淺談建筑框架結構設計

【摘要】隨著我國建筑框架結構建筑的不斷發展，研究其設計的有關問題凸顯出重要意義。本文首先對建筑框架結構做了概述，分析了建筑的基礎設計有關問題，探討了建筑框架結構設計的主要技術措施，最后著重論述了關于柱下獨立基礎設計階段的有關問題。

【關鍵詞】建筑；框架結構；設計；分析

一、前言

建筑框架結構有著其獨特的建筑特征，應該引起有關人員的格外注意。研究建筑框架結構建筑設計的有關問題，能夠更好地指導我國建筑框架結構建筑的實踐，從而更好地推動該項工作的進步。本文從介紹建筑框架結構施工的特點著手本課題的研究。

二、建筑框架結構概述

當前建筑工程多層結構的有著明顯的重要特點，這些特點給建筑工程的建筑框架結構特點帶來了新的趨勢。多層建筑在豎向構件以及構成方面帶來了逐層累積的重力以及荷載，這就需要較大尺寸的柱體以及墻體來支撐，給工程框架結構施工帶來了新的技術要求。

與此同時，建筑的構件還需要承受地震荷載以及風載荷等荷載，而且這些荷載都屬于非線性的豎向分布荷載，而且對建筑高度的敏感程度較高。以地震荷載為例，就層數較低的建筑而言，考慮這些建筑的荷載時一般只需要考慮恒定荷載以及部分動荷載，而對于建筑物的墻體、柱體以及樓梯等結構，一般不會予以嚴格控制，其他構件滿足設計要求之后，對應的這些構件也都達到了設計要求。同時，對于現代化的鋼架支撐系統，在設計的過程中在沒有提出特殊承載要求的時候，不需要對柱體以及梁的尺寸加大，只需要增加板就能達到對應的要求。但是，對于多層建筑，解決上述問題還不夠，首先要解決的問題除了抗剪問題之外，還需要考慮抵抗變形以及抵抗力矩的問題。

三、建筑工程的基礎設計問題分析

在進行建筑工程的基礎施工設計中，鋼筋混凝土建筑框架結構形式的房屋建筑，其基礎設計多是采用柱下獨立基礎方式進行設計實現。針對這類結構形式的房屋建筑工程基礎設計，由于建筑樓層的高度與地基條件不同，在具體設計中的設計要求與存在問題也有不同。比如，對于鋼筋混凝土建筑框架結構形式的建筑基礎設計，就有相關要求指出，如果在進行建筑框架結構建筑基礎設計中，建筑地基的受力范圍內沒有存在軟弱粘性土層情況時，并且建筑樓層不超過8層，樓層高度在25米以下時，對于一般建筑框架結構房屋建筑工程，或者是荷載性當的建筑框架結構廠房建筑，其基礎設計中就不需要進行建筑地基或者是建筑基礎的抗震承載力設計驗算。

1.建筑風荷載作用與抗震荷載設計問題

根據這一情況，在進行建筑框架結構建筑房屋的基礎設計中，對于8度地震區的房屋建筑基礎設計中，滿足上述條件的鋼筋混凝土建筑框架結構形式房屋建筑，就不需要進行建筑地基或者基礎的抗震承載設計驗算。但是，在結合建筑房屋的設計施工實際情況，在進行該種情況與類型的房屋建筑基礎設計中雖然不需要進行房屋建筑基礎以及地基的抗震承載設計驗算，但是需要在建筑地基荷載設計中，需要對于建筑地基的風力荷載影響進行設計考慮。一些鋼筋混凝土建筑框架結構建筑基礎荷載設計中，設計人員往往會因為建筑工程處于地震區高層建筑的范圍之外，因此，在進行建筑基礎設計中，就忽視對于建筑基礎風荷載的設計驗算，這是建筑框架結構建筑基礎荷載設計中存在比較突出和嚴重的問題，應注意進行避免。

2.建筑基礎頂面荷載設計問題

另一方方面，在進行建筑框架結構建筑基礎荷載設計驗算中，進行建筑獨立基礎部分的設計時，對于建筑基礎頂面上的外荷載設計中，只是通過建筑基礎頂面荷載的軸力設計值以及彎矩設計值，進行荷載作用設計驗算，容易忽略建筑基礎頂面荷載中的剪力作用設計，甚至一些建筑基礎頂面荷載設計中，只是通過軸力計算進行建筑基礎頂面荷載設計計算，這都容易對于建筑基礎以及上部結構的安全質量產生很大的影響，也是建筑框架結構建筑基礎荷載設計中存在比較突出的另一問題，需要在設計中進行注意和避免。

四、建筑框架結構設計的主要技術措施

對于具有抗震設計的磚房，底層的抗震墻和上部磚混結構都具有一定的抗震效果，但是由于這兩部分承重能力不同，他們的抗震效果也有所差異，尤其是過渡樓層的受力較為復雜，需要進行合理設計。為了保證這類抗震磚房的結構安全，需要建立以“小震不壞、中震可修、大震不倒”的設防目標，并對結構設計進行技術控制：

1.對于底層框架磚房結構，應該考慮塑性變形的影響，在設計中采用底部剪力法，可以有效提高建筑框架的剛度，因此，設計中一般采用底部剪力法對底層設計剪力值乘以1.2-1.5的修正系數，同時需要提高軟層的屈服強度。

2.磚混框架結構的建筑不能利用框架抗震墻的剪力分配法則進行設計，并且設計中還需要考慮底層的塑性變形，為了保證這種框架結構的設計效果，可以在抗震墻設計中，對框架結構進行剛度分配，在剛度分配中要考慮到整個抗震墻的剛度弱化，因為一旦抗震墻受到地震作用出現開裂，其剛度將下降到彈性剛度的20-30%。

3.為了提高框架結構的整體性，需要在底層框架磚墻的上層設置構造柱，并在每層樓的頂部設置圈梁；底層框架的頂板優先采用現澆混凝土板，軟層中的柱，特別是結構剛柔相接的地方，應該避免出現塑性鉸。

4.設計人員要轉變設計思路，提高設計部門及設計人員的業務素質，盡快走出”不設防”的誤區。要在嚴格執行《抗規》的前提下，在合理的平面布置上多做文章，同時設計單位可安排專人嚴把抗震設計關。

五、關于柱下獨立基礎設計階段的問題分析

1.要充分考慮房屋結構所受風力荷載對基礎結構的影響

雖然現行抗震規范設計相關標準明確規定：當建筑工程地基的主要受力層范圍并非集中在軟弱粘性土層，并且建筑施工項目層數≤7層，總層高≤24m的情況下，這部分民用建筑工程在實際施工過程中可不必進行地基基礎抗震承載力的驗算.從這一角度看，對于抗震等級為7級以上的地震施工建設區域而言，這部分多層框架房屋結構在進行基礎設計的過程中亦不必進行抗震承載力的分析計算。但是這部分房屋結構所受到的風力荷載作用力對于基礎設計的影響卻不得不加以關注。

2.應全面考慮建筑框架結構柱下獨立基礎的外荷載種類

個別設計者在對多層框架房屋結構柱下獨立基礎的設計階段，忽略作用于基礎頂面的剪力設計值的影響，外荷載種類只取彎矩以及軸力設計值進行判定。更有甚者，部分房屋結構基礎設計在外荷載確定中連彎矩設計值參數及剪力設計值參數都忽略不計，只考慮軸力設計參數。以上兩種外荷載種類的確定方式必然會在不同程度上導致基礎的設計尺寸參數較小，同時配筋比例也不合理。這將對基礎本體以及整個多層框架房屋上部結構的穩定性與安全性造成嚴重影響。

六、結束語

通過對建筑框架結構設計有關問題的研究，我們可以發現，建筑框架結構在建筑設計方面，要嚴格按照有關技術標準進行，深挖其中常見的問題，從而更好地保障建筑框架結構的順利進行。希望本文的研究對相關實踐能起到積極作用。

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