建筑结构设计中框架结构设计的应用

王明宇

摘    要：在技术进步和质量意识不断提升的基础上，人们对建筑的质量有了更高的要求，因此在具体的建筑设计中，需要利用受力合理的结构形式。框架结构作为一种优势明显的结构形式，在现阶段的建筑工程质量提升中起着重要的作用，因此对其设計等做具体的分析，实现其设计的优化十分的必要。本文研究多层建筑框架结构设计中的相关内容，旨在分析和总结问题，从而为框架结构设计的质量提升和结构的优质化应用打好基础。

关键词：多层建筑;框架结构设计;注意事项

1  引言

在多层建筑的具体建设中，框架结构有重要的利用，但是从实践分析来看，一些框架结构的设计不够科学，其设计水准未达到实际施工要求水平，这造成了框架结构的稳定性和质量性下降，对整个工程的安全产生了不好的影响，基于此类现象，积极的分析框架结构，对其做设计的优化，提升其设计质量意义重大。

2  建筑工程框架结构设计内容介绍

2.1  框架结构的概念

框架结构由梁和柱衔接组成，它的主要作用是进行建筑承重。由于建筑中的墙体承担是室内分割和围墙的作用，因此墙体失去了以往意义中的承重作用。如果墙体采用新型的轻质材料，那么就会大幅降低整个建筑的重量，有利于框架结构的设计。

2.2  框架结构的特点

框架以其低成本、低用料、高灵活性的特点被广泛应用在建筑工程设计中。它除了能够有效减轻建筑的自重，还能够灵活分割空间，为建筑打造更加宽阔的空间。当前框架结构已经做到了标准化和定型化，能够有效的缩短工期，保证工期能够按时结束。而现浇的混凝土结构则能够满足建筑结构的整体性和刚需，并且良好的设计还能够保证梁和柱截面形状的多样化。

2.3  框架结构的原则

（1）刚柔适合原则。由于框架结构既要承担起建筑的自重，又要保证灵活性，因此框架结构就必须要做到刚柔合适。避免太过柔软而不能够负担建筑的重量，还要避免太硬而柔韧度不够无法灵活转变。（2）多道防线原则。高层建筑物在建造完成之后往往还会遭到来自外界的影响，特别是地震作用，因此为了保证框架结构的安全性，应该做到层层设防，保证建筑工程质量。（3）主次原则。框架结构的每种构件的作用都不相同，设计师应当分清各个部分的主次关系，能够抓住重点，协调整体。以防在外力侵害中各个构件无法相互协作发挥作用。举个例子，在整个框架结构中，柱梁同时存在，但是当收到外力侵袭时，柱要承担稳定整个建筑的责任，此时在设计时柱就是主要，梁就是次要。但是要分清，次要不代表不重要，不能因为次要就忽略了其功能性。

3  建筑混凝土框架设计流程

3.1  截面尺寸的选择

截面的选择是房屋进行混凝土框架设计的前提和基础。《混凝土结构设计规范中》明确标明了梁、柱截面尺寸的选择依据。而且根据柱梁二者的不同特性还要保证其线刚度比值大于1，保证节点中强柱弱梁的实现。这主要是由于柱本身除了承受了更多的负载，在外力侵袭下需要有非弹性的状态来稳固建筑。

3.2  掌握梁、柱的适宜配筋率

上文我们提到在进行框架结构设计时要遵循适中原则，因此在设计框架梁的配筋时也应当遵循适中原则。《混凝土结构设计规范》有对框架梁增大或减少之后所适配的最大和最小配筋率有详细的要求。而且框架梁的配筋率数值与地震的抗震等级以及与混凝土轴心坑拉强度和钢筋抗拉强度的比值也有关。因此在设计中一定要重视梁、柱的配筋率。

4  多层框架民用建筑的结构设计中的问题

4.1  计算简图不合理

在多层框架民用建筑的结构设计中，需要涉及大量的计算草图。这些计算草图的精度也是保证后期施工有效进行的必要条件和依据。因此，要求相关设计人员能够合理、准确地判断计算草图。但在实际的结构设计中，仍然存在一些不合理的计算草图。一些设计人员虽然能够熟练运用软件，但是对受力及计算草图不明确，对受力路径不清楚。例如：一层的局部带地下室的框架结构，在框架柱的计算过程中，应合理的分析其受力，当地基埋深时，地下部分也需要单独设置标准层，并准确地将填充墙的荷载输入到基础梁上，其它的框架柱计算长度取其实际情况进行计算。故首先要会分析传力途径，准确判断计算草图，才能更准确地建模，才能判断软件计算结果的正确与否。

4.2  框架柱的配筋调整存在不合理

框架柱的配筋在框架体系中占有重要地位，直接影响到结构的安全。因此，在多层框架结构设计中，必须注意框架柱配筋的调整，以保证施工方便，满足后期安全使用的要求，但在实际的结构设计中由于不同设计人员对规范的理解存在偏差，对框架柱配筋的调整是不合理的。不能严格按照规范要求对框架柱进行配筋。在框架柱的配筋过程中，过分依赖计算机辅助软件建模和配筋结果，容易导致配筋不合理。在地震或自然灾害情况下，框架柱在扭转剪力和双向弯矩作用下，不能满足抗震要求会造成破坏。另外，在框架柱的配筋设计中，往往忽视了施工的便利性，如梁柱节点配筋过密，给混凝土浇筑带来困难，导致施工质量的下降和建筑物抗震性能的大幅度降低。

5  多层建筑框架结构设计问题解决

5.1  强化设计的系统性和细节性

要对框架结构的系统性和细节性做设计强化。从具体的分析来看，所谓的框架结构指由梁和柱以钢筋相连接而成，构成承重体系的结构，即由梁和柱组成框架共同抵抗使用过程中出现的水平荷载和竖向荷载。从概念理解来看，框架结构需要抵御水平荷载和竖向荷载，而如果结构的受力和承重出现了不均衡的局面，那么具体的荷载抵御会出现区域差异，这对于框架安全十分的不利，因此在具体的设计中需要对多层建筑的实际荷载做科学计算，然后以荷载为基础确定框架结构，进而对框架机构的具体受力做调整，这样，框架的系统性更好，其质量提升的目标得以实现。再者，在强调系统性的时候，一些细节，比如角度等问题也要注意分析和优化。

5.2  做好必要的设计优化

①对配筋问题做解决和优化。在框架结构的基础上分析具体的受力，然后根据钢筋等的规格做出配筋和合理调整，这样，配筋的利用效果提升，框架结构的支撑力和稳定性也会显著的提高。②对裂缝问题做处理。从具体的框架结构设计来看，一些裂缝的存在是必须的，但是在宽度需要维持在标准的范围之内，因此需要在荷载与受力的基础上对裂缝的存在数量、宽度做科学计算，从而在设计中实现优化。

5.3  提升设计的专业水平

①设计技术的专业性。目前的信息技术、计算技术、网络技术等在具体的设计中有着普遍性的应用，所以为了实现设计的优化，设计部门可以构建三维模型，利用模型做基础数据计算调整，这样，设计的优化效果会更加的显著。②人员的专业知识。在具体的设计中，人员不仅要有专业的理论知识储备，还要有具体问题处理的能力，这样，在设计实践中其才能针对实践做出具体的设计调整。简单来讲就是具体的设计工作需要从技术和人员方面体现专业性，这样，设计的问题得到解决，水平也会有进一步的提升。

6  结束语

多层建筑结构在目前的建筑工程中普遍的存在，这种结构的受力较为复杂，所以为了维持其稳定性，一般都会利用框架结构做施工，因为此种结构可以对复杂的受力作调整，从而降低施工难度，提升其质量。为此需对框架结构的利用效果进行提升，分析现阶段设计中存在的问题并对具体问题做改善，这样，设计优化的目标可以实现。

参考文献：

[1] 傅光宇.多层框架民用建筑结构设计问题研究[J].建筑工程技术与设计，2016（11）：62.

[2] 张路，江绍华.多层建筑结构设计中框架结构的问题分析与处理[J].城市建设理论研究：电子版，2016（3）：36.

[3] 任和雄.多层框架民用建筑结构设计常见的问题[J].科技创新与应用，2016（13）：243.