框架结构设计中存在问题及对策

周汉良

摘 要： 框架结构由于具有灵活性强、抗震性能高等特点被广泛应用于房屋建筑工程中，成为建筑结构设计中最为常见的一种结构形式。本文介绍了框架结构的概念，并对框架结构设计中存在的问题进行了阐述，然后提出了相应的处理措施。

关键词： 框架结构；设计；问题；对策

引言

目前，我们国家的建筑工程项目逐渐趋于大规模化。 因此在建筑层面上就衍生出了很多的问题， 为了使这些问题得到很好的解决，框架结构就得到广泛运用。框架结构的设计在现代化建筑中尤为重要。特别是在有些所占空间面积大，结构较复杂的大型建筑物中，这些建筑只要动工，一般情况下，就会动用较大的人力、物力及财力，所以在动工前要尽量将结构设计的完善，更要把可能会出现的问题及损失降到最小。在此基础之上，建筑企业不断的追求着建筑工程框架的优化和企业效益及施工效率的提高。 因此，对建筑工程框架结构设计中常见问题进行分析有着鲜明的现实意义。

1.框架结构概述

框架结构是指由梁和柱以刚接或者铰接相连接而成，构成承重体系的结构。房屋的框架结构可分为单跨与多跨，根据层数又可分为单层与多层，通过梁及柱组成框架构建出框架结构的纵横两个方向，可以承受竖向荷载和水平荷载[1]。往往在框架结构设计中，建筑的墙体并不承重，墙体可以按照围墙和分隔墙的具体需求灵活设置。因此框架结构具有结构空间布置灵活，建筑物自重小，有较好的抗震能力和结构的整体性、刚度较好等特点。

2.框架结构设计中存在的问题

2.1框架结构计算简图不科学

一般来讲，在进行建筑工程项目建设的时候，相關的计算工序是不可避免的，而且这些计算从建筑工程项目，动工之前一直延续到完工之后的验收阶段，这也就意味着这一工序所涉及的内容十分复杂并且繁多。因此，如果这一工序出现了问题，那么所造成的后果是十分严重的。在建筑工程项目施工的过程中，除了前期的图纸绘制会涉及到大量的计算问题容易出现错误之外，还有一点值得注意，那就是框架结构的施工过程。这主要是因为，在进行这项工程施工的时候，会涉及到建筑物的宽度、长度以及面积等需要大量计算的内容。而且，这些内容在计算的时候，对数据准确度的要求十分高，如果技术操作人员稍有不慎，就会导致整个建筑工程结构的失败。除此之外，在进行框架结构的设计时，还会用到力学方面的知识，这也就大大地增加了计算的难度。

例如一般没有地下室的钢筋混凝土多层框架房屋，其独立基础埋得比较深，在大概0.05米地方设置有基础梁的时候，应该将基础梁按层1来进行输入。比如某地区的办公楼，该建筑是三层钢筋混凝土框架机构，建筑场地是Ⅱ类，层高3.3米，基础埋深2.0米，基础高度0.8米，室内外相差0.45米。根据有关规范规定，在8度地震区该建筑的抗震等级是二级。办公楼的设计者若按照三层框架房屋来进行结构设计，首层层高设计成3.35米，即假定框架房屋嵌固在0.05米处的基础拉梁顶面，基础拉梁的断面和配筋按构造设计，基础按照中心受压计算。这样的简化计算与实际受力差别大，计算简图是不科学的[2]。

2.2框架结构配筋不合理

在进行建筑工程项目施工的时候，框架结构的施工是最容易出现问题的部分，而在这一部分的施工过程中，配筋又是最容易失误的环节。首先框架梁配筋问题，因为占地面积的限制、结构上或者使用上的要求，工程上常在框架的梁端设计挑梁。但是框架梁和外挑梁的断面尺寸不一样，有些设计者在绘画图纸时忽视了有些主筋没有办法伸进主梁，而只注意到将框架梁上的某些主筋向外挑梁延伸[3]。这些疏忽在施工的过程中会暴露出来，影响施工进度，并造成相应的经济损失。其次，是框架柱配筋问题。从本质上来说，在部分具有框架结构的高层建筑当中，其所产生的水平荷载，对于建筑结构所产生的倾覆力矩之间存在正比的关系。而在这的当中，水平荷载是一个重要的控制因素。框架水平顶层有着较大的风荷载，其从屋面结构荷载传给边柱的轴向总力要低于楼层边柱总力，使得柱顶可能出现偏心受压的问题，尤其应引起设计者注意。

2.3抗震设计问题

我国有很多地区属于地震频发带。因此，在进行框架结构设计时，相关的抗震性是不可缺少的。未经抗震设防的框架结构房屋有明显的薄弱环节，震害也比较严重，甚至出现倒塌现象。

在地震作用下，钢筋混凝土框架的震害主要发生在梁端、柱端和梁柱节点处。一般柱的震害重于梁，柱顶的震害重于柱底，角柱的震害重于内柱，短柱的震害重于一般柱[4]。

框架柱由于柱两端弯矩大，破坏一般发生在柱的两端，有时会出现难以修复的斜裂纹或X形裂纹。框架梁由于梁端处的弯矩、剪力均较大，并且是反复受力，故破坏常发生在梁端。梁端可能会由于纵筋配筋不足、钢筋端部锚固不好、箍筋配置不足等引起破坏。梁柱节点多由于节点内未设置箍筋或箍筋不足以及核心区的钢筋过密而影响混凝土浇筑质量引起破坏[5]。此外，地震时，框架和填充墙共同抵抗地震作用。但填充墙刚度大，变形能力差，承载力低，与框架缺乏有效的连接，易发生墙面斜裂缝，并沿柱周边开裂。

3.相应的对策

3.1科学分析计算简图

在遇到相关的计算问题时，一定要格外注意。通常情况之下，为了避免这一问题的出现，在进行计算的时候，除了需要对相关的数据进行全面地分析之外，还需要考虑到施工现场环境的问题，比如说施工地点能够承受的压力等等。另外在计算时，还应当借助一些工具，尤其是三维立体式的空间分析软件，这样一来就能够在很大程度上避免计算方面的失误。

3.2合理配筋

根据施工部位的不同，配筋分为柱配筋以及梁配筋两个部分。要通过分析比较两种配筋的区别，降低配筋出现问题的几率。

在柱配筋进行施工建设的时候，往往会因为荷载结构以及顶点施工的失误而出现问题。而且，这些因素在具体施工的时候，还和其它的施工因素有所关联，比如说顶点的位置就和建筑物的高度有一定的正比例关系。所以，如果这些因素出现问题将会导致整个建筑工程的崩塌。而能够有效解决这一问题的方法，也只能是对这些因素实施全面、科学以及合理有效地监督管理，并且在施工的时候，对这些因素涉及到的数据进行准确地计算[6]。当然，对一些施工材料的选购也需要格外注意。

关于梁配筋的施工问题解决方案。和柱配筋会出现的问题不同的是，这种配筋更容易受到施工环境的影响。而在这个施工过程中，要最大程度的保证主筋与挑梁的融合。因为在施工的时候，施工人员会参考相应的施工图纸，但是在绘制施工图纸的时候，很少会有人将这一部分详细地表明，这也就使得在进行这一工序的时候，施工人员不能够准确地确定主筋与挑梁是否完美的融合。能够有效解决这一问题的措施，则是在绘制图纸的时候注意全面性以及细节的部分。当然，也需要对施工人员的技术进行加强。

3.3抗震概念设计

框架结构的建立，抗震概念设计十分重要。只有在概念设计合理的前提下，才能更好地选择抗震体系，确保建筑结构的安全性及经济性。

3.3.1框架设计刚柔并济

在高层建筑结构设计中，框架结构设计太柔，因变形能力增强，虽然可有效的抵御和消减外力，但若外力持续不断，那么就很容易导致变形过大，致使整体建筑主体的倾覆。另外，若高层建筑框架结构设计太钢，那么就会降低结构的变形能力，这样才遇到瞬间的巨大破坏力时，使其就很容易造成建筑物局部受损，进而导致建筑主体的全部损坏，使其为建筑单位带来不可估量的经济损失[7]。因此，在高层建筑框架结构设计时，设计人员应遵循刚柔相济的设计原则，使其才能确保高层建筑框架结构设计的科学性与合理性。

3.3.2框架体系层层设防

通过对框架结构的层层设防安全体系的布置，才能防止当强大外力袭来时，实现所有抵抗外力的结构能够共同抵御外力的目的。但若将抵御外力的任务寄托在单一的结构上，那么就无法实现抵御强大外力的侵袭。因此，层层设防结构安全体系，不仅能够提高结构的抵御能力与效果，并也能提高高层建筑整体的质量。

3.3.3最大限度保住重要构件

由于高层建筑各個构件所担任的角色不同，其重要性也有着不一样的层次，所以没有绝对的安全结构。但这些构件是构成统一协调的整体，且一旦巨大破坏力侵袭而来时，高层建筑各个构件共同抵抗的目的，就是为了最大限度的保住最重要的构件避免遭到损坏，这样才能降低损失程度[8]。比如，对于钢框架结构中，柱比梁承担的任务会重一些，所以在巨大破坏力突然袭来时柱不能先倒。因此，在钢框架结构设计时，会故意将梁设计成相对薄弱的环节，使其确保柱是最后失效的，进而降低损失程度。

4.小结

框架结构的设计不仅是建筑工程中最基础的一部分，也是十分重要的一部分。将建筑框架的设计如何接近完美，这不仅需要不断学习，还需要对工作进行不断的总结其中的不足与缺陷，更要从实际工作中总结经验，树立正确的设计理念，从而完成设计工作中遇到的一系列难题。需要相关工作者对建筑框架结构设计的思路要清晰，通过合理的结构选型和布置来增强建筑结构设计的合理性和科学性，使设计走向更加完美化。

参考文献

[1]彭廷光.建筑工程框架结构设计存在的问题及处理对策[J].门窗， 2016（07）：147

[2]王刚.现代建筑中框架结构设计分析[J] .建筑知识， 2017， 37（10）：14-15

[3]孙卫东.建筑工程框架结构设计问题及处理对策探讨[J].住宅与房地产，2016（30）：95

[4]徐玉荣.钢筋混凝土框架结构的抗震设计[J].建筑技术开发， 2017，44（03）：17-18

[5]周少伟.多层混凝土框架结构设计中的关键问题及对策[J].山西建筑，2016，42（05）：50-51

[6]李冰，祖倩倩.高层建筑框架结构设计中应注意的几个问题分析[J].建材与装饰，2016（11）：108-109

[7]肖健.多层建筑结构设计中框架结构的问题和处理[J].门窗，2016（09）：131

[8]蔡娇.高层建筑框架结构设计问题的分析与处理[J].价值工程，2017，36（26）：139-140