框架結構設計在建筑結構設計中的應用研究

王遲

（貴州省銅仁市建筑勘察設計院有限公司，貴州 銅仁 554300）

0 引言

框架結構是建筑工程中十分重要的一項結構，將框架結構應用在建筑結構中能夠為人們一個大且舒適空間。因此，設計師在進行建筑工程設計時，需要依據建筑工程具體情況，科學的布置建筑工程的內部空間，保證整體設計合理性。

1 框架結構設計特點

1.1 高空間利用率

建筑結構設計中對框架結構進行應用，最主要的一項技術特點就是高空間利用率，主要表現為框架設計中各個區域在具體設計都采用直線，而且要做好建筑工程中功能和結構構件內容的設計[1]。特別是可以提高建筑工程內部空間利用率，加大建筑內部應用面積，避免由于建筑工程內空間結構過于復雜浪費土地資源，降低資源利用率等各種不良現象。

1.2 高設計效率

框架結構設計在具體應用期間具有高設計效率。高設計效率主要體現在，在實際設計時，設計人員能夠依據單一設計內容進行復制，完成建筑結構設計作業。從建筑結構整體設計周期入手分析，整體設計周期短，能夠起到控制建筑工程成本作用[2]。此外，采取連續性設計，可以降低設計誤差，從而為后續施工作業提供支持，提高施工效率。

2 建筑結構設計需要遵循的原則

2.1 保證建筑工程穩定

對于建筑工程來說，在進行結構設計時，若建筑自身是一個規則形體，要確保建筑豎向和側面剖面整體受力能夠保持均勻，但是，在進行建筑結構設計時，為了保證建筑造型保持新穎，會出現盲目增加結構設計復雜度現象，不僅無法保證建筑受力均衡性，而且還會降低的建筑工程在投入應用后的抗震性[3]?？梢?，在進行建筑結構設計時，需要做好結構調整，保證建筑工程在水平方向的荷載能夠順利傳遞，確保結構與剛度重心能夠保持重合，從而避免出現偏心、結構扭轉等不良現象，提高建筑工程穩定性[4]。

2.2 滿足建筑工程應用功能

建筑工程一項重要民生基礎設施，因此，在進行建筑結構設計時，一方面要確保建筑工程能夠滿足人們在居住上的需求，另一方面還要注意建筑工程在健康、安全、綠色等各個方面的需求。近幾年，經濟的快速發展使人們生活質量得到了顯著提高，人們對建筑工程也提出了更高要求。因此，進行建筑結構設計時，要考慮受力是否明確、簡單，而且要精準評估建筑結構受力情況，保證最終建設的建筑功能可以達到要求[5]。

2.3 考慮建筑工程安全性

安全性是任何建筑工程都需要靠的一項內容。建筑工程安全性會影響人們財產安全、居住舒適度等。影響建筑工程安全性的因素有很多，若設計人員在建筑工程結構設計期間，考慮內容不全面，會由于設計不合理，帶來各種安全隱患，從而會對為后續施工作業開展造成不良影響，情況嚴重時會引發安全事故，不僅會造成經濟損失，而且會發生人員傷亡?？梢姡ㄖY構設計期間，應當提高對安全問題的重視，做好相應管理工作，加強對設計人員的培訓，提高設計人員能力，實現對各種可能會出現安全問題的預防。

3 框架結構設計應用在建筑結構設計中的要點

3.1 保證各部件均勻受力

設計框架結構時，應當依據設計圖紙中的內容對后續設計作業加以指導，實際設計期間，為了提高最終設計合理性，盡量讓豎向建筑構件布置合理，受力均勻。在進行建筑工程中的梁蓋系統時，要讓建筑工程的重力荷載能夠保持垂直，確保利用最短路程，將荷載傳送到豎向構件墻體中，而且要利用轉換結構系統，采用轉換層，確保建筑工程中各個部件都能夠保持均勻，避免由于部件受力不均勻，而影響建筑工程應用。

3.2 基礎設計

將框架結構應用建筑結構設計時中，主要選擇獨立基礎或條形基礎，實際設計期間，為了保證最終設計的合理性，提高最終設計質量，要加強對基礎上設計內容分析，做好基礎設計，為了實現這一目標，設計人員全面考慮地基承載性與變形情況，科學規劃設計地基大小[6]。通過對以往大量建筑工程進行分析可以發現，在進行地表淺面基層設計時，要綜合分析，充分考慮地基承載性能、變形、成本等各項內容，在保證基礎合理基礎上，提高建筑工程經濟效益。目前，建筑工程中的框架結構設計中，可以采用柱下條形基礎。但是，從具體實踐情況來看，設計人員要詳細觀察每一個細節部位，確定基礎底部面積情況，而且還要在注意柱下擴展基層情況基礎上，保證其均勻性和寬度都可以達到規范標準。實際設計期間，通過觀察一旦發現問題，應當利用加寬地基基礎方式進行處理，在這一過程中要合理控制寬度，地基埋深應當超過3.0m。為了保證地基承載力能夠達到要求，需要做好防水作用，尤其是對地下室，要預防地下室板延伸。與此同時，進行框架結構設計時，要控制后澆帶長度，保證其長度能夠滿足要求，一般來說，在進行后澆帶設施時，應當間隔40m 左右，保證設計的基礎穩定性可以達到要求，能夠滿足應用需求。

3.3 短柱處理

針對建筑工程中的大跨度柱網框架結構，為了保證最終設計合理性，要全面分析框架柱與框架梁之間的關系。設計框架結構，要做好短柱構造處理工作，利用短柱鋼筋加密方法進行處理，提高框架結構穩定性。通過建筑工程的短柱進行分析可以發現，其框架結構內存在短柱，其抗震性差，若框架結構內存在短柱，勢必會降低建筑工程結構安全性與穩定性，會影響建筑工程應用。

對于存在連續窗過梁，具體設計期間，受各項因素影響，外部會出現框架，容易形成短柱，樓梯間存在的平臺梁也會形成短柱。因此，在進行框架結構設計時期間，設計人員必須要全面分析短柱帶來的各種不良影響，總而言之，具體設計作業開展時，各項設計內容必須嚴格依據國家制定的各項規范和要求開展，保證建筑工程的短柱抗震性能夠達到要求標準。

3.4 抗震設計

框架結構設計是一項復雜工作，具體設計時需要考慮內容有很多，抗震設計是中十分重要的一項內容，其占據重要定位，抗震設計會影響建筑工程竣工后的穩定性和安全性。

柱子是建筑工程的一項主要結構，一般來說，該結構中的配筋率相對較低，在這一情況下，一旦發生地震，建筑工程中的框架結構受到較大沖擊力影響，框架結構會出現扭轉剪力。若設計框架結構時，沒有全面考慮這一問題，勢必會導致建筑工程在投入應用后存在較大安全隱患。由此可見，在進行框架結構設計期間，需要對建筑工程具體情況進行全面分析，科學設置配筋，確?？蚣茉O計品質能夠滿足要求。

開展抗震設計時，需要全面考慮柱截面高度與寬度，保證剪跨比大于2，而且后續設計時，應當按照相應規范標準對設計內容進行適當優化，例如，應當在保證剪壓比達到要求基礎上，科學控制柱端截面剪應力，保證剪切力在3N/mm2以內。依據相應規范中要求，全面結合建筑工程具體情況，科學設計縱向鋼筋配筋率，應當在保證設計能夠到基礎要求上，提高基礎配筋率，以免縱向鋼筋發行扭曲，提高建筑工程結構強度[7]。此外，也可以利用在外部設置加固措施方式保護建筑工程結構，提高結構穩定性。簡而言之，就是通過在建筑工程外部加設固定方式提高建筑工程整體抗震性；也可以在建筑工程內部抗震裝置，提高建筑工程抗震性，例如，可以采取加設抗震阻尼器方式，提高建筑工程抗震性，保證發生地震時，建筑工程不會遭受嚴重會破壞。

3.5 梁設計

進行建筑工程中的基礎梁時，關鍵內容就是要依據具體情況，處理基礎梁埋設深度，保證基礎梁埋設深度適中，避免由于埋設過淺或過深，導致設計的框架結構品質達不到預期。如果發生了埋設較深現象，在設計時要依據一層框架梁標準進行，針對埋設位置，要按照短柱處理。與此同時，在進行基礎梁設計時，為了提高建筑工程抗震性，要依據建筑工程主體框架柱兩個軸方向加以設置。

3.6 配筋設計

配筋設計是框架結構設計中一項重要內容，該項設計內容對建筑工程的質量、性能、穩定性都會造成直接影響?，F代建筑工程規模不斷擴大，數量持續增多，結構也更加復雜，在這一背景下，框架結構在建筑工程的應用也越來越廣泛，而且從具體應用情況來看也取得了不錯應用效果?？蚣芙Y構設計期間，設計人員必須充分考慮頂層風荷載因素，保證建筑高度與軸向力大小成正比，這對頂柱存在的偏心力可以得到預防，提高建筑工程穩定性。針對這一現象進行分析可以發現，引起這一現象的原因是，若頂層存在軸向應力，有可能會導致的建筑工程截面重心發生偏離?？梢?，針對建筑工程來說，在進行框架結構設計時，應當嚴格依據標準要求，科學設計柱配筋與梁之間的關系，做好相應分析工作，保證最終設計能夠達到要求。

在進行框架外挑梁配筋設計期間，要全面考慮外界各項因素帶來的各種影響。建筑物的應用功能和占地面都會影響框架外挑梁配筋設計，會對最終設計情況，建筑工程最終質量造成直接影響，這主要是由于框架梁斷面與外挑梁之間存在較大差別，會影響最終設計性能。設計框架柱筋時，可以利用外向挑梁上拓展方法開展，這一種設計方式在實際應用時會影響建筑結構質量，可見，具體計算期間，應當全面分析框架外挑梁的具體承載情況，要科學設計配筋情況，做好相應分析工作，保證框架外挑梁承載性能可以達到預期。

一般來說，進行框架柱配筋設計期間，礦柱配筋率較低，一旦發生地震，框架柱受地震影響，將會導致框架柱會承受較大扭轉剪力。受雙向偏心因素影響，發生地震后，建筑工程內的柱遭受破壞，針對這一現象，進行配筋設計時，要全面考慮各個方面受力情況，提高設計合理性。如果建筑工程所在區域地質較為松軟，應適當增加框架中的配筋，同時，為了提高箍筋對于混凝土的約束作用，對于建筑工程中的框架柱，針對框架柱的扣筋方式，可以采用井字形或菱形。

3.7 邊柱節點設計

近幾年，我國城市得到飛速發展，建筑工程高度不斷增加，這也就導致建筑工程在投入應用后，結構需要承受的壓力會進一步加大，如果未依據具體情況，做好相應設計工作，將會導致建筑工程結構穩定性達不到要求，無法滿足應用需求。邊柱節點是框架結構設計中一項重要內容，邊柱節點是整個設計是一項煩瑣作業，特別是針對一些高層建筑，需要提高對邊柱節點設計內容的重視，這主要是因為高層建筑受風荷載的一個影響較大。一些高層建筑頂端容易發生房柱偏離中心現象，這一現象的出現，會導致高層建筑頂層邊柱節點偏離中心只有柱截面高度的1/2。為了解決這一現象，開展框架結構設計期間，要優化邊柱節點設計內容，提高整體設計合理性。對于高層建筑頂層框架，設計的梁柱不得少于兩根，而且設計柱寬度需要遠超過梁的寬度，只有這樣的設計才是合理。在這一要求下，在進行框架結構設計時，為了確保建筑工程結構穩定，應當將主鋼筋塞入建筑工程邊柱柱角內，而且結合建筑工程，適當優化，做好相應調整工作，保證最終設計的邊柱節點與建筑工程情況相符。

3.8 多道防線設計

從建筑工程應力優化與控制角度入手進行分析，開展框架結構設計時，應當對多道防線設計進行適當優化，從而使建筑工程結構整體穩定性和安全性都能夠得到進一步提高，而且可以為后續施工作業開展提供支持。在進行多道防線設計優化時，需要對建筑工程中的板、梁、柱等各項結構進行優化，例如，要做好連續梁設計、柱構件分布優化作業，提高框架結構設計水平，保證最終建設的建筑工程質量能夠達到要求。設計時，設計人員要依據具體情況優化內力應力分布，可以保證結構受力均勻，提高建筑工程結構穩定性。

3.9 支管接入設計

針對不同類型的建筑工程來說，框架結構支管的介入角度、高度也都存在一定差異，這對模具提出了較高要求。建筑結構設計對建筑工程的各項參數的要求都較高，進行計算作業時，采用的計算方法不同，最終得到的計算結果也會存在差異。因此，要優化設計模塊，提高模塊應用價值，減少資源消耗量。

4 結語

框架結構設計是建筑工程建設中一項重要內容，具體設計時具有復雜、難度大等特點。在日后工作開展時，設計人員要全面分析建筑工程結構，做好細節把控，提高結構穩定性，保證建筑工程結構不會出現裂縫，提高建筑工程穩定性，確保建筑工程質量能夠達到要求。