建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中框架結(jié)構(gòu)設(shè)計的應(yīng)用

沈博

摘 要：隨著我國建筑行業(yè)地快速發(fā)展，人們對建筑功能和結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求也在不斷提高。為了充分地滿足人們對建筑空間的使用需求，提高建筑空間的利用價值，框架結(jié)構(gòu)被積極地引用到結(jié)構(gòu)設(shè)計當中，尤其在多層建筑中應(yīng)用較為廣泛。框架結(jié)構(gòu)設(shè)計擁有較為清晰的力學模型以及大量的工程實踐，能在較好地實現(xiàn)不同的建筑功能，同時框架結(jié)構(gòu)的施工相對便利且建設(shè)成本易控制。本文將分析框架結(jié)構(gòu)設(shè)計模式，并提出相應(yīng)的設(shè)計原則，僅供參考。

關(guān)鍵詞：框架結(jié)構(gòu);設(shè)計原則;建筑功能

1框架結(jié)構(gòu)設(shè)計原則分析

1.1科學控制結(jié)構(gòu)剛度

在框架結(jié)構(gòu)設(shè)計當中，相關(guān)設(shè)計人員應(yīng)合理地控制結(jié)構(gòu)的剛度。框架結(jié)構(gòu)的破壞形式為剪切型，原因在于其柱子的抗側(cè)能力差，為保證建筑主體擁有足夠的剛度來抵抗水平作用引起的變形，一般會采用加大柱截面或增加柱數(shù)量等方法。但隨意地增加柱截面或柱數(shù)量，會影響建筑空間的使用，這樣會與之前的設(shè)計意圖背道而馳，同時工程建設(shè)成本也在上升。對于普通框架結(jié)構(gòu)，除滿足相關(guān)規(guī)范的要求外，可將位移角控制在規(guī)范要求的兩倍以內(nèi)。

1.2合理把控主次因素

建筑物作為一個整體，由眾多構(gòu)件組合而成，不同的構(gòu)件受力不同，導致其重要程度存在差異。。框架梁和框架柱作為結(jié)構(gòu)的主要受力構(gòu)件，應(yīng)充分保證其受力的合理性，在抵抗外部作用時，框架柱不應(yīng)先于框架梁破壞;而比框架梁低一個重要程度的次梁，主要作用在于劃分板面減少板跨，應(yīng)避免出現(xiàn)多個次梁連續(xù)搭接而導致的傳力路徑過于復(fù)雜。設(shè)計過程中，“強柱弱梁、強節(jié)點弱構(gòu)件”等措施使得建筑在遭受外力時，出現(xiàn)設(shè)計中的破壞形式，這樣可以充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)本身的效益，從而最大程度地減少實際損失。

1.3重點落實結(jié)構(gòu)布置

在框架結(jié)構(gòu)中由于功能布局較為靈活，使得結(jié)構(gòu)平面布置操作性強，因此在進行布置時需要綜合考慮安全性、協(xié)調(diào)性，同時還應(yīng)盡量考慮其經(jīng)濟性與美觀性。

框架柱在兩個水平方向與框架梁拉結(jié)形成空間結(jié)構(gòu)體系，用以承受豎向和水平荷載。在設(shè)計過程中，當建筑平面較為異形，應(yīng)通過抗震縫進行建筑主體切割，切割成較為規(guī)整的單體，使得兩個方向上的剛度較為接近;框架梁單向拉結(jié)框架柱，導致該處結(jié)構(gòu)剛度分布不均，在水平作用下易形成薄弱部位;在平面布置時升降板以及大開洞較多時，應(yīng)著重注意其不利因素對水平荷載傳遞的影響，必要時應(yīng)結(jié)合多個計算方式進行相互比對。

2框架結(jié)構(gòu)設(shè)計注意事項分析

2.1荷載取值注意事項

荷載直接影響到工程的安全和造價，是進行結(jié)構(gòu)設(shè)計的前提。荷載取值除應(yīng)滿足相關(guān)規(guī)范要求，還應(yīng)結(jié)合建筑具體的做飯和使用功能，以及甲方特殊要求進行綜合取用。需要注意的是，框架結(jié)構(gòu)的大空間易于改造，在設(shè)計前期，應(yīng)與甲方和相關(guān)專業(yè)確認荷載范圍，并在設(shè)計中予以說明和提醒。

2.2框架柱的注意事項

通常在框架結(jié)構(gòu)設(shè)計中，框架柱的配筋率相對較低，多數(shù)為構(gòu)造配筋。豎向承重構(gòu)件作為整體結(jié)構(gòu)的最關(guān)鍵的部位，其必然要有足夠的安全冗余。設(shè)計中需注意框架短柱，由于其容易發(fā)生脆性破壞，所以成為豎向構(gòu)件中的薄弱點。一般在樓梯間，外部造型，搭接大跨度梁的柱以及樓層錯層等部位都容易形成短柱，其中當外部造型過于復(fù)雜時，為了實現(xiàn)立面效果，而在詳圖中增加的構(gòu)造梁同樣會使得柱子變成短柱。

2.3框架梁的注意事項

首先，相關(guān)設(shè)計人員要準確計算梁柱線的剛度。通常在底部框架結(jié)構(gòu)不需要修改的情況下，其他層柱線的剛度修正系數(shù)可以設(shè)定在0.9左右。其次，根據(jù)相應(yīng)規(guī)范和標準的要求，充分明確主體結(jié)構(gòu)梁、柱的傳遞系數(shù)和彎曲分配系數(shù)，特別是梁端內(nèi)力應(yīng)合理調(diào)整到0.7左右，避免梁端因豎向荷載的影響而發(fā)生明顯變形;最后，要不斷提高框架柱節(jié)點的抗剪能力，制定相應(yīng)的抗震措施，保證節(jié)點彈性，更好地提高主體結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性。

2.4樓（屋）面板的注意事項

區(qū)別于以前的預(yù)制板，樓（屋）面板現(xiàn)在都與柱梁等構(gòu)件同時澆筑，使得整個建筑的整體性和抗震性能得到了極大的提高。結(jié)構(gòu)設(shè)計中，板厚是根據(jù)板的形式和板的跨度進行選擇，單向板多取板跨的1/28，而雙向板多取板跨的1/35。普通的框架結(jié)構(gòu)板厚多數(shù)采用100mm、120mm，當板跨較大時，通過增加次梁分割板跨，從而達到減少板厚的目的。需要注意的是，增加次梁會影響下層的凈高;但對于大跨厚板，增加次梁來減少板厚，可以提高建筑的經(jīng)濟性，設(shè)計人員需要根據(jù)實際情況進行合理選擇。

2.5基礎(chǔ)的注意事項

框架結(jié)構(gòu)主要應(yīng)用于多層建筑，由于整體荷載較小，基礎(chǔ)形式多為獨立基礎(chǔ)。其主要注意的是，基礎(chǔ)的零應(yīng)力區(qū)，雖然規(guī)范中忍許出現(xiàn)零應(yīng)力區(qū)，但在實際設(shè)計中，把此種情況作為基礎(chǔ)的安全儲備，基底不會出現(xiàn)零應(yīng)力。另外，當?shù)鼗休d力較低時，就會出現(xiàn)多柱聯(lián)合的獨立基礎(chǔ)，此種獨立基礎(chǔ)的受力形式更像筏板基礎(chǔ)，在進行設(shè)計時，應(yīng)比對兩種形式的計算結(jié)果，按最不利結(jié)果進行配筋。對于坡地的獨立基礎(chǔ)，注意深淺基坑的放坡對地基承載力的影響，應(yīng)重點核查計算。

3框架結(jié)構(gòu)施工要點分析

3.1施工準備階段的施工要點

在施工準備階段，相關(guān)施工人員一定要注意設(shè)計的細節(jié)，要仔細核對所選用鋼筋的規(guī)格，由于結(jié)構(gòu)設(shè)計會涉及到各種規(guī)格的鋼材，如果出現(xiàn)鋼筋選用不合理的情況，要及時與設(shè)計人員溝通處理，不然勢必會對整個框架結(jié)構(gòu)的質(zhì)量產(chǎn)生嚴重的影響。因此，在采購鋼材時，必須全面檢查質(zhì)量、規(guī)格、型號，確保能滿足框架結(jié)構(gòu)設(shè)計要求，堅決抵制不合格的鋼材進場;焊接鋼筋時，應(yīng)根據(jù)鋼筋直徑選擇正確的焊接方法，以保證焊接質(zhì)量，提高框架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性;為了避免箍筋框架在固定過程中出現(xiàn)偏差，應(yīng)盡量使用相應(yīng)的成型模具輔助固定，并在施工結(jié)束后，對整個箍筋框架的固定進行全面的驗收和檢查，一旦發(fā)現(xiàn)問題立即采取措施進行調(diào)整，使整體固定質(zhì)量能夠符合框架結(jié)構(gòu)設(shè)計標準的要求;由于框架結(jié)構(gòu)中鋼筋節(jié)點數(shù)量較多，為了保證最終的焊接效果，關(guān)鍵任務(wù)是準確定位鋼筋節(jié)點的位置，可以通過計算機技術(shù)進行綜合模擬，從而保證鋼筋節(jié)點定位的準確性;在發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計不滿足施工要求時，應(yīng)與設(shè)計單位聯(lián)系，核實設(shè)計做法，得到設(shè)計人員的回復(fù)后，再進行下步工作，不應(yīng)無視而強行施工。

3.2混凝土施工階段的要點

混凝土的施工質(zhì)量直接關(guān)系到整個工程的安全。要有效地確保框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計質(zhì)量，就要嚴格管控混凝土的施工步驟。首先，確保混凝土配制質(zhì)量，對其原材料進行全面檢驗，確保其滿足建設(shè)工程質(zhì)量要求。其次，要嚴格按照結(jié)構(gòu)設(shè)計要求的混凝土強度，合理設(shè)計各種材料的配合比，在施工同時做好試塊樣本;再次，在澆筑混凝土時，采用分層澆筑技術(shù)，同時管控混凝土的澆筑溫度，以保證混凝土的澆筑質(zhì)量;同時，混凝土澆筑后，應(yīng)詳細記錄整個硬化過程，并根據(jù)現(xiàn)場條件，及時進行混凝土養(yǎng)護，為保證效果，一般情況下每周須進行一次養(yǎng)護。最后，施工人員的技術(shù)水平和專業(yè)素質(zhì)，也是施工質(zhì)量重要的一環(huán)，應(yīng)重視每次施工經(jīng)驗的總結(jié)，以及不斷學習新的施工技藝，以此可以將設(shè)計與施工更加貼切地聯(lián)系起來。

結(jié)束語：

綜上所述，在現(xiàn)代建筑設(shè)計中，框架結(jié)構(gòu)設(shè)計是最常見的一種，它不僅可以大大提高建筑工程的穩(wěn)定性和安全性，而且有利于建筑空間的靈活利用，降低建筑成本。因此，相關(guān)設(shè)計人員必須熟悉框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計注意事項和各階段的施工要點，不斷提高自身的設(shè)計能力和水平，才能保證工程的順利開展，實現(xiàn)框架結(jié)構(gòu)設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的良好應(yīng)用。

參考文獻

[1]方志成.談住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計經(jīng)濟性[J].質(zhì)量與市場，2020（18）：91-93.1F7C38DF-ECFD-464B-959B-DDBE3647E797