框架结构设计在建筑结构设计中的应用

李冰松

（山西聚仁合人力资源管理有限公司，山西太原 030013）

0 前言

就目前来看，施工单位在进行施工作业的过程中最常使用的结构形式便是框架结构，这是因为其本身具备极高的安全性与稳定性，在进行施工时施工人员能够对框架结构所用零件与材料进行较为灵活的管理与使用，并且这一结构形式在性价比方面也相对较高，对于施工单位的经济效益发展而言有着极为重要的促进作用。在21 世纪的今天，施工单位想要确保建筑质量就要有效解决框架结构设计中存在的问题，以此来提升施工单位的整体效益。

1 框架结构设计在建筑结构设计中的主要特征

城市人口的不断增加促进了我国高层建筑的发展，尤其是在经济全球化的今天，随着我国的可使用土地大幅降低，高层建筑逐渐成为人类社会的发展趋势，而在这一过程中，建筑本身所具备的承载力也会随着时间而逐渐衰弱，尤其是对于高层建筑而言，高度越高，建筑的结构所应承受的外在荷载力也会随之提升，正因如此，施工单位在进行高层建筑施工的过程中往往需要对支柱结构及承重结构的尺寸进行提升，以此确保其本身的承重能力能够得到较为有效的保障。而对于建筑本身而言，高度敏感度始终都是建筑施工在进行施工作业中所要考虑的，风荷载与地荷载的变化都会对建筑的最终质量产生较为严重的影响，比如说一旦发生地震，那么缺乏地震动荷载计算与规划的建筑便很容易受到影响[1]。而在进行框架结构设计的过程中，如果用户并没有提出其他类型的承重要求，那么施工大楼内一般都会进行隔板的安装，而不会去特意进行有关承重尺寸的规划与设计，在这一过程中，施工单位自然还要对框架结构进行相应的布局规划，并结合施工地区的实际情况选择具有针对性的特殊性材料。通过这种方法不仅能够最大限度提升建筑结构本身的承重能力，同时还能够降低高层建筑发生意外的概率[2]。

2 框架结构设计在建筑结构设计中的基本原则

通常情况下，施工单位在框架结构设计的过程中往往需要遵循相应的基本原则，详细情况如下：

（1）刚柔适度。刚柔适度是框架结构设计中不可缺少的重要原则之一，对于建筑施工质量有极为重要的影响。比如说当设计人员在进行框架结构设计的过程中出现刚度过大的情况，那么就会导致框架结构的柔韧性出现大幅下滑，而当柔韧度远远高于刚度时，那么就会导致在进行建筑工程施工过程中框架缺乏稳定性，很容易因为荷载力过大而发生变形现象，为了避免这一情况发生，相关人员在进行施工作业的过程中需要根据情况进行相应的设计，以此确保建筑框架结构设计能够满足科学需求[3]。

（2）主次分明。在建筑工程施工的过程中，不同构件本身的作用同样具有差异性，因而施工单位在进行框架设计的过程中需要根据实际情况进行加以设计，严格遵守主次分明这一基本原则，以此确保框架结构的稳定性与整体性能够得到保障，能够在使用过程中对外力进行较为有效的抵抗作用[4]。比如说，当施工单位在有关梁柱方面的设计过程中，需要考虑梁结构本身在最大荷载量上要低于柱结构，因而在进行设计的过程中设计人员需要在不影响建筑工程整体框架结构的前提下进行相应的荷载量分析，以此确保框架结构能够具有较高的协调性与统一性。

（3）多道防线。设计人员在进行有关框架结构的设计过程中需要将安全性放在首位，并以此为基础进行后续的结构设计。而在进行施工作业的过程中，施工人员在进行框架结构二段设计过程中需要先对实地情况进行观察，通过深入的调查来进行结构方面的设计，以此确保所设计的框架结构能够满足当前工程的发展需要，确保后续工作能够顺利开展，从而保障建筑自身的使用寿命[5]。除此之外，设计人员在进行有关建筑本身的框架结构设计过程中还要进行较为全面的考虑，比如说设计人员在进行框架结构的设计过程中还要将外力所带来的影响与破坏性考虑进去，比如说高等级龙卷风、地震等，因而在进行建筑结构的设计过程中需要在符合当前社会发展需求的基础上进行方案上的构思，以此来确保框架结构的安全性与稳定性，从而提高建筑的施工质量。

3 框架结构设计在建筑结构设计中的基本要点

3.1 节点设计

边柱节点设计是高层建筑框架结构设计过程中较为复杂的环节，同时也是建筑工程施工质量的重要保障，施工单位在进行框架结构的设计过程中需要根据实际情况进行风荷载力方面的设计工作，以此降低房柱偏离中心的情况发生，在这一过程中，施工人员需要根据当前建筑工程的施工进展进行相应的设计与调整[6]。通常情况下，施工单位在进行建筑顶层框架的设计过程中必须要具备数量超过两根的房柱以及房梁，而且根据相关要求，在进行高层建筑施工的过程中所选用的房梁材料在宽度方面需要远远小于房柱材料的宽度。正因如此，施工单位在进行框架结构设计的过程中做好将工程所用的主钢筋放在建筑边柱柱角部分，以此提升工程施工的稳定性与整体质量。此外，施工单位还要注意的是节点设计一定要在不影响建筑功能与实际应用的基础上进行，不能因为方便而严重影响用户的生活质量。

3.2 顶板设计

地下空间是建筑结构设计中不可缺少的重要组成部分，相关人员在进行此方面框架结构设计时，应根据实际情况进行相应调整，以保证能留出较大的施工空间供施工单位使用，从而达到提高空间利用率的目的。在进行这一部分施工设计的过程中，设计人员需要考虑的是由于地下区域的面积相对较大，并且无法使用顶梁，施工人员在进行建筑框架的设计过程中需要将分块施工方式作为主要的施工模式，最后进行主体部分的使用，这样在进行顶板设计的过程中便能够很好地去应对存在的预埋问题，并以此提高工程施工质量。而如果因为顶板设计的问题导致水泥浆沿着管道流入内部，便会严重影响贯穿工作。正因如此，施工人员在进行施工技术的应用过程中最好使用垫板预应力施工工艺，这样不仅能够缩短建筑工程的施工周期，还能够对工程的施工效率与质量产生促进作用。

4 框架结构设计在建筑结构设计中的问题

4.1 计算模型问题

在框架结构的设计过程中，需要使用大量的力学公式。所以在建筑钢结构施工中，构件间的连接通常采用焊接或螺栓连接，每个构件都紧密连接。在装配过程中，如果温度变化，钢结构产生变形或扭曲，使装配过程难以紧密结合，则其承载能力也会发生变化。若采用厚钢板，则在焊接过程中会出现温度变化，使钢结构构件发生变化，降低钢结构整体脆性。

4.2 环境设计问题

目前高层建筑结构设计中多采用框架结构作为主要形式。所以在框架设计中，相关人员在进行土木工程抗震设计时，应对基础场地的选择予以重视。土木工程地基场地的选择应综合分析施工区内的地震活动规律，掌握地震发生的时间、频率等，深入调查施工区内的地质条件，在此基础上，科学评价和分析施工区的抗震设计水平。

5 基础设计

在进行基础设计的过程中，施工人员需要先深入调查施工场地的实际情况进行深入调查，不仅需要分析建筑的最大承载力，同时还要对施工地区的土壤情况进行较为有效的分析，以此来确保后续工作能够得到较为有效的开展，并且在进行施工作业的工程中建筑的稳定性与安全性能够得到较为有效的保障。倘若土壤质量存在一定问题，那么施工人员在进行施工作业的过程中便要根据实际情况进行底层面积的处理，以此来确保基础底面的稳定性能够满足当前建筑的基础承载力需求。此外，施工单位在进行日常施工作业的过程中还要进行较为完善的防水工作，以此来防止出现底板外伸的情况，从而严重影响工程质量。

6 结论

综上所述，建筑行业对于我国经济发展有着至关重要的作用，而对于建筑工程而言一个优秀的建筑施工设计无疑是十分可靠的，通过对建筑结构方面的设计能够有效提升建筑工程安全性与稳定性。而对于建筑工程施工企业而言，想要在当前背景下有所建树，就要严格遵守相关标准与原则，对其进行相应的优化处理，以此确保设计工作的质量能够得到较为有效的保障，这对于企业的经济效益发展而言有极为重要的促进作用。