建筑結構設計中框架結構設計的應用

王明宇

摘? ? 要：在技術進步和質量意識不斷提升的基礎上，人們對建筑的質量有了更高的要求，因此在具體的建筑設計中，需要利用受力合理的結構形式。框架結構作為一種優勢明顯的結構形式，在現階段的建筑工程質量提升中起著重要的作用，因此對其設計等做具體的分析，實現其設計的優化十分的必要。本文研究多層建筑框架結構設計中的相關內容，旨在分析和總結問題，從而為框架結構設計的質量提升和結構的優質化應用打好基礎。

關鍵詞：多層建筑;框架結構設計;注意事項

1? 引言

在多層建筑的具體建設中，框架結構有重要的利用，但是從實踐分析來看，一些框架結構的設計不夠科學，其設計水準未達到實際施工要求水平，這造成了框架結構的穩定性和質量性下降，對整個工程的安全產生了不好的影響，基于此類現象，積極的分析框架結構，對其做設計的優化，提升其設計質量意義重大。

2? 建筑工程框架結構設計內容介紹

2.1? 框架結構的概念

框架結構由梁和柱銜接組成，它的主要作用是進行建筑承重。由于建筑中的墻體承擔是室內分割和圍墻的作用，因此墻體失去了以往意義中的承重作用。如果墻體采用新型的輕質材料，那么就會大幅降低整個建筑的重量，有利于框架結構的設計。

2.2? 框架結構的特點

框架以其低成本、低用料、高靈活性的特點被廣泛應用在建筑工程設計中。它除了能夠有效減輕建筑的自重，還能夠靈活分割空間，為建筑打造更加寬闊的空間。當前框架結構已經做到了標準化和定型化，能夠有效的縮短工期，保證工期能夠按時結束。而現澆的混凝土結構則能夠滿足建筑結構的整體性和剛需，并且良好的設計還能夠保證梁和柱截面形狀的多樣化。

2.3? 框架結構的原則

（1）剛柔適合原則。由于框架結構既要承擔起建筑的自重，又要保證靈活性，因此框架結構就必須要做到剛柔合適。避免太過柔軟而不能夠負擔建筑的重量，還要避免太硬而柔韌度不夠無法靈活轉變。（2）多道防線原則。高層建筑物在建造完成之后往往還會遭到來自外界的影響，特別是地震作用，因此為了保證框架結構的安全性，應該做到層層設防，保證建筑工程質量。（3）主次原則。框架結構的每種構件的作用都不相同，設計師應當分清各個部分的主次關系，能夠抓住重點，協調整體。以防在外力侵害中各個構件無法相互協作發揮作用。舉個例子，在整個框架結構中，柱梁同時存在，但是當收到外力侵襲時，柱要承擔穩定整個建筑的責任，此時在設計時柱就是主要，梁就是次要。但是要分清，次要不代表不重要，不能因為次要就忽略了其功能性。

3? 建筑混凝土框架設計流程

3.1? 截面尺寸的選擇

截面的選擇是房屋進行混凝土框架設計的前提和基礎。《混凝土結構設計規范中》明確標明了梁、柱截面尺寸的選擇依據。而且根據柱梁二者的不同特性還要保證其線剛度比值大于1，保證節點中強柱弱梁的實現。這主要是由于柱本身除了承受了更多的負載，在外力侵襲下需要有非彈性的狀態來穩固建筑。

3.2? 掌握梁、柱的適宜配筋率

上文我們提到在進行框架結構設計時要遵循適中原則，因此在設計框架梁的配筋時也應當遵循適中原則。《混凝土結構設計規范》有對框架梁增大或減少之后所適配的最大和最小配筋率有詳細的要求。而且框架梁的配筋率數值與地震的抗震等級以及與混凝土軸心坑拉強度和鋼筋抗拉強度的比值也有關。因此在設計中一定要重視梁、柱的配筋率。

4? 多層框架民用建筑的結構設計中的問題

4.1? 計算簡圖不合理

在多層框架民用建筑的結構設計中，需要涉及大量的計算草圖。這些計算草圖的精度也是保證后期施工有效進行的必要條件和依據。因此，要求相關設計人員能夠合理、準確地判斷計算草圖。但在實際的結構設計中，仍然存在一些不合理的計算草圖。一些設計人員雖然能夠熟練運用軟件，但是對受力及計算草圖不明確，對受力路徑不清楚。例如：一層的局部帶地下室的框架結構，在框架柱的計算過程中，應合理的分析其受力，當地基埋深時，地下部分也需要單獨設置標準層，并準確地將填充墻的荷載輸入到基礎梁上，其它的框架柱計算長度取其實際情況進行計算。故首先要會分析傳力途徑，準確判斷計算草圖，才能更準確地建模，才能判斷軟件計算結果的正確與否。

4.2? 框架柱的配筋調整存在不合理

框架柱的配筋在框架體系中占有重要地位，直接影響到結構的安全。因此，在多層框架結構設計中，必須注意框架柱配筋的調整，以保證施工方便，滿足后期安全使用的要求，但在實際的結構設計中由于不同設計人員對規范的理解存在偏差，對框架柱配筋的調整是不合理的。不能嚴格按照規范要求對框架柱進行配筋。在框架柱的配筋過程中，過分依賴計算機輔助軟件建模和配筋結果，容易導致配筋不合理。在地震或自然災害情況下，框架柱在扭轉剪力和雙向彎矩作用下，不能滿足抗震要求會造成破壞。另外，在框架柱的配筋設計中，往往忽視了施工的便利性，如梁柱節點配筋過密，給混凝土澆筑帶來困難，導致施工質量的下降和建筑物抗震性能的大幅度降低。

5? 多層建筑框架結構設計問題解決

5.1? 強化設計的系統性和細節性

要對框架結構的系統性和細節性做設計強化。從具體的分析來看，所謂的框架結構指由梁和柱以鋼筋相連接而成，構成承重體系的結構，即由梁和柱組成框架共同抵抗使用過程中出現的水平荷載和豎向荷載。從概念理解來看，框架結構需要抵御水平荷載和豎向荷載，而如果結構的受力和承重出現了不均衡的局面，那么具體的荷載抵御會出現區域差異，這對于框架安全十分的不利，因此在具體的設計中需要對多層建筑的實際荷載做科學計算，然后以荷載為基礎確定框架結構，進而對框架機構的具體受力做調整，這樣，框架的系統性更好，其質量提升的目標得以實現。再者，在強調系統性的時候，一些細節，比如角度等問題也要注意分析和優化。

5.2? 做好必要的設計優化

①對配筋問題做解決和優化。在框架結構的基礎上分析具體的受力，然后根據鋼筋等的規格做出配筋和合理調整，這樣，配筋的利用效果提升，框架結構的支撐力和穩定性也會顯著的提高。②對裂縫問題做處理。從具體的框架結構設計來看，一些裂縫的存在是必須的，但是在寬度需要維持在標準的范圍之內，因此需要在荷載與受力的基礎上對裂縫的存在數量、寬度做科學計算，從而在設計中實現優化。

5.3? 提升設計的專業水平

①設計技術的專業性。目前的信息技術、計算技術、網絡技術等在具體的設計中有著普遍性的應用，所以為了實現設計的優化，設計部門可以構建三維模型，利用模型做基礎數據計算調整，這樣，設計的優化效果會更加的顯著。②人員的專業知識。在具體的設計中，人員不僅要有專業的理論知識儲備，還要有具體問題處理的能力，這樣，在設計實踐中其才能針對實踐做出具體的設計調整。簡單來講就是具體的設計工作需要從技術和人員方面體現專業性，這樣，設計的問題得到解決，水平也會有進一步的提升。

6? 結束語

多層建筑結構在目前的建筑工程中普遍的存在，這種結構的受力較為復雜，所以為了維持其穩定性，一般都會利用框架結構做施工，因為此種結構可以對復雜的受力作調整，從而降低施工難度，提升其質量。為此需對框架結構的利用效果進行提升，分析現階段設計中存在的問題并對具體問題做改善，這樣，設計優化的目標可以實現。

參考文獻：

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