建筑結構設計中框架結構設計的應用

沈博

摘 要：隨著我國建筑行業(yè)地快速發(fā)展，人們對建筑功能和結構設計的要求也在不斷提高。為了充分地滿足人們對建筑空間的使用需求，提高建筑空間的利用價值，框架結構被積極地引用到結構設計當中，尤其在多層建筑中應用較為廣泛?？蚣芙Y構設計擁有較為清晰的力學模型以及大量的工程實踐，能在較好地實現(xiàn)不同的建筑功能，同時框架結構的施工相對便利且建設成本易控制。本文將分析框架結構設計模式，并提出相應的設計原則，僅供參考。

關鍵詞：框架結構;設計原則;建筑功能

1框架結構設計原則分析

1.1科學控制結構剛度

在框架結構設計當中，相關設計人員應合理地控制結構的剛度?？蚣芙Y構的破壞形式為剪切型，原因在于其柱子的抗側能力差，為保證建筑主體擁有足夠的剛度來抵抗水平作用引起的變形，一般會采用加大柱截面或增加柱數(shù)量等方法。但隨意地增加柱截面或柱數(shù)量，會影響建筑空間的使用，這樣會與之前的設計意圖背道而馳，同時工程建設成本也在上升。對于普通框架結構，除滿足相關規(guī)范的要求外，可將位移角控制在規(guī)范要求的兩倍以內。

1.2合理把控主次因素

建筑物作為一個整體，由眾多構件組合而成，不同的構件受力不同，導致其重要程度存在差異。?？蚣芰汉涂蚣苤鳛榻Y構的主要受力構件，應充分保證其受力的合理性，在抵抗外部作用時，框架柱不應先于框架梁破壞;而比框架梁低一個重要程度的次梁，主要作用在于劃分板面減少板跨，應避免出現(xiàn)多個次梁連續(xù)搭接而導致的傳力路徑過于復雜。設計過程中，“強柱弱梁、強節(jié)點弱構件”等措施使得建筑在遭受外力時，出現(xiàn)設計中的破壞形式，這樣可以充分發(fā)揮結構本身的效益，從而最大程度地減少實際損失。

1.3重點落實結構布置

在框架結構中由于功能布局較為靈活，使得結構平面布置操作性強，因此在進行布置時需要綜合考慮安全性、協(xié)調性，同時還應盡量考慮其經濟性與美觀性。

框架柱在兩個水平方向與框架梁拉結形成空間結構體系，用以承受豎向和水平荷載。在設計過程中，當建筑平面較為異形，應通過抗震縫進行建筑主體切割，切割成較為規(guī)整的單體，使得兩個方向上的剛度較為接近;框架梁單向拉結框架柱，導致該處結構剛度分布不均，在水平作用下易形成薄弱部位;在平面布置時升降板以及大開洞較多時，應著重注意其不利因素對水平荷載傳遞的影響，必要時應結合多個計算方式進行相互比對。

2框架結構設計注意事項分析

2.1荷載取值注意事項

荷載直接影響到工程的安全和造價，是進行結構設計的前提。荷載取值除應滿足相關規(guī)范要求，還應結合建筑具體的做飯和使用功能，以及甲方特殊要求進行綜合取用。需要注意的是，框架結構的大空間易于改造，在設計前期，應與甲方和相關專業(yè)確認荷載范圍，并在設計中予以說明和提醒。

2.2框架柱的注意事項

通常在框架結構設計中，框架柱的配筋率相對較低，多數(shù)為構造配筋。豎向承重構件作為整體結構的最關鍵的部位，其必然要有足夠的安全冗余。設計中需注意框架短柱，由于其容易發(fā)生脆性破壞，所以成為豎向構件中的薄弱點。一般在樓梯間，外部造型，搭接大跨度梁的柱以及樓層錯層等部位都容易形成短柱，其中當外部造型過于復雜時，為了實現(xiàn)立面效果，而在詳圖中增加的構造梁同樣會使得柱子變成短柱。

2.3框架梁的注意事項

首先，相關設計人員要準確計算梁柱線的剛度。通常在底部框架結構不需要修改的情況下，其他層柱線的剛度修正系數(shù)可以設定在0.9左右。其次，根據相應規(guī)范和標準的要求，充分明確主體結構梁、柱的傳遞系數(shù)和彎曲分配系數(shù)，特別是梁端內力應合理調整到0.7左右，避免梁端因豎向荷載的影響而發(fā)生明顯變形;最后，要不斷提高框架柱節(jié)點的抗剪能力，制定相應的抗震措施，保證節(jié)點彈性，更好地提高主體結構的安全性和穩(wěn)定性。

2.4樓（屋）面板的注意事項

區(qū)別于以前的預制板，樓（屋）面板現(xiàn)在都與柱梁等構件同時澆筑，使得整個建筑的整體性和抗震性能得到了極大的提高。結構設計中，板厚是根據板的形式和板的跨度進行選擇，單向板多取板跨的1/28，而雙向板多取板跨的1/35。普通的框架結構板厚多數(shù)采用100mm、120mm，當板跨較大時，通過增加次梁分割板跨，從而達到減少板厚的目的。需要注意的是，增加次梁會影響下層的凈高;但對于大跨厚板，增加次梁來減少板厚，可以提高建筑的經濟性，設計人員需要根據實際情況進行合理選擇。

2.5基礎的注意事項

框架結構主要應用于多層建筑，由于整體荷載較小，基礎形式多為獨立基礎。其主要注意的是，基礎的零應力區(qū)，雖然規(guī)范中忍許出現(xiàn)零應力區(qū)，但在實際設計中，把此種情況作為基礎的安全儲備，基底不會出現(xiàn)零應力。另外，當?shù)鼗休d力較低時，就會出現(xiàn)多柱聯(lián)合的獨立基礎，此種獨立基礎的受力形式更像筏板基礎，在進行設計時，應比對兩種形式的計算結果，按最不利結果進行配筋。對于坡地的獨立基礎，注意深淺基坑的放坡對地基承載力的影響，應重點核查計算。

3框架結構施工要點分析

3.1施工準備階段的施工要點

在施工準備階段，相關施工人員一定要注意設計的細節(jié)，要仔細核對所選用鋼筋的規(guī)格，由于結構設計會涉及到各種規(guī)格的鋼材，如果出現(xiàn)鋼筋選用不合理的情況，要及時與設計人員溝通處理，不然勢必會對整個框架結構的質量產生嚴重的影響。因此，在采購鋼材時，必須全面檢查質量、規(guī)格、型號，確保能滿足框架結構設計要求，堅決抵制不合格的鋼材進場;焊接鋼筋時，應根據鋼筋直徑選擇正確的焊接方法，以保證焊接質量，提高框架結構的穩(wěn)定性;為了避免箍筋框架在固定過程中出現(xiàn)偏差，應盡量使用相應的成型模具輔助固定，并在施工結束后，對整個箍筋框架的固定進行全面的驗收和檢查，一旦發(fā)現(xiàn)問題立即采取措施進行調整，使整體固定質量能夠符合框架結構設計標準的要求;由于框架結構中鋼筋節(jié)點數(shù)量較多，為了保證最終的焊接效果，關鍵任務是準確定位鋼筋節(jié)點的位置，可以通過計算機技術進行綜合模擬，從而保證鋼筋節(jié)點定位的準確性;在發(fā)現(xiàn)結構設計不滿足施工要求時，應與設計單位聯(lián)系，核實設計做法，得到設計人員的回復后，再進行下步工作，不應無視而強行施工。

3.2混凝土施工階段的要點

混凝土的施工質量直接關系到整個工程的安全。要有效地確?？蚣芙Y構的設計質量，就要嚴格管控混凝土的施工步驟。首先，確?；炷僚渲瀑|量，對其原材料進行全面檢驗，確保其滿足建設工程質量要求。其次，要嚴格按照結構設計要求的混凝土強度，合理設計各種材料的配合比，在施工同時做好試塊樣本;再次，在澆筑混凝土時，采用分層澆筑技術，同時管控混凝土的澆筑溫度，以保證混凝土的澆筑質量;同時，混凝土澆筑后，應詳細記錄整個硬化過程，并根據現(xiàn)場條件，及時進行混凝土養(yǎng)護，為保證效果，一般情況下每周須進行一次養(yǎng)護。最后，施工人員的技術水平和專業(yè)素質，也是施工質量重要的一環(huán)，應重視每次施工經驗的總結，以及不斷學習新的施工技藝，以此可以將設計與施工更加貼切地聯(lián)系起來。

結束語：

綜上所述，在現(xiàn)代建筑設計中，框架結構設計是最常見的一種，它不僅可以大大提高建筑工程的穩(wěn)定性和安全性，而且有利于建筑空間的靈活利用，降低建筑成本。因此，相關設計人員必須熟悉框架結構的設計注意事項和各階段的施工要點，不斷提高自身的設計能力和水平，才能保證工程的順利開展，實現(xiàn)框架結構設計在建筑結構設計中的良好應用。

參考文獻

[1]方志成.談住宅建筑結構設計經濟性[J].質量與市場，2020（18）：91-93.1F7C38DF-ECFD-464B-959B-DDBE3647E797