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)用探討

劉世其 李恒磊

摘要：建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性關(guān)系到整個(gè)建筑的安全性與穩(wěn)定性，為了確保建筑能夠達(dá)到建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，就需要有效利用框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。這種設(shè)計(jì)方法自身就具備自重較輕、分割靈活、方便保管等優(yōu)勢(shì)，在實(shí)踐當(dāng)中，確保建筑安全性基礎(chǔ)上，還可以實(shí)現(xiàn)空間利用效率的提升，確保建筑內(nèi)部的布局更加合理，滿足建筑使用人員的多樣化需求。值得注意的是，在應(yīng)用的過程當(dāng)中，框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面還存在一些問題，需要項(xiàng)目管理人員充分掌握框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特征，從而解決建筑當(dāng)存在的問題與難點(diǎn)，使得框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠充分發(fā)揮自身的作用。本文針對(duì)框架結(jié)構(gòu)的基本特點(diǎn)、框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中的應(yīng)用進(jìn)行分析與論述，文章僅供參考。

關(guān)鍵詞：框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、應(yīng)用分析

一、框架結(jié)構(gòu)的基本特點(diǎn)

建筑行業(yè)屬于拉動(dòng)我國經(jīng)濟(jì)增長的重要行業(yè)，在大力發(fā)展的過程當(dāng)中，框架機(jī)構(gòu)建筑逐漸進(jìn)入了人們的視野，近些年來，框架結(jié)構(gòu)建筑的數(shù)量也呈現(xiàn)逐年上漲的趨勢(shì)。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中有效利用框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以節(jié)省很多的工程空間，也會(huì)影響到后續(xù)裝修裝飾工程的施工效果。就目前的情況來看，現(xiàn)代化建筑當(dāng)中框架機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)主要有以下幾點(diǎn)。第一，框架結(jié)構(gòu)施工使用的原材料較少，大幅度降低了材料方面的成本，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于建筑內(nèi)部的合理規(guī)劃。第二，確保建筑平面補(bǔ)助的協(xié)調(diào)性與靈活性，尤其是一些大型建筑當(dāng)中，框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)能夠被有效發(fā)揮出來。第三，可以實(shí)現(xiàn)梁柱結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化，使得施工進(jìn)度計(jì)劃能夠有效落實(shí)，在規(guī)定工期內(nèi)，確保建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。第四，框架結(jié)構(gòu)建筑工程當(dāng)中采用的是現(xiàn)澆混凝土的方式，使得工程整體具備剛性，并可以利用科學(xué)的設(shè)計(jì)方法改造梁柱的界面形狀，滿足建筑使用人員對(duì)于設(shè)計(jì)方面的要求。

二、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

（一）地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

地震對(duì)于建筑的傷害是十分巨大的，建筑在開展結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，一般都會(huì)利用到抗震的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。同時(shí)，也需要做好地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。發(fā)生地震時(shí)，地面震動(dòng)與上部框架結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的地震力是通過基礎(chǔ)相互傳遞的。由此可見，地基的剛度要與上部結(jié)構(gòu)的剛度保持統(tǒng)一。同時(shí)，同一結(jié)構(gòu)單元的基礎(chǔ)不能設(shè)置在性質(zhì)不同的地基上，換言之，不能一部分使用樁基，一部分使用天然地基。否則會(huì)由于傳遞方面的不同而產(chǎn)生嚴(yán)重的震害。在選擇底面面積以及基礎(chǔ)形式時(shí)，需要有效利用施工區(qū)域地基土的承載能力，并優(yōu)先選擇天然地基上的淺基礎(chǔ)。如果淺層土無法滿足強(qiáng)度等方面的建設(shè)需求，則需要選擇深基礎(chǔ)。此外，在施工的過程當(dāng)中還會(huì)應(yīng)用到軟弱性黏土、液化土等，需要采取有效措施降低以上土質(zhì)對(duì)于不均勻沉降問題的影響。

（二）邊柱節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

我國城市的土地資源十分有限，而城市的人口在不斷的增長。面對(duì)這種情況，為了提高土地的應(yīng)用效率，一般都會(huì)建設(shè)高層建筑。由于高度的增加，高層建筑內(nèi)部的結(jié)構(gòu)壓力比較大。因此，就需要做好邊柱節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)。這種設(shè)計(jì)屬于框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中較為繁瑣的部分，在高層建筑當(dāng)中體現(xiàn)得尤為明顯。一般而言，多數(shù)高層建筑的最頂端位置，房柱偏離中心的現(xiàn)象是十分常見的，這就導(dǎo)致高層建筑的最頂層的邊柱節(jié)點(diǎn)偏離中心只有0.5倍的柱截面高度。如果發(fā)生這種問題，就需要參照實(shí)際的情況進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。值得注意的是，高層建筑的頂層框架當(dāng)中必須必備兩根以上的梁與柱，同時(shí)，柱的寬度必須遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于梁的寬度。為此，在設(shè)計(jì)期間，需要將主鋼筋置于建筑內(nèi)部的邊柱柱角中?？偠灾?，邊柱的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)必須要結(jié)合實(shí)際情況開展，在此基礎(chǔ)上，也需要結(jié)合動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行及時(shí)調(diào)整。

（三）配筋設(shè)計(jì)

在建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中，框架結(jié)構(gòu)在應(yīng)用的過程當(dāng)中會(huì)利用到大量的鋼筋混凝土材料。其中混凝土材料可以承載很多的壓力，鋼筋則能夠承載一定范圍內(nèi)的拉力?？蚣芙Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中應(yīng)當(dāng)做好結(jié)構(gòu)配筋設(shè)計(jì)，從而不斷強(qiáng)化結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，從而能夠抵抗外部的作用力?！痘炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》當(dāng)中指出，為了確保結(jié)構(gòu)配筋率合理性，避免結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫和變形等問題，則需要強(qiáng)化框架結(jié)構(gòu)中梁、柱等結(jié)構(gòu)的配筋管理。在設(shè)計(jì)期間，需要對(duì)梁、柱結(jié)構(gòu)的剛度、強(qiáng)度、柔度等方面進(jìn)行合理分析，確保結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。一般而言，框架柱的配筋率較低，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。

（四）中板設(shè)計(jì)

框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中的中板設(shè)計(jì)質(zhì)量會(huì)影響到整體結(jié)構(gòu)的安全性和質(zhì)量。究其原因，中板的承載能力不強(qiáng)，還需要加強(qiáng)結(jié)構(gòu)尺寸、跨度等方面的有效控制，從而優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在實(shí)踐當(dāng)中，如果出現(xiàn)中板結(jié)構(gòu)隔離不合理的問題，在使用期間非常容易出現(xiàn)結(jié)構(gòu)之間的變形以及裂縫等事故，影響整體結(jié)構(gòu)的安全性。同時(shí)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面還需要重視結(jié)構(gòu)的抗剪強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度等方面的有效分析。具體而言，在抗剪強(qiáng)度方面，需要比照腹板的位置來確認(rèn)中和軸距和梁板厚度等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)于結(jié)構(gòu)的抗剪強(qiáng)度分析。在抗彎強(qiáng)度方面，要確認(rèn)好結(jié)構(gòu)截面的兩軸彎矩。同時(shí)還需要進(jìn)行屬性技術(shù)和截面模量等參數(shù)的設(shè)置，實(shí)現(xiàn)對(duì)于結(jié)構(gòu)抗彎能力的強(qiáng)度分析。此外，結(jié)合局部的集中荷載，應(yīng)計(jì)算好鋼筋分布長度等參數(shù)，并確認(rèn)結(jié)構(gòu)局稱壓力。如果結(jié)構(gòu)件當(dāng)中具備翼緣板，則需要計(jì)算翼緣板的外伸寬度和厚度等數(shù)據(jù)，開展結(jié)構(gòu)屈服強(qiáng)度的分析。在設(shè)計(jì)期間，如果還需要加筋配置，還分析好局部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，不斷優(yōu)化機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。在此基礎(chǔ)上，可以結(jié)合結(jié)構(gòu)動(dòng)力系數(shù)、荷載分項(xiàng)等數(shù)據(jù)分析機(jī)構(gòu)的剛度。在結(jié)構(gòu)分析的基礎(chǔ)上，還可以結(jié)合實(shí)際情況給出具體的中板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，大幅度提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與安全性，從而滿足建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中的要求。

（五）框架梁設(shè)計(jì)優(yōu)化

建筑的框架機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中，框架梁的設(shè)計(jì)和優(yōu)化也是十分重要的。在工作實(shí)踐當(dāng)中，需要做好框架梁的設(shè)計(jì)，從而提高框架結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能。如果條件允許，還可以結(jié)合具體的設(shè)計(jì)要求增加鋼筋混凝土柱。在此期間，柱結(jié)構(gòu)容易受到偏心壓力的影響，在計(jì)算時(shí)則需要關(guān)注臂梁兩端協(xié)調(diào)變形的影響。此外，在設(shè)計(jì)豎向結(jié)構(gòu)時(shí)，需要結(jié)合具體的要求與實(shí)際情況，處理好梁、柱節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系，消除各種安全隱患。建筑投入使用之后，能確保建筑的安全性與穩(wěn)定性。

三、結(jié)束語

總而言之，建筑行業(yè)發(fā)展的過程當(dāng)中，建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是建筑工程施工的重要組成部分，也一直是行業(yè)當(dāng)中重點(diǎn)關(guān)注的問題。一般而言，一旦建筑開始施工，前期的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就無法更改，為此，需要在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中有效利用框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并利用好工程所涉及到的各項(xiàng)精準(zhǔn)數(shù)據(jù)，提高設(shè)計(jì)工作的有效性，確保建筑的安全性與穩(wěn)定性滿足標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)還可以節(jié)約大量的建筑材料應(yīng)用，所利用的人力資源也較少，可以讓建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具備經(jīng)濟(jì)型的特點(diǎn)。設(shè)計(jì)人員則需要不斷強(qiáng)化自身的能力，通過進(jìn)一步的學(xué)習(xí)和實(shí)踐，提升自己的專業(yè)技能，為建筑行業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)自己的綿薄之力。

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