框架结构设计在建筑结构设计中的应用探微

李志泉

摘要：框架结构在现代建筑工程中应用非常广泛，而且随着施工技术水平的不断提高，更加复杂的多层框架结构在被普遍应用到建筑工程当中。本文重点探讨在当前建筑结构设计中多层框架結构的应用，并提出优化方法，以供参考。

关键词：框架结构；建筑；混凝土；问题；方法

随着社会的不断发展与进步，我国的建筑行业也日益壮大起来，其对建筑造型和功能的要求也越来越高，框架结构是当下建筑较为流行的一种结构模式，被人们在民用建筑中广泛使用，这里将民用建筑的多层框架作为描述的对象，谈论该结构的诸多影响因素，同时在文章中说明柱子和梁的面积，钢筋以及裂缝宽度的改造方式，將建筑结构的设计与建筑的稳定性相结合。

1、多层混凝土框架结构的特点

在实际建筑施工中多层混凝土框架结构得到了广泛的使用，框架结构的主要特点有：

1.1施工成本相对合理

采用框架结构设计的建筑物，施工企业可以对其工程造价进行有效的控制，降低工程施工的成本，提高工程建设的质量，并在保证其质量的同时具有较好的经济性。

1.2设计具有一定的灵活性

采用框架结构设计可以对建筑平面空间进行更为合理的调整，以满足业主不同的需求。框架结构不仅能够使建筑物的空间结构得到充分的利用，同時还可以对其空间面积进行一定程度的扩展，大大提高了建筑空间的利用率，使建筑物的内部结构布局更加和谐。

1.3建筑结构的稳定性得到有效的提高

在实际施工中，框架结构对其构件的要求更高，促使其构件的制作更规范、更标准；同时也要求施工人员有更高的技术水平。

2、多层混凝土框架结构设计中的关键问题分析

2.1梁、柱中心线重合的问题

在框架结构设计中，我们应严格按照相关的规范和标准要求，设计的梁、柱中心线必须保持完全重合的关系，若在设计时两者中心线的位置关系发生了变动，在对框架结构进行计算时，就必须将梁、柱节点在偏心作用下的受力进行全面的分析。如果两者的中心线产生的偏心距大于梁宽度的25%，我们必须对其进行科学合理的调整和处理，以保证设计达到相关的设计标准和要求。考虑到多层混凝土框架结构抗震作用，若梁、柱中心线之间的偏心距大于柱体宽度的25%，在梁、柱的节点位置便会出现斜向裂缝和竖向裂缝，降低了建筑工程的质量和性能，并对框架结构的外观造成不利影响。针对以上的问题，设计人员应根据实际的工程情况进行相应的处理，确保整个建筑工程的质量和功能。

2.2双向梁、柱抗侧力体系的布置问题

多层混凝土框架结构在施工过程中需要承受水平方向和垂直方向的荷载，所以在进行框架结构的设计时为了进一步提高设计的质量，必须设置双向的梁、柱支撑体系，且这个体系能够具备较好的抗侧力能力。除此之外，侧向支撑体系的刚度需要通过一定的计算来确定，以保证建筑工程在各个不同的方面都能达到设计要求。

3、以多层混凝土框架结构为例分析结构设计优化方法

3.1多层混凝土框架结构设计中梁、柱截面的确定

在多层混凝土框架结构的设计过程中，应根据相关的经验对梁、柱的截面尺寸进行初步拟定，在初步拟定时应尽可能使柱的线刚度与梁的线刚度之比大于1.0，使其满足强柱弱梁、强节点的设计要求。在初步拟定梁、柱的截面尺寸并经PKPM软件进行结构计算后，对计算结果进行处理：梁的裂缝宽度大于0.3或梁超配筋或梁的挠度值大于了允许值；柱超配筋或柱的轴压比超限等，若出现上述情况，应提高混凝土的标号或提高钢筋的强度等级或放大梁柱的截面尺寸，再进行试算；对于部分梁、柱的构造配筋，可根据柱的轴压比和梁的裂缝宽度适当减小梁、柱截面尺寸后再进行试算；当梁、柱截面尺寸在计算后均满足设计要求时，应对梁、柱的配筋率进行仔细的审查，以保证设计的安全性和经济性。

3.2多层混凝土框架结构设计中梁、柱的配筋

在对多层混凝土框架结构梁进行配筋设计时，框架结构梁的纵向钢筋的配筋率应控制在0.5～1.5%之间，在保持一定的配筋率时，可选用直径较小的钢筋，以增加混凝土的握裹面积，减小梁的裂缝宽度。在地震作用下，为了达到强剪弱弯的要求，应使梁端的斜截面受剪承载力大于正截面的受弯承载力。在实际设计中，可将梁端的负弯矩乘以0.85～1.0的系数，且将梁中的正弯矩乘以1.1～1.3的系数，同时还可以将梁端箍筋直径增加2mm。在进行多层混凝土框架结构柱的配筋设计时，为满足抗震的强柱弱梁要求，在设计时应适当的增大柱的构造配筋而适当减小梁的构造配筋。当地震发生时，使梁的破坏发生在柱破坏之前，以减少损失。所以在进行点算时，参数的调整十分重要，对框架结构的纵向构造钢筋的配筋结果乘以1.2～1.6的系数，以满足要求。

3.3梁、柱中心线重合的问题

在框架结构设计中，应严格按照相关的规范和标准要求，设计的梁、柱中心线必须保持完全重合的关系，若在设计时两者中心线的位置关系发生了变动，在对框架结构进行计算时，就必须将梁、柱节点在偏心作用下的受力进行全面的分析。如果两者的中心线产生的偏心距大于梁宽度的25%，必须对其进行科学合理的调整和处理，以保证设计达到相关的设计标准和要求。考虑到多层混凝土框架结构抗震作用，若梁、柱中心线之间的偏心距大于柱体宽度的25%，在梁、柱的节点位置便会出现斜向裂缝和竖向裂缝，降低了建筑工程的质量和性能，并对框架结构的外观造成不利影响。针对以上的问题，设计人员应根据实际的工程情况进行相应的处理，确保整个建筑工程的质量和功能。

3.4双向梁、柱抗侧力体系的布置问题

多层混凝土框架结构在施工过程中需要承受水平方向和垂直方向的荷载，所以在进行框架结构的设计时，为了进一步提高设计的质量，必须设置双向的梁、柱支撑体系，且这个体系能够具备较好的抗侧力能力。除此之外，侧向支撑体系的刚度需要通过一定的计算来确定，以保证建筑工程在各个不同的方面都能达到设计要求。

4、结束语

综上所述，多层框架房屋结构的适用范围和建筑设计理念已经成为相关领域研究的热门课题。虽然在建筑结构设计方面，多层框架房屋要比高层结构相对简单，但是一些细节的设计仍需注意。因此只有不断加强熟悉和研究多层框架房屋结构的特性，完善多层框架房屋的设计方案，减少和避免各类事故和隐患的存在，推动我国多层框架房屋结构设计技术的前进。

参考文献：

[1]滕尊莉，张振宁.钢筋混凝土框架结构加层设计的模态分析[J].中国建材科技，2016（6）：83～85.

[2]赵欢.针对建筑钢筋混凝土多层框架结构设计的认识[J].绿色环保建材，2016（12）：44.

[3]于海立.多层框架房屋建筑结构设计问题分析[J].四川水泥，2016（12）：51.