建筑結構設計中框架結構設計的應用

方宇佳

摘要：近年來，在經濟社會快速發展的背景下，建設項目規模不斷擴大。在社會快速發展的背景下，極大地促進了我國建筑業的快速發展。人們的生活水平也在日益提高，這對建筑造型和功能提出了更高的要求，這也對建筑工程的結構設計提出了越來越高的要求。為了滿足人們對各種建筑工程設計的需求，加強結構設計在建筑工程設計中的作用越來越重要。科學的建筑框架結構設計可以進一步拓展建筑空間，提高其利用率，也有利于合理布局管理，從而保證整個建筑的突出層次感，滿足人們對不同建筑設計的需求。

關鍵詞：建筑結構;框架;結構設計;應用

1框架結構設計的主要內容分析

1.1框架結構的基本特點分析

目前，由于建筑物的高度越來越高，垂直結構的自重、荷載越來越大，必須在結構上增設柱子和墻體，以提高其承載能力。另外，結構的結構要經受地震和風荷載，這些載荷都是垂直分布的非線性，對結構的高度和地震作用都很敏感。在建筑物的層數不多的情況下，僅對靜載荷和局部動載荷進行了分析。對墻、柱、樓梯的要求比較低。在其他結構達到設計要求的情況下，以上的結構基本達到了設計的要求。在鋼架支撐系統中，只要不需要特別的承載力，就可以不增加柱、梁的尺寸，一般只要增加鋼板就可以了。但在高層建筑的設計中，應充分考慮其抗剪、抗變形、抗彎矩等因素，同時還要考慮其結構布局及特殊材質的使用。在建筑框架結構中，梁、柱可以采用鉸接或剛性連接，從而構成能夠承受建筑物內部水平荷載和垂直荷載的承載結構。框架結構的優點是能夠結合實際的空間布置需求，節約建材，達到標準化、定型化的要求。同時，由于其具有較高的強度、剛度，能夠有效地改善建筑物的抗震性能。

1.2框架結構設計的基本原則分析

現有的框架結構的基本原理是：剛性與柔性。我們都知道，框架自身不但要承擔大樓自身的重量，還要確保其高度的柔韌性。在這種情況下，不僅要保證結構的剛性與撓性，還要保證其剛性與撓性。結構自身過于柔軟，不能支撐整體的結構，其剛度會對其柔韌性產生一定的影響。二是多重防護。在高樓建成之后，影響因素很多。為確保整體結構的安全，應采取分層防護措施，以確保整體施工質量。第三個重點和次要重點是分開的原則。在框架中，各個部件的作用是不同的。為了保證整個建筑的和諧與統一，設計者必須遵守清晰的優先原則。

2建筑框架結構設計過程中存在的問題

2.1框架結構設計中的計算模型問題

在框架結構的設計中，采用了大量的力學計算公式。利用上述公式對建筑物條形基礎進行計算時，會產生較大的誤差，因此必須對其進行合理的力學模型計算。對計算的結果進行了詳細的計算。為了確保每個分塊梁受力位置的分析，必須在整體空間預算完成后，才能最大程度地減少單梁的計算誤差，使結構的穩定得到最大程度地保障。

2.2梁、柱加固中存在的問題

框架結構是一種非常重要的結構形式，它被廣泛地用于高層建筑的設計。但是，在結構的具體設計中，需要對頂層的風荷載進行全面的分析和探討，以避免結構高度與軸向作用力之間的比例關系，以防止出現頂柱偏心。由于高層結構的軸向壓力，使得結構的中心位置發生了變化。所以，梁柱的鋼筋強度應嚴格按有關設計規范進行。

2.3框架結構的地震反應

由于建筑物的高度和耐震性能都有一定的要求，因此，在對預埋端部進行設計時，應對鋼筋混凝土的強度進行嚴格的控制，以確保其最大承載力。所以，現行的建筑物對混凝土的強度要求在C40左右。

3框架結構設計在建筑結構設計中的應用

3.1建筑框架結構基礎設計

我國框架結構大多采用獨立基礎或條形基礎，因此在規劃基礎截面時應充分考慮承載力和基礎變形，以更好地保證基礎尺寸。在規劃基面淺基礎的過程中，不僅要充分考慮變形和承載力，還要充分遵循經濟原則，加強成本管理。這些都需要與地基表層結構充分結合，科學篩選持力層的施工，加強對各種條件的研究，充分研究建筑結構的外觀類型，以及其穩定性和實用性。在框架結構基礎設計過程中，工作人員應充分考慮基礎在節點部位的底部面積，采用柱下條形基礎的方法，以保證柱下擴大基礎的寬度和基礎鋪設的均勻性。如有不良因素，應合理拓寬基礎面積，確保基礎埋深超過3m。如果要分析地下室基礎的承載力，就要充分做好相應的防水工作，避免地下室外面板的外伸，設計人員在設計過程中也要保證建筑框架結構后澆帶達到相應的長度，后澆帶每隔40m設置一條，這對建筑框架結構的基礎和穩定性起著非常重要的作用。

3.2加固結構規劃

（1）對框架外懸臂梁進行加固。在工程建設中，有許多因素會對建筑物產生影響，其中懸臂梁的設計就顯得尤為重要。在懸臂梁的設計中，由于其橫截面的不同，其使用功能和占用空間都會對其設計質量造成一定的影響。因此，當懸臂梁在安裝框架梁主筋時，由于其向外擴展，將會對結構的質量產生不利影響。因此，在進行結構分析時，必須對結構外懸臂梁的受力進行全面的分析與研究，以達到對結構的科學、合理、有效地加強結構的承載力，確保結構的安全。

（2）對框架柱進行規劃加固。在一般建筑物的結構設計中，框架柱配筋的比例是比較低的。在地震作用下，框架柱會受到很大的扭應力。在地震過程中，由于受兩個方向的偏心，導致了內柱的損壞。在進行加固設計時，必須充分考慮到各方面的壓力。在混凝土結構設計中，當建筑物結構區域存在較軟的地基時，應該適當增加框架柱配筋。在實際的設計中，采用了箍筋對齊的方法。

3.3建筑結構內力分析

結構的橫向受力與垂直受力差別很大。在垂直荷載的計算中，主要采用分層法和二次分布法。前者以固定端支撐取代上部和下部的彈性支撐，并將各樓層的線性剛度乘0.9而得出。而采用二次分布的彎矩方法，則需對各節點進行不均衡彎矩的計算，并求出相應的彎矩。在進行水平力計算時，可以使用反彎點法、 D值方法，但是 D值方法的使用要更加精確。但是，當梁、柱的剛度大時，反彎點法的計算結果就會比較精確，所以對建筑物的內力進行分析，不但十分復雜，而且還要對各個方面都進行全面的考慮，以保證建筑結構的安全性。

3.4建筑抗震設計

結構抗震設計是建筑結構設計中的一個重點，也是一個難點。在設計和計算中，工作人員應充分考慮梁高數據的準確性，在設計和計算中存在問題時，應充分堅持最大原則，以防止因梁剛度過小而引起的安全儲備過大，從而減少安全問題的發生。同時，在考慮梁端負配筋時，應盡量遵循最小準則，在設計時應使梁端部發生較好的塑性。在具體的設計中，工作人員還要確保梁的負筋小于規定的水平，并充分地與中跨加強筋配合，并適當地增大梁的寬度。在合理的基礎上，對5%配筋較差的梁，采用相似的配筋方案，可以有效地減少施工過程。

3.5負荷值規劃

在非抗震規劃環境下，荷載基礎效應值的計算應通過可變荷載效應管理和永久荷載效應管理來確定。在價值選擇過程中，應選擇價值標準中最不利的數據。只有選擇最差的荷載組合，才能在設計過程中計算出作用在結構上的外力，這是一種常見的荷載效應。這種載荷包括永久載荷和可變載荷。在計算建筑框架的承重水平極限狀態時，要求抗力與作用設計值相對應。

結束語

綜上所述，建筑業對我國的經濟發展有很大的推動作用，其中建筑設計在整個建筑工程中占有非常重要的地位。只有做好建筑的結構設計，才能保證建筑的最終可用性。項目一旦進入施工階段，設計就無法更改。因此，設計人員需要根據實際施工情況和準確的數據來設計框架結構，以減少人力、物力和資金的浪費。

參考文獻：

[1]葉單嘯.建筑框架結構中梁柱節點的施工技術要點分析[J].工程技術研究，2018，（03）：103-104.

[2]馮琛.框架結構設計中的幾個關鍵問題及應對措施[J].科學技術創新，2015，（03）：224.

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