现代建筑中框架结构设计

摘要：在建筑框架结构设计中，需要考虑的因素较多，而且受到外部因素的影响，在设计中会出现诸多的问题。为了更好地控制和规避上述问题，在工程设计中要求设计人员认真分析问题出现的原因，然后结合工程实际采取有效的应对措施和解决方法，以此提高结构设计的整体质量，促进工程顺利完工。

关键词：现代建筑；框架结构；设计 1框架结构概述

框架结构主要由梁和柱构成，其是一种十分重要的承重结构，该结构在应用中可起到承重、分隔及保护的作用，更好地发挥出工程的使用功能。

2框架结构的特点 2.1经济

设计框架结构时，建筑单位能够更加科学有效地控制工程造价，从而有效降低工程的成本。建筑施工以获取经济效益为最终目的，框架结构施工成本投入较其他结构形式低，且该结构形式的经济收益较高，经济性强。

2.2灵活

框架结构设计的平面空间设计效果较好，能够提高建筑平面空间布局的科学性与合理性，从而增大建筑空间结构的利用率，让建筑形式内部的设置更为合理。

2.3稳定

框架结构设计中，主要使用标准件，且施工的规范性更强，要求施工人员具有较为高超的施工技术及较高的综合素养。合理利用框架结构能够增强结构的安全性，进而增大工程施工的经济效益。

3建筑结构设计过程中存在的主要问题

3.1基础选型方面

在建筑工程的施工中，地基质量对于保证建筑工程整体的质量有着重要的作用，但是目前在基础建设时往往对地基基础选型方面的重视不够，导致无法满足工程建设稳定性方面的要求，同时也无法满足建筑对地基基础结构承载力的要求。对地基基础选型方面不够重视的原因主要有，在进行建筑结构设计之前，没有对施工地质的水文特征和其他地质条件进行详细的勘察，使得地基在建设时出现侧移或者沉降的情况，严重降低了建筑的安全性。

3.2框架结构方面

框架结构目前已被广泛应用于建筑物中，由梁、柱子和钢筋以一定的方式进行连接而构成了框架结构，由钢筋将梁和柱子连接在一起，可以承受水平方向和竖直方向的载荷。因此，该结构可以用来承重，但并不是主要的承重机构，该结构的使用主要是起到围护隔离的作用。框架式结构的结构形式可以千变万化，其中较为常见的是单层和多层结构，目前由于人们对于建筑物轻便的要求，使得更多的框架式建筑都采用了轻质的材料，其中就包括加气的混凝土、空心砖等。混凝土框架结构是目前较为常用的一种结构，该结构使用较为方便，但是由于误差等方面的原因，常常会影响建筑的质量。

4建筑框架结构设计中的原则 4.1刚柔结合原则

刚柔结合通常指的是设计人员在结构设计中确定适中的刚度水平，并且保证其柔性满足工程设计的要求。如刚度过大，则结构变形能力也会受到较大的影响，产生断裂的问题。又由于建筑结构易变形，如突然受到外部压力，建筑框架结构会受到前所未有的伤害，因而为了规避上述问题，部件的刚度不宜过高，柔度应适中，以加强设计的整体效果。

4.2设立多层防线

设置多道防线可有效增强结构的稳定性及安全性。在框架结构设计中，设计人员要始终坚持多道防线的原则，如发生突发状况，多道防线能够共同承担外部压力带来的负面影响，相互补充和支撑，进而提高结构的安全性和稳定性。

4.3抓大放小，主要控制重要结构

强柱弱梁和强剪弱弯是建筑框架结构设计中维护重要结构的有效方式。建筑框架结构的复杂性较强，单个部件的功能千差万别，因此在设计中工作人员需立足整体，结合部件的重要性完成结构设计。如受到强大外力的影响，则需确保建筑的主要部件不会受较大的影响。抓大放小就可达到上述目的。设计中，设计人员要高度重视重要部件，注意部件之间的受力差异，从而加强结构设计的整体效果。

5建筑框架结构设计要点 5.1合理设置基础系梁

在结构设计中，如基础埋深较大，则应利用基础系梁底层柱的计算长度来取值。如在±0.00的条件下设置系梁，系梁要以一层框架梁来设计，并可以短柱来设计系梁以下的柱体。若工程条件能够满足设计规范的要求，则需对其设置基础系梁。参照工程抗震的基本要求，设计中设计者需在两个主轴方向设置构造基础系梁，规定其界面高度为柱中心距的1/12~1/15。构造基础系梁纵向受力钢筋要为连接柱最大轴力设计值的1成，同时将其视为拉力值。基础系梁界面则应结合实际加以调整，确保配筋受力满足工程结构设计的基本要求。构造基础系梁顶标高数值与基础顶标高的数值完全相同。

为了严格控制基础系梁计算的跨度，工作人员可将基础梁与独立基础台阶或雏形斜坡间的空鼓位置以素混凝土为原料开展浇筑施工，浇筑的高度需到达基础顶端，满足上述要求后方可浇筑基础系梁。如在设计中不设置基础系梁，则可使用素混凝土条形基础设置填充墙，并设置于框架柱中间，而未处于框架柱中间的墙体基础则可采用素混凝土基础形式。

5.2楼板开大洞结构计算

楼板开洞结构十分常见，若开阔面积超过楼层面积的30%，则其为不规则平面，计算时需采取有效的处理措施。例如，PK-PM软件，TAT与SAT、IVE，施工人员可采用上述两种处理方式。TAT软件将无楼板节点视为弹性节点，节点突破了刚性楼板的限制，自由性和独立性较强。若选择刚网架结构，则要输入板厚，并将其作为弹性模，采用上述方法计算出的楼板平面刚度符合实际的要求。在准确定义弹性节点和弹性模后，在计算的过程中还需利用总刚度计算法确保计算的准确性。如无法满足上述要求，则刚度计算的过程中应以刚性楼板计算结构的内力和结构的配筋，这也是计算中需要注意的重要内容。

5.3框架梁柱偏心

在工程结构设计中，外墙与柱边应当高度一致，但是，这种设计方式会出现挑耳和柱偏心的问题。设计人员无法确定设计的形式。若框架梁设置挑耳，则其能够充分保证框架梁与框架柱中心一致，有利于优化梁柱机构受力。但是其也会使填充墙的构造柱下方与上方纵筋锚固效果受到较大的影响。若框架梁与框架柱偏心设置，则受到地震作用时，梁柱节点核心区域的受剪面积无法满足工程设计的要求，并且也会产生较强的柱扭转效应。在设计规范中，对梁偏心距做出了明确的规定，所以外框架梁设计中一般设置挑耳来控制外墙偏心。

5.4短柱

框架结构中，若柱净高与柱截面高度不足4或剪跨比不足2，则可判定其为短柱。短柱受到地震作用后，容易出现脆性破坏。由于短柱所承受的承载力和变形能力有限，会导致十分严重的建筑物损坏问题。因此在设计中，设计者务必采取有效的规避措施。短柱形成的原因主要有两类：①楼梯间半休息平台或结构某一位置出现错层问题，使两个框架梁间的框架柱净高无法满足设计要求。②填充墙设置不科学不合理，使框架柱两侧出现未设置填充墙的问题。部分虽然有填充墙，但其柱净高与柱截面面积的比值不足4，从而造成短柱现象。对此，设计人员应当结合实际提高柱的抗剪承载力，增强其变形能力。此外，还要采用复合箍筋，箍筋需沿着全高加密，注重结构布置的对称性。且每一侧纵向钢筋的配筋率应在1.2%以内，这里可采用外包钢筋等多种处理方式。

结束语

如今，为了更好地顺应时代发展的需求，建筑形式愈加多样化，功能更加多元，建筑结构设计受到了人们的广泛关注，为了充分发挥建筑的性能优势，应规范建筑设计流程，为框架设计提供可靠的基础依据。

参考文献

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作者简介：

出生年：1989.12.14 性别：男 籍贯：黑龙江 职称：中级

研究方向：混凝土结构优化设计