建筑工程框架結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)

張羽

【摘要】建筑工程框架結(jié)構(gòu)是整個(gè)建筑主體構(gòu)造的一個(gè)重要部分，屬于建筑整體承載力的一個(gè)核心。建筑工程項(xiàng)目的建設(shè)質(zhì)量受到框架結(jié)構(gòu)的合理性以及質(zhì)量的直接影響。筆者在本文中分析了建筑工程框架結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)，希望能產(chǎn)生一定的參考作用。

【關(guān)鍵詞】建筑工程；框架結(jié)構(gòu)；工程設(shè)計(jì)

引言

不管是什么類(lèi)型的建筑工程，都必須要以框架結(jié)構(gòu)作為設(shè)計(jì)和建設(shè)的依據(jù)，如果沒(méi)有框架結(jié)構(gòu)，整個(gè)工程的施工將無(wú)法開(kāi)展。建筑工程框架結(jié)構(gòu)對(duì)于工程項(xiàng)目之所以如此重要，是因?yàn)檎麄€(gè)建筑工程項(xiàng)目的施工質(zhì)量、后續(xù)安全保障和建筑工程框架結(jié)構(gòu)有很大關(guān)系。框架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是一種框架形式，但是它包括有很多的內(nèi)容，比如柱體結(jié)構(gòu)、梁柱結(jié)構(gòu)等。

1、建筑工程框架結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)原則

框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)遵守多防線原則、抓大放小、打通關(guān)節(jié)原則以及彈性適中原則。首先是彈性適中原則，說(shuō)的是框架結(jié)構(gòu)不宜過(guò)于剛硬，若是剛硬度太大，就會(huì)造成框架沒(méi)有很好的變形能力，若是出現(xiàn)了皮懷里的話，往往會(huì)導(dǎo)致建筑物出現(xiàn)局部損壞的情況；但是太過(guò)柔和也不行，雖然太柔和會(huì)降低受到外力的作用，然而卻很有可能導(dǎo)致建筑物出現(xiàn)太大的變形，最終導(dǎo)致建筑物出現(xiàn)整體傾覆；其次是多防線原則，這一原則指的就是結(jié)構(gòu)體系的安全水平要取決于設(shè)防層數(shù)，若是真的出現(xiàn)了災(zāi)難，全部的抵抗機(jī)構(gòu)都會(huì)共同合作來(lái)實(shí)現(xiàn)維持建筑物穩(wěn)定的目的；在對(duì)框架結(jié)構(gòu)開(kāi)展設(shè)計(jì)的時(shí)候筆者建議要多寄到防線；再次是打通關(guān)節(jié)原則，這一原則指的是在開(kāi)展結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候要盡可能地打通結(jié)構(gòu)中的關(guān)節(jié)，讓結(jié)構(gòu)受到的外力影響在關(guān)鍵部位都可以暢通，盡可能地減小外力的侵襲；最后是抓大放小原則，說(shuō)的是按照不同構(gòu)件的起到的作用將其進(jìn)行種類(lèi)劃分，在建筑受到外力沖擊的時(shí)候可以相互協(xié)作來(lái)對(duì)外力的破壞作用進(jìn)行防御。

2、建筑工程框架結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)

2.1 建筑工程框架柱設(shè)計(jì)。開(kāi)展框架柱設(shè)計(jì)工作中，尤其要確保設(shè)計(jì)符合如下的一些規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)：第一個(gè)是設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)柱網(wǎng)時(shí)必須要完全掌握結(jié)構(gòu)傳力體系的相關(guān)知識(shí)，設(shè)計(jì)出來(lái)的柱網(wǎng)不能相悖于合理結(jié)構(gòu)的受力規(guī)范條件，間隔距離也要講究，不能間隔差異過(guò)大的情況。除此之外，框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)也非常講究，首先是確保對(duì)豎向載力有足夠的承受力，另一方面還要確保對(duì)相應(yīng)的水平載力有足夠的承受力。其次是要先對(duì)建筑的功能需求有一個(gè)準(zhǔn)確的把握，然后才能在此基礎(chǔ)上進(jìn)行柱網(wǎng)的設(shè)計(jì)。比如，若是某一建筑功能是被定義為酒店或者居民小區(qū)的話，為了滿足人們的居住習(xí)慣，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)柱網(wǎng)的時(shí)則要多加考慮隔墻方面的一些要求。通常來(lái)說(shuō)，在建筑工程里，要想實(shí)現(xiàn)弱化柱網(wǎng)在使用功能方面的作用的話，最好是將縱橫墻交叉點(diǎn)位置作為柱的放置點(diǎn)。還有一個(gè)不可忽略的要點(diǎn)，那就是在設(shè)計(jì)柱網(wǎng)的時(shí)候應(yīng)盡可能給人們帶來(lái)更大的便利，并且在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，要對(duì)構(gòu)建尺寸的標(biāo)準(zhǔn)化和模數(shù)化、施工的便利性開(kāi)展綜合考量，不僅要確保梁與板符合規(guī)則要求，還要力求簡(jiǎn)單。

2.2 建筑抗震設(shè)計(jì)。依據(jù)建筑的結(jié)構(gòu)類(lèi)型、設(shè)防烈度以及高度，將建筑物的框架結(jié)構(gòu)劃分為四個(gè)抗震等級(jí)，也就是一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)、四級(jí)。在這些標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范中還對(duì)不同的抗震等級(jí)下的框架結(jié)構(gòu)做出了明確規(guī)定，要求框架一定要符合構(gòu)造需求和結(jié)構(gòu)計(jì)算要求，就算是建筑物面臨一樣的地震烈度，但是由于框架結(jié)構(gòu)之間的差異，建筑物也會(huì)有不同的抗震需求。另一方面，在設(shè)計(jì)人員在對(duì)建筑工程做出抗震設(shè)計(jì)時(shí)，必須要對(duì)了解什么是規(guī)則結(jié)構(gòu)，什么是不規(guī)則結(jié)構(gòu)，對(duì)兩者進(jìn)行明確的區(qū)分，在設(shè)計(jì)的時(shí)候了解到不規(guī)則結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)任何不利位置的話，則要及時(shí)選擇有效措施來(lái)解決這些問(wèn)題，這樣就可以增強(qiáng)不規(guī)則結(jié)構(gòu)的抗震功能。

2.3 結(jié)構(gòu)高度設(shè)計(jì)。我們可以從建筑工程設(shè)計(jì)的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)和國(guó)內(nèi)外對(duì)于相關(guān)震害的研究中了解到，建筑框架結(jié)構(gòu)不可以有太高的高度。若是建筑物的框架層數(shù)越來(lái)越大，那么建筑物就會(huì)有更大的水平位移，層數(shù)的增加也會(huì)加大框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力，同時(shí)若是建筑物的樓層數(shù)到了一定數(shù)值的話，豎向負(fù)荷的內(nèi)力要顯著小于水平負(fù)荷所產(chǎn)生的內(nèi)力。這種情況下，水平負(fù)荷就成為了對(duì)設(shè)計(jì)起主要控制作用的負(fù)荷，豎向負(fù)荷就只是輔助作用，然而這個(gè)時(shí)候建筑工程里的框架結(jié)構(gòu)擁有的優(yōu)越性就難以體現(xiàn)出來(lái)。就強(qiáng)度上來(lái)分析，隨著建筑工程層數(shù)的以及高度的逐漸增加，不管是豎向負(fù)荷內(nèi)力還是水平負(fù)荷內(nèi)力都會(huì)變大，然而和豎向負(fù)荷比起來(lái)，水平負(fù)荷所出現(xiàn)的這樣的內(nèi)力，它的增加速度顯然要快得多。從剛度方面來(lái)說(shuō)，若是建筑物高度漸增的話，建筑的寬高比也會(huì)逐漸縮減，受到水平負(fù)荷的作用，這樣的建筑物的框架結(jié)構(gòu)柔性同樣會(huì)逐漸增加，這個(gè)時(shí)候，建筑層間的主要的控制因素就變?yōu)榱怂轿灰啤?/p>

2.4 建筑工程的梁格設(shè)計(jì)。筆者通過(guò)分析框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)內(nèi)容可以了解到，根據(jù)樓面豎向荷載不同的傳遞路線，我們可以把框架分為如下的三種類(lèi)型，一是縱向框架稱重，二是橫向框架稱重框架，最后一種我們稱之為縱橫向框架共同稱重框架。在上述的幾種框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，縱向框架稱重框架同時(shí)也被叫做橫向開(kāi)展框架稱重梁的設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)方式不像縱向進(jìn)行連系梁的設(shè)計(jì)需要有那么多的跨數(shù)，順著橫向開(kāi)展主框架梁的設(shè)計(jì)，對(duì)梁截面要加大，通過(guò)這種方式來(lái)讓建筑物獲得更理想的橫向抗側(cè)剛度，之所以要選擇這種方式，是因?yàn)槠淠軌驅(qū)⒖v橫向剛度與結(jié)構(gòu)拉得更近；第二種是縱向框架稱重結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，它是指重梁的設(shè)計(jì)要選擇在縱向方向開(kāi)展，而系梁的設(shè)計(jì)要順著橫向的方向進(jìn)行，一般來(lái)說(shuō)這樣的設(shè)計(jì)方式會(huì)使得建筑工程橫向抗側(cè)剛度降低的結(jié)果，就受力方面而言顯得不夠合理。所以，這種設(shè)計(jì)方式通常不會(huì)被運(yùn)用在實(shí)際工程里；最后一種設(shè)計(jì)方式為縱橫向稱重方式，它是指在開(kāi)展框架承重梁的設(shè)計(jì)時(shí)順著縱橫方向進(jìn)行設(shè)計(jì)，樓面的負(fù)荷就是被通過(guò)這樣的形式來(lái)承受的。選擇了這樣的設(shè)計(jì)方式，通常就代表著建筑結(jié)構(gòu)的框架柱是一類(lèi)雙向偏心受壓構(gòu)件，這樣的一種構(gòu)件也被人叫做空間受力體系，也有人把這種框架叫做空間框架。這樣的設(shè)計(jì)具有優(yōu)良的整體工作性能，所以能夠在眾多的建筑工程框架設(shè)計(jì)中運(yùn)用。

3、結(jié)語(yǔ)

總而言之，不管是什么類(lèi)型的建筑工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)與建設(shè)工作，都不能離開(kāi)框架結(jié)構(gòu)而開(kāi)展，框架結(jié)構(gòu)對(duì)于整個(gè)工程建筑有著舉足輕重的意義。我們只有對(duì)框架結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)進(jìn)行更深入的研究，才能在這方面取得更大的進(jìn)展，為建筑工程的發(fā)展做貢獻(xiàn)。