建筑框架結構設計原則和有效性

【摘要】隨著技術的發展，我國建筑要求也在提升。建筑框架結構設計關系到建筑的安全質量，是建設施工的前提。本文將對當前建筑框架設計原則進行敘述，并分析如何提升建筑框架結構設計的有效性。

【關鍵詞】建筑框架；結構設計；原則和措施

引言：人們對建筑物的要求日漸增高，有些建筑框架結構設計難以使人們滿意，其主要原因是建筑結構設計者忽略了建筑結構設計原則，沒有重視建筑框架設計的有效性。在建筑結構設計中，應該認識到建筑結構設計原則的重要性，對結構進行合理調整，提高建筑框架結構的有效性。

1、框架結構設計的基本原則

1.1分清主次

這一原則是建筑框架結構設計工作中必須具備的理念，特別是在鋼結構建筑中，一旦柱出現問題無法承受外界壓力，結構中的梁也會出現問題，而建筑結構中的梁出現問題時，柱不會受到影響，因此，在建筑結構中，柱承擔壓力的作用遠遠大于梁，在建筑結構中柱的作用無可替代，但是這種情況是有條件的，如果是面對特大地震，那么剛性再大的柱端也會被強大的地震所摧毀，由于柱的剛性強，那么柱的變形力就越差，最終導致整個建筑結構遭到毀滅[1]。柱若是在保證剛性要求的基礎上，增強其抗彎性，則可以在強大破壞力來襲時，降低柱發生側移或直接被壓垮的情況發生幾率。強柱弱梁的設計是為了在罕見大地震中盡量增加建筑物存活能力，建筑結構中的梁在地震中可以具有更好的塑性，建筑結構中的柱在平時的工作狀態中呈非彈性，當強震到來時，柱端和梁端的抗彎能力相比要更差，所以對于剛性較強的柱來說，設計人員要增強建筑結構中柱的抗彎力，增加柱在巨大外力侵襲時的安全率。

1.2抓大放小

在建筑結構中，如果梁倒了，柱仍然可以存在，如果柱倒了，梁就不會存在。由于柱的作用更大，因此在建筑結構設計的過程中設計師要保證結構中的柱不會被摧毀，或增加柱的存在時間。所以，為了保證柱的安全，在設計中就要把梁放在相對薄弱的環節上，當有外力突然侵襲時，梁會先承受破壞力，盡量減少外力對柱的損害，保護柱的安全將建筑所受到的損失降至最低。

1.3剛柔并濟

建筑結構剛力太大，則結構的變形能力就會下降，當強大的破壞力襲來時，會使結構中部分部件或結構整體被損壞。這一問題也給設計人員敲響了警鐘，建筑結構中并不是剛度越大越好，建筑結構抗彎力好一些能夠有效的消減外力。但是柔性過大又會使建筑結構缺乏支撐力，導致建筑整體坍塌。因此在對建筑框架結構進行設計的過程中，設計人員一定要在建筑結構設計中尋找到剛度和柔度的平衡點。

1.4層層設防

安全可靠的建筑結構設計是每個設計師所追求的結果，對于一個合理的建筑結構設計來說，框架結構應該能夠抵抗一般的損害強度，建筑結構要能夠為建筑提供良好的保護。在實際中，如果設計師將建筑物的安危寄希望于建筑結構中的一個部分甚至是一個構件，那么建筑物必將會受到更大的危險[2]。當建筑物受到危害時，建筑結構中的層層防線要共同抵御外力，這也就是為什么混合結構墻體要比純剪力墻更加牢固的原因，這表現了層層設防的建筑結構設計原則。

1.5受力均勻

在牢靠穩定的建筑結構體系中各個部件應該是合為一體，結構中的各個部分和構件能夠將任何外力迅速進行傳遞和消解。以這一理念為原則，建筑結構設計師應該盡可能的在設計中讓建筑所受的外力可以在建筑結構中順暢傳輸，將外力均勻分散的化解，這一原則也是實現抓大放小、剛柔并濟、層層設防原則的重要保障。在結構設計中，以上的設計原則都是建立在構件和構件設計的平衡上，建筑結構設計者是建筑結構的協調者，遵循建筑結構設計原則對建筑結構進行設計，是建立科學、安全、可靠建筑框架結構的關鍵。

2、設計措施

2.1遵循設計原則

合理的建筑框架結構應遵循強剪弱彎的原則，這樣的設計結構能夠保證建筑物在經歷重大地震災害中建筑盡量保持完整，減少災害引起的損失，因此設計的過程中應該增加承重構件的抗剪力和抗彎力。

在前文中已經提到強柱弱梁措施的必要性，因此，在設計中要將柱截面的面積尺寸設計的更大，這樣能夠增加柱的軸壓比，并且要控制柱軸壓比符合相關規定要求，不能將梁的縱向受拉配筋設計的過大，與柱相比梁在外力面前更易屈服，因此降低梁的縱向受拉配筋可以防止建筑在重大地震中梁端呈彈性狀態[3]。

2.2計算簡圖

基礎梁的設計是建筑框架當中的一個基礎環節，基礎梁要建立在基礎高度范圍之內，在這一前提下應該對基礎頂面到一層樓板頂面之間的高度進行計算，對于這種條件下的基礎梁來說，集中計算基礎梁所承擔的上部墻體載重量就可以了，基礎梁的構造條件滿足一般梁的條件就能夠滿足建筑結構的需求[4]。但是，如果處于基礎拉梁的設置中，拉梁的配筋和斷面的設計要滿足構造條件，拉梁截面的高度約為柱中心距的5%至8%之間，縱向受力鋼筋的拉力約為相連柱體最大軸力設計標準的10%。在建筑施工的過程中，要盡量避免使用鋼筋混凝土作為電梯井壁，但一些建筑單位因條件所限，不得不使用鋼筋混凝土原料，這需要設計人員到施工現場進行實地測算，使用工程實際數據，防止電梯井的框架柱發生危險。

2.3技術人員能力素質問題

我國建筑結構設計專業在高校中得到普及，專業人才也在不斷增加，但是在實際工作中，這些高校的畢業生所掌握的知識多為理論層面，與實際建筑結構設計工作需求產生脫節。這要求當下的建筑框架結構設計人員應該增強個人的專業知識。另外一些經驗豐富的設計人員依靠其較強的能力不主動學習新知識，對待工作態度不積極，工作存在不細致、拖延的情況。如嵌固端設置問題，一些設計人員因工作不細致或技術不扎實，在嵌固端樓板設計、結構抗震縫設計和嵌固端位置相互協調等問題上出現差錯，對后期的結構設計和工程施工帶來了巨大的安全隱患[5]。另外，隨著科技的發展和時代的進步，建筑結構設計相關知識更新換代的速度將會加快，建筑框架結構設計工作人員必須掌握用于建筑的各種新材料、新技術等專業知識。這要求工作人員能夠根據社會需要不斷的完善自身的專業知識和提升個人實際設計能力。

總結：隨著我國經濟水平的提升，人們對建筑物使用價值和安全質量提出了更高的要求。而一些設計師忽視建筑框架結構中的基本設計原則無法提升框架結構的有效性。應該在了解建筑框架結構的基礎之上對建筑物框架結構設計進行改良。另外還要對建筑結構框架的基礎面積和寬度進行科學控制，保證我國建筑框架結構的有效性，進而使建筑的安全性和穩定性得到提高。

參考文獻：

[1]曲浩.淺談對建筑框架結構設計的認識[J].科技致富向導，2013，06：331.

[2]吳良平.淺談建筑框架結構設計[J].江西建材，2014，08：36.

[3]魏景山.對建筑框架結構設計的原則分析[J].民營科技，2011，07：289.

[4]王春梅.建筑框架結構設計存在問題及對策探討[J].中國新技術新產品，2012，03：192.

[5]孫鵬.小議框架結構設計原則及應注意的問題[J].黑龍江科技信息，2011，02：315.