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【摘 要】本文通过一个框架结构工程实例来说明建筑结构设计人员在设计建筑框架结构工程时不仅要从梁、柱杆系布置上深入考虑，还要从配筋的“结构杆系最佳组合”细节上去精化，去仔细比较，从而减少建筑工程资源消耗，达到投入产出差值最大化的目的。
【关键词】框架结构；强柱弱梁；梁系选择
建筑工程框架结构体系，因其能够提供较大的使用空间而深受建筑师的喜爱，所以框架结构体系是建筑结构设专业结计人员经常碰到的结构型式，笔者运用在“剪力墙结构的暗柱配筋两种方法”一文中提出的“结构杆系最佳组合”设计理论，再通过多年实际工程设计，对建筑框架结构设计概述了几个方面，形成文字发表，以文会友，企望推动学术发展。
1. 建筑工程框架结构特点是“强柱弱梁”，设计时一定要贯彻实现“强柱弱梁”的目的
建筑結构设计人员在设计框架结构开始的时候，就要想着把建筑框架结构的“强柱弱梁” 的设计理念优越性贯穿到底。在布置框架结构的框架柱和框架梁两大杆系时，要充分运用“杆系最佳组合设计理论”的使用。因为框架柱主要是受压构件，所以在布置框架柱时每次计算后要注意框架柱的轴压比和配筋面积。如果轴压比太大，就最好采取加大截面或提高混凝土强度等级的方法使框架柱的轴压比减小一些；如果框架柱的配筋面积比较大但轴压比不大，这时还要去加大框架柱的截面，减小框架柱主要是因为受弯而导致的配筋面积增大的不利影响，笔者认为建筑结构设计人员最好把框架柱杆系的截面调到框架柱配筋计算的结果接近构造配筋，这样我们就尽可能做到了“强柱”的目的。在调整框架梁杆系的截面时同样结合框架梁的计算结果去调整，一般情况下框架梁的配筋率可调到1.6～1.8%之间比较经济合理，如果计算的框架梁面积配筋率低于1.6%，建筑结构设计人员就可以适当再减小框架梁杆系截面，保证框架梁的配筋率在1.6～1.8%；如果框架梁的配筋率超过了1.8%，那么建筑结构设计人员就可以适当放大框架梁的截面可使配筋率维持在1.6～1.8%范围内。只要框架梁的配筋率维持在1.6～1.8%范围内。这样框架结构中的框架梁截面就不会因为配筋率过低而导致框架梁截面过大，框架梁就会在设计上要“弱”一些。
2. 框架梁在梁杆系选择上，也要根据具体情况选择不同的梁杆系
如果框架的跨度是6.0m*8.0m的框架结构，那么在布置次梁时，笔者认为最好选择单方向布置，且要把次梁布置在跨度比较短的框架梁上是比较经济合理的。如果框架结构的跨度是8.0m*8.0m，那么在布置次梁时笔者认为最好双向布置十字次梁或者根据荷载情况可选择布置井字梁。当然在布置次梁时除了考虑结构的合理性与经济性外，还要结合建筑的使用功能去布置，比如最好在建筑隔墙的位置布置次梁，这样就会避免建筑房间内出现次梁，影响建筑使用功能。
3. 在框架柱配筋时请注意
在设计框架柱面积时首先要检查此框架柱是否是短柱，如果是短柱就要按《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）第6.4.2条规定去设计。其次要结合建筑的平面和立面看框架柱之间是否设置了通窗，如果有设置就要注意此框架柱的箍筋加密区高度了，要保证箍筋加密区高度到窗台高度。
4. 框架梁配筋时请注意
框架梁配筋出现各种不同配筋情况比较多，为了更合理经济的对框架梁配筋进行设计，建筑结构设计人员需掌握以下几点：
（1）节约钢材的原则，例如笔者设计过的一个二级框架结构的一框架梁的计算输出配筋如图1：
这个时候结构设计人员配拉通面筋时可以用220、218、216，相应的支座分别为420、518、616；无论是那一种配筋都可以满足计算要求，但仔细研究发现，只有采用拉通筋是216时才最节约钢材，节省造价。
（2）避免在框架柱支座处出现太多钢筋直径种类。如一框架梁计算结果输出如下图2。
当框架梁拉通面筋选用222时，中间支座的左端面筋选用822，4/4即可满足计算要求，中间支座的右端面筋可选用422，也可选用222+218.这两种配筋方法比较看来422是比222+218节省了一点，但鉴于左边支座已经采用最合理的配筋方案了，所以在配右边支座钢筋时为了避免在支座处出现多种类直径的钢筋而不能使支座钢筋拉通而最好选用422。况且框架柱节点核心区如果有许多刚筋锚入，会导致框架柱节点核心区的混凝土也不容易浇筑密实，给施工质量留下隐患。
（3）在满足计算配筋的情况下尽可能选用细而密的钢筋。图2中的第一跨的底筋配筋可选用220，也可选用316，虽然这种配筋方法所需的钢材量基本相同，但是笔者认为此时底筋最好选用316，因为选316时就可以减少钢筋的间距，更有效的防止裂缝的出现。
5. 笔者的心声
通过上述四个重要方面的讨论，建筑结构设计人员不仅要从理论上去选择更为合理的建筑结构方案，具体到配筋，更要运用“结构杆系最佳组合”设计理论。仔细比较、反复验算，做到物尽其力，以最少的工程资源的消耗、最大的工程材料内力的发挥。达到结构工程设计投入产出差值的最大化。
[文章编号]1006-7619（2013）09-05-823
【关键词】框架结构；强柱弱梁；梁系选择
建筑工程框架结构体系，因其能够提供较大的使用空间而深受建筑师的喜爱，所以框架结构体系是建筑结构设专业结计人员经常碰到的结构型式，笔者运用在“剪力墙结构的暗柱配筋两种方法”一文中提出的“结构杆系最佳组合”设计理论，再通过多年实际工程设计，对建筑框架结构设计概述了几个方面，形成文字发表，以文会友，企望推动学术发展。
1. 建筑工程框架结构特点是“强柱弱梁”，设计时一定要贯彻实现“强柱弱梁”的目的
建筑結构设计人员在设计框架结构开始的时候，就要想着把建筑框架结构的“强柱弱梁” 的设计理念优越性贯穿到底。在布置框架结构的框架柱和框架梁两大杆系时，要充分运用“杆系最佳组合设计理论”的使用。因为框架柱主要是受压构件，所以在布置框架柱时每次计算后要注意框架柱的轴压比和配筋面积。如果轴压比太大，就最好采取加大截面或提高混凝土强度等级的方法使框架柱的轴压比减小一些；如果框架柱的配筋面积比较大但轴压比不大，这时还要去加大框架柱的截面，减小框架柱主要是因为受弯而导致的配筋面积增大的不利影响，笔者认为建筑结构设计人员最好把框架柱杆系的截面调到框架柱配筋计算的结果接近构造配筋，这样我们就尽可能做到了“强柱”的目的。在调整框架梁杆系的截面时同样结合框架梁的计算结果去调整，一般情况下框架梁的配筋率可调到1.6～1.8%之间比较经济合理，如果计算的框架梁面积配筋率低于1.6%，建筑结构设计人员就可以适当再减小框架梁杆系截面，保证框架梁的配筋率在1.6～1.8%；如果框架梁的配筋率超过了1.8%，那么建筑结构设计人员就可以适当放大框架梁的截面可使配筋率维持在1.6～1.8%范围内。只要框架梁的配筋率维持在1.6～1.8%范围内。这样框架结构中的框架梁截面就不会因为配筋率过低而导致框架梁截面过大，框架梁就会在设计上要“弱”一些。
2. 框架梁在梁杆系选择上，也要根据具体情况选择不同的梁杆系
如果框架的跨度是6.0m*8.0m的框架结构，那么在布置次梁时，笔者认为最好选择单方向布置，且要把次梁布置在跨度比较短的框架梁上是比较经济合理的。如果框架结构的跨度是8.0m*8.0m，那么在布置次梁时笔者认为最好双向布置十字次梁或者根据荷载情况可选择布置井字梁。当然在布置次梁时除了考虑结构的合理性与经济性外，还要结合建筑的使用功能去布置，比如最好在建筑隔墙的位置布置次梁，这样就会避免建筑房间内出现次梁，影响建筑使用功能。
3. 在框架柱配筋时请注意
在设计框架柱面积时首先要检查此框架柱是否是短柱，如果是短柱就要按《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）第6.4.2条规定去设计。其次要结合建筑的平面和立面看框架柱之间是否设置了通窗，如果有设置就要注意此框架柱的箍筋加密区高度了，要保证箍筋加密区高度到窗台高度。
4. 框架梁配筋时请注意
框架梁配筋出现各种不同配筋情况比较多，为了更合理经济的对框架梁配筋进行设计，建筑结构设计人员需掌握以下几点：
（1）节约钢材的原则，例如笔者设计过的一个二级框架结构的一框架梁的计算输出配筋如图1：
这个时候结构设计人员配拉通面筋时可以用220、218、216，相应的支座分别为420、518、616；无论是那一种配筋都可以满足计算要求，但仔细研究发现，只有采用拉通筋是216时才最节约钢材，节省造价。
（2）避免在框架柱支座处出现太多钢筋直径种类。如一框架梁计算结果输出如下图2。
当框架梁拉通面筋选用222时，中间支座的左端面筋选用822，4/4即可满足计算要求，中间支座的右端面筋可选用422，也可选用222+218.这两种配筋方法比较看来422是比222+218节省了一点，但鉴于左边支座已经采用最合理的配筋方案了，所以在配右边支座钢筋时为了避免在支座处出现多种类直径的钢筋而不能使支座钢筋拉通而最好选用422。况且框架柱节点核心区如果有许多刚筋锚入，会导致框架柱节点核心区的混凝土也不容易浇筑密实，给施工质量留下隐患。
（3）在满足计算配筋的情况下尽可能选用细而密的钢筋。图2中的第一跨的底筋配筋可选用220，也可选用316，虽然这种配筋方法所需的钢材量基本相同，但是笔者认为此时底筋最好选用316，因为选316时就可以减少钢筋的间距，更有效的防止裂缝的出现。
5. 笔者的心声
通过上述四个重要方面的讨论，建筑结构设计人员不仅要从理论上去选择更为合理的建筑结构方案，具体到配筋，更要运用“结构杆系最佳组合”设计理论。仔细比较、反复验算，做到物尽其力，以最少的工程资源的消耗、最大的工程材料内力的发挥。达到结构工程设计投入产出差值的最大化。
[文章编号]1006-7619（2013）09-05-823