建筑结构设计中框架结构设计的应用

方宇佳

摘要：近年来，在经济社会快速发展的背景下，建设项目规模不断扩大。在社会快速发展的背景下，极大地促进了我国建筑业的快速发展。人们的生活水平也在日益提高，这对建筑造型和功能提出了更高的要求，这也对建筑工程的结构设计提出了越來越高的要求。为了满足人们对各种建筑工程设计的需求，加强结构设计在建筑工程设计中的作用越来越重要。科学的建筑框架结构设计可以进一步拓展建筑空间，提高其利用率，也有利于合理布局管理，从而保证整个建筑的突出层次感，满足人们对不同建筑设计的需求。

关键词：建筑结构;框架;结构设计;应用

1框架结构设计的主要内容分析

1.1框架结构的基本特点分析

目前，由于建筑物的高度越来越高，垂直结构的自重、荷载越来越大，必须在结构上增设柱子和墙体，以提高其承载能力。另外，结构的结构要经受地震和风荷载，这些载荷都是垂直分布的非线性，对结构的高度和地震作用都很敏感。在建筑物的层数不多的情况下，仅对静载荷和局部动载荷进行了分析。对墙、柱、楼梯的要求比较低。在其他结构达到设计要求的情况下，以上的结构基本达到了设计的要求。在钢架支撑系统中，只要不需要特别的承载力，就可以不增加柱、梁的尺寸，一般只要增加钢板就可以了。但在高层建筑的设计中，应充分考虑其抗剪、抗变形、抗弯矩等因素，同时还要考虑其结构布局及特殊材质的使用。在建筑框架结构中，梁、柱可以采用铰接或刚性连接，从而构成能够承受建筑物内部水平荷载和垂直荷载的承载结构。框架结构的优点是能够结合实际的空间布置需求，节约建材，达到标准化、定型化的要求。同时，由于其具有较高的强度、刚度，能够有效地改善建筑物的抗震性能。

1.2框架结构设计的基本原则分析

现有的框架结构的基本原理是：刚性与柔性。我们都知道，框架自身不但要承担大楼自身的重量，还要确保其高度的柔韧性。在这种情况下，不仅要保证结构的刚性与挠性，还要保证其刚性与挠性。结构自身过于柔软，不能支撑整体的结构，其刚度会对其柔韧性产生一定的影响。二是多重防护。在高楼建成之后，影响因素很多。为确保整体结构的安全，应采取分层防护措施，以确保整体施工质量。第三个重点和次要重点是分开的原则。在框架中，各个部件的作用是不同的。为了保证整个建筑的和谐与统一，设计者必须遵守清晰的优先原则。

2建筑框架结构设计过程中存在的问题

2.1框架结构设计中的计算模型问题

在框架结构的设计中，采用了大量的力学计算公式。利用上述公式对建筑物条形基础进行计算时，会产生较大的误差，因此必须对其进行合理的力学模型计算。对计算的结果进行了详细的计算。为了确保每个分块梁受力位置的分析，必须在整体空间预算完成后，才能最大程度地减少单梁的计算误差，使结构的稳定得到最大程度地保障。

2.2梁、柱加固中存在的问题

框架结构是一种非常重要的结构形式，它被广泛地用于高层建筑的设计。但是，在结构的具体设计中，需要对顶层的风荷载进行全面的分析和探讨，以避免结构高度与轴向作用力之间的比例关系，以防止出现顶柱偏心。由于高层结构的轴向压力，使得结构的中心位置发生了变化。所以，梁柱的钢筋强度应严格按有关设计规范进行。

2.3框架结构的地震反应

由于建筑物的高度和耐震性能都有一定的要求，因此，在对预埋端部进行设计时，应对钢筋混凝土的强度进行严格的控制，以确保其最大承载力。所以，现行的建筑物对混凝土的强度要求在C40左右。

3框架结构设计在建筑结构设计中的应用

3.1建筑框架结构基础设计

我国框架结构大多采用独立基础或条形基础，因此在规划基础截面时应充分考虑承载力和基础变形，以更好地保证基础尺寸。在规划基面浅基础的过程中，不仅要充分考虑变形和承载力，还要充分遵循经济原则，加强成本管理。这些都需要与地基表层结构充分结合，科学筛选持力层的施工，加强对各种条件的研究，充分研究建筑结构的外观类型，以及其稳定性和实用性。在框架结构基础设计过程中，工作人员应充分考虑基础在节点部位的底部面积，采用柱下条形基础的方法，以保证柱下扩大基础的宽度和基础铺设的均匀性。如有不良因素，应合理拓宽基础面积，确保基础埋深超过3m。如果要分析地下室基础的承载力，就要充分做好相应的防水工作，避免地下室外面板的外伸，设计人员在设计过程中也要保证建筑框架结构后浇带达到相应的长度，后浇带每隔40m设置一条，这对建筑框架结构的基础和稳定性起着非常重要的作用。

3.2加固结构规划

（1）对框架外悬臂梁进行加固。在工程建设中，有许多因素会对建筑物产生影响，其中悬臂梁的设计就显得尤为重要。在悬臂梁的设计中，由于其横截面的不同，其使用功能和占用空间都会对其设计质量造成一定的影响。因此，当悬臂梁在安装框架梁主筋时，由于其向外扩展，将会对结构的质量产生不利影响。因此，在进行结构分析时，必须对结构外悬臂梁的受力进行全面的分析与研究，以达到对结构的科学、合理、有效地加强结构的承载力，确保结构的安全。

（2）对框架柱进行规划加固。在一般建筑物的结构设计中，框架柱配筋的比例是比较低的。在地震作用下，框架柱会受到很大的扭应力。在地震过程中，由于受两个方向的偏心，导致了内柱的损坏。在进行加固设计时，必须充分考虑到各方面的压力。在混凝土结构设计中，当建筑物结构区域存在较软的地基时，应该适当增加框架柱配筋。在实际的设计中，采用了箍筋对齐的方法。

3.3建筑结构内力分析

结构的横向受力与垂直受力差别很大。在垂直荷载的计算中，主要采用分层法和二次分布法。前者以固定端支撑取代上部和下部的弹性支撑，并将各楼层的线性刚度乘0.9而得出。而采用二次分布的弯矩方法，则需对各节点进行不均衡弯矩的计算，并求出相应的弯矩。在进行水平力计算时，可以使用反弯点法、 D值方法，但是 D值方法的使用要更加精确。但是，当梁、柱的刚度大时，反弯点法的计算结果就会比较精确，所以对建筑物的内力进行分析，不但十分复杂，而且还要对各个方面都进行全面的考虑，以保证建筑结构的安全性。

3.4建筑抗震设计

结构抗震设计是建筑结构设计中的一个重点，也是一个难点。在设计和计算中，工作人员应充分考虑梁高数据的准确性，在设计和计算中存在问题时，应充分坚持最大原则，以防止因梁刚度过小而引起的安全储备过大，从而减少安全问题的发生。同时，在考虑梁端负配筋时，应尽量遵循最小准则，在设计时应使梁端部发生较好的塑性。在具体的设计中，工作人员还要确保梁的负筋小于规定的水平，并充分地与中跨加强筋配合，并适当地增大梁的宽度。在合理的基础上，对5%配筋较差的梁，采用相似的配筋方案，可以有效地减少施工过程。

3.5负荷值规划

在非抗震规划环境下，荷载基础效应值的计算应通过可变荷载效应管理和永久荷载效应管理来确定。在价值选择过程中，应选择价值标准中最不利的数据。只有选择最差的荷载组合，才能在设计过程中计算出作用在结构上的外力，这是一种常见的荷载效应。这种载荷包括永久载荷和可变载荷。在计算建筑框架的承重水平极限状态时，要求抗力与作用设计值相对应。

结束语

综上所述，建筑业对我国的经济发展有很大的推动作用，其中建筑设计在整个建筑工程中占有非常重要的地位。只有做好建筑的结构设计，才能保证建筑的最终可用性。项目一旦进入施工阶段，设计就无法更改。因此，设计人员需要根据实际施工情况和准确的数据来设计框架结构，以减少人力、物力和资金的浪费。

参考文献：

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[2]冯琛.框架结构设计中的几个关键问题及应对措施[J].科学技术创新，2015，（03）：224.

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