建筑結(jié)構(gòu)設計中框架結(jié)構(gòu)設計的應用

曲功月

摘 要 隨著人們生活質(zhì)量的提升，人們對于建筑功能和建筑造型的使用需求變得越來越大，使得人們對建筑結(jié)構(gòu)設計也產(chǎn)生了較高的要求。本文結(jié)合建筑框架結(jié)構(gòu)設計概述及設計中存在的問題進行探討，進而分析框架結(jié)構(gòu)設計在建筑結(jié)構(gòu)設計中的應用。

關鍵詞 建筑結(jié)構(gòu)；框架；結(jié)構(gòu)設計

當前，我國建筑行業(yè)進入到了快速發(fā)展的階段，而建筑的框架結(jié)構(gòu)作為建筑物的一個基本結(jié)構(gòu)，能夠為人們提供更大的建筑空間。為此，為了合理使用建筑空間，設計師在進行建筑物設計的時候，通常會選擇框架結(jié)構(gòu)設計來實現(xiàn)建筑物空間的合理布局。但是在實際設計過程中，還存在著一些問題，導致建筑物的質(zhì)量受到了嚴重的影響。

1 建筑框架結(jié)構(gòu)設計概述

1.1 框架結(jié)構(gòu)的概念

在建筑結(jié)構(gòu)中框架結(jié)構(gòu)主要是以梁和柱的剛接或者鉸接來實現(xiàn)建筑物承重結(jié)構(gòu)連成的。因此，梁和柱組成的框架結(jié)構(gòu)能夠共同承載水平荷載和豎向荷載，而建筑墻體只是用于實現(xiàn)圍墻墻體分割的作用。

1.2 框架結(jié)構(gòu)的特點

由于框架結(jié)構(gòu)具備造價低廉，使用性能靈活、減輕建筑物自重、提高建筑工程質(zhì)量等特點，因此受到了各行各業(yè)的關注。同時框架結(jié)構(gòu)的梁、柱等構(gòu)建還有利于實現(xiàn)標準化、定型化等設計，有利于縮短建筑工程的施工工期，能夠運用現(xiàn)澆混凝土框架技術(shù)滿足建筑結(jié)構(gòu)的剛性需求和整體性需求，滿足梁、柱等截面的多樣化設計，有利于實現(xiàn)建筑物空間結(jié)構(gòu)的合理布置。

2 框架結(jié)構(gòu)設計在建筑結(jié)構(gòu)設計中的應用

2.1 建筑框架結(jié)構(gòu)基礎設計

我國很多框架結(jié)構(gòu)規(guī)劃大都是條形基礎或是獨立基礎，這樣一來地基截面規(guī)劃就要兼顧到地基變形情況和承載水平，以保證基地大小。地基表面的淺基層規(guī)劃除了需考慮到承載性能和變形要求外，還應當遵循經(jīng)濟性原則，嚴格管理成本。基于此，結(jié)合地基表面的結(jié)構(gòu)來篩選持力層施工，隨后全面研究各種條件，仔細研究建筑結(jié)構(gòu)的類型、外觀、實用性與穩(wěn)固性。設計人員在進行建筑框架結(jié)構(gòu)基礎部分設計的時候，需要采用柱下條基方式對節(jié)點處的基礎底部面積進行考慮，保證柱下擴展的基礎寬度和地基的均勻布置，如果存在不利因素，需要適當?shù)募訉捇A面積，保證基礎柱的埋深大于三米。如果還需要考慮建設地下室的地基承載能力，那就要做好地下室的防水處理，避免地下室外板出現(xiàn)外伸現(xiàn)象。同時，設計人員還需要保證建筑框架結(jié)構(gòu)的后澆帶設計長度，保證每隔四十厘米設置一個后澆帶，有利于提高建筑框架結(jié)構(gòu)基礎的牢固程度。

2.2 配筋結(jié)構(gòu)規(guī)劃

（1）框架外挑梁配筋規(guī)劃。在施工期間，建筑結(jié)構(gòu)的建設受到諸多外部因素的影響，挑梁設計便是影響因素之一。在規(guī)劃挑梁時，結(jié)構(gòu)占地面積因素與建筑結(jié)構(gòu)應用功能會極大影響到設計質(zhì)量。因為框架梁斷面與外挑梁斷面之間存在較大區(qū)別，因此，有些設計師就會將框架梁主筋擴展到外挑梁上，該種設計會極大有損結(jié)構(gòu)質(zhì)量。因而在計算研究時，員工一定要仔細研究框架外挑梁的承載狀況，合理配筋，進而加大承載水平，保障建筑質(zhì)量。

（2）框架柱配筋規(guī)劃。在普通的建筑結(jié)構(gòu)規(guī)劃中，框架柱配筋比例很低。在出現(xiàn)地震問題后，框架柱承受的扭轉(zhuǎn)剪力較大，而且還受到雙向偏心作用力，地震狀態(tài)下極易損壞內(nèi)柱，因此，在規(guī)劃框架柱配筋時，一定要兼顧到每個方面的受力狀況。在設計過程中，若建筑結(jié)構(gòu)處于的地基土質(zhì)比較松軟，此時能夠考慮增多框架柱配筋。而且，在設計中要提高箍筋對砼的制約性能，由此，建議設計師將框架柱箍筋模式設計成井字形或是菱形。

2.3 建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析

工程結(jié)構(gòu)的內(nèi)部豎向荷載與水平作用力存在明顯差別。在計算豎向荷載時，常用的方法包括分層法與彎矩二次分配方式。分層法計算的重點是將上下層兩部分的彈性支撐改成固定端支護，再用每個樓層的線剛度乘上0.9，進而獲取內(nèi)力值。但是，彎矩二次分配方式就要求重新分配與計算每個節(jié)點的不均衡彎矩，進而獲取數(shù)值。而水平作用力計算中，能夠采取反彎點法與D值法，值得注意的是，采用D值法得到的計算結(jié)果有很高的精準性，但是，當梁與柱線剛度太大時，反彎點法就更能突出精準度。因此，建筑結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析屬于一個細致而煩瑣的過程，要求設計師全面思考各方面因素，從而獲得精準的數(shù)值，提升建筑結(jié)構(gòu)的安全水平。

2.4 建筑物防震設計

防震性能設計屬于現(xiàn)代化建筑物設計的重難點，在實際設計中，設計師要明確梁高度數(shù)據(jù)的精準性與適用性，若設計與計算存在問題時，通常要堅持最大值原則，以防止因為梁剛度過小而產(chǎn)生太高的防彎安全儲備，從而引起安全故障。另外，在梁端負筋規(guī)劃中，就要遵守最小值原則，設計師要盡量選用最小負筋值，從而保證梁端塑性鉸的產(chǎn)生，同時，在設計中設計師還應確保梁端負筋量不大于需求值，針對跨中配筋能夠適當極大其寬度。需要注意的是，為便于建設框架結(jié)構(gòu)，能夠?qū)⒑团浣钕嗖?%的梁規(guī)劃為類配筋，進而簡化施工工序。

2.5 荷載取值規(guī)劃

在非地震規(guī)劃環(huán)境下，荷載基礎效應值的計算應當以可變性負荷效應管理與永久性負荷效應管理來確定，在取值過程中，需選擇所取值標準中最不利的數(shù)據(jù)。唯有選擇最不良的荷載組合，在設計過程方可計算結(jié)構(gòu)受到的外力，就是常見的荷載效應。這種荷載包括永久性荷載與可變性荷載，在計算建筑物框架的承重水平極限狀態(tài)時，要求將抗力與作用的設計值進行對應。

2.6 建筑框架結(jié)構(gòu)短柱設計

在建筑框架結(jié)構(gòu)設計中，設計人員需要做好柱凈高和截面高度的設計，保證柱凈高小于或者等于截面高度，如果高度為四米，則稱為短柱。由于短柱的承載力不高，因此，其抗震強度不大，容易導致建筑結(jié)構(gòu)受到破壞。因此，在框架結(jié)構(gòu)設計中，需要最大限度地避免短柱的出現(xiàn)，需要保證柱的承載能力，以此來提高框架結(jié)構(gòu)設計的合理性[4]。

3 結(jié)束語

綜上所述，隨著建筑工程框架結(jié)構(gòu)設計、施工技術(shù)的不斷創(chuàng)新，目前我國建筑工程框架結(jié)構(gòu)質(zhì)量有了明顯的提升。但是隨著社會的不斷發(fā)展，高層建筑規(guī)模的不斷擴大，必須要不斷總結(jié)經(jīng)驗，為提高框架結(jié)構(gòu)的使用效率，加強對框架結(jié)構(gòu)設計以及施工的重視，研究目前設計中潛在的隱患并進行解決，如此就能夠及時實現(xiàn)設計優(yōu)化目的，真正促進建筑行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

參考文獻：

[1] 葉單嘯.建筑框架結(jié)構(gòu)中梁柱節(jié)點的施工技術(shù)要點分析[J].工程技術(shù)研究，2018（03）：103-104.

[2] 馮琛.框架結(jié)構(gòu)設計中的幾個關鍵問題及應對措施[J].科學技術(shù)創(chuàng)新，2015（03）：224.