關于建筑框架結構設計原則與措施問題探究

摘 要：在當前建筑行業(yè)中，建筑框架結構設計已成為了大家所公認的模式，無論是工業(yè)建筑還是民用建筑，建筑框架結構的設計方案已經在各個領域得到廣泛的應用。但是，隨著社會發(fā)展的不斷需要和改善，建筑框架結構設計也面臨這一系列的問題。基于此，本文對建筑框架結構設計的有效方法進行了探討。

關鍵詞：建筑框架結構；設計原則；措施

1 建筑框架結構的概念

框架結構住宅是指以鋼筋混凝土澆搗成承重梁柱，再用預制的加氣混凝土、膨脹珍珠巖、浮石、蛭石、陶爛等輕質板材隔墻分戶裝配成而的住宅。適合大規(guī)模工業(yè)化施工，效率較高，工程質量較好。框架結構由梁柱構成，構件截面較小，因此框架結構的承載力和剛度都較低，它的受力特點類似于豎向懸臂剪切梁，樓層越高，水平位移越慢，高層框架在縱橫兩個方向都承受很大的水平力，這時，現(xiàn)澆樓面也作為梁共同工作的，裝配整體式樓面的作用則不考慮，框架結構的墻體是填充墻，起圍護和分隔作用，框架結構的特點是能為建筑提供靈活的使用空間，但抗震性能差。

2 框架結構設計原則分析研究

2.1 抓大放小

在框架結構結構體系中具有“強柱弱粱”“、強剪弱彎”等的說法也是鋼結構設計中非常重要的概念。關鍵時刻要分清主次，抓大放小，也就是要取大舍小。有舍才有得，舍是為了得。

2.2 道防線

層層設防的結構體系才是安全的，災難到來，在抵抗外力時所有結構都在通力合作，前仆后繼。此時，假如把“生存”的希望僅僅寄托在某單一的構件上，將會非常危險。比如土建結構中單片墻相較于多肢墻要差，純框架相較于框架剪力墻要差等，這便是多道防線的設計思路。

2.3 剛柔并濟

剛柔相濟是合理的建筑結構體系必須要具備的。結構太剛則變形能力差，強大的破壞力瞬間襲來時，需要承受的力很大，容易造成局部受損最后全部毀壞；而太柔的結構雖然可以很好的消減外力，但容易造成變形過大而無法使用甚至全體傾覆。結構是剛多一點好，還是柔多一點好？剛到什么程度或柔到什么程度才算合適呢？我個人認為剛多點使工程不經濟，造成造價過高，而且應變能力差。柔多一點雖然造價便宜但是必然產生變形以適應外力，太柔的結果必然是太大的變形，甚至會導致立足不穩(wěn)而失去根本。這些問題歷來都是專家們爭論的焦點，現(xiàn)今的規(guī)范給出的也只是一些控制的指標，但無法提供精確答案。

2.4 打通關節(jié)

渾然一體是所有理想的結構體系必須要具備的，也就是說結構體系中不存在任何關節(jié)，只有這樣的結構體系才能使任何外力都能迅速傳遞和消減。

3 框架結構設計原則與相關措施

在目前的建筑工程項目中，框架結構是一種最為常見的建筑結構體系，其在施工設計的過程中是全憑梁柱結構共同構成的一種綜合性承重體系，這種承重體系是利用梁柱結構的系統(tǒng)性和共同性來抵抗相關的水平荷載與豎向荷載的一種工作模式。在這種工作模式中。這種框架結構體系的應用給建筑結構的施工與建設提供了良好的理論依據(jù)，也為工程建設事業(yè)的順利發(fā)展指明了新的道路和發(fā)展方向。

3.1 設計原則

在設計的過程中，抗震原則是框架結構設計的首要原則，這也可以說是目前各類工程項目中都必須面臨和應對的一種熱點話題。尤其是自汶川地震以來，地震造成的社會影響與人員傷亡觸目驚心，使得社會各界人士在工程建設中對于房屋抗震設計都提出了新的要求。因此來說，在目前的設計工作中，做好相關的抗震設計就十分必要，這對于確保建筑結構整體安全性十分有效。同時對于雨棚在設計中，需要進行系統(tǒng)全面的處理與總結，要能夠確保各種工程項目在設計工作中都能夠發(fā)揮出其應有效能。

3.2 設計措施

3.2.1 基礎寬度和面積的計算

在計算基礎寬度和面積時，往往由于力學模型不明確或考慮問題不周詳，導致基礎寬度或面積不足。如墻體上作用有較大集中力的情況，當墻體上有較大的集中力作用時，通過墻體和基礎可將集中力向地基擴散，但這種擴散是有一定范圍的，且基底土反力并不均勻分布。若設計時用該集中力除以墻段長度得到的平均線荷來確定基礎寬度，則導致局部基礎寬度不足。因此，必須加大基礎寬度以滿足地基承載力的要求。通常采用局部調整系數(shù)調整基礎寬度的方法解決此類問題。目前常用的框架結構空間分析計算軟件都是以整幢樓的梁、柱整體參加工作進行計算分析的，對部分梁而言，盡管相交梁截面尺寸不同，相互之間卻不存在主、次梁關系，設計人員在繪制施工圖時，應注意配筋形式與受力分析相匹配。同時建筑師要求結構工程師在當前施工和設計中將這個模式和分析情況作為綜合的設計心理和設計模式進行管理與控制。結合當前社會發(fā)展措施對框架結構進行嚴格分析，異性框架加工形式已成為當前建筑結構設計中廣受人們歡迎的形式之一。

3.2.2 鋼筋混凝土保護層厚度的取值

混凝土保護層的作用是保護鋼筋不發(fā)生銹蝕，并保證鋼筋的粘結錨固性能，直接影響構件的耐久性和鋼筋的受力性能，但由于設計人員的不重視，常會出現(xiàn)以下問題：①梁或柱中，只注意到主筋的保護層厚度，而忽略了箍筋的保護層厚度，造成箍筋外露或保護層厚度不足；②主梁與次梁交叉處、主梁、次梁和板的鋼筋關系處理不明確，造成板負筋保護層厚度不足或構件有效截面高度損失，直接影響到構件的安全性；③地上部分與地下部分的柱子因所處的環(huán)境條件不同，根據(jù)規(guī)范要求，應采取不同的保護層厚度。

3.2.3 在框架結構設計中，注意縱向框架設計

現(xiàn)行建筑抗震設計規(guī)范要求水平地震作用應按兩個主軸方向分別計算，各方面的地震和用應由該方向的抗側力構件來承擔。說是說，在框架結構設計中，縱向框架與橫向框架有同等的重要性。一些結構設計者對于非抗震設計，而縱向地按普通的連續(xù)梁進行設計，梁柱的節(jié)點和框架中的縱筋、箍筋的配置無法符合框架的構造要求。由于沒有考慮地震的縱向作用，在實際設計中經常出現(xiàn)梁的支座負筋，跨中縱筋及箍筋的配筋置均不足的現(xiàn)象。

3.2.4 技術人員能力素質問題

我國建筑結構設計專業(yè)在高校中得到普及，專業(yè)人才也在不斷增加，但是在實際工作中，這些高校的畢業(yè)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(jié)。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(yè)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(tài)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(xié)調等問題上出現(xiàn)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。另外，隨著科技的發(fā)展和時代的進步，建筑結構設計相關知識更新?lián)Q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(yè)知識。這要求工作人員能夠根據(jù)社會需要不斷的完善自身的專業(yè)知識和提升個人實際設計能力。

4 結語

隨著經濟的高速發(fā)展，我國建筑發(fā)展迅速，設計思想在不斷更新，建筑平面布置與豎向體形也越來越復雜，這就給結構設計和施工提出更高的要求。采用框架結構形式，可形成內部大空間，能進行靈活的建筑平面布置，因此，框架結構體系在結構設計中應用甚廣。本文以上是在工程設計中對框架結構設計的認識體會，希望這些設計體會能給各位同行在今后的工程設計中有些幫助，以提高工程設計的質量。

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.

[2] 吳良平.淺談建筑框架結構設計[J].江西建材，2014.

作者簡介：

吳百玉（1982—），性別：男，民族：漢，籍貫：山東東營廣饒，學歷：大學，職稱：工程師，研究方向：結構設計。