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

王遲

（貴州省銅仁市建筑勘察設(shè)計(jì)院有限公司，貴州 銅仁 554300）

0 引言

框架結(jié)構(gòu)是建筑工程中十分重要的一項(xiàng)結(jié)構(gòu)，將框架結(jié)構(gòu)應(yīng)用在建筑結(jié)構(gòu)中能夠?yàn)槿藗円粋€(gè)大且舒適空間。因此，設(shè)計(jì)師在進(jìn)行建筑工程設(shè)計(jì)時(shí)，需要依據(jù)建筑工程具體情況，科學(xué)的布置建筑工程的內(nèi)部空間，保證整體設(shè)計(jì)合理性。

1 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)

1.1 高空間利用率

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中對(duì)框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行應(yīng)用，最主要的一項(xiàng)技術(shù)特點(diǎn)就是高空間利用率，主要表現(xiàn)為框架設(shè)計(jì)中各個(gè)區(qū)域在具體設(shè)計(jì)都采用直線，而且要做好建筑工程中功能和結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)容的設(shè)計(jì)[1]。特別是可以提高建筑工程內(nèi)部空間利用率，加大建筑內(nèi)部應(yīng)用面積，避免由于建筑工程內(nèi)空間結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜浪費(fèi)土地資源，降低資源利用率等各種不良現(xiàn)象。

1.2 高設(shè)計(jì)效率

框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在具體應(yīng)用期間具有高設(shè)計(jì)效率。高設(shè)計(jì)效率主要體現(xiàn)在，在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員能夠依據(jù)單一設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行復(fù)制，完成建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作業(yè)。從建筑結(jié)構(gòu)整體設(shè)計(jì)周期入手分析，整體設(shè)計(jì)周期短，能夠起到控制建筑工程成本作用[2]。此外，采取連續(xù)性設(shè)計(jì)，可以降低設(shè)計(jì)誤差，從而為后續(xù)施工作業(yè)提供支持，提高施工效率。

2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要遵循的原則

2.1 保證建筑工程穩(wěn)定

對(duì)于建筑工程來(lái)說(shuō)，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，若建筑自身是一個(gè)規(guī)則形體，要確保建筑豎向和側(cè)面剖面整體受力能夠保持均勻，但是，在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，為了保證建筑造型保持新穎，會(huì)出現(xiàn)盲目增加結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)復(fù)雜度現(xiàn)象，不僅無(wú)法保證建筑受力均衡性，而且還會(huì)降低的建筑工程在投入應(yīng)用后的抗震性[3]?？梢?jiàn)，在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，需要做好結(jié)構(gòu)調(diào)整，保證建筑工程在水平方向的荷載能夠順利傳遞，確保結(jié)構(gòu)與剛度重心能夠保持重合，從而避免出現(xiàn)偏心、結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)等不良現(xiàn)象，提高建筑工程穩(wěn)定性[4]。

2.2 滿足建筑工程應(yīng)用功能

建筑工程一項(xiàng)重要民生基礎(chǔ)設(shè)施，因此，在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，一方面要確保建筑工程能夠滿足人們?cè)诰幼∩系男枨?，另一方面還要注意建筑工程在健康、安全、綠色等各個(gè)方面的需求。近幾年，經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展使人們生活質(zhì)量得到了顯著提高，人們對(duì)建筑工程也提出了更高要求。因此，進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮受力是否明確、簡(jiǎn)單，而且要精準(zhǔn)評(píng)估建筑結(jié)構(gòu)受力情況，保證最終建設(shè)的建筑功能可以達(dá)到要求[5]。

2.3 考慮建筑工程安全性

安全性是任何建筑工程都需要靠的一項(xiàng)內(nèi)容。建筑工程安全性會(huì)影響人們財(cái)產(chǎn)安全、居住舒適度等。影響建筑工程安全性的因素有很多，若設(shè)計(jì)人員在建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)期間，考慮內(nèi)容不全面，會(huì)由于設(shè)計(jì)不合理，帶來(lái)各種安全隱患，從而會(huì)對(duì)為后續(xù)施工作業(yè)開(kāi)展造成不良影響，情況嚴(yán)重時(shí)會(huì)引發(fā)安全事故，不僅會(huì)造成經(jīng)濟(jì)損失，而且會(huì)發(fā)生人員傷亡。可見(jiàn)，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)期間，應(yīng)當(dāng)提高對(duì)安全問(wèn)題的重視，做好相應(yīng)管理工作，加強(qiáng)對(duì)設(shè)計(jì)人員的培訓(xùn)，提高設(shè)計(jì)人員能力，實(shí)現(xiàn)對(duì)各種可能會(huì)出現(xiàn)安全問(wèn)題的預(yù)防。

3 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)用在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的要點(diǎn)

3.1 保證各部件均勻受力

設(shè)計(jì)框架結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)當(dāng)依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙中的內(nèi)容對(duì)后續(xù)設(shè)計(jì)作業(yè)加以指導(dǎo)，實(shí)際設(shè)計(jì)期間，為了提高最終設(shè)計(jì)合理性，盡量讓豎向建筑構(gòu)件布置合理，受力均勻。在進(jìn)行建筑工程中的梁蓋系統(tǒng)時(shí)，要讓建筑工程的重力荷載能夠保持垂直，確保利用最短路程，將荷載傳送到豎向構(gòu)件墻體中，而且要利用轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，采用轉(zhuǎn)換層，確保建筑工程中各個(gè)部件都能夠保持均勻，避免由于部件受力不均勻，而影響建筑工程應(yīng)用。

3.2 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

將框架結(jié)構(gòu)應(yīng)用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)中，主要選擇獨(dú)立基礎(chǔ)或條形基礎(chǔ)，實(shí)際設(shè)計(jì)期間，為了保證最終設(shè)計(jì)的合理性，提高最終設(shè)計(jì)質(zhì)量，要加強(qiáng)對(duì)基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)內(nèi)容分析，做好基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，設(shè)計(jì)人員全面考慮地基承載性與變形情況，科學(xué)規(guī)劃設(shè)計(jì)地基大小[6]。通過(guò)對(duì)以往大量建筑工程進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，在進(jìn)行地表淺面基層設(shè)計(jì)時(shí)，要綜合分析，充分考慮地基承載性能、變形、成本等各項(xiàng)內(nèi)容，在保證基礎(chǔ)合理基礎(chǔ)上，提高建筑工程經(jīng)濟(jì)效益。目前，建筑工程中的框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，可以采用柱下條形基礎(chǔ)。但是，從具體實(shí)踐情況來(lái)看，設(shè)計(jì)人員要詳細(xì)觀察每一個(gè)細(xì)節(jié)部位，確定基礎(chǔ)底部面積情況，而且還要在注意柱下擴(kuò)展基層情況基礎(chǔ)上，保證其均勻性和寬度都可以達(dá)到規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)際設(shè)計(jì)期間，通過(guò)觀察一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，應(yīng)當(dāng)利用加寬地基基礎(chǔ)方式進(jìn)行處理，在這一過(guò)程中要合理控制寬度，地基埋深應(yīng)當(dāng)超過(guò)3.0m。為了保證地基承載力能夠達(dá)到要求，需要做好防水作用，尤其是對(duì)地下室，要預(yù)防地下室板延伸。與此同時(shí)，進(jìn)行框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要控制后澆帶長(zhǎng)度，保證其長(zhǎng)度能夠滿足要求，一般來(lái)說(shuō)，在進(jìn)行后澆帶設(shè)施時(shí)，應(yīng)當(dāng)間隔40m 左右，保證設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)穩(wěn)定性可以達(dá)到要求，能夠滿足應(yīng)用需求。

3.3 短柱處理

針對(duì)建筑工程中的大跨度柱網(wǎng)框架結(jié)構(gòu)，為了保證最終設(shè)計(jì)合理性，要全面分析框架柱與框架梁之間的關(guān)系。設(shè)計(jì)框架結(jié)構(gòu)，要做好短柱構(gòu)造處理工作，利用短柱鋼筋加密方法進(jìn)行處理，提高框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。通過(guò)建筑工程的短柱進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，其框架結(jié)構(gòu)內(nèi)存在短柱，其抗震性差，若框架結(jié)構(gòu)內(nèi)存在短柱，勢(shì)必會(huì)降低建筑工程結(jié)構(gòu)安全性與穩(wěn)定性，會(huì)影響建筑工程應(yīng)用。

對(duì)于存在連續(xù)窗過(guò)梁，具體設(shè)計(jì)期間，受各項(xiàng)因素影響，外部會(huì)出現(xiàn)框架，容易形成短柱，樓梯間存在的平臺(tái)梁也會(huì)形成短柱。因此，在進(jìn)行框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)期間，設(shè)計(jì)人員必須要全面分析短柱帶來(lái)的各種不良影響，總而言之，具體設(shè)計(jì)作業(yè)開(kāi)展時(shí)，各項(xiàng)設(shè)計(jì)內(nèi)容必須嚴(yán)格依據(jù)國(guó)家制定的各項(xiàng)規(guī)范和要求開(kāi)展，保證建筑工程的短柱抗震性能夠達(dá)到要求標(biāo)準(zhǔn)。

3.4 抗震設(shè)計(jì)

框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜工作，具體設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮內(nèi)容有很多，抗震設(shè)計(jì)是中十分重要的一項(xiàng)內(nèi)容，其占據(jù)重要定位，抗震設(shè)計(jì)會(huì)影響建筑工程竣工后的穩(wěn)定性和安全性。

柱子是建筑工程的一項(xiàng)主要結(jié)構(gòu)，一般來(lái)說(shuō)，該結(jié)構(gòu)中的配筋率相對(duì)較低，在這一情況下，一旦發(fā)生地震，建筑工程中的框架結(jié)構(gòu)受到較大沖擊力影響，框架結(jié)構(gòu)會(huì)出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)剪力。若設(shè)計(jì)框架結(jié)構(gòu)時(shí)，沒(méi)有全面考慮這一問(wèn)題，勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致建筑工程在投入應(yīng)用后存在較大安全隱患。由此可見(jiàn)，在進(jìn)行框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)期間，需要對(duì)建筑工程具體情況進(jìn)行全面分析，科學(xué)設(shè)置配筋，確?？蚣茉O(shè)計(jì)品質(zhì)能夠滿足要求。

開(kāi)展抗震設(shè)計(jì)時(shí)，需要全面考慮柱截面高度與寬度，保證剪跨比大于2，而且后續(xù)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)按照相應(yīng)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)對(duì)設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)優(yōu)化，例如，應(yīng)當(dāng)在保證剪壓比達(dá)到要求基礎(chǔ)上，科學(xué)控制柱端截面剪應(yīng)力，保證剪切力在3N/mm2以?xún)?nèi)。依據(jù)相應(yīng)規(guī)范中要求，全面結(jié)合建筑工程具體情況，科學(xué)設(shè)計(jì)縱向鋼筋配筋率，應(yīng)當(dāng)在保證設(shè)計(jì)能夠到基礎(chǔ)要求上，提高基礎(chǔ)配筋率，以免縱向鋼筋發(fā)行扭曲，提高建筑工程結(jié)構(gòu)強(qiáng)度[7]。此外，也可以利用在外部設(shè)置加固措施方式保護(hù)建筑工程結(jié)構(gòu)，提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。簡(jiǎn)而言之，就是通過(guò)在建筑工程外部加設(shè)固定方式提高建筑工程整體抗震性；也可以在建筑工程內(nèi)部抗震裝置，提高建筑工程抗震性，例如，可以采取加設(shè)抗震阻尼器方式，提高建筑工程抗震性，保證發(fā)生地震時(shí)，建筑工程不會(huì)遭受?chē)?yán)重會(huì)破壞。

3.5 梁設(shè)計(jì)

進(jìn)行建筑工程中的基礎(chǔ)梁時(shí)，關(guān)鍵內(nèi)容就是要依據(jù)具體情況，處理基礎(chǔ)梁埋設(shè)深度，保證基礎(chǔ)梁埋設(shè)深度適中，避免由于埋設(shè)過(guò)淺或過(guò)深，導(dǎo)致設(shè)計(jì)的框架結(jié)構(gòu)品質(zhì)達(dá)不到預(yù)期。如果發(fā)生了埋設(shè)較深現(xiàn)象，在設(shè)計(jì)時(shí)要依據(jù)一層框架梁標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，針對(duì)埋設(shè)位置，要按照短柱處理。與此同時(shí)，在進(jìn)行基礎(chǔ)梁設(shè)計(jì)時(shí)，為了提高建筑工程抗震性，要依據(jù)建筑工程主體框架柱兩個(gè)軸方向加以設(shè)置。

3.6 配筋設(shè)計(jì)

配筋設(shè)計(jì)是框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中一項(xiàng)重要內(nèi)容，該項(xiàng)設(shè)計(jì)內(nèi)容對(duì)建筑工程的質(zhì)量、性能、穩(wěn)定性都會(huì)造成直接影響?，F(xiàn)代建筑工程規(guī)模不斷擴(kuò)大，數(shù)量持續(xù)增多，結(jié)構(gòu)也更加復(fù)雜，在這一背景下，框架結(jié)構(gòu)在建筑工程的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，而且從具體應(yīng)用情況來(lái)看也取得了不錯(cuò)應(yīng)用效果?？蚣芙Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)期間，設(shè)計(jì)人員必須充分考慮頂層風(fēng)荷載因素，保證建筑高度與軸向力大小成正比，這對(duì)頂柱存在的偏心力可以得到預(yù)防，提高建筑工程穩(wěn)定性。針對(duì)這一現(xiàn)象進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，引起這一現(xiàn)象的原因是，若頂層存在軸向應(yīng)力，有可能會(huì)導(dǎo)致的建筑工程截面重心發(fā)生偏離?？梢?jiàn)，針對(duì)建筑工程來(lái)說(shuō)，在進(jìn)行框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求，科學(xué)設(shè)計(jì)柱配筋與梁之間的關(guān)系，做好相應(yīng)分析工作，保證最終設(shè)計(jì)能夠達(dá)到要求。

在進(jìn)行框架外挑梁配筋設(shè)計(jì)期間，要全面考慮外界各項(xiàng)因素帶來(lái)的各種影響。建筑物的應(yīng)用功能和占地面都會(huì)影響框架外挑梁配筋設(shè)計(jì)，會(huì)對(duì)最終設(shè)計(jì)情況，建筑工程最終質(zhì)量造成直接影響，這主要是由于框架梁斷面與外挑梁之間存在較大差別，會(huì)影響最終設(shè)計(jì)性能。設(shè)計(jì)框架柱筋時(shí)，可以利用外向挑梁上拓展方法開(kāi)展，這一種設(shè)計(jì)方式在實(shí)際應(yīng)用時(shí)會(huì)影響建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量，可見(jiàn)，具體計(jì)算期間，應(yīng)當(dāng)全面分析框架外挑梁的具體承載情況，要科學(xué)設(shè)計(jì)配筋情況，做好相應(yīng)分析工作，保證框架外挑梁承載性能可以達(dá)到預(yù)期。

一般來(lái)說(shuō)，進(jìn)行框架柱配筋設(shè)計(jì)期間，礦柱配筋率較低，一旦發(fā)生地震，框架柱受地震影響，將會(huì)導(dǎo)致框架柱會(huì)承受較大扭轉(zhuǎn)剪力。受雙向偏心因素影響，發(fā)生地震后，建筑工程內(nèi)的柱遭受破壞，針對(duì)這一現(xiàn)象，進(jìn)行配筋設(shè)計(jì)時(shí)，要全面考慮各個(gè)方面受力情況，提高設(shè)計(jì)合理性。如果建筑工程所在區(qū)域地質(zhì)較為松軟，應(yīng)適當(dāng)增加框架中的配筋，同時(shí)，為了提高箍筋對(duì)于混凝土的約束作用，對(duì)于建筑工程中的框架柱，針對(duì)框架柱的扣筋方式，可以采用井字形或菱形。

3.7 邊柱節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

近幾年，我國(guó)城市得到飛速發(fā)展，建筑工程高度不斷增加，這也就導(dǎo)致建筑工程在投入應(yīng)用后，結(jié)構(gòu)需要承受的壓力會(huì)進(jìn)一步加大，如果未依據(jù)具體情況，做好相應(yīng)設(shè)計(jì)工作，將會(huì)導(dǎo)致建筑工程結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性達(dá)不到要求，無(wú)法滿足應(yīng)用需求。邊柱節(jié)點(diǎn)是框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中一項(xiàng)重要內(nèi)容，邊柱節(jié)點(diǎn)是整個(gè)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)煩瑣作業(yè)，特別是針對(duì)一些高層建筑，需要提高對(duì)邊柱節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)內(nèi)容的重視，這主要是因?yàn)楦邔咏ㄖ茱L(fēng)荷載的一個(gè)影響較大。一些高層建筑頂端容易發(fā)生房柱偏離中心現(xiàn)象，這一現(xiàn)象的出現(xiàn)，會(huì)導(dǎo)致高層建筑頂層邊柱節(jié)點(diǎn)偏離中心只有柱截面高度的1/2。為了解決這一現(xiàn)象，開(kāi)展框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)期間，要優(yōu)化邊柱節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)內(nèi)容，提高整體設(shè)計(jì)合理性。對(duì)于高層建筑頂層框架，設(shè)計(jì)的梁柱不得少于兩根，而且設(shè)計(jì)柱寬度需要遠(yuǎn)超過(guò)梁的寬度，只有這樣的設(shè)計(jì)才是合理。在這一要求下，在進(jìn)行框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，為了確保建筑工程結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，應(yīng)當(dāng)將主鋼筋塞入建筑工程邊柱柱角內(nèi)，而且結(jié)合建筑工程，適當(dāng)優(yōu)化，做好相應(yīng)調(diào)整工作，保證最終設(shè)計(jì)的邊柱節(jié)點(diǎn)與建筑工程情況相符。

3.8 多道防線設(shè)計(jì)

從建筑工程應(yīng)力優(yōu)化與控制角度入手進(jìn)行分析，開(kāi)展框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)對(duì)多道防線設(shè)計(jì)進(jìn)行適當(dāng)優(yōu)化，從而使建筑工程結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性和安全性都能夠得到進(jìn)一步提高，而且可以為后續(xù)施工作業(yè)開(kāi)展提供支持。在進(jìn)行多道防線設(shè)計(jì)優(yōu)化時(shí)，需要對(duì)建筑工程中的板、梁、柱等各項(xiàng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，例如，要做好連續(xù)梁設(shè)計(jì)、柱構(gòu)件分布優(yōu)化作業(yè)，提高框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平，保證最終建設(shè)的建筑工程質(zhì)量能夠達(dá)到要求。設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員要依據(jù)具體情況優(yōu)化內(nèi)力應(yīng)力分布，可以保證結(jié)構(gòu)受力均勻，提高建筑工程結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

3.9 支管接入設(shè)計(jì)

針對(duì)不同類(lèi)型的建筑工程來(lái)說(shuō)，框架結(jié)構(gòu)支管的介入角度、高度也都存在一定差異，這對(duì)模具提出了較高要求。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)建筑工程的各項(xiàng)參數(shù)的要求都較高，進(jìn)行計(jì)算作業(yè)時(shí)，采用的計(jì)算方法不同，最終得到的計(jì)算結(jié)果也會(huì)存在差異。因此，要優(yōu)化設(shè)計(jì)模塊，提高模塊應(yīng)用價(jià)值，減少資源消耗量。

4 結(jié)語(yǔ)

框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是建筑工程建設(shè)中一項(xiàng)重要內(nèi)容，具體設(shè)計(jì)時(shí)具有復(fù)雜、難度大等特點(diǎn)。在日后工作開(kāi)展時(shí)，設(shè)計(jì)人員要全面分析建筑工程結(jié)構(gòu)，做好細(xì)節(jié)把控，提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，保證建筑工程結(jié)構(gòu)不會(huì)出現(xiàn)裂縫，提高建筑工程穩(wěn)定性，確保建筑工程質(zhì)量能夠達(dá)到要求。