淺談框架結構項目設計與施工

陳兵

【摘 要】隨著近幾年國家的住房政策、行業周期性以及其他多方面因素影響，房價回歸理性，建筑產業鏈各方都在進行業務調整。項目設計，作為工程項目實施環節中的關鍵一環，正面臨著機遇與挑戰。中國舉世聞名的古建筑，對石結構和木結構的應用，已經達到爐火純青的地步。如今，鋼筋混凝土結構也已經在中華大地繁花盛開，這是結構人的驕傲。此文章主要對框架結構形式的項目產品進行結構設計探討。

【關鍵詞】框架結構；設防烈度；地基承載力；鋼筋代換；模板拆除

框架結構具有結構布置規則、使用靈活等特點，同時其自身的結構側向剛度較小，在強烈地震作用下結構的變形較大，填充墻及附屬結構的破壞嚴重。因此，對房屋高度較高時，應避免采用純框架結構，設置適量的剪力墻，改善結構的性能。高層建筑結構不應采用單跨框架結構，不宜采用純框架結構；多層框架結構不宜采用單跨框架結構，當必須采用時，可設置支撐、柱子翼墻或少量的鋼筋混凝土剪力墻。

一、基本要素之結構荷載

荷載是結構設計的基本要素，荷載準確與否將直接影響到結構計算的可信度，準確把握荷載取值是結構設計對設計人員的基本要求。不同項目的實施地點各異，在選用結構材料時，既能滿足建筑項目功能性要求，又要有經濟性、安全性和適用性。通常情況下，鋼筋、混凝土是主要結構用材，輔之以砂漿、砌塊等。在框架結構設計過程中，需要考慮的荷載種類與其他結構形式基本類似，但由于框架結構的梁系布置較靈活，通常可考慮將隔墻荷載按板上荷載輸入計算模型。

二、構件設計和對結構設計的思考

梁、板、柱等構件設計，需要結合具體項目情況，按《建筑抗震設計規范（2016年版）》（GB50011-2010）合理確定其抗震等級。為確定抗震等級，必須先明確設計項目的設防烈度。應按高于本地區抗震設防烈度一度的要求加強其抗震措施。至此，設計人員可以明確它的設防烈度了。

為什么要重點提到設防烈度呢，正如引言部分所述，框架結構自身側向剛度較小，地震作用引起的側向位移較大，為順利實現框架的抗震性能，就必須采取合理的抗震措施，于是乎，提高設防烈度成為一種選擇。這里，設防烈度它這只是一個結構概念，但是反映了出幾方面的問題。首先是結構設計的方法，為更好完成結構設計任務，設計人員需要熟練掌握相關規范，不違背強條；其次是在做框架結構時需要重點關注哪些問題，也就是區別于剪力墻結構，區別于框架-剪力墻結構以及其他結構形式的問題，這是平時在結構設計過程中都應該有的思考。

三、地基與基礎

在結構設計的流程圖上，最后完成的是基礎設計。這屬于結構設計的獨特性，因為當上部結構設計完成后，利用計算軟件，設計人員可以根據傳導給基礎的荷載以及業主提供的地質勘查報告和圖形，做出分析，選擇經濟、適用的基礎形式。在這個過程中，一旦上部結構確定，基礎也隨之確定下來。從過往的實踐經驗來看，上部結構包括其嵌固端的選擇都對基礎設計有較大影響，不建議在上部結構未完成或未定稿的情況下輕易進行基礎設計。這一點需要引起重視。框架結構采用的基礎形式通常有樁基礎和柱下獨立基礎。樁基礎一般要達到持力層深度，對后期施工提出更高要求。不同地區對持力層的要求又有不同，結合當地實際情況，往往采用機械旋挖樁、人工挖孔樁兩種樁基礎。而柱下獨立基礎相對樁基礎來說，其施工難度較小，一般在回填土地基上即可，但要滿足地基承載力要求。

四、圖紙會審

設計的另外一重意義是指導施工。一份好的施工設計藍圖必然能滿足合同要求、滿足技術規范要求、具有可實施性、符合主流文化價值等。在充分表達設計意圖的基礎上，也利于專業人員正確理解設計意圖。設計完成后，并不是立即將圖紙付諸實踐，而是要結合建設各方的經驗、意見，對其提出修改并完善。這一步即是“圖紙會審”。圖紙會審的參加單位包括建設單位、施工單位、監理單位以及其他單位的經驗豐富人員。經過會審確認后的圖紙，更具操作性、更能滿足業主對項目產品的目標要求。與圖紙會審并存的另一項設計管理制度是“設計變更”和“技術洽商”。在項目實施階段，隨著對建筑產品的理解加深，項目決策者可以升級產品功能和價值，在此過程中，前兩者的長效機制效應得以顯現出來。

五、基礎施工

在完成施工招標后，建設單位一般即完成三通一平（通水、通電、通路、場地平整），這時即會組織施工單位進場。在施工總承包模式下，基礎分包單位應隨總包單位一同進入施工場地。施工過程中，遇到實際地質與地勘不符時，技術人員要聯系設計、地勘，在各方共同確認下，采取換填等新的切實可行的實施方案。

六、鋼筋工程

鋼筋這一柔性材料在混凝土結構受彎構件中扮演著重要角色，與混凝土這類剛性材料共同承擔著構件來自外界的彎矩、剪力和軸力。兩者之間通過混凝土對鋼筋的握裹力實現很好的協同作用。這也是鋼筋混凝土結構的工作原理。這里，需要注意的第一個問題是混凝土保護層厚度。在建筑項目竣工驗收前，會有一項專門的檢測即鋼筋保護層厚度檢測，其目的是為了加強構件保護防止鋼筋銹蝕，從而預防結構安全隱患的出現。圖紙設計中明確的混凝土保護層的最小厚度，是根據構件的實際工作環境確定的。施工時，可以采取加設混凝土墊塊、大理石墊塊等措施實現這一目標。許多要求嚴格的業主，對鋼筋保護層厚度這一檢測指標不達要求的，會要求施工單位采取返工、修復等手段進行整改，因此，為避免這類經濟損失，施工單位應嚴格實施制定的技術方案。其次是鋼筋代換。業主在其他項目富余的鋼材可以繼續投入到現行項目上使用，但與設計圖紙上標注的鋼筋等級和直徑不同，這時，需要聯系設計進行鋼筋代換。鋼筋代換的原則有：等截面代換、等強度代換。第三是鋼筋制作，相對來說翻樣是鋼筋制作里面較有技術含量的一個工種。要求翻樣人員具有造價知識背景，要求較高，根據圖紙設計要求，結合施工驗收規范，計算工料，列出詳細加工清單，并畫出加工簡圖。

七、模板工程

在結構設計中，梁柱都有截面尺寸這一設計數據，施工單位在組織木工作業時，通常以此為依據進行模板制作。經驗表明，框架結構構件截面尺寸較為統一，利于模板制作標準化，利于施工單位的模板周轉和材料循環，具有較高的經濟效益。滿足結構計算需要的同時盡量兼顧施工操作的可行性，其根本目的是為了節約資源。模板工程的另一注意事項是模板拆除，即在同條件養護試塊達到一定要求后，遵循一定原則進行的一項施工活動。一定要求，即滿足規范要求。一定原則，即先支后拆、后支先拆。很多時候，施工單位為搶進度，往往忽略這些要求和這些原則，帶來的后果則是災難性的。

八、混凝土工程

混凝土工程，顧名思義，就是混凝土澆筑，這是一項連續性的施工生產活動。需要人工配合振搗器等機械設備完成。對于大體積混凝土，在結構設計里面會考慮設置后澆帶，其作用是防止鋼筋混凝土結構由于自身收縮不均或沉降不均產生有害裂縫。這是一種構造措施，施工時一定要予以保證，防止產生有害裂縫。

九、結束語

綜上所述，結構設計是一項細心認真的工作。結構設計者應帶著高度責任感和崇高使命感，認真對待每一個設計細節，采用合理的技術措施，設計出安全、經濟的建筑產品，努力踐行新時代、新作為的思想理念。

【參考文獻】

[1]朱炳寅.建筑結構設計問答分析（第三版）[M]北京：中國建筑工業出版社，2017：170.