研究建筑框架结构的设计问题与优化策略

摘 要 针对建筑框架结构设计中存在的问题，进行综合研究，并结合具体的建筑工程实例，简要介绍了妥善解决建筑框架结构设计问题的重要性，提出良好的优化策略，保证建筑框架结构设计方案得到更好实施，减少建筑结构失稳现象的发生，希望能够为相关工作人员提供一定的帮助与参考。

关键词 建筑工程;框架结构;失稳现象

建筑框架结构可以实现规模化施工目标，而且其施工成本比较低，属于一种比较常见的建筑结构形式。建筑框架结构的承重能力比较强，空间布置较为灵活。为了保证建筑框架结构得到更好运用，做好相应的设计工作特别关键。鉴于此，本文重点分析建筑框架结构设计中存在的问题和优化对策。

1提升建筑框架结构设计水平的重要价值研究

第一，建筑框架结构设计质量的提升，能够增强建筑框架结构的稳定性，防止建筑框架结构出现失稳现象。

第二，从居民角度来分析，建筑框架结构设计水平的提高，能够为居民提供一个更为舒适、安全的居住空间，进一步满足居民的居住需求。

2建筑结构优化设计原则

（1）刚柔并济优化设计原则。由于科学技术的持续进步，各种新型的建筑材料越来越多，对于设计人员来讲，在保证建筑整体结构安全性的基础之上，对建筑结构设计方案进行全面优化，针对刚化的建筑物进行柔化设计，保证各项材料的使用性能得到充分发挥。

（2）节能环保优化设计原则。现阶段，人们越来越关注建筑工程的绿色节能环保问题，在建筑结构优化设计环节，通过遵守节能环保设计原则，做好生态设计工作，能够推动我国建筑行业朝着绿色节能方向发展。

（3）功能性优化设计原则。对于建筑框架结构优化设计人员来讲，在实际设计工作之中，要全面发挥出建筑框架结构的使用功能，保证建筑结构更加完整。例如，在某建筑框架结构优化设计环节，设计人员通过遵守功能性优化设计原则，能够保证建筑框架结构更加稳定、可靠，提高了建筑框架结构的承载能力，使得建筑的多功能性得到全面体现。

（4）减少工程结构造价优化设计原则。在对建筑框架结构进行优化设计时，设计人员要遵守经济性设计原则，在保证建筑結构安全性与可靠性的同时，提升建筑产品的经济效益。

3建筑框架结构的设计问题与优化策略分析

3.1 计算模型不合理

条形基础在建筑工程当中应用较多，设计人员需要准确计算条形基础宽度，但是，在具体的计算环节，由于设计人员选用的力学模型不合理，缺乏综合性考虑，影响计算结果的精确性，降低建筑框架结构的安全性能。例如，在该建筑框架结构设计环节，因为墙体发生应力集中现象，此应力会经过条形基础，直接传递到地基当中，若条形基础宽度不合理，特别容易出现建筑失稳现象。

现阶段，建筑行业当中的大部分软件，均需要对梁、柱进行受力分析，但是，在实际的建筑框架结构当中，部分梁柱的截面尺寸不一致，梁柱出现相交，分不出主次结构。产生这种现象的主要原因是设计人员运用的分析软件不合理。

为了保证建筑框架结构设计计算模型更加合理，设计人员要科学选择分析软件，在此建筑框架结构设计环节，设计人员可以采用ABAOUS有限元分析软件进行结构分析，此项分析软件的科学运用，能够保证建筑框架结构设计中比较复杂的问题得到更好解决，该软件具有较强的非线性计算能力。与ABAOUS有限元分析软件不同，PEPFORM-3D有限元分析软件，则能够对建筑框架结构重力二阶效应进行准确的计算，而且具备建模功能，利用纤维截面，模拟建筑框架结构中的梁、柱[1]。

另外，建筑框架结构设计人员也可以采用SATWE分析软件，模拟建筑框架结构当中的梁与柱，也能够模拟建筑剪力墙受力状态。对于建筑框架结构设计人员来讲，在框架结构设计环节，要根据框架结构特征，科学选择分析软件，保证建筑框架结构设计方案更加科学，降低建筑框架结构失稳现象的发生概率。

3.2 抗震设计问题

在建筑框架结构设计环节，做好抗震设计工作特别关键，特别是在地震高发区域。例如，在我国西南地区，建筑框架设计人员通过不断加强抗震设计，能够保证建筑框架结构更加安全、可靠，减小地震对建筑工程产生的影响。但是，在部分建筑工程当中，框架结构设计人员对抗震结构设计问题缺乏重视，一旦出现地震灾害，建筑结构特别容易发生失稳现象。

为了更好地提高建筑框架结构的抗震性能，建筑框架结构设计人员在具体设计工作之中，要选择合理的计算参数，结合该地区的地震区划分状况，明确基本地震加速度取值，并加强建筑框架结构抗震设计，保证建筑工程的抗震性能得到更好提升。如果建筑框架结构中有填充墙，设计人员计算的框架结构刚度会超出理论计算值，地震作用效应比较小，降低建筑框架结构的安全性能。为了防止此类问题的出现，设计人员需要科学选择建筑框架结构周期折减系数。

3.3 配筋设计问题

建筑框架结构配筋设计不合理，会降低建筑工程的稳定性。在此建筑工程项目之中，因为建筑高度比较大，建筑结构顶部承受比较大的风荷载，若屋面荷载传递到边柱轴向总力比楼层边柱总力小，会增加柱顶部偏心力，故设计人员需要适当增加高层建筑顶层边柱配筋[2]。

在进行大跨度柱网框架结构设计工作时，设计人员要结合建筑楼梯间部位框架柱和平台梁间的连接情况，进行科学的配筋设计，如果建筑楼梯间部位出现短柱现象，会降低楼梯间结构的安全性。因此，建筑框架结构设计人员在进行配筋设计时，要加强短柱设计，并适当加密短柱箍筋，保证建筑框架结构更为可靠。设计者还要遵守相关规范标准要求，合理控制建筑框架节点部位的箍筋率，建筑底层柱箍筋加密区范围不能够超过三分之一框架柱净高。

4结束语

综上所述，通过建筑框架结构的设计问题与优化策略进行有效分析，例如计算模型不合理、抗震设计问题、配筋设计问题等等，提出良好的优化策略，能够保证建筑框架结构设计更加合理，提高该建筑框架结构的安全性与可靠性。

参考文献

[1] 周晖.以异型柱框架为例浅淡房屋建筑结构设计优化技术应用[J].绿色环保建材，2019，（05）：72，75.

[2] 张百振.多层钢结构模块与钢框架复合建筑结构设计与研究[J].科技创新与应用，2018，（30）：93-94.

作者简介

王辉（1986-），学历：本科，工程师，现就职单位：湘潭市规划建筑设计院有限责任公司，研究方向：建筑结构设计。