框架结构设计中应注意的几个问题

曹国新　王文永

【摘要】在建筑行业不断发展的今天，建筑结构设计也更加被人们所关注，文章首先从设计原则进行了论述，然后又将设计中的注意事项以及措施进行了分析研究，希望能够为设计人员提供一些建议，帮助他们更加细致的工作，在设计中坚持不懈的贯彻文章所阐述的四个原则，从而达到设计的科学性、合理性、可行性，确保建筑物结构更加稳定。

【关键词】框架结构；设计原则；关键问题；处理方式

引言

钢筋混凝土框架结构是由楼板、梁、柱及基础4种承重构件组成的，由主梁、柱与基础构成平面框架，各平面框架再由连续梁连接起来而形成的空间结构体系。在合理的高度和层数的情况下，框架结构能够提供较大的建筑空间，其平面布置灵活，可适合多种工艺与使用功能的要求。但是，在框架结构的设计中，仍然存在着一些概念性和实际性的问题需要设计人员予以重视，以确保设计质量的提高。

一、我国建筑框架结构设计的现状

框架结构是建筑领域目前越来越重视的重要建筑方面。目前，钢筋混凝土框架结构己经在很多的领域得到了应用，比如工业和民用行业，另外，梁板柱框架被使用比较广泛，异形柱框架被采用也很普遍。我国绿色建筑的发展一方面促进了框架结构的发展，另一方面对框架结构的发展也产生了不利的影响。一方面，使用了框架结构，使建筑设备获得了很大的空间，为室内建筑设计提供了良好的条件，对绿色建筑的发展提供了有力的条件。但另一方面，由于框架结构的大量使用，增加了建筑的成本，水泥，钢筋的大量使用极大增加了建筑材料的使用量。从这方面看来，建筑材料的大量消耗显然对于绿色建筑的发展是不利的。

二、建筑框架结构设计遵循的原则

1、坚持刚柔并济原则，平衡结构体系

所谓刚柔并济原则就是指在设计的时候既要做到刚度适中，又要做到柔性合适，也就是不能够太刚，也不能太柔，刚度太高，结构变行能力差，容易断裂，而柔性太高，又会导致建筑物结构容易受压变形，在外部突然施加压力的瞬间，建筑框架结构部件必然会收到损害，那么为了避免这个问题，构件切记不可刚度太高。

2、坚持多道防线原则，降低结构风险

多道防线，必然比单道防线更加可靠牢固。进行框架结构设计的时候，也需要坚持多道防线原则，在突发情况发生时，多重结构同时抵御外来的压力，彼此相互补充，共同支撑，必然能够起到很好的稳定效果，简单的说，一个重物从高处坠楼，在经过了多重阻碍之后，其冲力和作用力必然会消弱很多，但是一重阻碍都没有，那么这个作用力非常大，必然会建筑物结构造成大规模的损害，后果不堪设想。

3、坚持抓大放小原则，保全重要结构

建筑框架结构设计中，保全重要结构是一个普遍性的做法，也就是行业内部所说的强柱弱梁，强剪弱弯等。那么为什么一定要这样做，人们的固有思维会觉得，柱和梁都应该强化才更加稳定，这是因为在实际的情况中，所有的结构都太强反而不好，甚至会导致更大的安全隐患发生。事情都具有两面性以及辩证性，绝对安全的结构是没有的，也就是说不管是什么结构都不可能万无一失，都有可能在莫一种外力来袭的时候出现问题。建筑框架结构具有复杂性，部件多，每个部件所发挥着不同的作用，共同为建筑物服务，那么设计中要从整体考虑，以部件的主次之分为原则，也就是根据它们作用的重要性进行设计。

4、坚持结构合为一体原则，保证结构整体性

一座成功的建筑物，其框架结构必然是一个整体，这种结构中不存在关节，也局势能够快而有效的将外力消除，最大限度的减少外力对建筑物的冲击，这个原则的有效的实施，要求设计中要注意消除关节，保障外力畅通无阻被转移。基于以上三个原则，设计者能够更好的实现合为一体的原则，也可以说坚持不懈的贯彻以上三个原则，就是为了能够达到设计的整体性，设计人员应该最大限度的保障部件的平衡性以及静态性，那么在巨大的外力来临时，结构就能够恢复到原来的静态，这样就能够保障建筑物的相对稳定性，也就达到了设计的目的。

三、框架结构设计中存在的关键问题及处理方式

1、梁与柱的中心线必须重合

当前，在建筑的框架结构设计工作中，应该严格遵守相关的要求，梁和柱的中心线应该保持完全重合的關系，而如果在设计的过程中二者的位置关系发生了变动，在对结构进行计算的时候，就一定要将偏心对梁柱节点受力情况的影响予以全面的分析和考量，如果偏心的距离已经大于同一方向上高宽度的25%的时候，我们必须要对其予以科学的处理，这样才能更好的保证其可以充分的满足设计工作中的相关标准和要求。在对框架结构地震作用进行全面分析和计算的时候，弱梁和柱之间的偏心距大于柱体宽度的25%的时候，梁柱节点位置就会出现竖向的裂缝和斜向的裂缝，这样一方面使得工程的外观会受到十分不利的影响，此外，工程的质量和性能也会在这一过程中大大下降，针对这样的问题，设计和施工人员应该根据工程的实际情况对其予以加腋处理，从而保证工程的质量。

2、避免短柱影响框架结构的质量

在框架结构中，其柱端不仅具有弯矩力的作用，还存在着剪力。在确定柱的长短的过程中，施工人员应该根据柱的剪跨比来控制，其公式为：λ=M/Vh0，其中M为框架结构的弯矩力，V是框架结构的剪力，h0则是柱与弯矩水平方向上柱截面的高度。当剪跨比不大于1.5时，那么此时的柱也就被称为短柱；如果剪跨比大于2时，那么柱也就被称为长柱。通过相关实验表明，短柱在实际工作中极容易发生破坏，会直接影响到框架结构的质量，这种破坏形式一般属于脆性破坏；而长柱的破坏形式一般为弯曲破坏，影响到框架结构的美观以及使用价值。在对框架结构进行设计处理的时候，因为设置楼梯间休息平台的时候会受到层高的影响，所以一些工程的某一个楼层设置成短柱的形式，但是短柱和短柱之间存在着非常明显的不同，所以在实际的工作中，我们必须要对受力情况全面分析，从而使得其能够体现出非常强的安全性。

3、在框架结构中布置双向梁柱抗侧力体系

在建筑工程建设的过程中，如果选择的主体形式是框架结构形式，框架结构在施工的过程中就必须要承受来自水平方向和垂直方向上的荷载，所以设计人员为了可以更好的提升设计的质量，必须要设置双向的梁柱支撑体系，这一体系具备非常好的抗侧力性能。此外侧向的刚度也是需要通过计算来确定的，这样一来也就使得工程在各个方面都可以达到设计和施工的要求。

4、在框架结构设计中不应采用部分砌体墙承重的混合形式

按照我国当前所颁布的规定和制度，在对框架结构自身的抗震性能进行计算的时候，设计人员不能采用砌体承重混合形式完成对结构的设计。针对楼梯间、电梯机房和水箱间等位置，设计人员在设计的过程中应该采取框架承重的方式，不建议使用砌体墙承重的方式，如果因为一些特殊的原因必须要使用这种结构形式，设计人员是必须要考虑砌体墙刚度这一重要的因素的，如果结构抗侧力刚度无法达到地震时候所产生的应力，砌体墙就会在地震作用力的影响下出现非常显著的破坏现象。所以在框架结构设计的过程中，设计人员一定要按照建筑结构的具体情况和行业内部所办法的规定对结构内力和钢筋分配问题予以控制和调整，这样一来也就可以有效的保证设计的合理性和科学性。

结束语

无论是民用建筑还是工业建筑，框架设计都是建筑建设的重要组成部分，它不仅影响着整个建筑结构设计方案，还影响着建筑落成后的安全和维护问题。在平时的工作实践中要严格要求自己按照建筑结构设计的标准规范进行设计，以保证建筑的质量与安全，进而保证人们的财产和人身安全，推动建筑业更好更快地发展。

参考文献

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