研究建筑框架結構的設計問題與優化策略

摘 要 針對建筑框架結構設計中存在的問題，進行綜合研究，并結合具體的建筑工程實例，簡要介紹了妥善解決建筑框架結構設計問題的重要性，提出良好的優化策略，保證建筑框架結構設計方案得到更好實施，減少建筑結構失穩現象的發生，希望能夠為相關工作人員提供一定的幫助與參考。

關鍵詞 建筑工程;框架結構;失穩現象

建筑框架結構可以實現規模化施工目標，而且其施工成本比較低，屬于一種比較常見的建筑結構形式。建筑框架結構的承重能力比較強，空間布置較為靈活。為了保證建筑框架結構得到更好運用，做好相應的設計工作特別關鍵。鑒于此，本文重點分析建筑框架結構設計中存在的問題和優化對策。

1提升建筑框架結構設計水平的重要價值研究

第一，建筑框架結構設計質量的提升，能夠增強建筑框架結構的穩定性，防止建筑框架結構出現失穩現象。

第二，從居民角度來分析，建筑框架結構設計水平的提高，能夠為居民提供一個更為舒適、安全的居住空間，進一步滿足居民的居住需求。

2建筑結構優化設計原則

（1）剛柔并濟優化設計原則。由于科學技術的持續進步，各種新型的建筑材料越來越多，對于設計人員來講，在保證建筑整體結構安全性的基礎之上，對建筑結構設計方案進行全面優化，針對剛化的建筑物進行柔化設計，保證各項材料的使用性能得到充分發揮。

（2）節能環保優化設計原則。現階段，人們越來越關注建筑工程的綠色節能環保問題，在建筑結構優化設計環節，通過遵守節能環保設計原則，做好生態設計工作，能夠推動我國建筑行業朝著綠色節能方向發展。

（3）功能性優化設計原則。對于建筑框架結構優化設計人員來講，在實際設計工作之中，要全面發揮出建筑框架結構的使用功能，保證建筑結構更加完整。例如，在某建筑框架結構優化設計環節，設計人員通過遵守功能性優化設計原則，能夠保證建筑框架結構更加穩定、可靠，提高了建筑框架結構的承載能力，使得建筑的多功能性得到全面體現。

（4）減少工程結構造價優化設計原則。在對建筑框架結構進行優化設計時，設計人員要遵守經濟性設計原則，在保證建筑結構安全性與可靠性的同時，提升建筑產品的經濟效益。

3建筑框架結構的設計問題與優化策略分析

3.1 計算模型不合理

條形基礎在建筑工程當中應用較多，設計人員需要準確計算條形基礎寬度，但是，在具體的計算環節，由于設計人員選用的力學模型不合理，缺乏綜合性考慮，影響計算結果的精確性，降低建筑框架結構的安全性能。例如，在該建筑框架結構設計環節，因為墻體發生應力集中現象，此應力會經過條形基礎，直接傳遞到地基當中，若條形基礎寬度不合理，特別容易出現建筑失穩現象。

現階段，建筑行業當中的大部分軟件，均需要對梁、柱進行受力分析，但是，在實際的建筑框架結構當中，部分梁柱的截面尺寸不一致，梁柱出現相交，分不出主次結構。產生這種現象的主要原因是設計人員運用的分析軟件不合理。

為了保證建筑框架結構設計計算模型更加合理，設計人員要科學選擇分析軟件，在此建筑框架結構設計環節，設計人員可以采用ABAOUS有限元分析軟件進行結構分析，此項分析軟件的科學運用，能夠保證建筑框架結構設計中比較復雜的問題得到更好解決，該軟件具有較強的非線性計算能力。與ABAOUS有限元分析軟件不同，PEPFORM-3D有限元分析軟件，則能夠對建筑框架結構重力二階效應進行準確的計算，而且具備建模功能，利用纖維截面，模擬建筑框架結構中的梁、柱[1]。

另外，建筑框架結構設計人員也可以采用SATWE分析軟件，模擬建筑框架結構當中的梁與柱，也能夠模擬建筑剪力墻受力狀態。對于建筑框架結構設計人員來講，在框架結構設計環節，要根據框架結構特征，科學選擇分析軟件，保證建筑框架結構設計方案更加科學，降低建筑框架結構失穩現象的發生概率。

3.2 抗震設計問題

在建筑框架結構設計環節，做好抗震設計工作特別關鍵，特別是在地震高發區域。例如，在我國西南地區，建筑框架設計人員通過不斷加強抗震設計，能夠保證建筑框架結構更加安全、可靠，減小地震對建筑工程產生的影響。但是，在部分建筑工程當中，框架結構設計人員對抗震結構設計問題缺乏重視，一旦出現地震災害，建筑結構特別容易發生失穩現象。

為了更好地提高建筑框架結構的抗震性能，建筑框架結構設計人員在具體設計工作之中，要選擇合理的計算參數，結合該地區的地震區劃分狀況，明確基本地震加速度取值，并加強建筑框架結構抗震設計，保證建筑工程的抗震性能得到更好提升。如果建筑框架結構中有填充墻，設計人員計算的框架結構剛度會超出理論計算值，地震作用效應比較小，降低建筑框架結構的安全性能。為了防止此類問題的出現，設計人員需要科學選擇建筑框架結構周期折減系數。

3.3 配筋設計問題

建筑框架結構配筋設計不合理，會降低建筑工程的穩定性。在此建筑工程項目之中，因為建筑高度比較大，建筑結構頂部承受比較大的風荷載，若屋面荷載傳遞到邊柱軸向總力比樓層邊柱總力小，會增加柱頂部偏心力，故設計人員需要適當增加高層建筑頂層邊柱配筋[2]。

在進行大跨度柱網框架結構設計工作時，設計人員要結合建筑樓梯間部位框架柱和平臺梁間的連接情況，進行科學的配筋設計，如果建筑樓梯間部位出現短柱現象，會降低樓梯間結構的安全性。因此，建筑框架結構設計人員在進行配筋設計時，要加強短柱設計，并適當加密短柱箍筋，保證建筑框架結構更為可靠。設計者還要遵守相關規范標準要求，合理控制建筑框架節點部位的箍筋率，建筑底層柱箍筋加密區范圍不能夠超過三分之一框架柱凈高。

4結束語

綜上所述，通過建筑框架結構的設計問題與優化策略進行有效分析，例如計算模型不合理、抗震設計問題、配筋設計問題等等，提出良好的優化策略，能夠保證建筑框架結構設計更加合理，提高該建筑框架結構的安全性與可靠性。

參考文獻

[1] 周暉.以異型柱框架為例淺淡房屋建筑結構設計優化技術應用[J].綠色環保建材，2019，（05）：72，75.

[2] 張百振.多層鋼結構模塊與鋼框架復合建筑結構設計與研究[J].科技創新與應用，2018，（30）：93-94.

作者簡介

王輝（1986-），學歷：本科，工程師，現就職單位：湘潭市規劃建筑設計院有限責任公司，研究方向：建筑結構設計。