建筑框架结构设计存在问题及对策探讨

林再添

摘要：建筑框架结构设计是主要设计依据，抗震等级，人防等级，地基情况及承载力，防潮抗渗做法，活荷载值，材料等级，施工中的注意事项，选用详图，通用详图或节点，以及在施工图中未画出而通过说明来表达的信息。本文主要分析了建筑框架结构设计存在问题及其解决对策。

关键词：框架结构设计；问题；对策

引言：建筑的框架结构设计是建筑结构设计中非常重要的一种形式，它也是比较基础的设计。随着时代的发展，社会的进步，人们越来越多的采用建筑框架结构形式，然而在设计中，还是经常会出现一些问题，如何处理各种不同的问题逐渐成为建筑设计人员探讨和研究的课题。

一、建筑框架结构概述

框架结构也称为构架式结构，房屋的框架结构分类的依据有很多，根据跨数分为单跨与多跨，根据层数分为单层与多层，根据材料的不同分为钢框架、混凝土框架以及钢筋混凝土混合框架等等。建筑工程中的框架结构最常见的是混凝土框架以及钢框架。此外，整体式混凝土框架和钢框架适用于工业化施工，这类框架结构的效率更高，工程质量更好。

通过梁和柱组成的纵横两个方向的框架构建出框架结构，可以在承受竖向荷载的同时承受水平荷载，房屋的框架结构使得建筑平面布置更为灵活，形成较大的建筑空间，在处理建筑立面时也更为方便具体，但是框架结构也存在一些缺点，侧向刚度比较小，一旦层数比较多就很容易出现侧向位移的情况，这样就会造成非结构性的破坏，在实际应用时会受到一定程度上的影响。

二、建筑的框架结构设计原则性

框架结构设计的目的是使建筑物安全并能够适应使用的要求，因此我们在结构设计中要遵循这样4个基本原则：抓大放小；多道防线；刚柔相济；打通关节。

1、抓大放小

虽然建筑结构设计是一个整体概念，但组成这个整体需要很多构件，并且每个构件在整个建筑中所起的作用并不相同，当然重要程度也不相同，如“强柱弱梁”和“强剪弱弯”这两个概念就是遵循了抓大防小原则。

2、多道防线

多道防线是建筑结构体系的安全概念原则，也就是说，当有灾难发生的时候，把生存的希望分开放在多个构件上面。

3、刚柔相济

刚柔相济是建筑结构体系合理化的前提条件，因为结构刚度太大容易造成局部严重受损，而太柔的结构容易造成变形过大而无法使用。

4、打通关节

打通关节的目的是使建筑永远处于原始的静态，否则，框架结构就会发生变化，建筑物就无法维持长久平衡。

三、建筑框架结构设计存在问题

1、薄弱层的承重能力较低

当地震强度等级达到一定程度时，框架结构中会有一部分发生较大弹塑性位移，这些部位被称作是薄弱层，而薄弱层口是指结构竖向不规则容易形成薄弱部位的转换层。目前，科学界没有深入研究地震的破坏原理，也不能够准确预测地震的发生日期，所以建筑界还没有准确计算出可以应对地震的框架结构承力。

2、在框架结构中出现短柱

在建筑框架结构中，当柱净高与柱截面高度的比值以及剪跨比不超过4时，这种柱子被称为短柱。短柱的承重能力较小，能够承受的地震强度级别也很小，所以把短柱放置在框架结构中，容易造成建筑塌方。一般情况下，出现短柱的因素有两种：一是填充墙的设置不正确，框架柱需要填充的部分没有完全填充完整，符合了短柱的形成条件；二是楼梯间结构局部错层。除此之外，还有少数出现于带走马廊的夹层中的夹层短柱与全层短柱。

3、框架结构柱的抗震设计问题

汶川地震的惨痛经历使我们深刻的认识到，建筑结构抗震设计以及抗震技术对建筑结构的稳固性以及保障居民生命财产方面所具有的重要性。目前我国在框架结构柱设计当中采用抗震技术的建筑仅在西南地区存在，我国绝大部分地区还没有在建筑施工领域当中采用抗震技术。

4、混凝土保护层没有达到一定厚度

钢筋的保护措施要从增加混凝土保护层的厚度入手，然而现实中存在一些不规范的做法影响了保护层的效果：一是主梁、次梁与板的钢筋没有明确界限，导致保护层厚度不足或是构件的有效截面面积不足，从而影响构件的安全性能不能完全发挥；二是过于注重主筋的保护层厚度，而忽视了箍筋的保护层厚度。

四、优化建筑框架结构设计的对策

1、薄弱层问题的解决对策

地震很容易将薄弱层破坏掉，就理论上来说，要想避免薄弱层的出现，就要提高薄弱层的抗侧移水平，这个问题可以从扩大它的梁截面和柱截面入手，如果可以适当地减少建筑层高或基础埋置的深度就更好了。但在实际施工阶段中，避免薄弱层是很有难度的一项工作，那么就只能根据相关规定科学准确地计算结构，并且要考虑多种情况和影响因素。若计算的结果不符合标准，就要对框架结构进行重新调整。

2、短柱问题的解决对策

如果框架结构中出现短柱时，要从增强短柱的承载力以及缩小短柱的截面尺寸入手，采取各种有效的措施提高短柱的延性，提高短柱的抗震性能。因为短柱的抗弯性比抗剪性水平高，但地震会破坏短柱的抗弯性，所以提高短柱的抗剪能力就成了关键。一般的做法是使用复合箍筋，也就是将箍筋沿全高加密，并确保短柱的纵向钢筋能对称布置。

3、框架结构柱的抗震设计的解决对策

针对我国建筑工程领域发展的现实情况，我国需要在建筑工程领域广泛的采用抗震技术，以确保框架结构的稳固性，提高我国建筑工程的安全系数。目前我顾建筑工程领域所采用的主要的抗震措施主要有以下几种：对框架结构的柱截面尺寸进行合理的设定，避免楼柱平均剪应力系数过大，导致楼柱遭受脆性的剪切破坏，不利于楼柱对建筑结构的维护；在对建筑楼柱进行设计时需要对轴压比进行合理的设计，避免轴压比过大致使楼柱发生混凝土压碎破坏，要尽量维护好楼柱的延展性，确保楼柱截面尺寸符合建筑工程抗震标准，通常情况下框架结构中楼柱的宽度以及楼柱的高度都应在30cm以上，剪跨比也应维持在2以上，截面的高度与宽度的比值不应高于3；在建筑结构受地震力的影响时，建筑结构的柱端钢筋外围的保护层首先出现碎落问题，如果建筑楼柱外围的箍筋数量不足，对楼柱的约束效果便会受到影响，此时在地震力的作用下，楼柱内的纵筋便会呈现出向外彭曲的变化，楼柱柱端会受到严重的破坏。为此在对钢筋混凝土框架结构建筑物的建筑进行设计时，一定要根据《抗震规范》中的基本要求，对框架柱的箍筋进行合理化的设计，以确保框架结构设计的建筑物的质量。

4、钢筋混凝土保护层的解决对策

混凝土保护层的厚度决定了钢筋受保护的程度，同时也会影响构件的耐久性，也就是说钢筋和构件的使用效果是否能达到预期效果的程度，关键就在于混凝土保护层的厚度。为了保证钢筋和构件的使用效果，要注意以下几点：

（1）正确处理构件内各类钢筋的相互关系，根据相关规定，以钢筋的正确位置为依据，确定构件内钢筋的保护层厚度、构件的有效截面高度以及梁柱内箍筋的保护层厚度和正确位置

（2）要根据不同的地域和季节条件，为构件设置不同的保护层厚度。

五、结束语

在现在的社会发展过程中，建筑的框架结构设计受到了人们越来越多的关注，它是保证建筑物质量的重要基础之一。因此，只有不断的规范设计人员的计算程序，提高其专业知识水平以及实际的设计水平，并根据建筑框架设计中出现的问题及时的总结经验，改正建筑框架结构设计之中的不足，这样才能保证建筑工程的质量，促进建筑行业的向前发展。

参考文献

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