關(guān)于建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則與措施問(wèn)題探究

摘 要：在當(dāng)前建筑行業(yè)中，建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已成為了大家所公認(rèn)的模式，無(wú)論是工業(yè)建筑還是民用建筑，建筑框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案已經(jīng)在各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。但是，隨著社會(huì)發(fā)展的不斷需要和改善，建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也面臨這一系列的問(wèn)題?；诖?，本文對(duì)建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的有效方法進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：建筑框架結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)原則；措施

1 建筑框架結(jié)構(gòu)的概念

框架結(jié)構(gòu)住宅是指以鋼筋混凝土澆搗成承重梁柱，再用預(yù)制的加氣混凝土、膨脹珍珠巖、浮石、蛭石、陶爛等輕質(zhì)板材隔墻分戶裝配成而的住宅。適合大規(guī)模工業(yè)化施工，效率較高，工程質(zhì)量較好。框架結(jié)構(gòu)由梁柱構(gòu)成，構(gòu)件截面較小，因此框架結(jié)構(gòu)的承載力和剛度都較低，它的受力特點(diǎn)類似于豎向懸臂剪切梁，樓層越高，水平位移越慢，高層框架在縱橫兩個(gè)方向都承受很大的水平力，這時(shí)，現(xiàn)澆樓面也作為梁共同工作的，裝配整體式樓面的作用則不考慮，框架結(jié)構(gòu)的墻體是填充墻，起圍護(hù)和分隔作用，框架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是能為建筑提供靈活的使用空間，但抗震性能差。

2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則分析研究

2.1 抓大放小

在框架結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)體系中具有“強(qiáng)柱弱粱”“、強(qiáng)剪弱彎”等的說(shuō)法也是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中非常重要的概念。關(guān)鍵時(shí)刻要分清主次，抓大放小，也就是要取大舍小。有舍才有得，舍是為了得。

2.2 道防線

層層設(shè)防的結(jié)構(gòu)體系才是安全的，災(zāi)難到來(lái)，在抵抗外力時(shí)所有結(jié)構(gòu)都在通力合作，前仆后繼。此時(shí)，假如把“生存”的希望僅僅寄托在某單一的構(gòu)件上，將會(huì)非常危險(xiǎn)。比如土建結(jié)構(gòu)中單片墻相較于多肢墻要差，純框架相較于框架剪力墻要差等，這便是多道防線的設(shè)計(jì)思路。

2.3 剛?cè)岵?jì)

剛?cè)嵯酀?jì)是合理的建筑結(jié)構(gòu)體系必須要具備的。結(jié)構(gòu)太剛則變形能力差，強(qiáng)大的破壞力瞬間襲來(lái)時(shí)，需要承受的力很大，容易造成局部受損最后全部毀壞；而太柔的結(jié)構(gòu)雖然可以很好的消減外力，但容易造成變形過(guò)大而無(wú)法使用甚至全體傾覆。結(jié)構(gòu)是剛多一點(diǎn)好，還是柔多一點(diǎn)好？剛到什么程度或柔到什么程度才算合適呢？我個(gè)人認(rèn)為剛多點(diǎn)使工程不經(jīng)濟(jì)，造成造價(jià)過(guò)高，而且應(yīng)變能力差。柔多一點(diǎn)雖然造價(jià)便宜但是必然產(chǎn)生變形以適應(yīng)外力，太柔的結(jié)果必然是太大的變形，甚至?xí)?dǎo)致立足不穩(wěn)而失去根本。這些問(wèn)題歷來(lái)都是專家們爭(zhēng)論的焦點(diǎn)，現(xiàn)今的規(guī)范給出的也只是一些控制的指標(biāo)，但無(wú)法提供精確答案。

2.4 打通關(guān)節(jié)

渾然一體是所有理想的結(jié)構(gòu)體系必須要具備的，也就是說(shuō)結(jié)構(gòu)體系中不存在任何關(guān)節(jié)，只有這樣的結(jié)構(gòu)體系才能使任何外力都能迅速傳遞和消減。

3 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則與相關(guān)措施

在目前的建筑工程項(xiàng)目中，框架結(jié)構(gòu)是一種最為常見的建筑結(jié)構(gòu)體系，其在施工設(shè)計(jì)的過(guò)程中是全憑梁柱結(jié)構(gòu)共同構(gòu)成的一種綜合性承重體系，這種承重體系是利用梁柱結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)性和共同性來(lái)抵抗相關(guān)的水平荷載與豎向荷載的一種工作模式。在這種工作模式中。這種框架結(jié)構(gòu)體系的應(yīng)用給建筑結(jié)構(gòu)的施工與建設(shè)提供了良好的理論依據(jù)，也為工程建設(shè)事業(yè)的順利發(fā)展指明了新的道路和發(fā)展方向。

3.1 設(shè)計(jì)原則

在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，抗震原則是框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的首要原則，這也可以說(shuō)是目前各類工程項(xiàng)目中都必須面臨和應(yīng)對(duì)的一種熱點(diǎn)話題。尤其是自汶川地震以來(lái)，地震造成的社會(huì)影響與人員傷亡觸目驚心，使得社會(huì)各界人士在工程建設(shè)中對(duì)于房屋抗震設(shè)計(jì)都提出了新的要求。因此來(lái)說(shuō)，在目前的設(shè)計(jì)工作中，做好相關(guān)的抗震設(shè)計(jì)就十分必要，這對(duì)于確保建筑結(jié)構(gòu)整體安全性十分有效。同時(shí)對(duì)于雨棚在設(shè)計(jì)中，需要進(jìn)行系統(tǒng)全面的處理與總結(jié)，要能夠確保各種工程項(xiàng)目在設(shè)計(jì)工作中都能夠發(fā)揮出其應(yīng)有效能。

3.2 設(shè)計(jì)措施

3.2.1 基礎(chǔ)寬度和面積的計(jì)算

在計(jì)算基礎(chǔ)寬度和面積時(shí)，往往由于力學(xué)模型不明確或考慮問(wèn)題不周詳，導(dǎo)致基礎(chǔ)寬度或面積不足。如墻體上作用有較大集中力的情況，當(dāng)墻體上有較大的集中力作用時(shí)，通過(guò)墻體和基礎(chǔ)可將集中力向地基擴(kuò)散，但這種擴(kuò)散是有一定范圍的，且基底土反力并不均勻分布。若設(shè)計(jì)時(shí)用該集中力除以墻段長(zhǎng)度得到的平均線荷來(lái)確定基礎(chǔ)寬度，則導(dǎo)致局部基礎(chǔ)寬度不足。因此，必須加大基礎(chǔ)寬度以滿足地基承載力的要求。通常采用局部調(diào)整系數(shù)調(diào)整基礎(chǔ)寬度的方法解決此類問(wèn)題。目前常用的框架結(jié)構(gòu)空間分析計(jì)算軟件都是以整幢樓的梁、柱整體參加工作進(jìn)行計(jì)算分析的，對(duì)部分梁而言，盡管相交梁截面尺寸不同，相互之間卻不存在主、次梁關(guān)系，設(shè)計(jì)人員在繪制施工圖時(shí)，應(yīng)注意配筋形式與受力分析相匹配。同時(shí)建筑師要求結(jié)構(gòu)工程師在當(dāng)前施工和設(shè)計(jì)中將這個(gè)模式和分析情況作為綜合的設(shè)計(jì)心理和設(shè)計(jì)模式進(jìn)行管理與控制。結(jié)合當(dāng)前社會(huì)發(fā)展措施對(duì)框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行嚴(yán)格分析，異性框架加工形式已成為當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中廣受人們歡迎的形式之一。

3.2.2 鋼筋混凝土保護(hù)層厚度的取值

混凝土保護(hù)層的作用是保護(hù)鋼筋不發(fā)生銹蝕，并保證鋼筋的粘結(jié)錨固性能，直接影響構(gòu)件的耐久性和鋼筋的受力性能，但由于設(shè)計(jì)人員的不重視，常會(huì)出現(xiàn)以下問(wèn)題：①梁或柱中，只注意到主筋的保護(hù)層厚度，而忽略了箍筋的保護(hù)層厚度，造成箍筋外露或保護(hù)層厚度不足；②主梁與次梁交叉處、主梁、次梁和板的鋼筋關(guān)系處理不明確，造成板負(fù)筋保護(hù)層厚度不足或構(gòu)件有效截面高度損失，直接影響到構(gòu)件的安全性；③地上部分與地下部分的柱子因所處的環(huán)境條件不同，根據(jù)規(guī)范要求，應(yīng)采取不同的保護(hù)層厚度。

3.2.3 在框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，注意縱向框架設(shè)計(jì)

現(xiàn)行建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范要求水平地震作用應(yīng)按兩個(gè)主軸方向分別計(jì)算，各方面的地震和用應(yīng)由該方向的抗側(cè)力構(gòu)件來(lái)承擔(dān)。說(shuō)是說(shuō)，在框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，縱向框架與橫向框架有同等的重要性。一些結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者對(duì)于非抗震設(shè)計(jì)，而縱向地按普通的連續(xù)梁進(jìn)行設(shè)計(jì)，梁柱的節(jié)點(diǎn)和框架中的縱筋、箍筋的配置無(wú)法符合框架的構(gòu)造要求。由于沒(méi)有考慮地震的縱向作用，在實(shí)際設(shè)計(jì)中經(jīng)常出現(xiàn)梁的支座負(fù)筋，跨中縱筋及箍筋的配筋置均不足的現(xiàn)象。

3.2.4 技術(shù)人員能力素質(zhì)問(wèn)題

我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)專業(yè)在高校中得到普及，專業(yè)人才也在不斷增加，但是在實(shí)際工作中，這些高校的畢業(yè)生所掌握的知識(shí)多為理論層面，與實(shí)際建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作需求產(chǎn)生脫節(jié)。這要求當(dāng)下的建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員應(yīng)該增強(qiáng)個(gè)人的專業(yè)知識(shí)。另外一些經(jīng)驗(yàn)豐富的設(shè)計(jì)人員依靠其較強(qiáng)的能力不主動(dòng)學(xué)習(xí)新知識(shí)，對(duì)待工作態(tài)度不積極，工作存在不細(xì)致、拖延的情況。如嵌固端設(shè)置問(wèn)題，一些設(shè)計(jì)人員因工作不細(xì)致或技術(shù)不扎實(shí)，在嵌固端樓板設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)抗震縫設(shè)計(jì)和嵌固端位置相互協(xié)調(diào)等問(wèn)題上出現(xiàn)差錯(cuò)，對(duì)后期的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工程施工帶來(lái)了巨大的安全隱患。另外，隨著科技的發(fā)展和時(shí)代的進(jìn)步，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相關(guān)知識(shí)更新?lián)Q代的速度將會(huì)加快，建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作人員必須掌握用于建筑的各種新材料、新技術(shù)等專業(yè)知識(shí)。這要求工作人員能夠根據(jù)社會(huì)需要不斷的完善自身的專業(yè)知識(shí)和提升個(gè)人實(shí)際設(shè)計(jì)能力。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我國(guó)建筑發(fā)展迅速，設(shè)計(jì)思想在不斷更新，建筑平面布置與豎向體形也越來(lái)越復(fù)雜，這就給結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工提出更高的要求。采用框架結(jié)構(gòu)形式，可形成內(nèi)部大空間，能進(jìn)行靈活的建筑平面布置，因此，框架結(jié)構(gòu)體系在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用甚廣。本文以上是在工程設(shè)計(jì)中對(duì)框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)體會(huì)，希望這些設(shè)計(jì)體會(huì)能給各位同行在今后的工程設(shè)計(jì)中有些幫助，以提高工程設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1] 曲浩.淺談對(duì)建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)[J].科技致富向?qū)В?013.

[2] 吳良平.淺談建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].江西建材，2014.

作者簡(jiǎn)介：

吳百玉（1982—），性別：男，民族：漢，籍貫：山東東營(yíng)廣饒，學(xué)歷：大學(xué)，職稱：工程師，研究方向：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。