建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中框架結(jié)構(gòu)設(shè)計的應(yīng)用

方宇佳

摘要：近年來，在經(jīng)濟社會快速發(fā)展的背景下，建設(shè)項目規(guī)模不斷擴大。在社會快速發(fā)展的背景下，極大地促進了我國建筑業(yè)的快速發(fā)展。人們的生活水平也在日益提高，這對建筑造型和功能提出了更高的要求，這也對建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計提出了越來越高的要求。為了滿足人們對各種建筑工程設(shè)計的需求，加強結(jié)構(gòu)設(shè)計在建筑工程設(shè)計中的作用越來越重要。科學(xué)的建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計可以進一步拓展建筑空間，提高其利用率，也有利于合理布局管理，從而保證整個建筑的突出層次感，滿足人們對不同建筑設(shè)計的需求。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu);框架;結(jié)構(gòu)設(shè)計;應(yīng)用

1框架結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要內(nèi)容分析

1.1框架結(jié)構(gòu)的基本特點分析

目前，由于建筑物的高度越來越高，垂直結(jié)構(gòu)的自重、荷載越來越大，必須在結(jié)構(gòu)上增設(shè)柱子和墻體，以提高其承載能力。另外，結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)要經(jīng)受地震和風(fēng)荷載，這些載荷都是垂直分布的非線性，對結(jié)構(gòu)的高度和地震作用都很敏感。在建筑物的層數(shù)不多的情況下，僅對靜載荷和局部動載荷進行了分析。對墻、柱、樓梯的要求比較低。在其他結(jié)構(gòu)達到設(shè)計要求的情況下，以上的結(jié)構(gòu)基本達到了設(shè)計的要求。在鋼架支撐系統(tǒng)中，只要不需要特別的承載力，就可以不增加柱、梁的尺寸，一般只要增加鋼板就可以了。但在高層建筑的設(shè)計中，應(yīng)充分考慮其抗剪、抗變形、抗彎矩等因素，同時還要考慮其結(jié)構(gòu)布局及特殊材質(zhì)的使用。在建筑框架結(jié)構(gòu)中，梁、柱可以采用鉸接或剛性連接，從而構(gòu)成能夠承受建筑物內(nèi)部水平荷載和垂直荷載的承載結(jié)構(gòu)?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的優(yōu)點是能夠結(jié)合實際的空間布置需求，節(jié)約建材，達到標準化、定型化的要求。同時，由于其具有較高的強度、剛度，能夠有效地改善建筑物的抗震性能。

1.2框架結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本原則分析

現(xiàn)有的框架結(jié)構(gòu)的基本原理是：剛性與柔性。我們都知道，框架自身不但要承擔大樓自身的重量，還要確保其高度的柔韌性。在這種情況下，不僅要保證結(jié)構(gòu)的剛性與撓性，還要保證其剛性與撓性。結(jié)構(gòu)自身過于柔軟，不能支撐整體的結(jié)構(gòu)，其剛度會對其柔韌性產(chǎn)生一定的影響。二是多重防護。在高樓建成之后，影響因素很多。為確保整體結(jié)構(gòu)的安全，應(yīng)采取分層防護措施，以確保整體施工質(zhì)量。第三個重點和次要重點是分開的原則。在框架中，各個部件的作用是不同的。為了保證整個建筑的和諧與統(tǒng)一，設(shè)計者必須遵守清晰的優(yōu)先原則。

2建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中存在的問題

2.1框架結(jié)構(gòu)設(shè)計中的計算模型問題

在框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計中，采用了大量的力學(xué)計算公式。利用上述公式對建筑物條形基礎(chǔ)進行計算時，會產(chǎn)生較大的誤差，因此必須對其進行合理的力學(xué)模型計算。對計算的結(jié)果進行了詳細的計算。為了確保每個分塊梁受力位置的分析，必須在整體空間預(yù)算完成后，才能最大程度地減少單梁的計算誤差，使結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定得到最大程度地保障。

2.2梁、柱加固中存在的問題

框架結(jié)構(gòu)是一種非常重要的結(jié)構(gòu)形式，它被廣泛地用于高層建筑的設(shè)計。但是，在結(jié)構(gòu)的具體設(shè)計中，需要對頂層的風(fēng)荷載進行全面的分析和探討，以避免結(jié)構(gòu)高度與軸向作用力之間的比例關(guān)系，以防止出現(xiàn)頂柱偏心。由于高層結(jié)構(gòu)的軸向壓力，使得結(jié)構(gòu)的中心位置發(fā)生了變化。所以，梁柱的鋼筋強度應(yīng)嚴格按有關(guān)設(shè)計規(guī)范進行。

2.3框架結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)

由于建筑物的高度和耐震性能都有一定的要求，因此，在對預(yù)埋端部進行設(shè)計時，應(yīng)對鋼筋混凝土的強度進行嚴格的控制，以確保其最大承載力。所以，現(xiàn)行的建筑物對混凝土的強度要求在C40左右。

3框架結(jié)構(gòu)設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用

3.1建筑框架結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計

我國框架結(jié)構(gòu)大多采用獨立基礎(chǔ)或條形基礎(chǔ)，因此在規(guī)劃基礎(chǔ)截面時應(yīng)充分考慮承載力和基礎(chǔ)變形，以更好地保證基礎(chǔ)尺寸。在規(guī)劃基面淺基礎(chǔ)的過程中，不僅要充分考慮變形和承載力，還要充分遵循經(jīng)濟原則，加強成本管理。這些都需要與地基表層結(jié)構(gòu)充分結(jié)合，科學(xué)篩選持力層的施工，加強對各種條件的研究，充分研究建筑結(jié)構(gòu)的外觀類型，以及其穩(wěn)定性和實用性。在框架結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計過程中，工作人員應(yīng)充分考慮基礎(chǔ)在節(jié)點部位的底部面積，采用柱下條形基礎(chǔ)的方法，以保證柱下擴大基礎(chǔ)的寬度和基礎(chǔ)鋪設(shè)的均勻性。如有不良因素，應(yīng)合理拓寬基礎(chǔ)面積，確?；A(chǔ)埋深超過3m。如果要分析地下室基礎(chǔ)的承載力，就要充分做好相應(yīng)的防水工作，避免地下室外面板的外伸，設(shè)計人員在設(shè)計過程中也要保證建筑框架結(jié)構(gòu)后澆帶達到相應(yīng)的長度，后澆帶每隔40m設(shè)置一條，這對建筑框架結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)和穩(wěn)定性起著非常重要的作用。

3.2加固結(jié)構(gòu)規(guī)劃

（1）對框架外懸臂梁進行加固。在工程建設(shè)中，有許多因素會對建筑物產(chǎn)生影響，其中懸臂梁的設(shè)計就顯得尤為重要。在懸臂梁的設(shè)計中，由于其橫截面的不同，其使用功能和占用空間都會對其設(shè)計質(zhì)量造成一定的影響。因此，當懸臂梁在安裝框架梁主筋時，由于其向外擴展，將會對結(jié)構(gòu)的質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。因此，在進行結(jié)構(gòu)分析時，必須對結(jié)構(gòu)外懸臂梁的受力進行全面的分析與研究，以達到對結(jié)構(gòu)的科學(xué)、合理、有效地加強結(jié)構(gòu)的承載力，確保結(jié)構(gòu)的安全。

（2）對框架柱進行規(guī)劃加固。在一般建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，框架柱配筋的比例是比較低的。在地震作用下，框架柱會受到很大的扭應(yīng)力。在地震過程中，由于受兩個方向的偏心，導(dǎo)致了內(nèi)柱的損壞。在進行加固設(shè)計時，必須充分考慮到各方面的壓力。在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中，當建筑物結(jié)構(gòu)區(qū)域存在較軟的地基時，應(yīng)該適當增加框架柱配筋。在實際的設(shè)計中，采用了箍筋對齊的方法。

3.3建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析

結(jié)構(gòu)的橫向受力與垂直受力差別很大。在垂直荷載的計算中，主要采用分層法和二次分布法。前者以固定端支撐取代上部和下部的彈性支撐，并將各樓層的線性剛度乘0.9而得出。而采用二次分布的彎矩方法，則需對各節(jié)點進行不均衡彎矩的計算，并求出相應(yīng)的彎矩。在進行水平力計算時，可以使用反彎點法、 D值方法，但是 D值方法的使用要更加精確。但是，當梁、柱的剛度大時，反彎點法的計算結(jié)果就會比較精確，所以對建筑物的內(nèi)力進行分析，不但十分復(fù)雜，而且還要對各個方面都進行全面的考慮，以保證建筑結(jié)構(gòu)的安全性。

3.4建筑抗震設(shè)計

結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的一個重點，也是一個難點。在設(shè)計和計算中，工作人員應(yīng)充分考慮梁高數(shù)據(jù)的準確性，在設(shè)計和計算中存在問題時，應(yīng)充分堅持最大原則，以防止因梁剛度過小而引起的安全儲備過大，從而減少安全問題的發(fā)生。同時，在考慮梁端負配筋時，應(yīng)盡量遵循最小準則，在設(shè)計時應(yīng)使梁端部發(fā)生較好的塑性。在具體的設(shè)計中，工作人員還要確保梁的負筋小于規(guī)定的水平，并充分地與中跨加強筋配合，并適當?shù)卦龃罅旱膶挾取Ｔ诤侠淼幕A(chǔ)上，對5%配筋較差的梁，采用相似的配筋方案，可以有效地減少施工過程。

3.5負荷值規(guī)劃

在非抗震規(guī)劃環(huán)境下，荷載基礎(chǔ)效應(yīng)值的計算應(yīng)通過可變荷載效應(yīng)管理和永久荷載效應(yīng)管理來確定。在價值選擇過程中，應(yīng)選擇價值標準中最不利的數(shù)據(jù)。只有選擇最差的荷載組合，才能在設(shè)計過程中計算出作用在結(jié)構(gòu)上的外力，這是一種常見的荷載效應(yīng)。這種載荷包括永久載荷和可變載荷。在計算建筑框架的承重水平極限狀態(tài)時，要求抗力與作用設(shè)計值相對應(yīng)。

結(jié)束語

綜上所述，建筑業(yè)對我國的經(jīng)濟發(fā)展有很大的推動作用，其中建筑設(shè)計在整個建筑工程中占有非常重要的地位。只有做好建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計，才能保證建筑的最終可用性。項目一旦進入施工階段，設(shè)計就無法更改。因此，設(shè)計人員需要根據(jù)實際施工情況和準確的數(shù)據(jù)來設(shè)計框架結(jié)構(gòu)，以減少人力、物力和資金的浪費。

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