建筑框架結構設計原則、問題與對策探究

范明明

（中冶北方（大連） 工程技術有限公司，遼寧 大連 116600）

建筑的結構設計較于單層建筑的結構設計具有設計難度高、施工難等特點，隨著建筑功能和造型的不斷更新和發展，人們對建筑結構設計的要求越來越高。在建筑施工之中，框架結構設計被廣泛運用在各類建筑之中，設計人員要重視建筑結構設計中框架結構的問題，并采取相應的措施加以解決。

1 框架結構概述

框架結構是由柱和梁剛接或者鉸接組成建筑物的基本骨架結構，最主要的作用是由柱承擔豎向荷載、梁承擔水平荷載，從而構成柱和梁共同抵抗壓力的承重系統。在建筑物中墻的主要作用是分割空間，而且為了減輕建筑物的重量，墻體料多使用新型的輕質保溫材料。在實際施工之中。框架結構具有成本低、效率高等特點，所以適用范圍特別廣，而且框架結構所用材量少，整體重量輕，可以減少地基的稱重壓力，這樣建筑物內就可以分割更多的空間。而且框架結構可以靈活配合建筑平面上的點，為安排較大空間結構的建筑設計提供了條件。

2 建筑結構設計中框架結構的問題分析

2.1 基礎寬度不足

在建筑工程中，條形基礎的應用較為廣泛，對其寬度進行計算的過程中，因力學模型運用的不恰當，或是在選用力學模型時，考慮的不夠周詳，從而使條形基礎的寬度不足，由此會對建筑結構的整體穩定性造成影響。如果建筑墻體上出現相對較大的作用力集中現象時，這部分作用力會經過條形基礎擴散到地基中，若是設計過程中，以該作用力除以墻段的長度得出的平均荷載，對條形基礎的寬度進行確定，則可能會出現局部基礎寬度不足的現象。設計人員在對建筑框架結構進行設計時，通常都會使用到空間分析計算軟件。

2.2 忽略縱向框架的設計

為滿足建筑物的抗震設計要求，要在建筑物框架中設計兩根主軸，利用主軸方向的測拉力承擔地震時所產生的水平壓力。但是很多設計人員在建筑物框架設計之中只在縱向設計的連續梁結構，這樣的設計使框架之中縱筋數量不足，而且梁柱的節點無法滿足框架抗震的要求。而且主軸設計的缺失導致出現梁的支座負筋、跨中縱筋數量不足，導致建筑物在發生地震時難以保證穩定性。

2.3 抗震設計方面的問題

建筑框架結構設計中，抗震設計是關鍵環節，尤其是在一些地震發生頻率較高的地區。2008 年的汶川大地震雖然時隔已久，但在當時其所造成的影響以及對建筑結構的破壞都是非常嚴重的，由此對建筑結構抗震設計提出了更高的要求。在我國的西南地區及山區中，對建筑框架結構設計時，必須采用合理可行的抗震技術，這是現行規范標準提出的基本要求。

3 建筑框架結構設計優化策略

3.1 提升建筑的剛度和側向抵抗力

在建筑結構設計的過程中，不僅需要確保建筑整體結構具備能夠承受足夠垂直荷載的能力，還要確保建筑整體結構具備足夠剛度和抵抗側向力的能力，以確保建筑不會因受到較大側向力的作用下發生超過允許范圍的側向偏移。原因在于如果建筑出現了較大范圍的側向位移，將會導致建筑整體的樓層重心發生偏移，就會對建筑的安全性和穩定性產生巨大影響。

3.2 重視解決縱向框架設計問題

在進行建筑物框架結構設計時必須符合建筑物的抗震設計要求，在設計過程中尋求橫向框架和縱向框架相互協調配合的多層建筑框架結構。在設計過程中盡量避免對連續梁的依賴，而在建筑框架設計中注重主軸的設計，從而增加梁的穩定性。

3.3 合理設計梁柱中心線

建筑框架結構中，梁、柱的中心線是優化設計的關鍵環節，對此設計人員應當予以足夠的重視。一方面，要確保框架梁及框架柱的中心線設計與現行規范標準的規定要求相符，即梁柱中心應當重合，若是中心線出現偏移，則應考慮偏心對梁柱節點核心區域受力及構造的影響。另一方面，若是偏心距過大，即超過該方向柱寬的1/4 時，可采取水平方向加腋等措施進行處理。經過加腋處理后的梁，在對剪壓比及受彎承載力進行驗算時，應忽略加腋截面所產生的有利影響，以免導致驗算結果出現偏差。

3.4 抗震設計要點

為了有效地幫助框架結構設計體系的高層建筑能夠抵抗縱橫兩個方向的地震作用及風荷載的作用，需要在結構設計的過程中將框架結構設計成雙向梁柱結構體系。如果施工條件比較特殊，則需要采用框架及排架兩種結構體系進行結構設計。

3.5 重視薄弱層問題

由于框架結構中的薄弱層會影響建筑物的抗震能力，所以在框架結構設計過程中要注重薄弱層問題。一般判斷薄弱層有以下幾點方法：第一，靠設計人員指定，設計人員根據相關的規定和依靠自己以往的經驗，在框架結構設計中直接指出薄弱層。第二，通過計算指定，利用軟件對將框架結構設計的相關數據進行分析，然后與相關數據規定進行對比，比如結構的抗側移剛度與標準規定不符或者樓層承載的突變數據符合薄弱層的特點，則會被軟件自動認定為薄弱層。

4 結語

建筑框架結構設計是建設全過程中非常重要的環節，結構設計人員應給予足夠的認識，對結構設計中的專業性問題進行深入探討和分析，才能縮短施工工期、提升施工質量和獲得經濟效益。因此，結構設計對整個項目的社會效益和經濟效益的實現起著重要的影響。