建筑工程框架結構設計研究

牛春霞

摘 要：隨著經濟的快速發展和現代化建設進程的不斷加快，我國的建筑行業發展迅猛，取得了輝煌的成就，同時對建筑工程項目的質量也提出了更高的要求，使建筑企業面臨著更大的挑戰和機遇。但是，當前建筑工程框架結構設計中還存在一些問題。鑒于此，研究建筑工程框架結構設計中存在的問題以及解決措施這一課題是十分必要的，具有重要的現實意義。

關鍵詞：建筑工程；框架結構；結構設計

1 前言

鋼筋混凝土框架結構雖然相對簡單，但設計中仍有很多需要注意的問題，只有熟練地掌握規范，并具有良好的結構概念，才能設計出既安全又經濟適用的優秀作品。文主要闡述了工程框架結構設計的原則，表明了工程設計的依據，對建筑工程框架結構設計提出的建議措施。

2 建筑工程框架結構的定義及設計原則

一般情況下，建筑工程框架結構設計的原則為抗震驗算時采用的剛性、剛柔、柔性理論計算受到不同樓蓋及布置 （ 整體性 ） 的決定，場地土類別應該是特別注意的一個問題。雙向梁柱承重體系應該是框架結構設計的首選體系，但是也允許在一框架梁上搭設一部分另一框架梁。應給予垂直地震作用的設計以充分的重視，從震害分析，相關規范中嚴重缺乏較強的垂直地震作用。避免雨蓬從填充墻內出挑。如果雨蓮、陽臺等處梁的跨度較大，則應該考慮抗扭。在考慮抗扭的過程中，梁中心線處板的負彎矩和跨度的 1/2 之積就是扭矩。磚混結構應該從出屋面的樓電梯間的設計中排除。粘土空心磚應該是砌筑框架結構中電梯井壁的主要材料，但是磚墻承重應該不在考慮范圍之內，而應該使每層的墻體重量被每層的梁承托。梯井四角加構造柱，如果具有較高的層高，則應該將圈梁加在門洞上方位置。由于樓電梯間具有較為偏僻的位置，因此梯井采用混凝土墻時具有極大的剛度，不將剪刀搶加在其他地方，因為這樣不利于部分梯井和整體結構的和諧。

3 建筑工程框架結構設計中存在的問題

3.1 建筑工程框架結構的牢固性較差

框架結構設計方案不夠合理建筑工程框架結構的牢固性直接關系到整體建筑工程的安全性，雖然這個問題大家都已經意識到，但是在設計中，框架結構不穩定的情況仍然是普遍存在的一個重要問題，從而導致建筑工程抗擊地震、火災等重大破壞性事故的能力非常弱，因此，在框架結構的牢固性方面還需要進一步加強。

3.2 構造柱和承重柱的區分問題

對構造柱和梁進行合理的設計非常重要，這能夠有效地防止墻體裂縫情況的發生，從而提高建筑物整體的抗震性能。但是在實際的設計工作中，有很多設計人員沒有對構造柱和承重柱進行明確的區分，從而導致框架結構容易出現沉降和裂縫情況，降低了建筑工程框架結構整體的穩定性。

3.3 板設計和配筋設計工作不到位

板設計和配筋設計是建筑工程框架結構設計中非常重要的組成部分，需要根據板長邊和短邊長度的差距確定設計的具體方式，這樣才能提高設計的科學性，但在實際的設計中，對這方面的工作沒有做到位，從而影響到整體設計的質量。另外，在建筑工程框架結構設計中，設計人員還特別容易忽略環境因素的影響，從而給整個工程框架結構帶來巨大的安全隱患。

4 針對建筑工程框架結構設計中存在問題的解決措施

4.1 確定最佳的框架結構設計方案

建筑工程框架結構的設計方案主要包括以下幾個方面的內容：框架的選擇、基礎設置以及結構措施等?？蚣芙Y構是由一些結構性的構件組成的，它們之間連接的方式是節點，通過節點的連接可以使整個框架產生垂直和水平荷載的能力。針對一些高層的建筑工程，在選擇框架結構時還要考慮水平荷載等因素。另外，為了提高整個建筑工程框架結構的抗震性能和穩定性，桿件剛接體系是一個最佳的框架結構選擇。

4.2 設計內力組合，提高建筑工程的抗震性能

在建筑工程框架結構設計中，對于抗震設計的關鍵點就是設計內力組合，因此需要在調整結構抗震系數的基礎上進行科學的設計。在進行抗震設計時，需要注意的一點就是構件材料的強度要大于不考慮抗震要求時的材料的強度，并且還要對抗震系數進行不斷的調整，從而提高建筑工程的抗震能力。

4.3 做好板設計和配筋設計工作

板設計和配筋設計是框架結構設計中非常重要的內容。因此，做好板設計和配筋設計工作非常重要。在對這方面進行設計時，一定要全面分析板長邊以及短邊長度，當長邊與短邊比值大于3時，可按沿短邊方向的單向板計算，但應沿長邊方向布置足夠數量的構造鋼筋；當長邊與短邊比值介于2 與3之間時，宜按雙向板計算；當長邊與短邊比值小于2時，應按雙向板計算。當然，在實際的設計工作中，還需要根據結構板的實際大小來采用靈活的方式進行設計。在板設計和配筋設計工作中，需要對連續雙向跨版的最大彎矩進行分析和計算，這時候一定要結合具體的荷載分布情況對滿布荷載進行分解處理，并且對間隔進行合理的布置。一般在實際的工作中，會對支承中間柱位置的格板進行加固，并且還要結合實際的支承，將所有的格板的彎矩計算出來，然后再將所有的彎矩進行疊加，最后確定出最大的彎矩。

4.4 抗震設計問題及處理對策在當前的建筑框架結構中

大部分山區是運用防震技術的主要地區。隨著人們抗震意識的普遍增強和建筑結構的快速發展，我國的高層建筑越來越多，因此框架結構的防震技術的應用已經顯得極為必要。一般情況下，抗震設計主要需要處理兩個問題，一個是薄弱層處理措施，另一個是柱防震措施。薄弱層是指結構在地震較為強烈的情況下首先屈服并由較大的彈塑性位移產生的部位，設計地震作用下抗震承載力的要求能夠在這些部位的承載力下得到有效的滿足，出現的唯一條件是地震烈度在 7 度及其以上。薄弱層作為一個結構層，極不利于抗震，原則上應該將薄弱層的出現幾率降低到最低限度。加大薄弱層的抗側移剛度是對薄弱層出現進行有效預防和避免的最為基本的方法，也就是說，將薄弱層的柱截面或梁截面加大。在條件許可的情況下，可以將該層層高改變或將基礎埋置深度最大程度地減少。如果無法對薄弱層的出現進行有效的預防和避免，則應該嚴格依據規范規定的措施進行結構計算和出圖。一方面應該認真驗算薄弱層的地震剪力的 1.15 倍的放大系數，另一方面還應該認真驗算結構的樓層屈服強度系數。樓層受剪承載力和樓層彈性地震剪力的比值就是樓層屈服強度系數，其中計算前者的依據是構件的實際配筋和材料強度的標準值，計算后者的依據是罕遇地震作用標準值，如果一個地區的地震烈度在 7～9 度之間，同時結構樓層的屈服強度系數在 0.5 以下，則應該彈塑性變形驗算結構。在柱的抗震設計措施方面，首先，把握好柱截面尺寸。如果柱具有過大的平均剪應力，那么柱就會產生脆性剪切破壞。同時如果柱具有過大的平均壓應力或軸壓，那么柱就會產生混凝土壓碎破壞。因此柱截面的寬度和高度應該在 300mm 以上，剪跨比應該在 2 以上，只有這樣才能保證柱的延性充分。如果具有較低的剪壓，那么延性就會較好，一般情況下 . 柱端截面的平均剪應力應該在 3N/m2 以下。其次，在柱縱向鋼筋的配置方面，應該使最小配筋率滿足《抗震規范》要求，同時使縱向鋼筋連接方法符合《高規》，從而使充分的延性得到切實的保證，并在配筋過程中使柱中縱向鋼筋對稱得到有效的保證。

5 結束語

近年來，隨著建筑業的不斷發展和建筑結構的不斷進步，建筑框架結構逐漸呈現出不同的問題，這是不可避免的。我們必須認真分析這些問題，找到解決的方法途徑，遵循建筑工程框架結構設計原則，結合實際經驗，是使建筑設計更加合理、科學。使我們的建筑更加安全舒適。