解析建筑框架结构设计的原则与方法

苏洋

摘 要： 建筑结构设计的基本任务，是在可靠性和经济性之间选择一种平衡，尽量以最小的代价换取最大的效益，同时使得所建造的建筑满足居民的功能、实用、安全及耐久等要求。因此，相关从业人员必须深入探析建筑结构设计中存在的问题，并积极采取优势优化解决，以此有效提升建筑结构设计的质量，为建筑建设提供良好依据。

关键词： 建筑框架结构设计;原则;方法

【中图分类号】TU2     【文献标识码】A     【文章编号】1674-3733（2020）21-0126-01

1 现代建筑中框架结构特点

现代建筑中框架结构特点可以归纳为以下几个方面。（1）现代建筑框架结构施工中原材料使用相对较少，可以让施工成本得到有效降低，并可以让建筑空间得到灵活划分。（2）可以让建筑平面布置的灵活性、协调性得到保证，在一些空间相对较大建筑工程中，框架结构设计优势较为明显。（3）梁柱结构标准化程度容易实现，可以在建筑工程质量得到保证的同时，缩短施工工期，进而保证施工进度计划全面落实。（4）现浇混凝土框架结构建筑工程具有较高的整体性、刚性，利用科学设计方法可以多样化改造梁柱截面形状，让人们对结构设计多样化需求得到满足。

2 建筑框架结构设计原则

2.1 刚柔适度

在建筑框架结构设计中，需要做到刚柔适度。如果柔度过大，结构容易发生较大变形，出现整体倾覆危险。如果刚度过大，将造成结构整体柔韧度不足，在遭受外力破坏时容易发生严重损坏。在结构体系建设中，应做到弹性适中，在所有构件达到一定强度的同时，能够保持结构相互协调，促使建筑延性得到增强。所谓的延性，就是结构在承载较大环境中发生的最大限度变形。在对建筑刚柔进行判别时，可以根据结构刚重比、剪重比等指标进行判断。如利用剪重比进行判断，在地震剪力偏小且层间位移角偏大的情况下，说明结构偏柔，应对墙柱截面进行适当增加，促使结构刚度得到增强。保持刚柔相济，才能最大限度避免结构在地震作用下发生损坏。

2.2 多道防线

在结构设计中，需要根据设防层数确定结构体系的安全水平。发生灾难后，应保证各种构件能够合作提供抵抗力，确保建筑物维持稳定。如果仅依靠单个构件，容易导致结构发生损坏。如在土建结构设计中，相较于单墙，多肢墙可以发挥更大作用。完成多道设防，在结构因承载力发生事故的情况下，在一个构件发生损坏后，还有其他构件能够对压力进行承载，因此保证结构安全。结合框架结构的特点可知，框架结构建设需要采用大量的钢筋、水泥等，形成大量的構件，拥有较多接头，发生地震容易导致结构发生水平位移等破坏影响。因此在框架结构设计中，需要完成多道防线设置。

2.3 分清主次

在框架结构中，容易发生强剪弱弯、强柱弱梁现象，因此需要做好钢结构设计，以便使结构稳固性得到增强。做到分清主次，就是合理进行梁、柱强度设计，做到取大舍小。因为从本质上来讲，建筑结构设计无法做到绝对安全，只能尽可能保证主体结构不发生破坏。对梁和柱的主次地位进行区分，能够保证在框架结构受损后，即便梁倒塌柱也不会倒塌，而并非是梁倒塌后柱随之倒塌。柱之所以比梁要达到更大强度，主要是为了增强结构抵抗外力的能力。使框架结构设计做到强柱弱梁，能够为人们争取更多逃生时间。所谓的强剪弱弯，则是从抗震设计角度出发，确保结构在地震作用下先发生弯曲破坏，之后发生剪切破坏，确保结构整体安全。

3 构建建筑结构设计优化体系的主要思路

3.1 合理选择建筑材料

在控制建筑结构钢含量的过程中，既要采取措施降低成本，又要在保证建筑结构整体质量的基础上优化建筑结构形式，控制成本。一般通过优化建筑结构布局或采用新的建筑结构体系形式可以达到相应的目的。一般来说，建筑结构的形式会对钢材的使用产生影响。同时，是柱网尺寸、层高、抗侧力构件等，需要通过控制建筑的平面长度和设置合理的伸缩缝来改善。对于超长混凝土结构，需要结合温度应力、混凝土收缩力等因素来控制结构的长宽比。对于建筑工程结构体系，可以采用低质量、低高度的楼盖结构来降低建筑工程总质量，从而降低地震作用、减少配筋量，降低建筑结构成本。

3.2 应用预模板施工技术

如今，我国建筑行业发展迅速，框架结构已经被广泛应用于建筑施工中。而在该结构的施工中，经常应用到的技术就是预制模板技术，该技术分为预制木模板和预制混凝土模板两种。在施工过程中应用预模板技术，有很大的优势：（1）可以有效提升工程施工的效率，这样可以显著降低工程施工时间，从而减少人力物力的消耗，降低企业所需成本，增大企业的利润。（2）在一定程度上，使用该项技术，可以提高工程的质量，并且提高工程使用的功能性。但目前该项技术还存在着一些问题，必须和其他技术共同使用，为单独使用不能充分发挥其优势。模板施工技术，是建筑施工中的一项重要技术，相关企业必须对其引起重视，只有结合实际的工程情况来使用模板施工技术，才能最大程度上发挥模板施工技术的优势。

3.3 改善混凝土工程的技术

首先，对混凝土所用的原材料进行控制。因为混凝土质量直接影响施工质量，所以不仅要选择符合施工要求的混凝土原材料，还要选择性能更为优异的材料。其次，由于使用混凝土的目的是提高工程的强度，因此相关人员要严格重视原材料的强度是否符合要求，最后，由于混凝土根据强度的差异而被分成了多个级别，因此，需要由专业人员对混凝土的级别进行匹配，避免用错材料。有了混凝土的原材料，就要制作混凝土，由于组成混凝土材料的种类很多，因此对于这些材料的配比，要进行合理的控制，根据不同的框架结构，选择适合的材料配比方法。只有混合合理的混凝土，才能最大程度上发挥混凝土技术的优势。同时，混凝土的性能是由合理的材料配比所决定的。对于一些不确定的材料配比，要进行多次综合实验，并反复进行相应的比较工作，以此来提升混凝土的质量。

结束语：综上所述，结构设计工作是建筑工程建设的重要环节之一，其结构设计的水平，直接影响建筑工程的整体质量。基于此，需要提高对建筑结构设计工作的重视，强化建筑结构设计工作者的设计能力，使建筑工程的质量不断提升，提高其安全性与可靠性，推动建筑业健康发展。

参考文献

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