关于框架结构设计及注意的问题探讨

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　　摘    要：作为建筑设计最为基础的设计内容，框架结构设计对建筑结构设计的整体质量有着至关重要的影響，框架结构设计也因其对建筑物质量有着非常重要的影响，而成为社会各界所普遍关注的问题之一。为此本文针对建筑框架结构设计存在的问题以及解决对策展开探讨。
　　关键词：框架结构;配筋;抗震设计
　　1  引言
　　随着经济的高速发展，我国建筑发展迅速，设计思想在不断更新，建筑平面布置与竖向体形也越来越复杂，这就给结构设计和施工提出更高的要求。采用框架结构形式，可形成内部大空间，能进行灵活的建筑平面布置，因此，框架结构体系在结构设计中应用甚广。由于钢筋混凝土框架结构由梁和柱组成，是一种抗震，抗风较好的结构体系，这种体系的侧向刚度小，平面布置灵活，易于满足建筑物设置大房间的要求，在工业与民用建筑中被广泛应用。但常因设计不当而造成施工环节质量难以保证，给工程安全留下隐患，笔者就设计中的问题进行分析。
　　2  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。
　　3  配筋问题
　　3.1  框架柱配筋问题
　　（1）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住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。
　　（2）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八根.箍筋用螺旋箍，并注明端部应有一圈半的水平段。方柱箍筋应使用井宁箍，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。
　　3.2  框架梁的配筋问题
　　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。
　　4  优化建筑框架结构设计的对策
　　4.1  薄弱层问题的解决对策
　　地震很容易将薄弱层破坏掉，就理论上来说，要想避免薄弱层的出现，就要提高薄弱层的抗侧移水平，这个问题可以从扩大它的梁截面和柱截面入手，如果可以适当地减少建筑层高或基础埋置的深度就更好了。但在实际施工阶段中，避免薄弱层是很有难度的一项工作，那么就只能根据相关规定科学准确地计算结构，并且要考虑多种情况和影响因素。若计算的结果不符合标准，就要对框架结构进行重新调整。
　　4.2  短柱问题的解决对策
　　如果框架结构中出现短柱时，要从增强短柱的承载力以及缩小短柱的截面尺寸入手，采取各种有效的措施提高短柱的延性，提高短柱的抗震性能。因为短柱的抗弯性比抗剪性水平高，但地震会破坏短柱的抗弯性，所以提高短柱的抗剪能力就成了关键。一般的做法是使用复合箍筋，也就是将箍筋沿全高加密，并确保短柱的纵向钢筋能对称布置。
　　4.3  柱的抗震设计问题
　　当前的建筑框架结构中，应用防震技术的主要是在西南地区以及部分山区，然而随着建筑结构的发展，越来越多的高层建筑屹立在国内，因此框架结构的防震技术问题，也体现得势在必行。具体柱防震措施为：（1）柱截面尺寸：柱的平均剪应力太大，会使柱产生脆性的剪切破坏。平均压应力或轴压比太大会使柱产生混凝土压碎破坏，为了使柱有足够的延性，柱截面尺寸应符合以下要求：柱截面的宽度和高度均不宜小于300mm剪跨比宜大干2截面高宽比不宜大于3，当剪压比保持较低时，可获得较好的延性，为此柱端截面的平均剪应力一般宜小于3N/mm2。（2）4t纵向钢筋的配置，柱中纵向钢筋宜对称配筋，为了保证柱有足够的延性，柱的最小配筋率必须满足《抗震规范》的要求，纵向钢筋的连接方法应符合《高规》第6.5.3条。在纵向钢筋连接区段内宜加密箍筋，防止纵向钢筋的压曲，增加粘结强度。（3）柱的箍筋：在地震力的反复作用F，柱端钢筋保护层往往首先碎落，这时，如无足够的箍筋约束，纵筋就会向外膨曲，柱端破坏。箍筋对柱的核心混凝土起着有效的约束作用，提高配箍率可以显著提高受压混凝土的极限压应变，从而有效增加柱的延性。
　　5 结语
　　在现在的社会发展过程中，建筑的框架结构设计受到了人们越来越多的关注，它是保证建筑物质量的重要基础之一。因此，只有不断的规范设计人员的计算程序，提高其专业知识水平以及实际的设计水平，并根据建筑框架设计中出现的问题及时的总结经验，改正建筑框架结构设计之中的不足，这样才能保证建筑工程的质量，促进建筑行业的向前发展。
　　参考文献：
　　[1] 张立强.建筑框架结构设计中存在问题及对策分析[J].城市建设理论研究，2012（20）：33～34.
　　[2] 于桥.建筑框架结构设计原则及存在问题和解决措施[J].山西建筑，2012（26）：122～123.
　　[3] 肖燕武.浅谈建筑结构设计的安全度[J].科技创新导报，2007（35）：107.
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