分析建筑框架結構設計存在問題及對策

吳露成

摘要：隨著建筑業的發展，人們對建筑框架結構的設計日益重視。對建筑框架進行合理的結構設計，對提高建筑整體的穩定性和安全性具有重要的意義。如何使建筑物的結構更加科學合理，是建筑行業必須重視的問題。因此，必須對現有的建筑框架結構設計問題進行深入的探討，并給出相應的意見和建議。只有這樣，建筑框架結構的設計才能達到標準的效果，從而改善建筑的穩定性和總體的質量。

關鍵詞：建筑;框架結構設計;對策分析

1 框架結構設計遵循的原則

1.1 計算性原則

在對建筑物進行抗震驗算時，應充分考慮樓蓋和布局的差異，選擇相應的剛性、剛柔、柔性等相關的理論，特別是建筑場地的土的類型需要特別注意。當建筑高度超過5層時，在資金允許的情況下，盡可能增加剪力墻，可以極大地改善框架結構的抗震性能。一般情況下，框架結構都是按照雙向梁柱剛接的形式來設計的，但也可以將一些框架梁固定在其它的框架梁上。在框架結構設計中，由于現行規范規定的豎向地震作用，在震害因素的層次上存在著明顯的缺陷，在結構設計中應重視豎向地震作用的強化。

1.2 安全性原則

安全的結構體系是層層疊疊的，當災難降臨時，所有的結構都會齊心協力，前赴后繼。在這種情況下，將“生存”的所有希望都放在一個單獨的結構構件上，是非常危險的。例如，在建筑結構中，多肢墻優于單片墻體，框架剪力墻優于純框架等，都是一種多層防御體系的設計思想。因此，在進行框架結構體系的設計時，應注意在建筑物的構造中設置多條防線，以便更好地抵御外部力量的入侵，確保建筑物的安全。

1.3 預防性原則

框架結構設計的終極目標，是為了增強結構穩定性，避免因地震等因素而造成的破壞。因此，在進行結構設計時，應充分考慮到各種可能對結構剛度有影響的因素。例如：在電梯井中采用高剛度的混凝土墻體，而在其它部位不設剪力墻。為了達到伸縮縫的要求，必須采取加大配筋率、架空層等措施來進行預防性，合理性的進行結構布局。

1.4 柔剛并濟原則

在施工中，施工人員必須堅持剛柔結合的原則。如果建筑的結構過于剛性，那么在承受強大的外力沖擊時，就會失去足夠的緩沖力，從而導致建筑被完全摧毀。如果建筑太過柔性，很容易讓建筑承受不住風壓，變成一座豆腐渣工程。所以，要實現建筑長期持續的使用，必須堅持剛柔并濟的原則，進行科學、合理的施工。

2 建筑框架結構設計過程中存在的問題

2.1 框架結構設計中的計算模型問題

在框架結構設計中，運用了許多力學計算公式。采用力學公式計算條形基礎時，存在著很大的誤差，需要進行合理的力學模型計算，并對其結果作詳盡的分析。為保證分塊梁的受力位置分析，在進行總體空間預算時，應盡量減小單梁的計算誤差，以保證結構的穩定性。

2.2 梁、柱加固中存在的問題

框架結構在高層建筑中有著廣泛的應用。在具體的框架結構設計中，為了保證結構高度和軸向力的合理比例，避免發生頂柱偏心，必須對頂層的風荷載進行充分的分析和討論。由于高層建筑的軸向壓力，會導致結構中心位置的改變。因此，必須嚴格按照相關的設計規范，設計梁柱的鋼筋強度。

2.3 框架結構的地震反應

建筑的高度和抗震能力，都有相關的規定。因此，在預埋件的設計中，必須嚴格控制鋼筋混凝土的強度，以保證其最大承載力。目前的結構對混凝土強度的要求約為C40。

3 建筑框架結構設計現存問題及其對策研究

3.1 柱、梁配筋方面存在的主要問題

由柱和梁組成的橫向和豎向的框架結構，要承受水平和豎直的壓力。在實際施工中，由于框架頂層受風的影響較大，此時風荷載的主要傳遞方向是樓層的邊柱，因此必須增加上部邊柱的配筋，以達到對結構水平荷載的有效控制。若地面為圓柱，則應在地面以下使用方柱，圓柱縱向配筋數量不能少于8根，采用螺旋箍，并標明末端水平段的要求，也就是一周半。方柱箍筋應采用“井”字箍，并應按規定進行加密。在邊角柱子、樓梯間還應增設縱筋，并對整個立柱進行加固。另外，由于占地面積的限制和施工要求的限制，在實際施工中，需要在梁的端口增加一根挑梁。但是，由于框架梁和外部挑梁截面尺寸存在差異，導致部分主筋未能達到挑梁的位置，從而影響了挑梁的實際效果。可以在第附加次梁上加上箍筋、吊筋，梁的尺寸也可以偏出柱子的1/4柱寬左右，從而解決占用空間的問題，滿足功能要求。

3.2 樓板開大洞問題

樓板開大洞的情況很多，如果洞口的面積超過該層的30%以上，可稱為平面不規則。樓板上進行開洞，不但會切斷鋼筋，還會影響到原本的重力傳遞方向，而且隨著重力的增加，洞口周圍的板也會受到更大的壓力，從而影響到整個建筑的安全。所以，對于出現大洞的樓面，必須采取相應的對策。要求所有的樓板都是用彈性膜來表示，將樓板上的孔洞邊緣的節點作為彈性結點。若建筑結構屋面使用鋼網架，則應同時輸入彈性模厚度。在確定了彈性膜和彈性節點后，對其所受的應力進行分解，一般采用總剛計算法，以避免在分析結構的內力狀態時出現不必要的麻煩。

3.3 結構的抗震設計問題

為了改善結構的穩定性，確保建筑的安全，抗震設計應廣泛地應用于建筑工程中。首先，在結構設計時必須滿足《抗震規范》的規定，確保結構合理，并能有效地改善結構的整體性能。其次，要對柱子的橫截面尺寸進行嚴格的控制，將橫截面尺寸控制在規定的范圍內。否則在施工過程中，剪力過大，會影響到柱身的脆性，從而導致破壞。其次，在抗震設計中要注意一些基本原則，以保證結構具有足夠的內力再分布和抗變形能力。

結束語

在建筑框架結構的設計中，設計人員應該重點關注設計方案。利用現代技術對結構性能進行模擬，確保設計方案的質量。同時，設計人員要加強與施工人員的溝通，強化設計方案的執行力度，確保建筑結構的穩定。框架結構是一種非常普遍的結構形式，它的安全性能和整體性能都很高，在建筑工程中應用這種結構形式有其優越性。但要注意建筑框架結構的合理設計，避免對工程建設造成不可彌補的后果。

參考文獻

[1] 何葉，張奎，秦麗云，楊錦，周禹.白鹿原大散關抗震設計與研究[J].粉煤灰綜合利用，2021，35（02）：123-127.