框架結構設計在建筑結構設計中的應用研究

宋小娟

遼寧北方建筑設計院有限責任公司沈陽工程設計分公司 遼寧沈陽 110000

在多層建筑施工中，框架結構得到了充分應用，但就實際情況來說，有些框架結構的規劃不夠合理，結構的承重與荷載水平和實際標準不相符，如此就降低了框架結構的質量與穩固性，對整個建筑的安全性產生了嚴重影響，針對這種情況，仔細研究框架結構，并對設計進行優化，提高其質量意義顯著。

1 框架結構的概念和特點

1.1 框架結構的概念

在建筑結構中，框架結構主要是以梁和柱的剛接或者鉸接來實現建筑物承重結構連成的。因此，梁和柱組成的框架結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圍墻墻體分割的作用[1]。

1.2 框架結構的特點

由于框架結構具備造價低廉，使用性能靈活、減輕建筑物自重、提高建筑工程質量等特點，因此，受到了各行各業的關注。同時，框架結構的梁、柱等構建還有利于實現標準化、定型化等設計，有利于縮短建筑工程的施工工期，能夠運用現澆混凝土框架技術滿足建筑結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，有利于實現建筑物空間結構的合理布置。

2 工程框架結構設計缺陷

2.1 計算簡圖不科學

就實際情況來說，多層工程結構規劃中存在的最大問題在于設計簡圖的計量不科學。計算簡圖屬于框架結構設計的前提，計算簡圖不科學，在框架結構成型中必定會存在問題，而框架自身的結構外形針對受力、荷載都會有差別，因此不科學的計算簡圖會導致框架結構壓力和實際要求不相符，如此一來，框架結構的應用效果就會大幅度降低，必定無法提高結構質量。建筑物設計還應當注重其平、立、剖面與部件分布不規則對防震性能的干擾。由此優選選用規則的形體，其防側力建立的平面分布宜規則對稱、邊側剛度順著豎向宜均勻改變。由于震害顯示，簡潔、對稱的結構在地震時難以被損壞。

2.2 框架梁、柱配筋方面存在的問題

當前很多高層建筑結構都是采用框架結構來進行建筑結構設計的。因此，在設計框架時，需要注意頂層風荷載的大小，保證軸上力的大小和建筑高度之間的正比關系，才能夠避免頂柱上存在的偏心力了。因此，在頂層上面，存在著軸向應力，這些應力會造成建筑截面出現重心偏離現象。因此，在設計過程中，需要嚴格按照相關設計標準來進行梁、柱配筋等計算[2]。

3 多層工程框架結構設計重點

3.1 地基設計

本國很多框架結構規劃大都是條形基礎或是獨立基礎，這樣一來，地基截面規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劃除了需考慮到承載性能和變形要求外，還應當遵循經濟性原則，嚴格管理成本。基于此，結合地基表面的結構來篩選持力層施工，隨后全面研究各種條件，仔細研究建筑結構的類型、外觀、實用性與穩固性。地基的規劃除兼顧到技術層面外，還應當根據實踐經驗，綜合思考建筑結構處于的水文地質環境和相關地質資料，從而選擇出滿足實際狀況的地基處理措施。

3.2 建筑框架結構短柱設計

在建筑框架結構設計中，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，容易導致建筑結構受到破壞。因此，在框架結構設計中，需要最大限度的避免短柱的出現，需要保證柱的承載能力，以此來提高框架結構設計的合理性。

3.3 柱的抗震設計

（1）柱截面尺寸：如果剪用力對柱產生較大影響，則能夠造成柱的剪切破壞，如果軸壓以及平均壓應力對柱產生較大的作用，會導致混凝土出現壓碎性損害。因此，保證柱截面達到相關要求規定，才能確保柱的延伸性，通常設計為300mm×300mm的柱截面高度與寬度；應當設計超過2的剪跨比，應當設計在3以內的截面高度，如果能夠很好的確保剪壓比，則就能達到理想的延伸性，所以應當設計3N/mm2以下的柱端截面的平均剪應力。（2）配置柱的縱向鋼筋：配筋應當采用對稱設計，為使其延性得到進一步提升，必須要依照相關要求對配筋率進行設計；同時應當依照相關規范對配筋進行有效的連接；鋼筋縱向連接的位置上應當的適當將箍筋加密，以免造成縱向鋼筋出現壓曲情況，影響結構的強度。（3）柱的箍筋：由于地震力持續作用的影響，通常會導致保護柱端鋼筋的混凝土層出現碎裂，倘若箍筋的數量不足，能夠達到足夠的約束力，便可導致縱向鋼筋出現膨脹問題，損壞結構的穩定性，所以必須要依照相關要求對箍筋進行科學設計[3]。

3.4 荷載取值規劃

在非地震規劃環境下，荷載基礎效應值的計量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，需選擇所取值標準中最不利的數據。唯有選擇最不良的荷載組合，在設計過程方可計量結構受到的外力，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，在計量多層建筑物框架的承重水平極限狀態時，要求將抗力與作用的設計值進行對應。

4 結語

在建設工程中，由于框架結構設計具備難度大、設計復雜等特點，所以，設計人員需要做好框架結構和建筑工程結構的設計，嚴格控制鋼筋梁、柱的施工質量，并做好混凝土配比的把控，避免出現混凝土裂縫等現象，導致建筑物的整體質量受到影響。所以，設計人員需要不斷提升自己的專業知識技術，端正工作態度，才能夠發揮出框架結構設計的最大價值。