屈勁松

摘 要：框架結(jié)構(gòu)具備效率高、成本低、可實(shí)現(xiàn)規(guī)模化施工等特點(diǎn)，這使得其在我國(guó)建筑領(lǐng)域有著較為廣泛應(yīng)用，并能夠?qū)崿F(xiàn)分隔空間的靈活布置。但結(jié)合實(shí)際調(diào)研可以發(fā)現(xiàn)，建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)很容易在抗震設(shè)計(jì)、異型柱框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面出現(xiàn)問(wèn)題，而為了盡可能解決這類(lèi)問(wèn)題，滿(mǎn)足我國(guó)建筑業(yè)發(fā)展需要，有必要對(duì)建筑中的框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代建筑;框架結(jié)構(gòu);設(shè)計(jì)

一、框架結(jié)構(gòu)的概念

在建筑結(jié)構(gòu)中框架結(jié)構(gòu)主要是以梁和柱的剛接或者鉸接來(lái)實(shí)現(xiàn)建筑物承重結(jié)構(gòu)連成的。因此，梁和柱組成的框架結(jié)構(gòu)能夠共同承載水平荷載和豎向荷載，而建筑墻體只是用于實(shí)現(xiàn)圍護(hù)和分割空間的作用。

二、現(xiàn)代建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的原則

（一）民用建筑的設(shè)計(jì)原則

1、抓大放小。即便建筑的框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一個(gè)整體的規(guī)劃，但仍需要由許多細(xì)小的構(gòu)件組成，且每個(gè)構(gòu)件均具備不可被替代的功能。比如“強(qiáng)柱弱梁”以及“強(qiáng)剪弱彎”兩種建筑設(shè)計(jì)就符合抓大放小的原則。2、多道防線。多道防線屬于建設(shè)過(guò)程中的安全防護(hù)原則，即是每當(dāng)有災(zāi)難發(fā)生時(shí)，可以把生存的希望寄于多個(gè)構(gòu)件上。3、剛?cè)岵?jì)。剛?cè)岵?jì)首先就是要確保合理化的設(shè)計(jì)建筑框架結(jié)構(gòu)。通常，總是會(huì)出現(xiàn)一些由于結(jié)構(gòu)剛度過(guò)大引起的局部嚴(yán)重受損現(xiàn)象，或是由于結(jié)構(gòu)過(guò)柔引起的構(gòu)造變形過(guò)大而影響使用的問(wèn)題。4、打通關(guān)節(jié)。此項(xiàng)原則主要是為了讓建筑能夠長(zhǎng)久的處于原始的靜態(tài)，如若不然，框架的結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生改變，建筑也就不能維持長(zhǎng)期平衡。

（二）工業(yè)建筑的設(shè)計(jì)原則

首先，在設(shè)計(jì)工業(yè)建筑的時(shí)候，一定要嚴(yán)格選擇好混凝土和鋼材等基礎(chǔ)性建筑材料、室內(nèi)的布局和裝修的情況等;其次是建筑人員在進(jìn)行平面設(shè)計(jì)時(shí)，需要格外注意與工業(yè)建筑密切相關(guān)的防火間距、以及消防措施。

三、框架結(jié)構(gòu)實(shí)際設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的事項(xiàng)

（一）柱子設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的事項(xiàng)

對(duì)于建筑工程來(lái)說(shuō)，框架結(jié)構(gòu)中的配筋率一般都很低。這樣一旦有地震發(fā)生，建筑框架在受到如此大的作用力的情況下會(huì)發(fā)生扭轉(zhuǎn)剪力。如果在框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)于這一因素不進(jìn)行考慮，那么將會(huì)給整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)埋下巨大的安全隱患。因此在對(duì)框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要根據(jù)實(shí)際的情況來(lái)進(jìn)行配筋的設(shè)置。

（二）梁設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的事項(xiàng)

對(duì)于基礎(chǔ)梁的設(shè)計(jì)，最重要的是需要處理好埋設(shè)的深度，確?；A(chǔ)梁埋設(shè)的深度不會(huì)太深，也不會(huì)過(guò)淺，以保證框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)質(zhì)量。如果出現(xiàn)了埋設(shè)過(guò)深的情況，可以按照一層框架梁的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，埋設(shè)的部分按照短柱來(lái)處理。與此同時(shí)，對(duì)于基礎(chǔ)梁的設(shè)計(jì)，還需要保證建筑具有更高的抗震能力，這就需要在進(jìn)行基礎(chǔ)梁設(shè)計(jì)的時(shí)候，沿著建筑主體框架柱的兩個(gè)軸方向進(jìn)行設(shè)置。

（三）板設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的事項(xiàng)

在框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，板設(shè)計(jì)是最容易出現(xiàn)問(wèn)題的，因此相關(guān)人員需要引起足夠的重視。一般情況下，現(xiàn)澆板板厚取如下幾個(gè)尺寸，即100mm、120mm、140mm、150mm、160mm、180mm。對(duì)于板上鋼筋之間的間距設(shè)計(jì)，需要盡可能的大一些，不過(guò)一定要保證在200mm以?xún)?nèi)。與此同時(shí)，對(duì)于板下鋼筋之間的間距設(shè)計(jì)，需要與板上的設(shè)計(jì)保持一致。

四、框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

（一）建筑框架結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計(jì)

我國(guó)的框架結(jié)構(gòu)規(guī)劃多為地基基礎(chǔ)或獨(dú)立基礎(chǔ)，因此基礎(chǔ)截面規(guī)劃應(yīng)考慮基礎(chǔ)的變形和承載水平，以保證基礎(chǔ)的尺寸。地基淺基礎(chǔ)規(guī)劃除滿(mǎn)足承載力和變形要求外，還應(yīng)遵循經(jīng)濟(jì)原則，嚴(yán)格控制造價(jià)。在此基礎(chǔ)上，利用基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)對(duì)持力層施工進(jìn)行了篩選，并對(duì)各種條件進(jìn)行了綜合研究。對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的型式、外觀、實(shí)用性和穩(wěn)定性進(jìn)行了詳細(xì)的研究。在設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)部分時(shí)，設(shè)計(jì)師需在節(jié)點(diǎn)處考慮基礎(chǔ)的底面積，保證柱下的基礎(chǔ)寬度和基礎(chǔ)布置均勻。如有不利因素，應(yīng)適當(dāng)擴(kuò)大基礎(chǔ)面積，保證基礎(chǔ)柱埋深不超過(guò)3米。如果還需要考慮地下室地基承載力的施工，有必要對(duì)地下室進(jìn)行良好的防水處理，避免地下房間對(duì)外延伸的現(xiàn)象。同時(shí)，設(shè)計(jì)師還需要保證建筑框架結(jié)構(gòu)后澆帶的長(zhǎng)度，并保證每隔一段距離設(shè)置一個(gè)后澆帶，這有利于提高建筑框架結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的強(qiáng)度。

（二）加固結(jié)構(gòu)規(guī)劃

1、框架外配筋規(guī)劃。在施工期間，建筑結(jié)構(gòu)的施工受到許多外部因素的影響，梁的設(shè)計(jì)是其中的影響因素之一。在梁的吊裝規(guī)劃中，建筑結(jié)構(gòu)的面積因素和應(yīng)用功能對(duì)設(shè)計(jì)質(zhì)量有很大的影響。由于框架梁截面與外梁截面存在較大差異，若設(shè)計(jì)不合理，將大大損害結(jié)構(gòu)質(zhì)量。因此，在計(jì)算和研究時(shí)，員工必須仔細(xì)研究外梁的承載條件，合理加固，然后增加承載能力，保證建筑的質(zhì)量。

2、框架鋼筋配筋規(guī)劃。在一般結(jié)構(gòu)規(guī)劃中，框架柱的比例很低。地震問(wèn)題發(fā)生后，框架柱的扭轉(zhuǎn)剪力比較大，同時(shí)還受到雙向偏心力的作用。在地震狀態(tài)下，內(nèi)柱容易損壞。因此，在規(guī)劃框架柱加固時(shí)，有必要考慮各個(gè)方面。力的情況。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，如果建筑結(jié)構(gòu)的地基土相對(duì)較軟，此時(shí)可以考慮增加框架柱的加固。同時(shí)，為提高混凝土的約束性能，建議設(shè)計(jì)人員將框架柱提升形式設(shè)計(jì)成井形或菱形。

（三）建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析

工程結(jié)構(gòu)的內(nèi)部豎向荷載和水平力有明顯的差異。在豎向荷載計(jì)算中，常用的方法有分層法和彎矩二次分布法。分層法的重點(diǎn)是將上下兩層的彈性支承改為固定端支承，然后將每層的線剛度乘以0.9得到內(nèi)力值。而彎矩的二次分布需要對(duì)各節(jié)點(diǎn)的不平衡彎矩進(jìn)行重新分配和計(jì)算，從而得到數(shù)值。在計(jì)算水平力時(shí)，可采用反彎點(diǎn)法和D值法。值得注意的是，D值法得到的計(jì)算結(jié)果具有較高的精度，但當(dāng)梁和柱線剛度過(guò)大時(shí)，彎點(diǎn)法可以突出精度。因此，建筑結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析屬于一個(gè)詳細(xì)而繁瑣的過(guò)程，需要設(shè)計(jì)者充分考慮各方面因素，才能獲得準(zhǔn)確的數(shù)值，提高建筑結(jié)構(gòu)的安全水平。

（四）建筑物抗震設(shè)計(jì)

抗震性能設(shè)計(jì)是現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)者必須明確梁高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和適用性。如果在設(shè)計(jì)和計(jì)算中出現(xiàn)問(wèn)題，通常必須遵循最大值原則，為了防止鋼梁的彎曲，造成安全故障。此外，在梁端負(fù)筋規(guī)劃中，必須遵循最小值原則。設(shè)計(jì)者必須盡可能地使用最小的負(fù)筋值，以保證梁端塑性接頭的產(chǎn)生。

（五）負(fù)荷值規(guī)劃

在非地震規(guī)劃環(huán)境中，荷載基礎(chǔ)效應(yīng)的計(jì)算應(yīng)通過(guò)變荷載效應(yīng)管理和恒荷載效應(yīng)管理來(lái)確定。在取值過(guò)程中，應(yīng)選擇取值中最不利的數(shù)據(jù)。只能選擇最壞的負(fù)載組合。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，結(jié)構(gòu)所受的外力是可以計(jì)算出來(lái)的。這是一種常見(jiàn)的負(fù)載效應(yīng)。這種負(fù)載包括永久負(fù)載和可變負(fù)載。在計(jì)算建筑承重框架的水平極限狀態(tài)時(shí)，要求對(duì)應(yīng)的是作用抗力的設(shè)計(jì)值。

（六）建筑框架結(jié)構(gòu)短柱設(shè)計(jì)

在建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)師需要設(shè)計(jì)柱網(wǎng)高度和截面高度，以保證柱網(wǎng)高度小于或等于截面高度。如果柱 凈高與截面寬度之比不大于4，則稱(chēng)為短柱。由于短柱受力不高，抗震強(qiáng)度不高，容易對(duì)建筑結(jié)構(gòu)造成破壞。因此，在框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，有必要盡量避免短柱的出現(xiàn)，并保證柱的承載力，從而提高框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。

五、結(jié)束語(yǔ)

建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)具有傳力明確、結(jié)構(gòu)布置靈活、抗震性和整體性好的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛地應(yīng)用于各類(lèi)多層的工業(yè)與民用建筑中，但由于框架結(jié)構(gòu)施工現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)工序繁多，具體操作一般難度較大，在施工中，還應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)范要求進(jìn)行施工作業(yè)，才能切實(shí)保證工程質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]豐元飛.淺論現(xiàn)代建筑中框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].江西建材，2017（04）：29.

[2]王軍.淺議現(xiàn)代建筑中的框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].門(mén)窗，2015（06）：158.