建筑結(jié)構(gòu)設計中框架結(jié)構(gòu)設計的應用

王明宇

摘? ? 要：在技術(shù)進步和質(zhì)量意識不斷提升的基礎上，人們對建筑的質(zhì)量有了更高的要求，因此在具體的建筑設計中，需要利用受力合理的結(jié)構(gòu)形式。框架結(jié)構(gòu)作為一種優(yōu)勢明顯的結(jié)構(gòu)形式，在現(xiàn)階段的建筑工程質(zhì)量提升中起著重要的作用，因此對其設計等做具體的分析，實現(xiàn)其設計的優(yōu)化十分的必要。本文研究多層建筑框架結(jié)構(gòu)設計中的相關(guān)內(nèi)容，旨在分析和總結(jié)問題，從而為框架結(jié)構(gòu)設計的質(zhì)量提升和結(jié)構(gòu)的優(yōu)質(zhì)化應用打好基礎。

關(guān)鍵詞：多層建筑;框架結(jié)構(gòu)設計;注意事項

1? 引言

在多層建筑的具體建設中，框架結(jié)構(gòu)有重要的利用，但是從實踐分析來看，一些框架結(jié)構(gòu)的設計不夠科學，其設計水準未達到實際施工要求水平，這造成了框架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和質(zhì)量性下降，對整個工程的安全產(chǎn)生了不好的影響，基于此類現(xiàn)象，積極的分析框架結(jié)構(gòu)，對其做設計的優(yōu)化，提升其設計質(zhì)量意義重大。

2? 建筑工程框架結(jié)構(gòu)設計內(nèi)容介紹

2.1? 框架結(jié)構(gòu)的概念

框架結(jié)構(gòu)由梁和柱銜接組成，它的主要作用是進行建筑承重。由于建筑中的墻體承擔是室內(nèi)分割和圍墻的作用，因此墻體失去了以往意義中的承重作用。如果墻體采用新型的輕質(zhì)材料，那么就會大幅降低整個建筑的重量，有利于框架結(jié)構(gòu)的設計。

2.2? 框架結(jié)構(gòu)的特點

框架以其低成本、低用料、高靈活性的特點被廣泛應用在建筑工程設計中。它除了能夠有效減輕建筑的自重，還能夠靈活分割空間，為建筑打造更加寬闊的空間。當前框架結(jié)構(gòu)已經(jīng)做到了標準化和定型化，能夠有效的縮短工期，保證工期能夠按時結(jié)束。而現(xiàn)澆的混凝土結(jié)構(gòu)則能夠滿足建筑結(jié)構(gòu)的整體性和剛需，并且良好的設計還能夠保證梁和柱截面形狀的多樣化。

2.3? 框架結(jié)構(gòu)的原則

（1）剛?cè)徇m合原則。由于框架結(jié)構(gòu)既要承擔起建筑的自重，又要保證靈活性，因此框架結(jié)構(gòu)就必須要做到剛?cè)岷线m。避免太過柔軟而不能夠負擔建筑的重量，還要避免太硬而柔韌度不夠無法靈活轉(zhuǎn)變。（2）多道防線原則。高層建筑物在建造完成之后往往還會遭到來自外界的影響，特別是地震作用，因此為了保證框架結(jié)構(gòu)的安全性，應該做到層層設防，保證建筑工程質(zhì)量。（3）主次原則?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的每種構(gòu)件的作用都不相同，設計師應當分清各個部分的主次關(guān)系，能夠抓住重點，協(xié)調(diào)整體。以防在外力侵害中各個構(gòu)件無法相互協(xié)作發(fā)揮作用。舉個例子，在整個框架結(jié)構(gòu)中，柱梁同時存在，但是當收到外力侵襲時，柱要承擔穩(wěn)定整個建筑的責任，此時在設計時柱就是主要，梁就是次要。但是要分清，次要不代表不重要，不能因為次要就忽略了其功能性。

3? 建筑混凝土框架設計流程

3.1? 截面尺寸的選擇

截面的選擇是房屋進行混凝土框架設計的前提和基礎。《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范中》明確標明了梁、柱截面尺寸的選擇依據(jù)。而且根據(jù)柱梁二者的不同特性還要保證其線剛度比值大于1，保證節(jié)點中強柱弱梁的實現(xiàn)。這主要是由于柱本身除了承受了更多的負載，在外力侵襲下需要有非彈性的狀態(tài)來穩(wěn)固建筑。

3.2? 掌握梁、柱的適宜配筋率

上文我們提到在進行框架結(jié)構(gòu)設計時要遵循適中原則，因此在設計框架梁的配筋時也應當遵循適中原則。《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》有對框架梁增大或減少之后所適配的最大和最小配筋率有詳細的要求。而且框架梁的配筋率數(shù)值與地震的抗震等級以及與混凝土軸心坑拉強度和鋼筋抗拉強度的比值也有關(guān)。因此在設計中一定要重視梁、柱的配筋率。

4? 多層框架民用建筑的結(jié)構(gòu)設計中的問題

4.1? 計算簡圖不合理

在多層框架民用建筑的結(jié)構(gòu)設計中，需要涉及大量的計算草圖。這些計算草圖的精度也是保證后期施工有效進行的必要條件和依據(jù)。因此，要求相關(guān)設計人員能夠合理、準確地判斷計算草圖。但在實際的結(jié)構(gòu)設計中，仍然存在一些不合理的計算草圖。一些設計人員雖然能夠熟練運用軟件，但是對受力及計算草圖不明確，對受力路徑不清楚。例如：一層的局部帶地下室的框架結(jié)構(gòu)，在框架柱的計算過程中，應合理的分析其受力，當?shù)鼗裆顣r，地下部分也需要單獨設置標準層，并準確地將填充墻的荷載輸入到基礎梁上，其它的框架柱計算長度取其實際情況進行計算。故首先要會分析傳力途徑，準確判斷計算草圖，才能更準確地建模，才能判斷軟件計算結(jié)果的正確與否。

4.2? 框架柱的配筋調(diào)整存在不合理

框架柱的配筋在框架體系中占有重要地位，直接影響到結(jié)構(gòu)的安全。因此，在多層框架結(jié)構(gòu)設計中，必須注意框架柱配筋的調(diào)整，以保證施工方便，滿足后期安全使用的要求，但在實際的結(jié)構(gòu)設計中由于不同設計人員對規(guī)范的理解存在偏差，對框架柱配筋的調(diào)整是不合理的。不能嚴格按照規(guī)范要求對框架柱進行配筋。在框架柱的配筋過程中，過分依賴計算機輔助軟件建模和配筋結(jié)果，容易導致配筋不合理。在地震或自然災害情況下，框架柱在扭轉(zhuǎn)剪力和雙向彎矩作用下，不能滿足抗震要求會造成破壞。另外，在框架柱的配筋設計中，往往忽視了施工的便利性，如梁柱節(jié)點配筋過密，給混凝土澆筑帶來困難，導致施工質(zhì)量的下降和建筑物抗震性能的大幅度降低。

5? 多層建筑框架結(jié)構(gòu)設計問題解決

5.1? 強化設計的系統(tǒng)性和細節(jié)性

要對框架結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)性和細節(jié)性做設計強化。從具體的分析來看，所謂的框架結(jié)構(gòu)指由梁和柱以鋼筋相連接而成，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。從概念理解來看，框架結(jié)構(gòu)需要抵御水平荷載和豎向荷載，而如果結(jié)構(gòu)的受力和承重出現(xiàn)了不均衡的局面，那么具體的荷載抵御會出現(xiàn)區(qū)域差異，這對于框架安全十分的不利，因此在具體的設計中需要對多層建筑的實際荷載做科學計算，然后以荷載為基礎確定框架結(jié)構(gòu)，進而對框架機構(gòu)的具體受力做調(diào)整，這樣，框架的系統(tǒng)性更好，其質(zhì)量提升的目標得以實現(xiàn)。再者，在強調(diào)系統(tǒng)性的時候，一些細節(jié)，比如角度等問題也要注意分析和優(yōu)化。

5.2? 做好必要的設計優(yōu)化

①對配筋問題做解決和優(yōu)化。在框架結(jié)構(gòu)的基礎上分析具體的受力，然后根據(jù)鋼筋等的規(guī)格做出配筋和合理調(diào)整，這樣，配筋的利用效果提升，框架結(jié)構(gòu)的支撐力和穩(wěn)定性也會顯著的提高。②對裂縫問題做處理。從具體的框架結(jié)構(gòu)設計來看，一些裂縫的存在是必須的，但是在寬度需要維持在標準的范圍之內(nèi)，因此需要在荷載與受力的基礎上對裂縫的存在數(shù)量、寬度做科學計算，從而在設計中實現(xiàn)優(yōu)化。

5.3? 提升設計的專業(yè)水平

①設計技術(shù)的專業(yè)性。目前的信息技術(shù)、計算技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)等在具體的設計中有著普遍性的應用，所以為了實現(xiàn)設計的優(yōu)化，設計部門可以構(gòu)建三維模型，利用模型做基礎數(shù)據(jù)計算調(diào)整，這樣，設計的優(yōu)化效果會更加的顯著。②人員的專業(yè)知識。在具體的設計中，人員不僅要有專業(yè)的理論知識儲備，還要有具體問題處理的能力，這樣，在設計實踐中其才能針對實踐做出具體的設計調(diào)整。簡單來講就是具體的設計工作需要從技術(shù)和人員方面體現(xiàn)專業(yè)性，這樣，設計的問題得到解決，水平也會有進一步的提升。

6? 結(jié)束語

多層建筑結(jié)構(gòu)在目前的建筑工程中普遍的存在，這種結(jié)構(gòu)的受力較為復雜，所以為了維持其穩(wěn)定性，一般都會利用框架結(jié)構(gòu)做施工，因為此種結(jié)構(gòu)可以對復雜的受力作調(diào)整，從而降低施工難度，提升其質(zhì)量。為此需對框架結(jié)構(gòu)的利用效果進行提升，分析現(xiàn)階段設計中存在的問題并對具體問題做改善，這樣，設計優(yōu)化的目標可以實現(xiàn)。

參考文獻：

[1] 傅光宇.多層框架民用建筑結(jié)構(gòu)設計問題研究[J].建筑工程技術(shù)與設計，2016（11）：62.

[2] 張路，江紹華.多層建筑結(jié)構(gòu)設計中框架結(jié)構(gòu)的問題分析與處理[J].城市建設理論研究：電子版，2016（3）：36.

[3] 任和雄.多層框架民用建筑結(jié)構(gòu)設計常見的問題[J].科技創(chuàng)新與應用，2016（13）：243.