框架結(jié)構(gòu)設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用研究

宋小娟

遼寧北方建筑設(shè)計院有限責(zé)任公司沈陽工程設(shè)計分公司 遼寧沈陽 110000

在多層建筑施工中，框架結(jié)構(gòu)得到了充分應(yīng)用，但就實際情況來說，有些框架結(jié)構(gòu)的規(guī)劃不夠合理，結(jié)構(gòu)的承重與荷載水平和實際標(biāo)準(zhǔn)不相符，如此就降低了框架結(jié)構(gòu)的質(zhì)量與穩(wěn)固性，對整個建筑的安全性產(chǎn)生了嚴(yán)重影響，針對這種情況，仔細(xì)研究框架結(jié)構(gòu)，并對設(shè)計進(jìn)行優(yōu)化，提高其質(zhì)量意義顯著。

1 框架結(jié)構(gòu)的概念和特點(diǎn)

1.1 框架結(jié)構(gòu)的概念

在建筑結(jié)構(gòu)中，框架結(jié)構(gòu)主要是以梁和柱的剛接或者鉸接來實現(xiàn)建筑物承重結(jié)構(gòu)連成的。因此，梁和柱組成的框架結(jié)構(gòu)能夠共同地域水平荷載和豎向荷載，而建筑墻體只是用于實現(xiàn)圍墻墻體分割的作用[1]。

1.2 框架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

由于框架結(jié)構(gòu)具備造價低廉，使用性能靈活、減輕建筑物自重、提高建筑工程質(zhì)量等特點(diǎn)，因此，受到了各行各業(yè)的關(guān)注。同時，框架結(jié)構(gòu)的梁、柱等構(gòu)建還有利于實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、定型化等設(shè)計，有利于縮短建筑工程的施工工期，能夠運(yùn)用現(xiàn)澆混凝土框架技術(shù)滿足建筑結(jié)構(gòu)的剛性需求和整體性需求，滿足梁、柱等截面的多樣化設(shè)計，有利于實現(xiàn)建筑物空間結(jié)構(gòu)的合理布置。

2 工程框架結(jié)構(gòu)設(shè)計缺陷

2.1 計算簡圖不科學(xué)

就實際情況來說，多層工程結(jié)構(gòu)規(guī)劃中存在的最大問題在于設(shè)計簡圖的計量不科學(xué)。計算簡圖屬于框架結(jié)構(gòu)設(shè)計的前提，計算簡圖不科學(xué)，在框架結(jié)構(gòu)成型中必定會存在問題，而框架自身的結(jié)構(gòu)外形針對受力、荷載都會有差別，因此不科學(xué)的計算簡圖會導(dǎo)致框架結(jié)構(gòu)壓力和實際要求不相符，如此一來，框架結(jié)構(gòu)的應(yīng)用效果就會大幅度降低，必定無法提高結(jié)構(gòu)質(zhì)量。建筑物設(shè)計還應(yīng)當(dāng)注重其平、立、剖面與部件分布不規(guī)則對防震性能的干擾。由此優(yōu)選選用規(guī)則的形體，其防側(cè)力建立的平面分布宜規(guī)則對稱、邊側(cè)剛度順著豎向宜均勻改變。由于震害顯示，簡潔、對稱的結(jié)構(gòu)在地震時難以被損壞。

2.2 框架梁、柱配筋方面存在的問題

當(dāng)前很多高層建筑結(jié)構(gòu)都是采用框架結(jié)構(gòu)來進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的。因此，在設(shè)計框架時，需要注意頂層風(fēng)荷載的大小，保證軸上力的大小和建筑高度之間的正比關(guān)系，才能夠避免頂柱上存在的偏心力了。因此，在頂層上面，存在著軸向應(yīng)力，這些應(yīng)力會造成建筑截面出現(xiàn)重心偏離現(xiàn)象。因此，在設(shè)計過程中，需要嚴(yán)格按照相關(guān)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行梁、柱配筋等計算[2]。

3 多層工程框架結(jié)構(gòu)設(shè)計重點(diǎn)

3.1 地基設(shè)計

本國很多框架結(jié)構(gòu)規(guī)劃大都是條形基礎(chǔ)或是獨(dú)立基礎(chǔ)，這樣一來，地基截面規(guī)劃就要兼顧到地基變形情況和承載水平，以保證基地大小。地基表面的淺基層規(guī)劃除了需考慮到承載性能和變形要求外，還應(yīng)當(dāng)遵循經(jīng)濟(jì)性原則，嚴(yán)格管理成本。基于此，結(jié)合地基表面的結(jié)構(gòu)來篩選持力層施工，隨后全面研究各種條件，仔細(xì)研究建筑結(jié)構(gòu)的類型、外觀、實用性與穩(wěn)固性。地基的規(guī)劃除兼顧到技術(shù)層面外，還應(yīng)當(dāng)根據(jù)實踐經(jīng)驗，綜合思考建筑結(jié)構(gòu)處于的水文地質(zhì)環(huán)境和相關(guān)地質(zhì)資料，從而選擇出滿足實際狀況的地基處理措施。

3.2 建筑框架結(jié)構(gòu)短柱設(shè)計

在建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計中，設(shè)計人員需要做好柱凈高和截面高度的設(shè)計，保證柱凈高小于或者等于截面高度，如果高度為四米，則稱為短柱。由于短柱的承載力不高，因此，其抗震強(qiáng)度不大，容易導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)受到破壞。因此，在框架結(jié)構(gòu)設(shè)計中，需要最大限度的避免短柱的出現(xiàn)，需要保證柱的承載能力，以此來提高框架結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性。

3.3 柱的抗震設(shè)計

（1）柱截面尺寸：如果剪用力對柱產(chǎn)生較大影響，則能夠造成柱的剪切破壞，如果軸壓以及平均壓應(yīng)力對柱產(chǎn)生較大的作用，會導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)壓碎性損害。因此，保證柱截面達(dá)到相關(guān)要求規(guī)定，才能確保柱的延伸性，通常設(shè)計為300mm×300mm的柱截面高度與寬度；應(yīng)當(dāng)設(shè)計超過2的剪跨比，應(yīng)當(dāng)設(shè)計在3以內(nèi)的截面高度，如果能夠很好的確保剪壓比，則就能達(dá)到理想的延伸性，所以應(yīng)當(dāng)設(shè)計3N/mm2以下的柱端截面的平均剪應(yīng)力。（2）配置柱的縱向鋼筋：配筋應(yīng)當(dāng)采用對稱設(shè)計，為使其延性得到進(jìn)一步提升，必須要依照相關(guān)要求對配筋率進(jìn)行設(shè)計；同時應(yīng)當(dāng)依照相關(guān)規(guī)范對配筋進(jìn)行有效的連接；鋼筋縱向連接的位置上應(yīng)當(dāng)?shù)倪m當(dāng)將箍筋加密，以免造成縱向鋼筋出現(xiàn)壓曲情況，影響結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。（3）柱的箍筋：由于地震力持續(xù)作用的影響，通常會導(dǎo)致保護(hù)柱端鋼筋的混凝土層出現(xiàn)碎裂，倘若箍筋的數(shù)量不足，能夠達(dá)到足夠的約束力，便可導(dǎo)致縱向鋼筋出現(xiàn)膨脹問題，損壞結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，所以必須要依照相關(guān)要求對箍筋進(jìn)行科學(xué)設(shè)計[3]。

3.4 荷載取值規(guī)劃

在非地震規(guī)劃環(huán)境下，荷載基礎(chǔ)效應(yīng)值的計量應(yīng)當(dāng)以可變性負(fù)荷效應(yīng)管理與永久性負(fù)荷效應(yīng)管理來確定，在取值過程，需選擇所取值標(biāo)準(zhǔn)中最不利的數(shù)據(jù)。唯有選擇最不良的荷載組合，在設(shè)計過程方可計量結(jié)構(gòu)受到的外力，就是常見的荷載效應(yīng)。這種荷載包括永久性荷載與可變性荷載，在計量多層建筑物框架的承重水平極限狀態(tài)時，要求將抗力與作用的設(shè)計值進(jìn)行對應(yīng)。

4 結(jié)語

在建設(shè)工程中，由于框架結(jié)構(gòu)設(shè)計具備難度大、設(shè)計復(fù)雜等特點(diǎn)，所以，設(shè)計人員需要做好框架結(jié)構(gòu)和建筑工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計，嚴(yán)格控制鋼筋梁、柱的施工質(zhì)量，并做好混凝土配比的把控，避免出現(xiàn)混凝土裂縫等現(xiàn)象，導(dǎo)致建筑物的整體質(zhì)量受到影響。所以，設(shè)計人員需要不斷提升自己的專業(yè)知識技術(shù)，端正工作態(tài)度，才能夠發(fā)揮出框架結(jié)構(gòu)設(shè)計的最大價值。