框架結(jié)構(gòu)設計與施工中應注意的問題

包 小 波

(大同市華青建筑設計有限責任公司,山西 大同 037004)

?

框架結(jié)構(gòu)設計與施工中應注意的問題

包 小 波

(大同市華青建筑設計有限責任公司,山西 大同 037004)

解釋了框架結(jié)構(gòu)的概念，根據(jù)框架結(jié)構(gòu)設計剛?cè)徇m度、關節(jié)打通、主次分明的原則，分析了框架結(jié)構(gòu)設計中柱子、梁及樓板的設計要點，并歸納了框架結(jié)構(gòu)施工中應注意的問題，從而確保建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。

框架結(jié)構(gòu)，設計原則，基礎梁，樓板

根據(jù)我國現(xiàn)行的建筑結(jié)構(gòu)規(guī)范的設計方法，要求建筑結(jié)構(gòu)設計符合“技術先進、經(jīng)濟合理、安全適用、確保質(zhì)量”等條件。建筑結(jié)構(gòu)設計的方法多種多樣，其中，框架結(jié)構(gòu)設計作為建筑結(jié)構(gòu)設計中最常用的方法，在建筑結(jié)構(gòu)設計中有著廣泛的應用。目前，為適應我國現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)設計的要求，在建筑結(jié)構(gòu)設計和施工中，常采用框架結(jié)構(gòu)，因為框架結(jié)構(gòu)在設計形式上比較簡單，在平面設計上方便靈活，同時還能節(jié)省很大的空間，因此框架結(jié)構(gòu)廣泛應用于各種不同類型的建筑結(jié)構(gòu)，盡管框架結(jié)構(gòu)設計的應用非常廣泛，但也要結(jié)合實際情況，了解框架結(jié)構(gòu)設計中可能出現(xiàn)的問題，在保證框架結(jié)構(gòu)設計的質(zhì)量和水平的情況下，采取精準而有效的措施來解決這些問題，才能進一步提高我國建筑結(jié)構(gòu)設計的水平。

1 框架結(jié)構(gòu)的概念

框架結(jié)構(gòu)是指由梁和柱以剛接或者鉸接相連接而成，構(gòu)成承重體系的結(jié)構(gòu)，即由梁和柱組成框架共同抵抗使用過程中出現(xiàn)的水平荷載和豎向荷載。由于框架結(jié)構(gòu)由梁和柱構(gòu)成，結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面面積較小，導致了框架結(jié)構(gòu)的承載力和剛度也都較低，它的受力特點類似于豎向懸臂剪切梁，樓層越高，水平位移越小?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的墻體是填充墻，起到圍護和分隔的作用?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的優(yōu)點是空間分隔靈活，自重較輕，結(jié)構(gòu)的整體性、剛度較好，同時還能節(jié)省材料；其缺點是節(jié)點應力集中顯著，側(cè)向剛度較小，是柔性結(jié)構(gòu)框架，在較大的外力作用下，框架結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的水平位移較大，易造成結(jié)構(gòu)的損壞，不適宜建造高層建筑等。

2 框架結(jié)構(gòu)設計的原則

2.1 剛?cè)徇m度原則

在建筑框架結(jié)構(gòu)設計的過程中，首先要遵循剛?cè)徇m度的原則。如果框架結(jié)構(gòu)的剛度過強，就會導致建筑產(chǎn)生形變的能力降低，這樣在承受較大的作用力時，由于建筑的柔韌性不夠?qū)е陆ㄖ锏臍模蝗绻蚣芙Y(jié)構(gòu)的柔性過高，在較強的地震和風力等外力作用下，建筑物產(chǎn)生的形變過大，從而導致建筑物的倒塌。因此，在建筑結(jié)構(gòu)設計的過程中，一定要在保證建筑的剛?cè)岫冗m中的情況下，才能設計出最佳的結(jié)構(gòu)。

2.2 關節(jié)打通原則

當建筑結(jié)構(gòu)受到外力的作用時，要保證建筑每個關節(jié)都能起到傳遞和削減外力的作用，這就需要在結(jié)構(gòu)設計的同時，建立一套科學的建筑結(jié)構(gòu)體系，通過合理的結(jié)構(gòu)體系讓建筑的每個關節(jié)得以打通，使整個建筑形成一個整體，這樣在受到強力的外力作用下，建筑的每個關節(jié)就可以對外力進行流動和削減，從而提高建筑的安全和穩(wěn)點性。因此，在建筑結(jié)構(gòu)設計過程中，首先要進行精確的計算，預防各種外力對建筑物可能產(chǎn)生的影響，保證建筑的每個關節(jié)能夠合理化解各種外力影響，在這種科學和合理的建筑結(jié)構(gòu)中，整個建筑結(jié)構(gòu)的整體性和安全性才能得以提高。

2.3 主次分明原則

由于框架結(jié)構(gòu)是建筑的骨架，其中組成建筑結(jié)構(gòu)的每個組成構(gòu)件，其作用都是不同的，這就要求在設計過程中，分清主次、抓住重點進行更加科學和合理的設計，只有在遵循主次分明的原則下，才能保證建筑結(jié)構(gòu)中每個構(gòu)件都能發(fā)揮其合理和適當?shù)淖饔?，特別是建筑物在承受較大的外力作用時，保證建筑物的安全性和穩(wěn)定性。因此，在建筑結(jié)構(gòu)設計的過程中，分清主次關系，往往要符合柱強梁弱的要求，保證結(jié)構(gòu)設計的合理性，以及提高建筑的穩(wěn)定性。

3 框架結(jié)構(gòu)設計中存在的問題

3.1 柱子設計中的問題

一般來說，框架結(jié)構(gòu)中的配筋率比較低，這就導致建筑物在遇到較大外力時，特別是發(fā)生地震時，建筑框架會產(chǎn)生較大位移，那么建筑整體的安全性就不能保證。因此，如果在建筑結(jié)構(gòu)設計過程中不考慮這一因素，建筑結(jié)構(gòu)的安全性就存在巨大隱患。所以在考慮柱子的配筋問題時，應注意以下問題：水平荷載是結(jié)構(gòu)設計中的控制因素，水平荷載對結(jié)構(gòu)的力矩和在豎向構(gòu)件中引起的軸力與建筑的高度的平方成正比，框架水平受到風荷載，屋面結(jié)構(gòu)荷載傳給邊柱的軸向總力要比樓層的邊柱總力小，導致頂柱出現(xiàn)偏心受壓問題，這些問題在結(jié)構(gòu)設計中都應該注意。

3.2 梁設計中的問題

基礎梁的設計最重要的是要處理好埋設的深度，要保證基礎梁的埋設深度適中，同時還要保證建筑物具有較高的防震能力，因此，在進行基礎梁設計的時候，梁的位置要沿著建筑框架柱的兩個軸方向進行設置，從而保證結(jié)構(gòu)設計的質(zhì)量。

3.3 樓板設計中的問題

樓板設計中的問題在建筑結(jié)構(gòu)設計中最容易出現(xiàn)，要充分考慮樓板設計中存在的問題，采取相應的措施解決問題，使得板設計更加科學和合理。通常情況下，在樓板中鋼筋的間距設計要盡可能大，但要控制在一定范圍內(nèi)，還要充分考慮鋼筋直徑的大小問題，根據(jù)不同的情況具體分析，在保證結(jié)構(gòu)安全的情況下，確保經(jīng)濟合理，安全適用。

4 框架結(jié)構(gòu)施工中應注意的問題

4.1 施工前準備階段

在框架結(jié)構(gòu)施工的準備階段，要對施工材料進行仔細地檢查，著重注意不同鋼筋的規(guī)格，如果在鋼筋規(guī)格的選用中出錯，就會對建筑結(jié)構(gòu)的安全性造成直接影響，不僅耽誤了施工的進程，還造成了不必要的經(jīng)濟損失。因此，在施工前的準備階段，需要注意以下問題：嚴格檢查鋼筋的質(zhì)量和規(guī)格，根據(jù)實際情況選用最合適的鋼筋型號，并層層把關，嚴格遵守相關規(guī)定，確保施工的正常進行；在鋼筋的焊接過程中，嚴格遵循相應的焊接方法，根據(jù)不同的鋼筋規(guī)格采取不同的焊接方法，確保鋼筋焊接的質(zhì)量；在箍筋框的固定過程中，要借助專用的模具來進行固定，以防止箍筋框出現(xiàn)偏移的情況，并且，在固定完成之后，還需要專門的技術人員進行檢查和驗收，保證箍筋框的穩(wěn)定性，從而達到結(jié)構(gòu)設計的要求和標準。

4.2 施工過程中的問題

1)混凝土強度問題的解決措施?；炷梁弯摻罘謩e具有不同的特性，在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，其受力也是不同的，鋼筋承受拉力作用，混凝土承受壓力作用，因此，混凝土的強度會影響框架結(jié)構(gòu)的剛度和穩(wěn)定性。首先，要做好混凝土配制前的準備工作，嚴格檢查混凝土材料的質(zhì)量，不能將不合格的材料使用到混凝土的配制過程中；其次，在配制混凝土過程中，要充分考慮各種材料的配合比，進行科學、合理的配制；在混凝土的澆筑過程中，需要專業(yè)的技術人員進行施工，確?；炷凉こ痰馁|(zhì)量；最后則要進行施工完成后的驗收工作，嚴格按要求檢查，以防出現(xiàn)質(zhì)量問題。

2)短柱的解決措施。在結(jié)構(gòu)設計過程中，要盡量避免短柱，因為短柱在受到外力的情況下，最容易發(fā)生形變從而導致?lián)p壞，如果在設計過程中，出現(xiàn)短柱的情況，應該增強短柱的承載能力以及縮小短柱的截面面積，采取最有效的措施解決短柱承受能力差的問題。

3)保護層的解決措施。根據(jù)相關要求，正確算出建筑構(gòu)件內(nèi)鋼筋的保護層厚度，確定構(gòu)件的有效截面高度以及鋼筋保護層的正確位置，從而保證鋼筋和構(gòu)件的使用效果。

5 結(jié)語

通過對框架結(jié)構(gòu)設計在建筑結(jié)構(gòu)設計中的應用分析，可以發(fā)現(xiàn)，框架結(jié)構(gòu)設計是一個非常復雜的過程，在設計過程中，設計人員不僅要具有相關專業(yè)的知識，還要掌握結(jié)構(gòu)設計的要點，保證各個過程中建筑工程的順利進行，同時，設計人員也應該從實際出發(fā)，不斷提升設計能力和水平，促使框架結(jié)構(gòu)設計在建筑結(jié)構(gòu)設計中得到更加廣泛的應用。

[1] 趙麗娟.談建筑結(jié)構(gòu)的框架結(jié)構(gòu)設計中預應力技術的運用[J].工程技術(全文版),2016(11):135.

[2] 劉志榮.在建筑結(jié)構(gòu)的框架結(jié)構(gòu)設計中預應力技術的運用[J].住宅與房地產(chǎn),2016(27):288.

On application of framework structural design in architectural design

Bao Xiaobo

(DatongHuaqingArchitecturalDesignCo.,Ltd,Datong037004,China)

The paper interprets the concept of the framework structure, analyzes the design points for the columns, beams, and floors of the framework according to the principle for the suitable framework structural design and distinction between the main and the side problems, and sums up the problems in the framework structural construction, so as to ensure the quality of the architectural structure.

framework structure, design principle, foundation beam, floor

1009-6825(2017)10-0049-02

2017-01-16

包小波(1979- )，男，工程師

TU318

A