建筑結構設計中框架結構設計的應用

陸遙

沈陽中煤設計研究院有限公司 遼寧沈陽 110000

隨著全球經濟的快速發(fā)展，各個行業(yè)都取得了很大的進步，建筑行業(yè)同樣也不例外，現(xiàn)如今人們對建筑領域當中的框架結構關注度越來越高，鋼筋混凝土框架結構目前已經被廣泛應用到各個行業(yè)當中，梁板柱框架結構也受到了人們的廣泛青睞。特別是近些年國家大力倡導低碳環(huán)保節(jié)能理念的應用，這也在一定程度上推動建筑框架結構的發(fā)展。將框架結構合理應用到建筑工程中不但可以節(jié)省更多的空間，而且還能更好地完善建筑室內設計。

1 框架結構特點

（1）現(xiàn)代建筑框架結構施工中原材料使用相對較少，可以讓施工成本得到有效降低。

（2）可以讓建筑平面布置的靈活性、協(xié)調性得到保證，在一些空間相對較大建筑工程中，框架結構設計優(yōu)勢較為明顯。

（3）梁柱結構標準化程度容易實現(xiàn)，可以在建筑工程質量得到保證的同時，縮短施工工期，進而保證施工進度計劃全面落實。

（4）現(xiàn)澆混凝土框架結構建筑工程具有較高的整體性、剛性，利用科學設計方法可以多樣化改造梁柱截面形狀，讓人們對結構設計多樣化需求得到滿足。

2 建筑結構設計中框架結構設計的應用

2.1 合理設置基礎系梁

在結構設計中，如基礎埋深較大，則應利用基礎系梁底層柱的計算長度來取值。如在±0.00的條件下設置系梁，系梁要以一層框架梁來設計，并可以短柱來設計系梁以下的柱體。若工程條件能夠滿足設計規(guī)范的要求，則需對其設置基礎系梁。參照工程抗震的基本要求，設計中設計者需在兩個主軸方向設置構造基礎系梁，規(guī)定其界面高度為柱中心距的1/12至1/15。構造基礎系梁縱向受力鋼筋要為連接柱最大軸力設計值的1成，同時將其視為拉力值?；A系梁界面則應結合實際加以調整，確保配筋受力滿足工程結構設計的基本要求。構造基礎系梁頂標高數(shù)值與基礎頂標高的數(shù)值完全相同。為了嚴格控制基礎系梁計算的跨度，工作人員可將基礎梁與獨立基礎臺階或雛形斜坡間的空鼓位置以素混凝土為原料開展?jié)仓┕?，澆筑的高度需到達基礎頂端，滿足上述要求后方可澆筑基礎系梁。如在設計中不設置基礎系梁，則可使用素混凝土條形基礎設置填充墻，并設置于框架柱中間，而未處于框架柱中間的墻體基礎則可采用素混凝土基礎形式[1]。

2.2 重視結構抗震設計

在框架結構中，想要使結構質量得到提高，還要重視結構抗震設計。目前為滿足裝修施工等需要，通常在建筑頂部設置吊頂?shù)葮嫾沟弥g填充墻無法達到頂部。此外，在墻上任意位置進行門窗洞口設置，也將引起同樣問題，最終導致結構出現(xiàn)短柱構造。而一旦發(fā)生地震，短柱具有較大剛度，容易吸收更多的地震作用，導致結構的剪切效應加大。在結構抗剪強度不足的情況下，就容易發(fā)生脆性破壞或交叉裂縫，繼而導致結構破壞，嚴重時將引起傾覆。針對這一問題，還要加強框架結構抗震分析，使短柱樓層約束得到盡可能減弱，如采用鉸接方式加強梁柱連接，并通過增加箍筋保證結構穩(wěn)固，應盡量選擇螺旋箍筋、復合箍筋等性能優(yōu)良的箍筋，使結構受力性能得到增強。針對短柱范圍，還應確保箍筋間距不超100mm，柱的縱向鋼筋間距不超150mm。此外，在結構分析過程中如果發(fā)現(xiàn)結構抗震性能不佳，還可以通過安裝外部抗震或加固設施增強結構穩(wěn)固性。如采用剛阻尼器對地震作用進行吸收，減弱結構受到的沖擊。安裝固定桿等裝置進行結構外部加固，也能使結構安全性得到增強[2]。

2.3 短柱設計

框架結構中，若柱凈高與柱截面高度不足4或剪跨比不足2，則可判定其為短柱。短柱受到地震作用后，容易出現(xiàn)脆性破壞。由于短柱所承受的承載力和變形能力有限，會導致十分嚴重的建筑物損壞問題。因此在設計中，設計者務必采取有效的規(guī)避措施。短柱形成的原因主要有兩類：①樓梯間半休息平臺或結構某一位置出現(xiàn)錯層問題，使兩個框架梁間的框架柱凈高無法滿足設計要求。②填充墻設置不科學不合理，使框架柱兩側出現(xiàn)未設置填充墻的問題。部分雖然有填充墻，但其柱凈高與柱截面面積的比值不足4，從而造成短柱現(xiàn)象。對此，設計人員應當結合實際提高柱的抗剪承載力，增強其變形能力。此外，還要采用復合箍筋，箍筋需沿著全高加密，注重結構布置的對稱性,且每一側縱向鋼筋的配筋率應在1.2%以內，這里可采用外包鋼筋等多種處理方式。

2.4 配筋設計

框架結構主要采用鋼筋混凝土材料，鋼筋用于對一定范圍拉力進行承載，混凝土用于承載壓力。按照《混凝土結構設計規(guī)范》，需要加強框架結構中梁、柱等構件的配筋管理，保證結構配筋率合理，以便使結構變形、裂縫等問題得到防治。實際在結構設計過程中，可以采用TAM、SATWE等軟件完成結構配筋計算，對梁、柱等結構的剛度、柔度、強度等進行分析，保證結構設計的合理性?？蚣苤呐浣盥室话爿^低，縱向受力鋼筋配筋率在1%-3%之間，梁配筋率在0.4%-1.5%范圍。在結構配筋計算過程中，通常選擇最不利方向，在完成電算化結果比較后，通常采取較大值，以便使結構強度達到要求。針對框架梁外挑的情況，如果在梁下設置混凝土柱，還應認識到柱為偏心受壓構件，并非構造柱，不能采取構造配筋方式，以免出現(xiàn)水平荷載作用下結構承載力不足。根據梁端可能發(fā)生的協(xié)調變形，還應將柱當成是豎向構件參與配筋計算，做好梁、柱節(jié)點處理[3]。

3 結語

在建筑框架結構設計中，需要考慮的因素較多，而且受到外部因素的影響，在設計中會出現(xiàn)諸多問題。為了更好地控制和規(guī)避上述問題，在工程設計中要求設計人員認真分析問題出現(xiàn)的原因，然后結合工程實際采取有效的應對措施和解決方法，以此提高結構設計的整體質量，促進工程順利完工。