淺談建筑框架結構設計問題及要點

薛春杰

（山西路晨建筑設計有限公司，山西 臨汾 043000）

建筑框架結構作為目前建筑設計的主要結構類型，其在提高建筑質量，保證建筑結構安全和實用性上有顯著效果，故而有必要加大對其的研究力度，改進建設質量。

1 建筑框架結構

建筑框架結構其實就是利用梁和柱組合而成的一種承重結構，其在建筑中起到分擔壓力荷載，維持建筑結構穩定性的作用。同時建筑框架結構可根據實際需求，對建筑內部空間予以科學劃分，以增強建筑的實用性。

2 建筑框架結構設計的原則

2.1 剛柔結合

設計中應合理把控結構剛度，剛柔適中。如結構剛度過大，則會影響結構的變形能力，進而發生斷裂；如結構過柔，則結構在受到壓力影響時容易出現變形甚至倒塌的現象。因此設計人員應在保證結構剛度的同時，合理把控結構的柔度。

2.2 設置多道防線

多道防線能夠有效增強結構的穩定性?？蚣芙Y構設計中設置多道防線，能夠在發生突發狀況時共同支撐，提高建筑結構的穩定性和安全性，控制外力作用對結構產生的負面影響。

2.3 抓大放小

設計中應堅持強剪弱彎，強柱弱梁的原則，抓大放小有利于建筑抵御外力作用。設計者要明確部件的主次關系，著重設計重要構件。強柱弱梁主要是受到外力作用后，梁倒塌，柱依然能夠發揮支撐作用。所以設計人員必須高度重視柱的設計，以減輕外力作用對結構的破壞。

3 建筑框架結構設計中存在的問題

3.1 基礎寬度設計不合理

建筑工程的基礎結構大多以條形結構為主，在對其實行寬度設計時，一旦出現設計不合理或考慮不全面等情況，會使條形基礎結構的穩定性受到影響，這時如果在墻體設計中出現較為嚴重的應力集中現象，則隨著荷載的加大，條形基礎結構也會存在不同程度的損傷，威脅地基的穩固性。另外，在設計過程中，一些工作人員經常會利用作用力除以墻段長度的方式來計算平均荷載，并以此結果來設置條形基礎寬度，這樣會導致建筑結構局部寬度不足，引發危險。

3.2 配筋配置不合理

3.2.1框架柱配筋問題

在建筑工程框架結構施工中，普遍存在框架柱配筋量較少的情況，這使建筑在地震災害的影響下，框架柱需要承受扭轉剪力及雙向彎矩帶來的影響，雙倍荷載作用下，很容易引發框架柱的破損，即使其與橫梁結構相連，但由于約束性較小，很難起到穩固效果。

3.2.2框架邊柱柱頂配筋問題

建筑框架結構設計中，需要注重水平荷載設計的科學合理性，因為只有這樣，才能實現力的均衡傳遞，維持框架結構的安全性和穩定性。一般情況下，框架頂層的風力荷載相對較大，這使建筑結構傳遞到邊柱的作用力比傳遞到樓層邊柱的作用力要大很多，正是由于作用力傳遞的不平衡，很有可能導致柱頂出現偏心的問題。

3.2.3框架外挑梁配筋問題

建筑框架結構設計中，外挑梁的設計一方面是為提高建筑的使用性，確保其功能的發揮；另一方面也是為節省占地空間，在有限的空間內增強建筑結構的整體效果。不過外挑梁在荷載劃分時，由于其與框架梁荷載存在著較大的差異，使外挑梁在斷面設計上，尺寸也與框架梁存在較大差異，工作人員需結合實際情況科學規劃，以減少兩者施工中問題的產生。

3.3 抗震設計問題

抗震設計一直都是建筑結構設計中最受關注的一個環節，在建筑框架結構設計中自然也不例外。工作人員需要對區域以往數據實施收集整理，分析其抗震等級，以此增大框架結構的承載及抵抗能力，降低地震災害的影響。我國由于處于斑塊交界地帶，很多區域都會受到地震威脅，這就對建筑框架結構的抗震設計提出更高要求。尤其是在西南及一些山區地帶中，建筑框架結構設計必須要將地震設計作為重點研究內容，參照現有規范標準，提升建筑結構的抗震等級，減少人員及經濟損失。

近年來，我國土地資源越發緊張，為滿足城市建設要求，我國不斷加大了高層建筑的建設，為維護建筑的質量和安全，對建筑框架結構的抗震性能也提出更高要求。但在有些建筑工程項目中，設計人員對框架結構的抗震設計并未予以足夠的重視，雖然結構的安全性和穩定性都符合現行規范的規定，但若發生地震災害，則結構很容易岀現失穩的情況。

例如，某建筑在采用框架結構后，設計人員在設計中只對結構性能進行考慮，忽略了抗震的重要性，使柱截面尺寸及剪力設計超出規定的抗震標準要求，結構的延展性及約束性較低，在地震災害作用下，結構的縱筋很容易出現膨脹扭曲的情況，進而降低柱端質量，導致危險的發生。

4 建筑框架結構設計的優化措施

4.1 加強地基基礎結構設計的科學合理性

在建筑框架結構地基基礎結構設計中，設計人員需要先做好現場勘查工作，以獲取較為精準的地質研究報告，并結合工程建設要求及實際情況，地基基礎結構的承載要求、強度及荷載變化等參數，進行提前分析和預測，以此為后續設計及施工作業提供可靠依據，優化建筑工程的整體建設水平。在確定地基的持力層的過程中，需要將地基基礎與上部結構結合起來，進行全面的分析，并在此基礎上綜合考慮各方面的因素。例如，建筑結構的類型、荷載大小、地下水因素等，務必使地基基礎的設計能夠滿足相關的標準需求。

在建筑框架結構地基基礎結構設計中，采用的主要設計形式以獨立基礎和條形基礎兩種為主，其中條形基礎是最常見到的結構類型。在實際設計作業中，設計人員需要先確定地基的承載力及最大荷載范圍，根據這些數據對地基底面結構尺寸進行計算和分析，準確計算截面面積，之后完成覆土重力、地面以下基礎的進一步分析，提高地基基礎結構的整體質量。

4.2 注重配筋配置的合理性

4.2.1框架柱配筋設置

首先，合理控制縱筋截面面積，確保其比值在計算值的25%以上。其次，改變框架柱箍筋的結構形式。傳統設計中，由于箍筋約束效果得不到合理發揮，使得框架柱在配筋較少的情況下，出現損壞或變形問題，降低框架結構質量。因此需要改變框架柱箍筋的結構形式，加強約束效果，避免問題的產生。一般情況下，會以井字形或菱形結構為主（如圖1所示）。最后，在框架結構設計中，如果地基結構處存在軟弱土層，這時設計人員需要適當增加框架柱的配筋數量，來維持結構的穩定性。

4.2.2框架邊柱柱頂配筋設置

框架邊柱柱頂配筋設置要重點注意水平荷載的科學劃分。所以在設計中，可將橫梁上部的所有鋼筋全部融入柱中，并在柱中進行延伸，與橫梁下方實行有效連接。同時柱中的鋼筋要保證一部分延伸到橫梁下方，與之連接后，另一部分應與柱頂延伸連接，注重水平向荷載劃分的均勻性。需要注意的是，設計時不要將邊柱柱角的鋼筋延伸到梁內，這樣會影響框架結構的水平荷載。

圖1 框架柱配筋設置

4.2.3框架外挑梁配筋設置

框架外挑梁配筋的設置需要先對框架外部結構的受力情況予以了解和掌握，之后再結合工程建設要求，完成外挑梁的配筋計算，確定配筋數及規格，增強配筋設置的合理性，加大框架結構的承載能力。

4.2.4注重結構抗震設計

抗震設計作為增強建筑框架結構安全性、穩定性的關鍵要素，在實際設計作業中，應加大對其重視力度，結合現有要求及現場實際情況進行綜合分析，提升抗震設計水平，增強建筑實用性。設計中，設計者要對梁剛度實行準確計算和控制，確保其與實際標準要求相符。不過在計算過程中，梁段負彎矩最終的計算結果往往要比實際比值大很多，這會直接增加梁段負彎矩的配筋數量，帶來一定的成本支出。所以在設計過程中，設計人員應以最小值為最終負彎矩比值開展設計工作，確保配筋設置的合理性，抗震設計的標準性。對于一些特殊情況可適當放寬比值要求。

5 結語

若想高效發揮建筑框架結構的作用和性能，在設計過程中，應科學分析其存在的問題及重點部分，合理調整設計方法和手段，徹底改善框架結構的設計水平，優化其實用性能，進而滿足大眾對住房的多樣化需求。