对建筑工程框架结构设计的几点思考

关键词：建筑工程；框架结构；结构设计；存在问题；应对对策 

abstract : the influence of construction quality, as well as its economic value maximization embodiment is the key point of architectural design, architectural design is the foundation of building in frame structure design. this paper will combine the present building frame structure design and the main problems existing in the system analysis, and put forward the corresponding countermeasures, to improve our country building frame structure design, the quality of science and rationality. 

key words: construction engineering; frame structure; structure design; problems; countermeasures 

中图分类号：tu2 文献标识码： a 文章编号：2095-2104（2012）07-0020-02 

随着社会经济形势的不断好转，人们的生活水平得以快速提高，在这种环境背景的影响下，人们对于建筑物的使用功能和质量性能都有了更高的要求，为更好的满足人们对于现代建筑物实际的生活和心理追求，建筑框架结构设计便成为人们所关注的焦点。建筑空间、平面布局等都包含在建筑的框架结构设计中，对满足人们的需求方面起着至关重要的作用。但是，在现阶段我国的建筑工程中，大部分的施工选择为钢筋混凝土框架结构，其在设计过程中往往会存在着一定的问题，严重影响了建筑工程的质量安全性和施工建设的进度。为此，为更好的将框架结构设计进行优化性推广，就必须避免框架结构设计问题的发生，以使其所具有的优越性进行充分展现。 

1 框架结构设计中计算模型领域所面临的问题 

在框架结构设计当中，受力学模型计算结构精准度的影响，建筑结构中条形基础的宽度以及条形基础的面积受与实际需求存在一定的偏差。当条形基础面积不足时，在有较大的并且相对集中地作用力通过墙体向地基进行不均匀扩散时，对建筑结构的基础地基将形成一定不良的影响，为此在进行设计时必须对受力模型进行精准的计算，避免不均匀作用力对基础所造成的不良影响，影响建筑结构的稳固性。目前常用的框架结构空间分析计算软件都是以整幢楼的梁、柱整体参加工作进行计算分析的,对部分梁而言,尽管相交梁截面尺寸不同,相互之间却不存在主、次梁关系,设计人员在绘制施工图时,应注意配筋形式与受力分析相匹配。框架结构经空间分析程序电算, 所有按主梁输人模型的梁是整体工作的,部分梁将产生扭转问题。 

2 框架柱、梁配筋方面存在的主要问题 

2.1 框架结构中柱配筋所存在的主要问题 

对于框架结构的高层建筑，水平荷载对结构的倾覆力矩以及由此在竖向构件中所引起的轴力与建筑高度的平方成正比；顶点位移与建筑高度的4次方成正比。水平荷载是结构设计中的控制因素。框架顶层的风荷载较大，而屋面结构荷载传给边柱的轴向总力比楼层边柱总力要小，显然柱顶有大偏心问题，顶层边柱节点出现轴向力对截面重心的偏心距>0．5倍的柱截面高度，因此，顶层边柱的配筋会加大。当地上为圆柱时，地下部分应改为方柱，方便施工。圆柱纵筋根数最少为8根。箍筋用螺旋箍，并注明端部应有一圈半的水平段。方柱箍筋应使用井字箍，并按规范加密。角柱、楼梯间柱应增大纵筋并全柱高加密箍筋。柱的纵筋宜大直径大间距，但间距应≤200mm。柱内埋管，由于梁的纵筋锚入柱内，一般情况下仅在柱的四角才有条件埋设较粗的管。管截面面积占柱截面4％以下时可不必验算。 

2.2 框架结构中梁配筋所存在的具体问题 

由于占地面积的限制、使用功能的要求或结构上的原因，工程上常在框架的梁端设计挑粱。而框架梁与外挑梁的断面尺寸会有所不同，而有的设计人员在绘图时只是将框架梁上的某些主筋向外挑梁延伸了事，殊不知有些主筋根本无法伸进挑梁，这些差错一般在施工时才会暴露出来，但为时已晚、许多钢筋已截断成型，这不仅影响了施工进度，也造成了不必要的损失。粱上有次粱处应附加箍筋和吊筋，宜优先采用附加箍筋。梁也可偏出柱边较小的尺寸。但梁与柱的偏心应小于四分之一柱宽。折梁阴角在下时纵筋应断开，并锚入受压区内，还应加附加箍筋。 

3 楼板开大洞问题 

楼板开洞的结构比较普通，如果开洞面积大于该层楼面面积的 30％，就属于平面不规则了，计算时必须进行处理。以pkpm软件为例来说，tat和sat、ive分别采用了两种方式进行处理。tat软件是将无楼板的节点定义为弹性节点，也就是表明该节点不受剐性楼板假定的限制，其平动自由度独立；sat-we软件是将所有楼板定义为弹性膜，由软件真实地计算楼板的平面内刚度，忽略楼板的片面外刚度。 

针对楼板开洞大这一问题应采取以下措施进行处理：当建筑结构中某一楼层的的楼板开洞面积超过楼板面积的30%时，此时则需要对全部楼层的楼板定义为弹性膜，此外还可以将楼板洞口的边缘节电定性为弹性节点。当建筑结构的屋面采用钢网架时，此时需要对建筑楼板的板厚加以输入，并将楼板设定为弹性膜。在对建筑楼板的弹性节点以及弹性膜进行准确的定以后，在对建筑结构楼板的相关承重数据进行分析技术时，通常需要采用总刚计算方法进行计算，这样可以尽量避免侧刚度计算对楼板结构内力计算所产生的不利影响。 

4 框架结构柱的抗震设计问题 

汶川地震的惨痛经历使我们深刻的认识到，建筑结构抗震设计以及抗震技术对建筑结构的稳固性以及保障居民生命财产方面所具有的重要性。目前我国在框架结构设计当中采用抗震技术的建筑仅在西南地区存在，我国绝大部分地区还没有在建筑施工领域当中采用抗震技术。而近年来随着我国建筑工程事业的不断发展，我国高层建筑越来越多，各种摩天大楼拔地而起，因此针对我国建筑工程领域发展的现实情况，我国需要在建筑工程领域广泛的采用抗震技术，以确保框架结构的稳固性，提高我国建筑工程的安全系数。目前我国建筑工程领域所采用的主要的抗震措施主要有以下几种：对框架结构的柱截面尺寸进行合理的设定，避免楼柱平均剪应力系数过大，导致楼柱遭受脆性的剪切破坏，不利于楼柱对建筑结构的维护；在对建筑楼柱进行设计时需要对轴压比进行合理的设计，避免轴压比过大致使楼柱发生混凝土压碎破坏，要尽量维护好楼柱的延展性，确保楼柱截面尺寸符合建筑工程抗震标准，通常情况下框架结构中楼柱的宽度以及楼柱的高度都应在 30cm以上，剪跨比也应维持在2以上，截面的高度与宽度的比值不应高于3；在建筑结构受地震力的影响时，建筑结构的柱端钢筋外围的保护层首先出现碎落问题，如果建筑楼柱外围的箍筋数量不足，对楼柱的约束效果便会受到影响，此时在地震力的作用下，楼柱内的纵筋便会呈现出向外彭曲的变化，楼柱柱端会受到严重的破坏。为此在对钢筋混凝土框架结构建筑物的建筑进行设计时，一定要根据《抗震规范》中的基本要求，对框架柱的箍筋进行合理化的设计，以确保框架结构设计的建筑物的质量。 

5 结束语 

建筑框架结构是我国建筑工程领域近几年所采用的，各项设计技术以及施工工艺方法还不够成熟，为此我国建筑工程领域在进行框架结构设计与建设时需要不断地在实践中丰富设计经验，提高设计质量标准，为我国建筑框架结构设计在建筑工程施工领域的健康发展奠定坚实的基础。 

参考文献 

[1] 蒋新梅;;论高层建筑结构设计之常见问题的分析[j];四川建材;2009年02期 

[2] 鲁智;;浅谈钢筋混凝土框架结构的优化设计[j];中外建筑;2009年04期 

[3] 郭玉阳;;试述建筑框架结构设计的原则与方法[j];中小企业管理与科技(下旬刊);2009年01期 

[4] 张祎;;不同场地类别条件下框架结构的地震响应[a];中国地球物理2010——中国地球物理学会第二十六届年会、中国地震学会第十三次学术大会论文集[c];2010年 

[5] 尚培晓;李若芸;;浅谈钢筋混凝土框架结构施工的常见问题[a];河南省土木建筑学会2009年学术年会论文集[c];2009年