框架结构设计在建筑结构设计中的应用研究

宋小娟

辽宁北方建筑设计院有限责任公司沈阳工程设计分公司 辽宁沈阳 110000

在多层建筑施工中，框架结构得到了充分应用，但就实际情况来说，有些框架结构的规划不够合理，结构的承重与荷载水平和实际标准不相符，如此就降低了框架结构的质量与稳固性，对整个建筑的安全性产生了严重影响，针对这种情况，仔细研究框架结构，并对设计进行优化，提高其质量意义显著。

1 框架结构的概念和特点

1.1 框架结构的概念

在建筑结构中，框架结构主要是以梁和柱的刚接或者铰接来实现建筑物承重结构连成的。因此，梁和柱组成的框架结构能够共同地域水平荷载和竖向荷载，而建筑墙体只是用于实现围墙墙体分割的作用[1]。

1.2 框架结构的特点

由于框架结构具备造价低廉，使用性能灵活、减轻建筑物自重、提高建筑工程质量等特点，因此，受到了各行各业的关注。同时，框架结构的梁、柱等构建还有利于实现标准化、定型化等设计，有利于缩短建筑工程的施工工期，能够运用现浇混凝土框架技术满足建筑结构的刚性需求和整体性需求，满足梁、柱等截面的多样化设计，有利于实现建筑物空间结构的合理布置。

2 工程框架结构设计缺陷

2.1 计算简图不科学

就实际情况来说，多层工程结构规划中存在的最大问题在于设计简图的计量不科学。计算简图属于框架结构设计的前提，计算简图不科学，在框架结构成型中必定会存在问题，而框架自身的结构外形针对受力、荷载都会有差别，因此不科学的计算简图会导致框架结构压力和实际要求不相符，如此一来，框架结构的应用效果就会大幅度降低，必定无法提高结构质量。建筑物设计还应当注重其平、立、剖面与部件分布不规则对防震性能的干扰。由此优选选用规则的形体，其防侧力建立的平面分布宜规则对称、边侧刚度顺着竖向宜均匀改变。由于震害显示，简洁、对称的结构在地震时难以被损坏。

2.2 框架梁、柱配筋方面存在的问题

当前很多高层建筑结构都是采用框架结构来进行建筑结构设计的。因此，在设计框架时，需要注意顶层风荷载的大小，保证轴上力的大小和建筑高度之间的正比关系，才能够避免顶柱上存在的偏心力了。因此，在顶层上面，存在着轴向应力，这些应力会造成建筑截面出现重心偏离现象。因此，在设计过程中，需要严格按照相关设计标准来进行梁、柱配筋等计算[2]。

3 多层工程框架结构设计重点

3.1 地基设计

本国很多框架结构规划大都是条形基础或是独立基础，这样一来，地基截面规划就要兼顾到地基变形情况和承载水平，以保证基地大小。地基表面的浅基层规划除了需考虑到承载性能和变形要求外，还应当遵循经济性原则，严格管理成本。基于此，结合地基表面的结构来筛选持力层施工，随后全面研究各种条件，仔细研究建筑结构的类型、外观、实用性与稳固性。地基的规划除兼顾到技术层面外，还应当根据实践经验，综合思考建筑结构处于的水文地质环境和相关地质资料，从而选择出满足实际状况的地基处理措施。

3.2 建筑框架结构短柱设计

在建筑框架结构设计中，设计人员需要做好柱净高和截面高度的设计，保证柱净高小于或者等于截面高度，如果高度为四米，则称为短柱。由于短柱的承载力不高，因此，其抗震强度不大，容易导致建筑结构受到破坏。因此，在框架结构设计中，需要最大限度的避免短柱的出现，需要保证柱的承载能力，以此来提高框架结构设计的合理性。

3.3 柱的抗震设计

（1）柱截面尺寸：如果剪用力对柱产生较大影响，则能够造成柱的剪切破坏，如果轴压以及平均压应力对柱产生较大的作用，会导致混凝土出现压碎性损害。因此，保证柱截面达到相关要求规定，才能确保柱的延伸性，通常设计为300mm×300mm的柱截面高度与宽度；应当设计超过2的剪跨比，应当设计在3以内的截面高度，如果能够很好的确保剪压比，则就能达到理想的延伸性，所以应当设计3N/mm2以下的柱端截面的平均剪应力。（2）配置柱的纵向钢筋：配筋应当采用对称设计，为使其延性得到进一步提升，必须要依照相关要求对配筋率进行设计；同时应当依照相关规范对配筋进行有效的连接；钢筋纵向连接的位置上应当的适当将箍筋加密，以免造成纵向钢筋出现压曲情况，影响结构的强度。（3）柱的箍筋：由于地震力持续作用的影响，通常会导致保护柱端钢筋的混凝土层出现碎裂，倘若箍筋的数量不足，能够达到足够的约束力，便可导致纵向钢筋出现膨胀问题，损坏结构的稳定性，所以必须要依照相关要求对箍筋进行科学设计[3]。

3.4 荷载取值规划

在非地震规划环境下，荷载基础效应值的计量应当以可变性负荷效应管理与永久性负荷效应管理来确定，在取值过程，需选择所取值标准中最不利的数据。唯有选择最不良的荷载组合，在设计过程方可计量结构受到的外力，就是常见的荷载效应。这种荷载包括永久性荷载与可变性荷载，在计量多层建筑物框架的承重水平极限状态时，要求将抗力与作用的设计值进行对应。

4 结语

在建设工程中，由于框架结构设计具备难度大、设计复杂等特点，所以，设计人员需要做好框架结构和建筑工程结构的设计，严格控制钢筋梁、柱的施工质量，并做好混凝土配比的把控，避免出现混凝土裂缝等现象，导致建筑物的整体质量受到影响。所以，设计人员需要不断提升自己的专业知识技术，端正工作态度，才能够发挥出框架结构设计的最大价值。