綜述建筑工程中框架結構與設計

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摘要：隨著建筑業的飛速發展，框架結構普遍應用于建筑設計中。框架結構的出現有效的改變了原始砌體結構的自重大、工作繁重、抗拉抗彎性能低、材料用量大等缺點。但框架結構在建筑過程中的實際設計仍然存在著一些問題。因此，本文從實際運用中，對框架結構設計時應注意的問題展開全面的分析。

關鍵詞：建筑工程；框架結構；抗性

框架結構是由梁、柱構件通過節點連接組成的，主要起到抵抗水平和豎向承重的作用。因此，框架結構的設計是整個建筑工程中最基本也最關鍵的工作。在設計中一旦框架結構設計不合理，就會造成整個建筑工程存在安全隱患。為確保建筑工程的安全性，設計者在整個設計的過程中必須要綜合考慮會出現的問題。

一、框架結構的主要分類

（一）按照框架結構的施工方法分類

1、現澆整體式框架：這一框架結構中全部構件都是在現場用鋼筋混凝土澆注成整體，它所具備的優點是整體性和抗震性能好，比其它形式的結構節省材料，構件尺寸不受標準構件限制。但現澆整體式框架對模板的用量較大，因此現場的濕工作較多，容易導致施工周期長、冬季施工困難等情況。

2、裝配式框架：這一框架結構中梁、板、柱全部構件都是預制裝配，所有的構架可以在現場完成焊接、拼裝和連接工作，裝配式框架所使用的構件可以在工廠內進行大批量的生產，在現場進行裝配即可，因此可以保證構件的質量同時還能夠節約模板用量。可有效改善施工條件，加快現場的施工進度，但裝配式框架中節點構造會導致整體性差，抗震性差，節點預埋件較多，用鋼總量大。

3、半現澆框架：這一框架結構中梁、柱都是現澆而成，樓板、梁板是預制或裝配而成，半現澆框架有兩種常見，一種是梁、柱現澆，板預制；另一種是柱現澆，梁、板預制。這種構架方法，節點構造較簡單，梁柱整體受力性好，同時樓板預制又可節約模板，省去了現場直模的麻煩。這一構架方式是目前使用最多的一種框架形式。

4、裝配整體式框架：這一框架結構中的梁和柱都可以預制裝配，裝配時通過局部現澆混凝土使構件連接成整體，構架的整體性和抗震性介于現澆和裝配式構架之間，保證了節點的剛度。這一結構方式比全現澆框架節省模板，也加快了施工進度，但增加了后澆混凝土的工序。

（二）按照框架結構的承載能力分類

1、底層框架結構：這一框架結構一般應用于對建筑物外觀要求較大和平面空間大的建筑中，在整個構架設計中，一般上層采用混合結構進行施工，有效的節約施工成本，同時使整個建筑構架具有上剛下柔的的特點，但抗震性較弱。

2：內構架結構：這一框架結構在使用時一般會將磚塊和鋼筋混凝土結合在一起，相對加強內構架的連接剛性，使整個建筑的抗彎性和整體性能好，但抗震性能就相對較弱，因此使用這一結構是有一定限制的。

3：全構架結構：這一框架結構的特點將底層框架結構和內構架結構整合在一起，在建筑工程當中有效的提高了建筑物的整體性能，并且具有較強的抗震性。

二、框架結構的設計要點

（一）框架結構的設計原則

1、剛柔相濟原則：在框架結構設計中若構架太剛硬就會導致其變形性差的情況，難以承受強大的破壞力，造成建筑物的局部損壞或全部受損。但若結構太柔，雖然能很好的減小外力的影響，但會引起建筑物的大幅度變形而發生全部傾覆。因此要保持建筑物剛柔相濟以確保建筑物的整體性能。

2、多防線原則：多防線顧名思義就是層層設防，在災難來臨之際，結構中所有可抵抗外力的構件都通力合作來維持建筑物的穩定，若把希望只寄存在單一的構件上對抵御災難是沒有任何作用的。比如說在土建筑結構中多肢墻的使用效果比單片墻要好，框架剪力墻的使用效果比純構架要好等這樣的例子都是體現了多防線原則的優點，因此在設計框架結構的時候要重視多防線的的設置。

3、抓大放小原則：在建筑中有“強柱弱梁”、“強剪弱彎”等說法，這些都是對設計框架結構抓大放小原則很好的運用。簡單地說，雖然整個框架結構體系是由各種構件協調組成一體的，但各個構件所起到的作用卻是天壤之別的。一旦說有破壞力襲來，每個構件發揮其自己的作用，協作在一起抵抗襲擊，這時候損壞是在所難免，但犧牲一些相對次要的構件以保證重要構件的完整，這也是保護整體構架穩定性的有效措施，最大可能的保證構架的完整性，盡量減少災難對建筑物帶來的毀滅性后果。

4、打通關節原則：這一結構的原則就是讓整個框架渾然一體，以達到在承受外力時整個構架能將外力迅速的消減和傳遞，一般在設計時，將整個框架結構中的關節盡量打通，當外力襲來時能夠在關節處暢通，有效的避免建筑物受外力的襲擊。因此在設計時要綜合評估和科學計算整個建筑物將會承受的外力，在設計時盡量打通框架結構中的關節使建筑物增強受力性，避免受到外力的破壞。

（二）框架設計的數據計算

在框架結構的設計中應該以計算結果為基礎設計整個框架結構，具體需要計算的內容有以下幾點：①計算整個構架的抗彎性；②計算整個構架的抗剪強度；③計算整個構架的局部承受力；④計算整個構架的折算應力；⑤計算構架的局部穩定；⑥計算整個構架的剛度。

（三）抗震性設計

在同樣等級的地震強度下，框架結構類型不同的鋼筋混凝土建筑具有不同的抗震要求。在所有的建筑設計中抗震指數都是按照國家抗震設計規范進行設計的，但是每個建筑的抗烈度、結構類型、高度都不相同，因此對建筑的抗震墻和框架結構分別劃分了等級1—4級。與此同時國家抗震設計規范中還規定不同抗震級數的框架結構應該使用不同的分析方法和計算方法。另外需要特別注意的是，在設計抗震級數的時候，為了達到建筑的整個抗震能力，要將規則和不規則的框架結構區分開來，如果忽視了不規則框架結構設計中存在的問題，就無法妥善的進行解決，可能就會對整個建筑物產生極大的負面影響，嚴重的會造成難以估量的損失。

結束語

隨著社會的不斷發展，城市人口急劇增長與集中，導致城市的不斷擴大，造成住房困難用地緊張等情況。因此，國內的建筑更多的趨向于高層建筑，框架結構的出現有效的改善了這種緊張的現狀。框架結構具有設計靈活、室內空間大，良好的的抗震性、延性、抗風性、抗雷性、整體性等優點，這些優點都被廣泛的應用在建筑工程中。

參考文獻：

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