框架結(jié)構設計在建筑結(jié)構設計中的應用研究

閆帥 陳帥

【摘 ?要】在建設工程中，由于框架結(jié)構設計具備難度大、設計復雜等特點，所以，設計人員需要做好框架結(jié)構和建筑工程結(jié)構的設計，嚴格控制鋼筋梁、柱的施工質(zhì)量，并做好混凝土配比的把控，避免出現(xiàn)混凝土裂縫等現(xiàn)象，導致建筑物的整體質(zhì)量受到影響。所以，設計人員需要不斷提升自己的專業(yè)知識技術，端正工作態(tài)度，才能夠發(fā)揮出框架結(jié)構設計的最大價值。因此，本文將對框架結(jié)構設計在建筑結(jié)構設計中的應用進行研究。

【關鍵詞】框架結(jié)構設計;建筑結(jié)構設計;應用研究

引言

建筑框架結(jié)構科學合理的設計能夠最大程度的利用建筑空間，實現(xiàn)平面布局管理，讓整個建筑物的設計顯得更加具有層次感。因此，建筑框架結(jié)構在建筑領域中，直接影響著整個建筑的質(zhì)量。由于在實際工程施工過程中，建筑單位過于注重建筑物的美觀和框架結(jié)構的質(zhì)量，導致施工管理存在問題，使得整個建筑工程質(zhì)量被影響。

1、框架結(jié)構的概念和特點

1.1框架結(jié)構的概念

在建筑結(jié)構中，框架結(jié)構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)構連成的。因此，梁和柱組成的框架結(jié)構能夠共同地域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)構的特點

由于框架結(jié)構具備造價低廉，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)構的梁、柱等構建還有利于實現(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)澆混凝土框架技術滿足建筑結(jié)構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)構的合理布置。

1.3框架結(jié)構的原則

框架結(jié)構的設計原理更加簡單（1）分為三個原則：剛性-延性（剛性-延性）。框架結(jié)構既要支承建筑的自重又要靈活，所以框架結(jié)構必須堅硬柔軟。因為建筑物不能承受重量，太柔軟，不靈活，所以應該避免不能靈活變形的情況。（2）多方防御原則。高層建筑施工完成后也會受到外部的影響，為了確保框架結(jié)構的安全，必須加固層次，保證建筑工程的質(zhì)量。（3）第一和第二原則。由于每個框架結(jié)構具有不同的作用，因此設計者必須清楚地區(qū)分每個部分的主要關系和次要關系，并集中注意力以調(diào)整整體。防止每個版本在外部入侵中互相協(xié)作工作。例如，在整個框架結(jié)構中，柱梁同時存在，但是如果受到外力的攻擊，柱將承擔整個穩(wěn)定建筑的責任。因此，柱子在設計時充當主梁，梁則充當次梁。但是次要的不重要，次要的不能忽視其功能性。

2、房屋建筑混凝土框架設計流程

建筑混凝土框架設計過程比較復雜，但大多數(shù)情況下選擇框架數(shù)據(jù)或材質(zhì)的不同部分，而住宅建筑與其他項目不同，如果某些數(shù)據(jù)不正確，可能會毀壞整個建筑，并影響居民的生活和安全。對建筑有重大貢獻的框架應特別注意每個設計過程。（1）選擇截面尺寸;剖面的選擇是房屋混凝土框架設計的前提和基礎。混凝土結(jié)構設計規(guī)范明確指示梁和柱截面尺寸的選擇。此外，根據(jù)柱梁的特性，線剛度比例可以確保大于1、保證柱強、梁弱、節(jié)點強。這主要是因為柱自身需要非彈性狀態(tài)，以便在外力入侵的情況下固定建筑物。ü（2）確定梁和柱的適當加固比例上述框架結(jié)構設計中的適當原則指出，框架梁的加固也必須按照適當?shù)脑瓌t進行設計。混凝土結(jié)構設計規(guī)范包含框架梁增加或減少后可以配合的最大和最小加固比例的詳細尺寸標注。此外，框架梁的加固速度值與地震的抗震等級和混凝土軸心坑抗拉強度和鋼筋抗拉強度的比例相關。因此，在設計中必須重視梁、柱的加固比。

3、建筑框架結(jié)構設計優(yōu)化策略

3.1避免過多出現(xiàn)短柱

設計師充分考慮短柱問題，并且如果短柱本身的抗震性能不好，則會影響結(jié)構的整體穩(wěn)定性和安全性，因此會采取有效措施進行建筑框架結(jié)構的優(yōu)化設計。此處要強調(diào)的是，設計框架結(jié)構時，樓梯間中平臺梁的存在可能會導致短柱的出現(xiàn)在本質(zhì)上是不可避免的。這必須嚴格按照國家當前的抗震設計規(guī)范進行處理，例如復合螺旋帶、分割柱、鋼筋混凝土柱和混凝土鋼柱。此外，如果第一層上的所有框架柱都是短柱，且柱和柱之間的剛度相對均勻，則不需要特殊操作，因為可以保證結(jié)構穩(wěn)定性。

3.2合理設計梁柱中心線

在建筑框架結(jié)構中，梁和柱的中心線在優(yōu)化設計中起著重要作用，因此設計者必須充分注意。另一方面，請確保框架梁和框架柱的中心線設計符合當前規(guī)范標準的要求。換句話說，如果梁柱中心必須相符，并且從中心線發(fā)生偏移，則必須考慮梁柱接頭核心區(qū)域的偏心影響和施工影響。另一方面，如果偏心率太大，則可以采取措施，例如，如果偏心率超過相應方向柱寬度的四分之一。液體和處理完畢的梁在檢查剪切壓力比和彎曲承載力時，應忽略液體和截面的有利影響，以避免檢查結(jié)果偏離。

3.3運用有效的構造措施

3.3.1短柱處理

設計大跨度柱網(wǎng)絡的框架結(jié)構時，必須充分考慮樓梯間位置處框架柱和平臺梁之間的連接問題，在這種情況下，樓梯間位置處的柱可能會形成短柱。為此，設計師可以加密短柱的整個箍筋長度，以便在特定設計過程中處理短柱的構造，從而進一步提高框架結(jié)構的穩(wěn)定性。此外，如果外部框架柱具有易于形成短柱的連續(xù)窗相交梁設置，則可以采取有效的構造措施。

3.3.2結(jié)構超長

當框架結(jié)構的長度超過規(guī)范允許的限值時，為防止裂縫出現(xiàn)，可采取補償混凝土的方式進行處理。

3.3.3節(jié)點箍筋控制

在建筑框架結(jié)構的最佳設計過程中，設計者必須嚴格控制框架節(jié)點等號比率，以根據(jù)當前標準規(guī)范中指定的要求避免不必要的問題。此外，請確保默認柱等號加密區(qū)域的范圍不超過柱凈高度的三分之一。

3.4對計算參數(shù)進行優(yōu)選

根據(jù)當前地震設計規(guī)范要求計算建筑框架結(jié)構的相關參數(shù)時，應充分考慮建筑所在位置的地震分區(qū)，以確保基本地震加速度的值合理可行，從而提高框架結(jié)構的整體抗震性能。如果框架結(jié)構具有填充墻，則計算結(jié)構剛度超過理論計算結(jié)果的地震效果會更小，框架結(jié)構的不穩(wěn)定性也會增加。為避免出現(xiàn)此問題，設計師必須根據(jù)填充墻的特性合理選擇0.7到0.9范圍內(nèi)的結(jié)構周期減少系數(shù)。框架結(jié)構優(yōu)化設計充分考慮可變載荷最不利的布局問題，以避免計算結(jié)果過度偏差。此外，為了提高結(jié)構的安全性，在計算框架結(jié)構時使用梁剛度放大系數(shù)，必須合理選擇此系數(shù)，中間梁必須為2.0，側(cè)梁必須為1.5。

3.5合理選擇分析軟件

ABAQUS是一種通用有限元分析軟件，可有效處理非線性計算能力和高效率的復雜空間問題。perform-3d是一個專用的有限元軟件，具有計算重力的次要效果和通過纖維截面模擬梁和柱單位的建模功能。satwe使用空間構件模擬框架結(jié)構中的梁和柱，并模擬剪力墻的實際力狀態(tài)。設計師可以在執(zhí)行特定項目設計時合并結(jié)構件結(jié)構的特性，從而合理地選擇其中的一些分析軟件。行業(yè)專家還建議加強對分析軟件的研究，根據(jù)實際需要改進和改進軟件程序，以便為建筑框架結(jié)構設計提供更好的服務。

結(jié)束語

當前，我國建筑行業(yè)進入到了快速發(fā)展的階段。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)構設計也產(chǎn)生了較高的要求。而建筑的框架結(jié)構作為建筑物里面的一個基本結(jié)構，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)構設計來實現(xiàn)建筑物空間的合理布局。

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