郭滋平

摘要：作為建筑方面的重要工作，其框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在近期得到了長(zhǎng)足的發(fā)展和進(jìn)步。該項(xiàng)課題的研究，將會(huì)更好地提升混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的實(shí)踐水平，從而有效優(yōu)化建筑的整體效果。本文對(duì)框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：框架結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)；措施

隨著建筑工程項(xiàng)目逐漸呈現(xiàn)大型化和復(fù)雜化的實(shí)際特點(diǎn)，施工設(shè)計(jì)中還有諸多問(wèn)題亟待解決。建筑框架結(jié)構(gòu)是建筑結(jié)構(gòu)的常見(jiàn)形式，在建筑的使用中發(fā)揮著重要的作用。

一、框架結(jié)構(gòu)的概述

1.框架結(jié)構(gòu)的定義

所謂的框架結(jié)構(gòu)也就是指一種由梁和柱結(jié)構(gòu)連接而成的一種承重結(jié)構(gòu)。這種框架結(jié)構(gòu)在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，不僅有著一個(gè)良好的承重作用，還對(duì)建筑空間結(jié)構(gòu)有著良好的維護(hù)分隔的作用，從而使得建筑工程的使用功能得到有效的提高。

2.框架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

（1）自重比較輕。設(shè)計(jì)這種結(jié)構(gòu)的建筑單位，可以有效的控制工程造價(jià)，降低施工成本，建筑施工的目的是提高經(jīng)濟(jì)效益，這種結(jié)構(gòu)的建筑施工可以節(jié)省大量成本，同時(shí)也可以提高建筑收益，具有較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)性。

（2）靈活性強(qiáng)，有利于平面空間結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，可以調(diào)整建筑平面空間布局，使其更加合理。這樣可以使建筑的空間結(jié)構(gòu)得到更充分的利用，可以擴(kuò)展更多的空間面積，提高其利用率，而且這樣的建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)也更加和諧。

（3）具有增強(qiáng)穩(wěn)定性的特點(diǎn)，這樣的結(jié)構(gòu)可以使其構(gòu)件更加標(biāo)準(zhǔn)，而且可以使施工更加規(guī)范，有利于提高施工人員的技術(shù)，對(duì)這種結(jié)構(gòu)的有效利用，可以使整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)更加安全，而且對(duì)其的規(guī)范也可以提高施工人員的工作效率，從而加快施工的進(jìn)度，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

（4）框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也是建筑設(shè)計(jì)者比較青睞的建筑類型。這種結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性高，而且可以使設(shè)計(jì)師充分發(fā)揮自己的能力與構(gòu)思，可以根據(jù)施工單位的要求，在施工的過(guò)程對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行修改，具有靈活性，這種結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)增加了建筑的功能，也有助于設(shè)計(jì)師提高自己的設(shè)計(jì)水平。

二、建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)遵循的原則

1.堅(jiān)持剛?cè)岵?jì)原則，平衡結(jié)構(gòu)體系

所謂剛?cè)岵?jì)原則就是指在設(shè)計(jì)的時(shí)候既要做到剛度適中，又要做到柔性合適，也就是不能夠太鋼，也不能太柔，剛度太高，結(jié)構(gòu)變心能力差，容易斷裂，而柔性太高，又會(huì)導(dǎo)致建筑物結(jié)構(gòu)容易受壓變形，在外部突然施加壓力的瞬間，建筑框架結(jié)構(gòu)部件必然會(huì)收到損害，那么為了避免這個(gè)問(wèn)題，部件切記不可剛度太高。而相對(duì)與剛度來(lái)說(shuō)，柔度也需要合適，雖然柔度高能夠更好的降低外來(lái)沖擊力，但是大規(guī)模的結(jié)構(gòu)變形也是在所難免的，最終建筑物也會(huì)因?yàn)樽冃螄?yán)重而傾覆，所以說(shuō)，剛?cè)岵?jì)非常重要。剛?cè)徇m中，才是設(shè)計(jì)人員應(yīng)該堅(jiān)持的原則。

2.堅(jiān)持多道防線原則，降低結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)

多層防線，必然比單層防線更加可靠牢固。進(jìn)行框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，也需要堅(jiān)持多道防線原則，在突發(fā)情況發(fā)生時(shí)，多重結(jié)構(gòu)同時(shí)抵御外來(lái)的壓力，彼此相互補(bǔ)充，共同支撐，必然能夠起到很好的穩(wěn)定效果，簡(jiǎn)單的說(shuō)，一個(gè)重物從高處墜樓，在經(jīng)過(guò)了多重阻礙之后，其沖力和作用力必然會(huì)消弱很多，但是一重阻礙都沒(méi)有，那么這個(gè)作用力非常大，必然會(huì)建筑物結(jié)構(gòu)造成大規(guī)模的損害，后果不堪設(shè)想。

3.堅(jiān)持抓大放小原則，保全重要結(jié)構(gòu)

建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，保全重要結(jié)構(gòu)是一個(gè)普遍性的做法，也就是行業(yè)內(nèi)部所說(shuō)的強(qiáng)柱弱梁，強(qiáng)剪弱彎等。那么為什么一定要這樣做，人們的固有思維會(huì)覺(jué)得，柱和梁都應(yīng)該強(qiáng)化才更加穩(wěn)定，這是因?yàn)樵趯?shí)際的情況中，所有的結(jié)構(gòu)都太強(qiáng)反而不好，甚至?xí)?dǎo)致更大的安全隱患發(fā)生。事情都具有兩面性以及辯證性，絕對(duì)安全的結(jié)構(gòu)是沒(méi)有的，也就是說(shuō)不管是什么結(jié)構(gòu)都不可能萬(wàn)無(wú)一失，都有可能在莫一種外力來(lái)襲的時(shí)候出現(xiàn)問(wèn)題。建筑框架結(jié)構(gòu)具有復(fù)雜性，部件多，每個(gè)部件所發(fā)揮著不同的作用，共同為建筑物服務(wù)，那么設(shè)計(jì)中要從整體考慮，以部件的主次之分為原則，也就是根據(jù)它們作用的重要性進(jìn)行設(shè)計(jì)。在強(qiáng)大外力來(lái)臨的時(shí)候，如何能夠保障建筑的主要部件不被摧毀，或者是最后才被摧毀，是設(shè)計(jì)人員應(yīng)該深入研究的問(wèn)題，而抓大防小就是最好的選擇，設(shè)計(jì)者首先明確部件的主次，在設(shè)計(jì)的時(shí)候，針對(duì)重要的部件著重進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)中切不可讓每一個(gè)部件受力相同，這樣必然會(huì)帶來(lái)慘重的后果。

三、混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的措施

1.框架結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

框架結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)主要指地基部位的設(shè)計(jì)，在這個(gè)設(shè)計(jì)中，主要考慮地基部位的承受能力和影響承受能力的相關(guān)因素，在地基部位較軟的情況下，應(yīng)當(dāng)考慮柱下條基的采用，并要充分考慮節(jié)點(diǎn)處基礎(chǔ)底面積雙向重復(fù)使用的不利因素，在設(shè)計(jì)中對(duì)這種情況要對(duì)地基部位適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行加寬設(shè)計(jì)，當(dāng)柱下擴(kuò)展基礎(chǔ)的寬度大于四米的時(shí)候，也要對(duì)基礎(chǔ)部位進(jìn)行適當(dāng)?shù)募訉捥幚?；在框架結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中對(duì)抗震縫、伸縮縫在地面以下部位可以不設(shè)縫，連接處應(yīng)適當(dāng)加強(qiáng)。對(duì)于沉降縫兩側(cè)的墻體基礎(chǔ)一定要分開。

對(duì)于新建的框架結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土，在基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)上要盡量淺于周圍已有的基礎(chǔ)，如果由于相關(guān)因素的影響，必須要深于周圍基礎(chǔ)時(shí)，在設(shè)計(jì)上新舊基礎(chǔ)間的凈距要大于基礎(chǔ)之間高度差的1.5-2倍，如果做不到這一點(diǎn)，則應(yīng)該進(jìn)行對(duì)基礎(chǔ)的加固處理，比如打抗滑移樁。這樣設(shè)計(jì)主要考慮到新建的框架結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土的牢固性以及防止對(duì)已有鋼筋混凝土的破壞性。如果新建的框架結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土與已有鋼筋混凝土的高度、層數(shù)相差的比較大，應(yīng)在層數(shù)較低的基礎(chǔ)方格中心的區(qū)域內(nèi)墊焦碴來(lái)調(diào)整基底附加應(yīng)力。

2.框架結(jié)構(gòu)的梁設(shè)計(jì)

第一，如果外部梁跨度相差比較小，尤其是外部的框架梁，當(dāng)粱底距外窗預(yù)尺寸較小時(shí)，要適當(dāng)?shù)募哟罅桓撸叨纫链绊?。梁中心宜與柱中心對(duì)齊，當(dāng)外部框架梁必須做成外皮與柱外皮齊平時(shí)。粱與柱的偏心應(yīng)總體上控制在四分之一柱寬到三分之一柱寬之間。

第二，如果梁上有次梁處，應(yīng)在此處附加箍筋或者吊筋，一般來(lái)講附加箍筋的效果要好一些，所以附加箍筋是設(shè)計(jì)中的首選。

第三，如果出現(xiàn)折梁陰角部位在下的情況，縱筋應(yīng)斷開，同時(shí)對(duì)該部位還應(yīng)加附加箍筋。

第四，梁上如果出現(xiàn)次梁的時(shí)候。應(yīng)避免次梁搭接在主梁的支座附近，否則應(yīng)考慮由次梁引起的主梁抗扭，或增加構(gòu)造抗扭縱筋和箍筋。

第五，應(yīng)該選用直徑比較小的梁縱筋，在能滿足要求的情況下，要盡量縮小鋼筋之間的距離，這樣設(shè)計(jì)主要是處于對(duì)梁體抗裂的考慮，同時(shí)，按照相關(guān)的規(guī)定，箍筋在梁端頭要進(jìn)行加密處理。對(duì)箍筋的布置上，縱筋要保持等距，箍筋肢距可不等。對(duì)于小斷面的連續(xù)梁或框架梁，上、下部縱筋均應(yīng)采用同直徑的，盡量不要在支座搭接，以減少此處的承受力。

第六，端部與框架梁相交或彈性支承在墻體上的次梁，梁端支座可適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)，但梁端箍筋一定要進(jìn)行加密處理。第七，如果梁的凈高大于500時(shí)，要在此處加設(shè)腰筋，間距的設(shè)計(jì)一般為200，否則易出現(xiàn)垂直裂縫。

3.框架結(jié)構(gòu)的柱設(shè)計(jì)

第一，對(duì)于鋼筋混凝土的地上柱設(shè)計(jì)，如果為圓柱時(shí)，底下部分應(yīng)該設(shè)計(jì)成方柱，這樣有利于施工。對(duì)地上圓柱的設(shè)計(jì)要注意縱筋的根數(shù)，縱筋的根數(shù)應(yīng)該大于8根，同時(shí)，箍筋要盡量用螺旋箍，端部應(yīng)設(shè)計(jì)有一圈半的水平段，方柱箍筋應(yīng)使用井字箍，并按規(guī)范加密。角柱、樓梯間柱應(yīng)增大縱筋并全柱高加密箍筋。

第二，柱的縱筋與梁的縱筋設(shè)計(jì)要求相反，柱的縱筋應(yīng)該盡量做到大直徑大間距，但總體應(yīng)該控制在200以內(nèi)。

總之，由于框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)較為復(fù)雜，需要設(shè)計(jì)人員具有很好的專業(yè)知識(shí)和豐富的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。因此，在進(jìn)行框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，設(shè)計(jì)人員要進(jìn)行全面的分析，進(jìn)而保證設(shè)計(jì)質(zhì)量。

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