框架结构设计在建筑结构设计中的应用探讨

刘世其 李恒磊

摘要：建筑结构的稳定性关系到整个建筑的安全性与稳定性，为了确保建筑能够达到建设标准，就需要有效利用框架结构设计。这种设计方法自身就具备自重较轻、分割灵活、方便保管等优势，在实践当中，确保建筑安全性基础上，还可以实现空间利用效率的提升，确保建筑内部的布局更加合理，满足建筑使用人员的多样化需求。值得注意的是，在应用的过程当中，框架结构设计方面还存在一些问题，需要项目管理人员充分掌握框架结构设计的特征，从而解决建筑当存在的问题与难点，使得框架结构设计能够充分发挥自身的作用。本文针对框架结构的基本特点、框架结构设计在建筑结构设计当中的应用进行分析与论述，文章仅供参考。

关键词：框架结构设计、建筑结构设计、应用分析

一、框架结构的基本特点

建筑行业属于拉动我国经济增长的重要行业，在大力发展的过程当中，框架机构建筑逐渐进入了人们的视野，近些年来，框架结构建筑的数量也呈现逐年上涨的趋势。在建筑结构设计当中有效利用框架结构设计，可以节省很多的工程空间，也会影响到后续装修装饰工程的施工效果。就目前的情况来看，现代化建筑当中框架机构的特点主要有以下几点。第一，框架结构施工使用的原材料较少，大幅度降低了材料方面的成本，还可以实现对于建筑内部的合理规划。第二，确保建筑平面补助的协调性与灵活性，尤其是一些大型建筑当中，框架结构设计的优势能够被有效发挥出来。第三，可以实现梁柱结构的标准化，使得施工进度计划能够有效落实，在规定工期内，确保建筑结构设计质量满足相关标准。第四，框架结构建筑工程当中采用的是现浇混凝土的方式，使得工程整体具备刚性，并可以利用科学的设计方法改造梁柱的界面形状，满足建筑使用人员对于设计方面的要求。

二、框架结构设计在建筑结构设计中的应用

（一）地基和基础设计

地震对于建筑的伤害是十分巨大的，建筑在开展结构设计时，一般都会利用到抗震的结构设计。同时，也需要做好地基和基础设计。发生地震时，地面震动与上部框架结构产生的地震力是通过基础相互传递的。由此可见，地基的刚度要与上部结构的刚度保持统一。同时，同一结构单元的基础不能设置在性质不同的地基上，换言之，不能一部分使用桩基，一部分使用天然地基。否则会由于传递方面的不同而产生严重的震害。在选择底面面积以及基础形式时，需要有效利用施工区域地基土的承载能力，并优先选择天然地基上的浅基础。如果浅层土无法满足強度等方面的建设需求，则需要选择深基础。此外，在施工的过程当中还会应用到软弱性黏土、液化土等，需要采取有效措施降低以上土质对于不均匀沉降问题的影响。

（二）边柱节点设计

我国城市的土地资源十分有限，而城市的人口在不断的增长。面对这种情况，为了提高土地的应用效率，一般都会建设高层建筑。由于高度的增加，高层建筑内部的结构压力比较大。因此，就需要做好边柱节点的设计。这种设计属于框架结构设计当中较为繁琐的部分，在高层建筑当中体现得尤为明显。一般而言，多数高层建筑的最顶端位置，房柱偏离中心的现象是十分常见的，这就导致高层建筑的最顶层的边柱节点偏离中心只有0.5倍的柱截面高度。如果发生这种问题，就需要参照实際的情况进行相应的调整。值得注意的是，高层建筑的顶层框架当中必须必备两根以上的梁与柱，同时，柱的宽度必须远远大于梁的宽度。为此，在设计期间，需要将主钢筋置于建筑内部的边柱柱角中。总而言之，边柱的节点设计必须要结合实际情况开展，在此基础上，也需要结合动态变化进行及时调整。

（三）配筋设计

在建筑工程的结构设计当中，框架结构在应用的过程当中会利用到大量的钢筋混凝土材料。其中混凝土材料可以承载很多的压力，钢筋则能够承载一定范围内的拉力。框架结构设计当中应当做好结构配筋设计，从而不断强化结构的稳定性，从而能够抵抗外部的作用力。《混凝土结构设计规范》当中指出，为了确保结构配筋率合理性，避免结构出现裂缝和变形等问题，则需要强化框架结构中梁、柱等结构的配筋管理。在设计期间，需要对梁、柱结构的刚度、强度、柔度等方面进行合理分析，确保结构设计的合理性。一般而言，框架柱的配筋率较低，纵向受力钢筋配筋率在1%～3%之间，梁配筋率在0.4%～1.5%范围。

（四）中板设计

框架结构设计当中的中板设计质量会影响到整体结构的安全性和质量。究其原因，中板的承载能力不强，还需要加强结构尺寸、跨度等方面的有效控制，从而优化结构设计。在实践当中，如果出现中板结构隔离不合理的问题，在使用期间非常容易出现结构之间的变形以及裂缝等事故，影响整体结构的安全性。同时，结构设计方面还需要重视结构的抗剪强度、抗弯强度等方面的有效分析。具体而言，在抗剪强度方面，需要比照腹板的位置来确认中和轴距和梁板厚度等参数，实现对于结构的抗剪强度分析。在抗弯强度方面，要确认好结构截面的两轴弯矩。同时还需要进行属性技术和截面模量等参数的设置，实现对于结构抗弯能力的强度分析。此外，结合局部的集中荷载，应计算好钢筋分布长度等参数，并确认结构局称压力。如果结构件当中具备翼缘板，则需要计算翼缘板的外伸宽度和厚度等数据，开展结构屈服强度的分析。在设计期间，如果还需要加筋配置，还分析好局部结构的稳定性，不断优化机构的设计。在此基础上，可以结合结构动力系数、荷载分项等数据分析机构的刚度。在结构分析的基础上，还可以结合实际情况给出具体的中板结构设计方案，大幅度提高结构的稳定性与安全性，从而满足建筑结构设计当中的要求。

（五）框架梁设计优化

建筑的框架机构设计当中，框架梁的设计和优化也是十分重要的。在工作实践当中，需要做好框架梁的设计，从而提高框架结构的力学性能。如果条件允许，还可以结合具体的设计要求增加钢筋混凝土柱。在此期间，柱结构容易受到偏心压力的影响，在计算时则需要关注臂梁两端协调变形的影响。此外，在设计竖向结构时，需要结合具体的要求与实际情况，处理好梁、柱节点之间的关系，消除各种安全隐患。建筑投入使用之后，能确保建筑的安全性与稳定性。

三、结束语

总而言之，建筑行业发展的过程当中，建筑的结构设计是建筑工程施工的重要组成部分，也一直是行业当中重点关注的问题。一般而言，一旦建筑开始施工，前期的结构设计就无法更改，为此，需要在建筑结构设计当中有效利用框架结构设计，并利用好工程所涉及到的各项精准数据，提高设计工作的有效性，确保建筑的安全性与稳定性满足标准。同时，框架结构设计还可以节约大量的建筑材料应用，所利用的人力资源也较少，可以让建筑的结构设计具备经济型的特点。设计人员则需要不断强化自身的能力，通过进一步的学习和实践，提升自己的专业技能，为建筑行业的发展贡献自己的绵薄之力。

参考文献：

[1]刘超.混凝土框架结构设计过程常见问题及细节处理[J]. 智能城市，2020，6（21）：108-109.

[2]李桂亭.概念设计与结构措施在建筑结构设计中的应用方法探讨[J].城市建筑，2019，17（09）：108-109.

[3]柳林涌.新型建筑材料在建筑工程结构设计中的应用探讨[J].价值工程，2020，39（06）：274-275.