建筑工程框架结构设计研究

牛春霞

摘 要：随着经济的快速发展和现代化建设进程的不断加快，我国的建筑行业发展迅猛，取得了辉煌的成就，同时对建筑工程项目的质量也提出了更高的要求，使建筑企业面临着更大的挑战和机遇。但是，当前建筑工程框架结构设计中还存在一些问题。鉴于此，研究建筑工程框架结构设计中存在的问题以及解决措施这一课题是十分必要的，具有重要的现实意义。

关键词：建筑工程；框架结构；结构设计

1 前言

钢筋混凝土框架结构虽然相对简单，但设计中仍有很多需要注意的问题，只有熟练地掌握规范，并具有良好的结构概念，才能设计出既安全又经济适用的优秀作品。文主要阐述了工程框架结构设计的原则，表明了工程设计的依据，对建筑工程框架结构设计提出的建议措施。

2 建筑工程框架结构的定义及设计原则

一般情况下，建筑工程框架结构设计的原则为抗震验算时采用的刚性、刚柔、柔性理论计算受到不同楼盖及布置 （ 整体性 ） 的决定，场地土类别应该是特别注意的一个问题。双向梁柱承重体系应该是框架结构设计的首选体系，但是也允许在一框架梁上搭设一部分另一框架梁。应给予垂直地震作用的设计以充分的重视，从震害分析，相关规范中严重缺乏较强的垂直地震作用。避免雨蓬从填充墙内出挑。如果雨莲、阳台等处梁的跨度较大，则应该考虑抗扭。在考虑抗扭的过程中，梁中心线处板的负弯矩和跨度的 1/2 之积就是扭矩。砖混结构应该从出屋面的楼电梯间的设计中排除。粘土空心磚应该是砌筑框架结构中电梯井壁的主要材料，但是砖墙承重应该不在考虑范围之内，而应该使每层的墙体重量被每层的梁承托。梯井四角加构造柱，如果具有较高的层高，则应该将圈梁加在门洞上方位置。由于楼电梯间具有较为偏僻的位置，因此梯井采用混凝土墙时具有极大的刚度，不将剪刀抢加在其他地方，因为这样不利于部分梯井和整体结构的和谐。

3 建筑工程框架结构设计中存在的问题

3.1 建筑工程框架结构的牢固性较差

框架结构设计方案不够合理建筑工程框架结构的牢固性直接关系到整体建筑工程的安全性，虽然这个问题大家都已经意识到，但是在设计中，框架结构不稳定的情况仍然是普遍存在的一个重要问题，从而导致建筑工程抗击地震、火灾等重大破坏性事故的能力非常弱，因此，在框架结构的牢固性方面还需要进一步加强。

3.2 构造柱和承重柱的区分问题

对构造柱和梁进行合理的设计非常重要，这能够有效地防止墙体裂缝情况的发生，从而提高建筑物整体的抗震性能。但是在实际的设计工作中，有很多设计人员没有对构造柱和承重柱进行明确的区分，从而导致框架结构容易出现沉降和裂缝情况，降低了建筑工程框架结构整体的稳定性。

3.3 板设计和配筋设计工作不到位

板设计和配筋设计是建筑工程框架结构设计中非常重要的组成部分，需要根据板长边和短边长度的差距确定设计的具体方式，这样才能提高设计的科学性，但在实际的设计中，对这方面的工作没有做到位，从而影响到整体设计的质量。另外，在建筑工程框架结构设计中，设计人员还特别容易忽略环境因素的影响，从而给整个工程框架结构带来巨大的安全隐患。

4 针对建筑工程框架结构设计中存在问题的解决措施

4.1 确定最佳的框架结构设计方案

建筑工程框架结构的设计方案主要包括以下几个方面的内容：框架的选择、基础设置以及结构措施等。框架结构是由一些结构性的构件组成的，它们之间连接的方式是节点，通过节点的连接可以使整个框架产生垂直和水平荷载的能力。针对一些高层的建筑工程，在选择框架结构时还要考虑水平荷载等因素。另外，为了提高整个建筑工程框架结构的抗震性能和稳定性，杆件刚接体系是一个最佳的框架结构选择。

4.2 设计内力组合，提高建筑工程的抗震性能

在建筑工程框架结构设计中，对于抗震设计的关键点就是设计内力组合，因此需要在调整结构抗震系数的基础上进行科学的设计。在进行抗震设计时，需要注意的一点就是构件材料的强度要大于不考虑抗震要求时的材料的强度，并且还要对抗震系数进行不断的调整，从而提高建筑工程的抗震能力。

4.3 做好板设计和配筋设计工作

板设计和配筋设计是框架结构设计中非常重要的内容。因此，做好板设计和配筋设计工作非常重要。在对这方面进行设计时，一定要全面分析板长边以及短边长度，当长边与短边比值大于3时，可按沿短边方向的单向板计算，但应沿长边方向布置足够数量的构造钢筋；当长边与短边比值介于2 与3之间时，宜按双向板计算；当长边与短边比值小于2时，应按双向板计算。当然，在实际的设计工作中，还需要根据结构板的实际大小来采用灵活的方式进行设计。在板设计和配筋设计工作中，需要对连续双向跨版的最大弯矩进行分析和计算，这时候一定要结合具体的荷载分布情况对满布荷载进行分解处理，并且对间隔进行合理的布置。一般在实际的工作中，会对支承中间柱位置的格板进行加固，并且还要结合实际的支承，将所有的格板的弯矩计算出来，然后再将所有的弯矩进行叠加，最后确定出最大的弯矩。

4.4 抗震设计问题及处理对策在当前的建筑框架结构中

大部分山区是运用防震技术的主要地区。随着人们抗震意识的普遍增强和建筑结构的快速发展，我国的高层建筑越来越多，因此框架结构的防震技术的应用已经显得极为必要。一般情况下，抗震设计主要需要处理两个问题，一个是薄弱层处理措施，另一个是柱防震措施。薄弱层是指结构在地震较为强烈的情况下首先屈服并由较大的弹塑性位移产生的部位，设计地震作用下抗震承载力的要求能够在这些部位的承载力下得到有效的满足，出现的唯一条件是地震烈度在 7 度及其以上。薄弱层作为一个结构层，极不利于抗震，原则上应该将薄弱层的出现几率降低到最低限度。加大薄弱层的抗侧移刚度是对薄弱层出现进行有效预防和避免的最为基本的方法，也就是说，将薄弱层的柱截面或梁截面加大。在条件许可的情况下，可以将该层层高改变或将基础埋置深度最大程度地减少。如果无法对薄弱层的出现进行有效的预防和避免，则应该严格依据规范规定的措施进行结构计算和出图。一方面应该认真验算薄弱层的地震剪力的 1.15 倍的放大系数，另一方面还应该认真验算结构的楼层屈服强度系数。楼层受剪承载力和楼层弹性地震剪力的比值就是楼层屈服强度系数，其中计算前者的依据是构件的实际配筋和材料强度的标准值，计算后者的依据是罕遇地震作用标准值，如果一个地区的地震烈度在 7～9 度之间，同时结构楼层的屈服强度系数在 0.5 以下，则应该弹塑性变形验算结构。在柱的抗震设计措施方面，首先，把握好柱截面尺寸。如果柱具有过大的平均剪应力，那么柱就会产生脆性剪切破坏。同时如果柱具有过大的平均压应力或轴压，那么柱就会产生混凝土压碎破坏。因此柱截面的宽度和高度应该在 300mm 以上，剪跨比应该在 2 以上，只有这样才能保证柱的延性充分。如果具有较低的剪压，那么延性就会较好，一般情况下 . 柱端截面的平均剪应力应该在 3N/m2 以下。其次，在柱纵向钢筋的配置方面，应该使最小配筋率满足《抗震规范》要求，同时使纵向钢筋连接方法符合《高规》，从而使充分的延性得到切实的保证，并在配筋过程中使柱中纵向钢筋对称得到有效的保证。

5 结束语

近年来，随着建筑业的不断发展和建筑结构的不断进步，建筑框架结构逐渐呈现出不同的问题，这是不可避免的。我们必须认真分析这些问题，找到解决的方法途径，遵循建筑工程框架结构设计原则，结合实际经验，是使建筑设计更加合理、科学。使我们的建筑更加安全舒适。