建筑结构设计中框架结构设计的应用

建筑结构设计中框架结构设计的应用

张丽媛

山东林李建筑设计有限公司

摘要：在现代建筑发展进行中，结构设计属于其中的基本项目，而框架结构设计就属于建筑结构设计中的主要环节，工程技术人员需要结合具体情况和建筑发展要求，建立相应的框架结构设计构思。在本文中，就将对框架结构设计在建筑结构设计中的运用过程作出明确和探讨，期为相关建筑的发展尽微薄之力。

关键词：建筑结构设计；框架结构设计；应用

引言：

框架结构由梁和柱以刚接或者铰接相连接而成，构成建筑物的承重结构。也就是说，由梁和柱组成的框架一起抵抗在使用期间发生的水平和竖向载荷。框架结构优点很多，有利于布置需要较大空间的建筑结构；框架结构的梁柱构件易于标准化和成型化，便于采用装配式整体结构，利于缩短施工期，采用现浇混凝土框架时，结构具有良好的完整性和刚性，设计和处理好也可以达到更好的抗震性能，可以将柱或梁浇筑成各种所需的截面形状。在建筑领域，框架结构具有重要的应用，但从实践的角度来看，一些框架结构的设计还不够科学。从而导致框架结构的稳定性和质量下降，这对整个项目的安全性产生不良影响。故此积极分析框架结构，优化其设计，提高其质量具有重要意义。

一、框架结构的特点及框架结构设计的原则

1、框架结构的特点

由于框架结构具备造价低廉，使用性能灵活、减轻建筑物自重、提高建筑工程质量等特点，因此，受到了各行各业的关注。同时，框架结构的梁、柱等构建还有利于实现标准化、定型化等设计，有利于缩短建筑工程的施工工期，能够运用现浇混凝土框架技术满足建筑结构的刚性需求和整体性需求，满足梁、柱等截面的多样化设计，有利于实现建筑物空间结构的合理布置。

2、框架结构设计的原则

首先，刚柔度适合的原则。实践中，框架结构的的刚柔度要把握合适，避免太柔引起建筑物变形过大而出现整体倾覆的危险，或因太刚，使得建筑物整体变形能力达不到要求，在出现瞬间的巨大破坏力时，柔韧度不够而全部毁坏的情形。其次，多道防线设计的原则。多层建筑物在建好以后会面临外力的侵袭，为保证建筑物的安全，在框架结构安全体系构建中，要进行层层设防，采取多道防线设计的原则，以保证所有抵抗外力的结构能够充分发挥抵抗外力的作用。最后，抓重点，分清主次原则。框架结构中各个构建的作用不尽相同，设计人员要分清主次，善于抓住重点，构成协调统一的整体。当建筑受到外力侵袭时，各个构件能够有效发挥各自的作用并充分协作，合力抵抗侵袭，保障建筑的安全。

框架结构设计在建筑结构设计中的应用

二、架结构设计在建筑结构设计中的应用要点

1、柱的设计

对建筑工程来讲，框架结构当中配筋率一般来说比较低，这样如果发生地震，建筑框架在受到很大作用力的情况中出现扭转剪力。一旦在设计框架结构的过程中不充分考虑这个问题，就会给建筑结构带来非常大的安全隐患。所以，设计框架结构的同时，要按照实际情况进行配筋设置，保证建筑结构设计品质。

2、结构高度

结构高度增加也就是层数的不断增加。若层数不断增加，水平位移参数会逐步增大，进而会增强内力。若高度达到一定值后，纵向负荷所产生的内力值要比水平位置上所产生的内力值小。在此种条件下，会让纵向负荷控制作用向水平方向上转移，进而让改变结构性能。强度系数会伴随着高度增加而逐步降低，刚度系数也会由于高度增加而逐步降低。建筑结构高度的不断增加，会让水平位移转变为控制结构性能的一项关键因素，其会对建筑工程构成不良影响。

3、抗震设计

设计框架结构抗震，需要具有清晰的设计图纸，设计划分抗震内力时，要充分结合结构的基本类型、建筑高度、防裂度等进行等级划分，严格按照相关的设计标准来对抗震性能参数进行合理的设计，确保框架结构满足设计规范。再有，具体不同的框架结构，应运用专业化的检测方法，例如地震裂烈度相同，其要求也存在差异，主要是由于框架结构直接影响着抗震性能。

三、建筑结构设计中框架结构的问题分析与处理

1、基础系梁设计问题与处理

在这一问题上，对于基础也是很重要的即梁埋设的深度问题，所以要保证埋设的深度合适，不能过深也不宜太浅。实践中，如果埋设的过深了，则要具体情况具体分析，可以按照一层框架梁的标准进行设计，埋设的部分按照短柱来处理。为了保证建筑的抗震能力，一般情况下应该沿建筑主体的两个轴方向设置基础梁。考虑到基础梁要承担楼梯柱、填充墙等的荷载，在实际设计中会适当增加梁的截面。

2、短柱设计问题与处理

在高层建筑框架结构中，当柱净高与截面高度≤4或剪跨度≤2时，这种柱就称为短柱。而这种短柱由于受剪承载力与变形力不足，导致在地震的影响下，使其就容易造成脆性破坏，进而对建筑主体造成损坏。因此，在高层建筑框架结构中，应最大限度的避免短柱的形成，这样才能将建筑主体破坏程度降低到最小，确保高层建筑框架结构设计的科学性与合理性。

3、抗震设计问题及处理

在地震的时候，我们很多建筑物都不能抵抗地震，致使我们的生命财产受到了损失。所以，我们一定要设计合理的建筑物，让建筑物的质量过硬。现在，我们国家的建筑物在设计的时候，还是有很多地区没有在框架结构里面应用抗震的技术。现在我们国家城市建设兴建了很多的高层。所以要加强高层建筑里抗震技术的应用。我们对抗震技术进行了分析总结，现在采用的技术措施主要有：首先，对于框架结构里面的柱子上的截面尺寸选择合理的设置，这样是为了不让楼柱之间的剪应力太大，从而在楼的柱子上面受到脆的剪力的时候，发生破坏。给建筑来带威胁。其次在设计的时候，要充分考虑好楼柱的性能，保证延展性。一定要保证楼柱上面的截面符合建筑抗震的要求。

4、薄弱层设计问题与处理

建筑框架结构的薄弱层设计问题主要分为如何判断薄弱层与如何处理薄弱层两个方面。由于薄弱层的出现会严重影响建筑的抗震性能，因此在实际建设中，可以采取加大薄弱层抗侧移刚度，以及在特定条件下改变薄弱层层高或是降低基础埋设深度的方式，有效避免薄弱层的出现。因此，在对框架结构设计过程中，需要尽可能避免薄弱层的出现。对于建筑工程来讲，消除薄弱层难度较大，结构设计时需要基于专业规范，对结构体系进行科学计算，综合各项因素与情况，保证计算结果具有较好的合理性。

5、纵向框架设计问题与处理

从建筑的抗震设计要求来看，在进行框架结构设计的过程中，一定要把纵向框架设计与横向框架设计放在同等重要的位置，寻求两者的协调配合。如果设计人员只依靠对纵向普通连续梁结构的设计，会导致建筑框架结构难以满足抗震要求，出现稳定性不足的情况，梁的支座负筋忽视跨中纵筋配筋都会出现配置不足的问题。故而为了强化纵向框架结构设计，设计人员在设计过程中需要确保纵向框架与横向框架发挥合力作用，从而提高建筑的抗震能力与稳定性。

结束语

为了满足建筑业对市场的需求，有效地提高建筑结构设计的质量，有必要对建筑结构设计进行深入的探索，解决在框架结构设计中存在的问题，使框架结构设计更加科学，使得框架结构设计在建筑结构设计中得到更好的应用。从而提高建筑的质量，促进我国建筑业的稳步发展。

参考文献：

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[2]凌小萍，建筑工程框架结构设计中常见问题分析[J].低碳世界,2016(30).

[3]陈同舟.建筑结构设计中框架结构设计的应用[J].低碳世界,2018(12):189-190.