综述建筑工程中框架结构与设计

综述建筑工程中框架结构与设计

杨银超

杨银超

溧阳市现代建筑设计院有限公司213300

摘要：随着建筑业的飞速发展，框架结构普遍应用于建筑设计中。框架结构的出现有效的改变了原始砌体结构的自重大、工作繁重、抗拉抗弯性能低、材料用量大等缺点。但框架结构在建筑过程中的实际设计仍然存在着一些问题。因此，本文从实际运用中，对框架结构设计时应注意的问题展开全面的分析。

关键词：建筑工程；框架结构；抗性

框架结构是由梁、柱构件通过节点连接组成的，主要起到抵抗水平和竖向承重的作用。因此，框架结构的设计是整个建筑工程中最基本也最关键的工作。在设计中一旦框架结构设计不合理，就会造成整个建筑工程存在安全隐患。为确保建筑工程的安全性，设计者在整个设计的过程中必须要综合考虑会出现的问题。

一、框架结构的主要分类

（一）按照框架结构的施工方法分类

1、现浇整体式框架：这一框架结构中全部构件都是在现场用钢筋混凝土浇注成整体，它所具备的优点是整体性和抗震性能好，比其它形式的结构节省材料，构件尺寸不受标准构件限制。但现浇整体式框架对模板的用量较大，因此现场的湿工作较多，容易导致施工周期长、冬季施工困难等情况。

2、装配式框架：这一框架结构中梁、板、柱全部构件都是预制装配，所有的构架可以在现场完成焊接、拼装和连接工作，装配式框架所使用的构件可以在工厂内进行大批量的生产，在现场进行装配即可，因此可以保证构件的质量同时还能够节约模板用量。可有效改善施工条件，加快现场的施工进度，但装配式框架中节点构造会导致整体性差，抗震性差，节点预埋件较多，用钢总量大。

3、半现浇框架：这一框架结构中梁、柱都是现浇而成，楼板、梁板是预制或装配而成，半现浇框架有两种常见，一种是梁、柱现浇，板预制；另一种是柱现浇，梁、板预制。这种构架方法，节点构造较简单，梁柱整体受力性好，同时楼板预制又可节约模板，省去了现场直模的麻烦。这一构架方式是目前使用最多的一种框架形式。

4、装配整体式框架：这一框架结构中的梁和柱都可以预制装配，装配时通过局部现浇混凝土使构件连接成整体，构架的整体性和抗震性介于现浇和装配式构架之间，保证了节点的刚度。这一结构方式比全现浇框架节省模板，也加快了施工进度，但增加了后浇混凝土的工序。

（二）按照框架结构的承载能力分类

1、底层框架结构：这一框架结构一般应用于对建筑物外观要求较大和平面空间大的建筑中，在整个构架设计中，一般上层采用混合结构进行施工，有效的节约施工成本，同时使整个建筑构架具有上刚下柔的的特点，但抗震性较弱。

2：内构架结构：这一框架结构在使用时一般会将砖块和钢筋混凝土结合在一起，相对加强内构架的连接刚性，使整个建筑的抗弯性和整体性能好，但抗震性能就相对较弱，因此使用这一结构是有一定限制的。

3：全构架结构：这一框架结构的特点将底层框架结构和内构架结构整合在一起，在建筑工程当中有效的提高了建筑物的整体性能，并且具有较强的抗震性。

二、框架结构的设计要点

（一）框架结构的设计原则

1、刚柔相济原则：在框架结构设计中若构架太刚硬就会导致其变形性差的情况，难以承受强大的破坏力，造成建筑物的局部损坏或全部受损。但若结构太柔，虽然能很好的减小外力的影响，但会引起建筑物的大幅度变形而发生全部倾覆。因此要保持建筑物刚柔相济以确保建筑物的整体性能。

2、多防线原则：多防线顾名思义就是层层设防，在灾难来临之际，结构中所有可抵抗外力的构件都通力合作来维持建筑物的稳定，若把希望只寄存在单一的构件上对抵御灾难是没有任何作用的。比如说在土建筑结构中多肢墙的使用效果比单片墙要好，框架剪力墙的使用效果比纯构架要好等这样的例子都是体现了多防线原则的优点，因此在设计框架结构的时候要重视多防线的的设置。

3、抓大放小原则：在建筑中有“强柱弱梁”、“强剪弱弯”等说法，这些都是对设计框架结构抓大放小原则很好的运用。简单地说，虽然整个框架结构体系是由各种构件协调组成一体的，但各个构件所起到的作用却是天壤之别的。一旦说有破坏力袭来，每个构件发挥其自己的作用，协作在一起抵抗袭击，这时候损坏是在所难免，但牺牲一些相对次要的构件以保证重要构件的完整，这也是保护整体构架稳定性的有效措施，最大可能的保证构架的完整性，尽量减少灾难对建筑物带来的毁灭性后果。

4、打通关节原则：这一结构的原则就是让整个框架浑然一体，以达到在承受外力时整个构架能将外力迅速的消减和传递，一般在设计时，将整个框架结构中的关节尽量打通，当外力袭来时能够在关节处畅通，有效的避免建筑物受外力的袭击。因此在设计时要综合评估和科学计算整个建筑物将会承受的外力，在设计时尽量打通框架结构中的关节使建筑物增强受力性，避免受到外力的破坏。

（二）框架设计的数据计算

在框架结构的设计中应该以计算结果为基础设计整个框架结构，具体需要计算的内容有以下几点：①计算整个构架的抗弯性；②计算整个构架的抗剪强度；③计算整个构架的局部承受力；④计算整个构架的折算应力；⑤计算构架的局部稳定；⑥计算整个构架的刚度。

（三）抗震性设计

在同样等级的地震强度下，框架结构类型不同的钢筋混凝土建筑具有不同的抗震要求。在所有的建筑设计中抗震指数都是按照国家抗震设计规范进行设计的，但是每个建筑的抗烈度、结构类型、高度都不相同，因此对建筑的抗震墙和框架结构分别划分了等级1—4级。与此同时国家抗震设计规范中还规定不同抗震级数的框架结构应该使用不同的分析方法和计算方法。另外需要特别注意的是，在设计抗震级数的时候，为了达到建筑的整个抗震能力，要将规则和不规则的框架结构区分开来，如果忽视了不规则框架结构设计中存在的问题，就无法妥善的进行解决，可能就会对整个建筑物产生极大的负面影响，严重的会造成难以估量的损失。

结束语

随着社会的不断发展，城市人口急剧增长与集中，导致城市的不断扩大，造成住房困难用地紧张等情况。因此，国内的建筑更多的趋向于高层建筑，框架结构的出现有效的改善了这种紧张的现状。框架结构具有设计灵活、室内空间大，良好的的抗震性、延性、抗风性、抗雷性、整体性等优点，这些优点都被广泛的应用在建筑工程中。

参考文献：

[1]张春富，樊庆玲.谈建筑工程中框架结构构造与设计[A].北京市海淀区科学技术协会.第二届“科协文化——中关村论坛”论文集[C].北京市海淀区科学技术协会：，2013：1.

[2]陈丽艳.浅谈建筑工程中框架结构构造与设计[J].价值工程，2011，1（05）：78.