铰转移到立柱上。注意节点构造，让塑性铰向梁跨内移。2.2强剪弱弯
强剪弱弯是保证构件延性，防止脆性破坏的重要原则，它要求人为加大各承重构件相对于其抗弯能力的抗剪承载力，使这些部位在结构经历罕遇地震的过程中以足够的保证率不出现脆性剪切失效。对于框架结构中的框架梁应注意抗剪验算和构造，使其满足相关规范要求。
2.3抗震设计
抗震设计的基点是强度和延性。人们现在已经认识到可以利用钢筋混凝土结构屈服后的非弹性变形来抵抗地震，也就是将强度和延性两者相结合来抵抗地震。为保证结构的抗震能力，对结构设计而言,如果我们给结构设定较低的承载力水准，相应地就要求结构具有较高的延性水准；如果我们给结构设定较高的承载力水准，则结构需要的延性水准就可以较低。在这个问题的具体处理上，各国的理念存在一定的差异。
能力设计法的基本思想为：为了使抗震钢筋混凝土结构在地震中形成所追求的“梁铰机构”或“梁柱铰机构”，就需要把不希望出现塑性铰或不希望先出现塑性铰(也就是不希望塑性转动过大)的部位的抗弯能力相对增强；为了不致在结构表现出所需的延性之前在结构的任何部位出现几乎没有延性的剪切失效，也需要相对增强各有关部位的抗剪能力；还需要采取必要的措施使可能形成塑性铰的部位具有足够的延性能力和必要的耗能能力。
3钢混框架结构设计的计算问题
3.1计算简图的处理
结构计算中，计算简图选取的正确与否，直接影响到计算结果的准确性，其中比较典型的是基础梁的处理。一般情况下，基础梁设置在基础高度范围内，作为基础的一部分，此时结构的底层计算高度应取基础顶面至一层楼板顶面的高度。基础梁仅考虑承担上部墙体荷载，构造满足普通梁的要求即可。当按规范要求需设置基础拉梁时，其断面和配筋可按构造设计，截面高度取柱中心距的1/12～1/18，纵向受力钢筋取所连接的柱子的最大轴力设计值的10％作为拉力来计算。但是，当基础埋深过大时，为了减少底层的计算高度和底层的位移，设计者往往在±0.000以下的某个适当位置设置基础拉梁。此时，基础拉梁应作为一层输入，底层计算高度应取基础顶面至基础拉梁顶面的高度，二层计算高度应取基础拉梁顶面至一层楼板顶面的高度。拉梁层无楼板，应开洞处理，并采用总刚分析方法进行计算。基础拉梁截面及配筋按实际计算结果采用。若因此造成底层框架柱形成短柱，应采取构造措施予以加强。另一个需要注意的是，当框架结构的电梯井道采用钢筋混凝土井壁时（设计时应尽量避免），计算简图一定要按实际情况输入，否则可能会造成顶部框架柱设计不安全。
3.2结构计算参数的选取
《建筑抗震设计规范》（GB50011一2001）中规定：抗震设防烈度为7度时，设计基本地震加速度值分别为0.1g和0.15g两种，抗震设防烈度为8度时，设计基本地震加速度值分别为O.2g和0.3g两种，这与89规范差别较大。计算中应严格注意地震区的划分，选取正确的设计基本地震加速度值，这一项对地震作用效应的影响极大。
结构周期折减系数。框架结构由于填充墙的存在，使结构的实际刚度大于计算刚度，计算周期大于实际周期，因此，算出的地震作用效应偏小，使结构偏于不安全，因而对结构的计算周期进行折减是必要的。折减系数可根据填充墙的材料及数量选取0.7～0.9。
梁刚度放大系数。SATWE或TAT等计算软件的梁输入模型均为矩形截面，未考虑因存在楼板形成T型截面而引起的刚度增大，造成结构的实际刚度大于计算刚度，算出的地震剪力偏小，使结构偏于不安全。因此计算时应将梁刚度进行放大，放大系数中梁取2.0、边梁取1.5为宜。钢筋混凝土框架结构虽然相对简单，但设计中仍有很多需要注意的问题，只有熟练地掌握规范，并具有良好的结构概念，才能设计出既安全又经济适用的优秀作品。
参考文献:[1]《建筑抗震设计规范》（GB50011一2001）[2]《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）
[3]李传毅.建筑工程钢筋混凝土框架结构设计[J].科技促进发展.2010.06.
[4]林东.浅谈建筑结构设计[J].科技创新导报.2011.20.
作者简介：
邵华(1982.06—）女，2006年毕业于济南大学土木工程专业，大学本科。现于山东贝利工程咨询有限公司担任结构设计工程师。已从事结构设计工作6年，主要做混凝土工业厂房设计与各种钢结构设计。