建筑框架结构设计原则、问题与对策探究

范明明

（中冶北方（大连） 工程技术有限公司，辽宁 大连 116600）

建筑的结构设计较于单层建筑的结构设计具有设计难度高、施工难等特点，随着建筑功能和造型的不断更新和发展，人们对建筑结构设计的要求越来越高。在建筑施工之中，框架结构设计被广泛运用在各类建筑之中，设计人员要重视建筑结构设计中框架结构的问题，并采取相应的措施加以解决。

1 框架结构概述

框架结构是由柱和梁刚接或者铰接组成建筑物的基本骨架结构，最主要的作用是由柱承担竖向荷载、梁承担水平荷载，从而构成柱和梁共同抵抗压力的承重系统。在建筑物中墙的主要作用是分割空间，而且为了减轻建筑物的重量，墙体料多使用新型的轻质保温材料。在实际施工之中。框架结构具有成本低、效率高等特点，所以适用范围特别广，而且框架结构所用材量少，整体重量轻，可以减少地基的称重压力，这样建筑物内就可以分割更多的空间。而且框架结构可以灵活配合建筑平面上的点，为安排较大空间结构的建筑设计提供了条件。

2 建筑结构设计中框架结构的问题分析

2.1 基础宽度不足

在建筑工程中，条形基础的应用较为广泛，对其宽度进行计算的过程中，因力学模型运用的不恰当，或是在选用力学模型时，考虑的不够周详，从而使条形基础的宽度不足，由此会对建筑结构的整体稳定性造成影响。如果建筑墙体上出现相对较大的作用力集中现象时，这部分作用力会经过条形基础扩散到地基中，若是设计过程中，以该作用力除以墙段的长度得出的平均荷载，对条形基础的宽度进行确定，则可能会出现局部基础宽度不足的现象。设计人员在对建筑框架结构进行设计时，通常都会使用到空间分析计算软件。

2.2 忽略纵向框架的设计

为满足建筑物的抗震设计要求，要在建筑物框架中设计两根主轴，利用主轴方向的测拉力承担地震时所产生的水平压力。但是很多设计人员在建筑物框架设计之中只在纵向设计的连续梁结构，这样的设计使框架之中纵筋数量不足，而且梁柱的节点无法满足框架抗震的要求。而且主轴设计的缺失导致出现梁的支座负筋、跨中纵筋数量不足，导致建筑物在发生地震时难以保证稳定性。

2.3 抗震设计方面的问题

建筑框架结构设计中，抗震设计是关键环节，尤其是在一些地震发生频率较高的地区。2008 年的汶川大地震虽然时隔已久，但在当时其所造成的影响以及对建筑结构的破坏都是非常严重的，由此对建筑结构抗震设计提出了更高的要求。在我国的西南地区及山区中，对建筑框架结构设计时，必须采用合理可行的抗震技术，这是现行规范标准提出的基本要求。

3 建筑框架结构设计优化策略

3.1 提升建筑的刚度和侧向抵抗力

在建筑结构设计的过程中，不仅需要确保建筑整体结构具备能够承受足够垂直荷载的能力，还要确保建筑整体结构具备足够刚度和抵抗侧向力的能力，以确保建筑不会因受到较大侧向力的作用下发生超过允许范围的侧向偏移。原因在于如果建筑出现了较大范围的侧向位移，将会导致建筑整体的楼层重心发生偏移，就会对建筑的安全性和稳定性产生巨大影响。

3.2 重视解决纵向框架设计问题

在进行建筑物框架结构设计时必须符合建筑物的抗震设计要求，在设计过程中寻求横向框架和纵向框架相互协调配合的多层建筑框架结构。在设计过程中尽量避免对连续梁的依赖，而在建筑框架设计中注重主轴的设计，从而增加梁的稳定性。

3.3 合理设计梁柱中心线

建筑框架结构中，梁、柱的中心线是优化设计的关键环节，对此设计人员应当予以足够的重视。一方面，要确保框架梁及框架柱的中心线设计与现行规范标准的规定要求相符，即梁柱中心应当重合，若是中心线出现偏移，则应考虑偏心对梁柱节点核心区域受力及构造的影响。另一方面，若是偏心距过大，即超过该方向柱宽的1/4 时，可采取水平方向加腋等措施进行处理。经过加腋处理后的梁，在对剪压比及受弯承载力进行验算时，应忽略加腋截面所产生的有利影响，以免导致验算结果出现偏差。

3.4 抗震设计要点

为了有效地帮助框架结构设计体系的高层建筑能够抵抗纵横两个方向的地震作用及风荷载的作用，需要在结构设计的过程中将框架结构设计成双向梁柱结构体系。如果施工条件比较特殊，则需要采用框架及排架两种结构体系进行结构设计。

3.5 重视薄弱层问题

由于框架结构中的薄弱层会影响建筑物的抗震能力，所以在框架结构设计过程中要注重薄弱层问题。一般判断薄弱层有以下几点方法：第一，靠设计人员指定，设计人员根据相关的规定和依靠自己以往的经验，在框架结构设计中直接指出薄弱层。第二，通过计算指定，利用软件对将框架结构设计的相关数据进行分析，然后与相关数据规定进行对比，比如结构的抗侧移刚度与标准规定不符或者楼层承载的突变数据符合薄弱层的特点，则会被软件自动认定为薄弱层。

4 结语

建筑框架结构设计是建设全过程中非常重要的环节，结构设计人员应给予足够的认识，对结构设计中的专业性问题进行深入探讨和分析，才能缩短施工工期、提升施工质量和获得经济效益。因此，结构设计对整个项目的社会效益和经济效益的实现起着重要的影响。