分析建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在問題及對(duì)策

吳露成

摘要：隨著建筑業(yè)的發(fā)展，人們對(duì)建筑框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)日益重視。對(duì)建筑框架進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)提高建筑整體的穩(wěn)定性和安全性具有重要的意義。如何使建筑物的結(jié)構(gòu)更加科學(xué)合理，是建筑行業(yè)必須重視的問題。因此，必須對(duì)現(xiàn)有的建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題進(jìn)行深入的探討，并給出相應(yīng)的意見和建議。只有這樣，建筑框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)才能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的效果，從而改善建筑的穩(wěn)定性和總體的質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：建筑;框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);對(duì)策分析

1 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)遵循的原則

1.1 計(jì)算性原則

在對(duì)建筑物進(jìn)行抗震驗(yàn)算時(shí)，應(yīng)充分考慮樓蓋和布局的差異，選擇相應(yīng)的剛性、剛?cè)帷⑷嵝缘认嚓P(guān)的理論，特別是建筑場(chǎng)地的土的類型需要特別注意。當(dāng)建筑高度超過5層時(shí)，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(jié)構(gòu)的抗震性能。一般情況下，框架結(jié)構(gòu)都是按照雙向梁柱剛接的形式來設(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，由于現(xiàn)行規(guī)范規(guī)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)重視豎向地震作用的強(qiáng)化。

1.2 安全性原則

安全的結(jié)構(gòu)體系是層層疊疊的，當(dāng)災(zāi)難降臨時(shí)，所有的結(jié)構(gòu)都會(huì)齊心協(xié)力，前赴后繼。在這種情況下，將“生存”的所有希望都放在一個(gè)單獨(dú)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件上，是非常危險(xiǎn)的。例如，在建筑結(jié)構(gòu)中，多肢墻優(yōu)于單片墻體，框架剪力墻優(yōu)于純框架等，都是一種多層防御體系的設(shè)計(jì)思想。因此，在進(jìn)行框架結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意在建筑物的構(gòu)造中設(shè)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(yù)防性原則

框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的終極目標(biāo)，是為了增強(qiáng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，避免因地震等因素而造成的破壞。因此，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮到各種可能對(duì)結(jié)構(gòu)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(shè)剪力墻。為了達(dá)到伸縮縫的要求，必須采取加大配筋率、架空層等措施來進(jìn)行預(yù)防性，合理性的進(jìn)行結(jié)構(gòu)布局。

1.4 柔剛并濟(jì)原則

在施工中，施工人員必須堅(jiān)持剛?cè)峤Y(jié)合的原則。如果建筑的結(jié)構(gòu)過于剛性，那么在承受強(qiáng)大的外力沖擊時(shí)，就會(huì)失去足夠的緩沖力，從而導(dǎo)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(fēng)壓，變成一座豆腐渣工程。所以，要實(shí)現(xiàn)建筑長(zhǎng)期持續(xù)的使用，必須堅(jiān)持剛?cè)岵?jì)的原則，進(jìn)行科學(xué)、合理的施工。

2 建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中存在的問題

2.1 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的計(jì)算模型問題

在框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，運(yùn)用了許多力學(xué)計(jì)算公式。采用力學(xué)公式計(jì)算條形基礎(chǔ)時(shí)，存在著很大的誤差，需要進(jìn)行合理的力學(xué)模型計(jì)算，并對(duì)其結(jié)果作詳盡的分析。為保證分塊梁的受力位置分析，在進(jìn)行總體空間預(yù)算時(shí)，應(yīng)盡量減小單梁的計(jì)算誤差，以保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

2.2 梁、柱加固中存在的問題

框架結(jié)構(gòu)在高層建筑中有著廣泛的應(yīng)用。在具體的框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，為了保證結(jié)構(gòu)高度和軸向力的合理比例，避免發(fā)生頂柱偏心，必須對(duì)頂層的風(fēng)荷載進(jìn)行充分的分析和討論。由于高層建筑的軸向壓力，會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)中心位置的改變。因此，必須嚴(yán)格按照相關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范，設(shè)計(jì)梁柱的鋼筋強(qiáng)度。

2.3 框架結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)

建筑的高度和抗震能力，都有相關(guān)的規(guī)定。因此，在預(yù)埋件的設(shè)計(jì)中，必須嚴(yán)格控制鋼筋混凝土的強(qiáng)度，以保證其最大承載力。目前的結(jié)構(gòu)對(duì)混凝土強(qiáng)度的要求約為C40。

3 建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)現(xiàn)存問題及其對(duì)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(jié)構(gòu)，要承受水平和豎直的壓力。在實(shí)際施工中，由于框架頂層受風(fēng)的影響較大，此時(shí)風(fēng)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(dá)到對(duì)結(jié)構(gòu)水平荷載的有效控制。若地面為圓柱，則應(yīng)在地面以下使用方柱，圓柱縱向配筋數(shù)量不能少于8根，采用螺旋箍，并標(biāo)明末端水平段的要求，也就是一周半。方柱箍筋應(yīng)采用“井”字箍，并應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行加密。在邊角柱子、樓梯間還應(yīng)增設(shè)縱筋，并對(duì)整個(gè)立柱進(jìn)行加固。另外，由于占地面積的限制和施工要求的限制，在實(shí)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(dǎo)致部分主筋未能達(dá)到挑梁的位置，從而影響了挑梁的實(shí)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(guī)則。樓板上進(jìn)行開洞，不但會(huì)切斷鋼筋，還會(huì)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(huì)受到更大的壓力，從而影響到整個(gè)建筑的安全。所以，對(duì)于出現(xiàn)大洞的樓面，必須采取相應(yīng)的對(duì)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(jié)點(diǎn)作為彈性結(jié)點(diǎn)。若建筑結(jié)構(gòu)屋面使用鋼網(wǎng)架，則應(yīng)同時(shí)輸入彈性模厚度。在確定了彈性膜和彈性節(jié)點(diǎn)后，對(duì)其所受的應(yīng)力進(jìn)行分解，一般采用總剛計(jì)算法，以避免在分析結(jié)構(gòu)的內(nèi)力狀態(tài)時(shí)出現(xiàn)不必要的麻煩。

3.3 結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)問題

為了改善結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，確保建筑的安全，抗震設(shè)計(jì)應(yīng)廣泛地應(yīng)用于建筑工程中。首先，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)必須滿足《抗震規(guī)范》的規(guī)定，確保結(jié)構(gòu)合理，并能有效地改善結(jié)構(gòu)的整體性能。其次，要對(duì)柱子的橫截面尺寸進(jìn)行嚴(yán)格的控制，將橫截面尺寸控制在規(guī)定的范圍內(nèi)。否則在施工過程中，剪力過大，會(huì)影響到柱身的脆性，從而導(dǎo)致破壞。其次，在抗震設(shè)計(jì)中要注意一些基本原則，以保證結(jié)構(gòu)具有足夠的內(nèi)力再分布和抗變形能力。

結(jié)束語

在建筑框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注設(shè)計(jì)方案。利用現(xiàn)代技術(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行模擬，確保設(shè)計(jì)方案的質(zhì)量。同時(shí)，設(shè)計(jì)人員要加強(qiáng)與施工人員的溝通，強(qiáng)化設(shè)計(jì)方案的執(zhí)行力度，確保建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。框架結(jié)構(gòu)是一種非常普遍的結(jié)構(gòu)形式，它的安全性能和整體性能都很高，在建筑工程中應(yīng)用這種結(jié)構(gòu)形式有其優(yōu)越性。但要注意建筑框架結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)，避免對(duì)工程建設(shè)造成不可彌補(bǔ)的后果。

參考文獻(xiàn)

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