建筑结构设计中框架结构设计的应用

沈博

摘 要：随着我国建筑行业地快速发展，人们对建筑功能和结构设计的要求也在不断提高。为了充分地满足人们对建筑空间的使用需求，提高建筑空间的利用价值，框架结构被积极地引用到结构设计当中，尤其在多层建筑中应用较为广泛。框架结构设计拥有较为清晰的力学模型以及大量的工程实践，能在较好地实现不同的建筑功能，同时框架结构的施工相对便利且建设成本易控制。本文将分析框架结构设计模式，并提出相应的设计原则，仅供参考。

关键词：框架结构;设计原则;建筑功能

1框架结构设计原则分析

1.1科学控制结构刚度

在框架结构设计当中，相关设计人员应合理地控制结构的刚度。框架结构的破坏形式为剪切型，原因在于其柱子的抗侧能力差，为保证建筑主体拥有足够的刚度来抵抗水平作用引起的变形，一般会采用加大柱截面或增加柱数量等方法。但随意地增加柱截面或柱数量，会影响建筑空间的使用，这样会与之前的设计意图背道而驰，同时工程建设成本也在上升。对于普通框架结构，除满足相关规范的要求外，可将位移角控制在规范要求的两倍以内。

1.2合理把控主次因素

建筑物作为一个整体，由众多构件组合而成，不同的构件受力不同，导致其重要程度存在差异。。框架梁和框架柱作为结构的主要受力构件，应充分保证其受力的合理性，在抵抗外部作用时，框架柱不应先于框架梁破坏;而比框架梁低一个重要程度的次梁，主要作用在于划分板面减少板跨，应避免出现多个次梁连续搭接而导致的传力路径过于复杂。设计过程中，“强柱弱梁、强节点弱构件”等措施使得建筑在遭受外力时，出现设计中的破坏形式，这样可以充分发挥结构本身的效益，从而最大程度地减少实际损失。

1.3重点落实结构布置

在框架结构中由于功能布局较为灵活，使得结构平面布置操作性强，因此在进行布置时需要综合考虑安全性、协调性，同时还应尽量考虑其经济性与美观性。

框架柱在两个水平方向与框架梁拉结形成空间结构体系，用以承受竖向和水平荷载。在设计过程中，当建筑平面较为异形，应通过抗震缝进行建筑主体切割，切割成较为规整的单体，使得两个方向上的刚度较为接近;框架梁单向拉结框架柱，导致该处结构刚度分布不均，在水平作用下易形成薄弱部位;在平面布置时升降板以及大开洞较多时，应着重注意其不利因素对水平荷载传递的影响，必要时应结合多个计算方式进行相互比对。

2框架结构设计注意事项分析

2.1荷载取值注意事项

荷载直接影响到工程的安全和造价，是进行结构设计的前提。荷载取值除应满足相关规范要求，还应结合建筑具体的做饭和使用功能，以及甲方特殊要求进行综合取用。需要注意的是，框架结构的大空间易于改造，在设计前期，应与甲方和相关专业确认荷载范围，并在设计中予以说明和提醒。

2.2框架柱的注意事项

通常在框架结构设计中，框架柱的配筋率相对较低，多数为构造配筋。竖向承重构件作为整体结构的最关键的部位，其必然要有足够的安全冗余。设计中需注意框架短柱，由于其容易发生脆性破坏，所以成为竖向构件中的薄弱点。一般在楼梯间，外部造型，搭接大跨度梁的柱以及楼层错层等部位都容易形成短柱，其中当外部造型过于复杂时，为了实现立面效果，而在详图中增加的构造梁同样会使得柱子变成短柱。

2.3框架梁的注意事项

首先，相关设计人员要准确计算梁柱线的刚度。通常在底部框架结構不需要修改的情况下，其他层柱线的刚度修正系数可以设定在0.9左右。其次，根据相应规范和标准的要求，充分明确主体结构梁、柱的传递系数和弯曲分配系数，特别是梁端内力应合理调整到0.7左右，避免梁端因竖向荷载的影响而发生明显变形;最后，要不断提高框架柱节点的抗剪能力，制定相应的抗震措施，保证节点弹性，更好地提高主体结构的安全性和稳定性。

2.4楼（屋）面板的注意事项

区别于以前的预制板，楼（屋）面板现在都与柱梁等构件同时浇筑，使得整个建筑的整体性和抗震性能得到了极大的提高。结构设计中，板厚是根据板的形式和板的跨度进行选择，单向板多取板跨的1/28，而双向板多取板跨的1/35。普通的框架结构板厚多数采用100mm、120mm，当板跨较大时，通过增加次梁分割板跨，从而达到减少板厚的目的。需要注意的是，增加次梁会影响下层的净高;但对于大跨厚板，增加次梁来减少板厚，可以提高建筑的经济性，设计人员需要根据实际情况进行合理选择。

2.5基础的注意事项

框架结构主要应用于多层建筑，由于整体荷载较小，基础形式多为独立基础。其主要注意的是，基础的零应力区，虽然规范中忍许出现零应力区，但在实际设计中，把此种情况作为基础的安全储备，基底不会出现零应力。另外，当地基承载力较低时，就会出现多柱联合的独立基础，此种独立基础的受力形式更像筏板基础，在进行设计时，应比对两种形式的计算结果，按最不利结果进行配筋。对于坡地的独立基础，注意深浅基坑的放坡对地基承载力的影响，应重点核查计算。

3框架结构施工要点分析

3.1施工准备阶段的施工要点

在施工准备阶段，相关施工人员一定要注意设计的细节，要仔细核对所选用钢筋的规格，由于结构设计会涉及到各种规格的钢材，如果出现钢筋选用不合理的情况，要及时与设计人员沟通处理，不然势必会对整个框架结构的质量产生严重的影响。因此，在采购钢材时，必须全面检查质量、规格、型号，确保能满足框架结构设计要求，坚决抵制不合格的钢材进场;焊接钢筋时，应根据钢筋直径选择正确的焊接方法，以保证焊接质量，提高框架结构的稳定性;为了避免箍筋框架在固定过程中出现偏差，应尽量使用相应的成型模具辅助固定，并在施工结束后，对整个箍筋框架的固定进行全面的验收和检查，一旦发现问题立即采取措施进行调整，使整体固定质量能够符合框架结构设计标准的要求;由于框架结构中钢筋节点数量较多，为了保证最终的焊接效果，关键任务是准确定位钢筋节点的位置，可以通过计算机技术进行综合模拟，从而保证钢筋节点定位的准确性;在发现结构设计不满足施工要求时，应与设计单位联系，核实设计做法，得到设计人员的回复后，再进行下步工作，不应无视而强行施工。

3.2混凝土施工阶段的要点

混凝土的施工质量直接关系到整个工程的安全。要有效地确保框架结构的设计质量，就要严格管控混凝土的施工步骤。首先，确保混凝土配制质量，对其原材料进行全面检验，确保其满足建设工程质量要求。其次，要严格按照结构设计要求的混凝土强度，合理设计各种材料的配合比，在施工同时做好试块样本;再次，在浇筑混凝土时，采用分层浇筑技术，同时管控混凝土的浇筑温度，以保证混凝土的浇筑质量;同时，混凝土浇筑后，应详细记录整个硬化过程，并根据现场条件，及时进行混凝土养护，为保证效果，一般情况下每周须进行一次养护。最后，施工人员的技术水平和专业素质，也是施工质量重要的一环，应重视每次施工经验的总结，以及不断学习新的施工技艺，以此可以将设计与施工更加贴切地联系起来。

结束语：

综上所述，在现代建筑设计中，框架结构设计是最常见的一种，它不仅可以大大提高建筑工程的稳定性和安全性，而且有利于建筑空间的灵活利用，降低建筑成本。因此，相关设计人员必须熟悉框架结构的设计注意事项和各阶段的施工要点，不断提高自身的设计能力和水平，才能保证工程的顺利开展，实现框架结构设计在建筑结构设计中的良好应用。

参考文献

[1]方志成.谈住宅建筑结构设计经济性[J].质量与市场，2020（18）：91-93.1F7C38DF-ECFD-464B-959B-DDBE3647E797