框架结构设计在建筑结构设计中的应用研究

框架结构设计在建筑结构设计中的应用研究

杨海龙

身份证号码； 23018219890513****

摘要：框架结构设计可以提高建筑结构的空间利用效率，保证整体布局更加科学合理，使建筑的综合性能满足用户的要求。因此，建筑设计人员应重视框架结构，通过更有效的计算提高建筑结构设计的质量和效率，为建筑活动的全面开展提供更坚实的基础^[1]。结合实际情况，分析了建筑框架结构计算中存在的问题，并结合当前工程建设的具体情况和全新技术，指出了框架结构优化设计的有效对策，希望能对相关行业从业人员起到应有的借鉴作用。

关键词:框架结构设计；建筑设计；应用

1建筑框架结构设计过程中存在的问题

1.1框架结构设计的计算模型

在建筑框架结构设计中，需要用力学公式进行计算，再用这些公式进行结构计算，条形基础可能存在误差。因此，要求工人对力学模型的计算做好充分的准备，并对计算结果进行详细的核算，以确保配筋梁上方的所有受力部位都得到分析，框架结构的空间预算得到充分的制定，从而有效避免个别配筋梁的计算误差，最大限度地保证建筑结构的稳定性。

1.2框架梁、柱的问题

如今，框架结构作为一种重要的结构形式，在高层建筑设计中的应用越来越广泛。但在设计混凝土框架时，应综合分析讨论顶层风荷载的影响因素，以保证建筑高度与轴力成正比，避免顶层柱存在偏心力。因此，顶层设计存在轴向应力，可能导致建筑截面重心偏移。因此，在设计中应严格按照相关标准进行梁柱配筋的详细计算。

1.3框架结构抗震设计

对结构高度和结构类型有很高的要求。因此，在设计建筑整体框架，尤其是预埋端的位置时，应严格控制混凝土强度，以保证建筑框架结构的最大承载力。因此，对建筑混凝土强度的要求约为C40^[2]。

2建筑框架结构优化设计对策

2.1柱的抗震设计

在框架结构中，柱的抗震设计是各种设计活动的核心。为了保证柱的抗震设计更加合理，相应的设计人员应考虑作用力和剪力的要求，以提高柱截面设计的有效性。在设计过程中，可以以柱截面的标准高度和宽度为参考，设计剪跨比在2以上，结合相关标准规范的设计要求进行优化设计活动。如果剪压比得到有效保证，则应将柱端截面的平均剪应力设计在3N/mm2以下。

纵向钢筋应结合设计要求，以相关标准和实际规范为依据，合理设计其配筋率，并结合相应标准提高钢筋的有效性，以防止纵向钢筋屈曲，提高结构强度。但需要注意的是，在地震力的持续影响下，柱端的钢筋混凝土层往往会发生破坏。箍筋数量不足，其约束力不足，会导致钢筋屈曲，建筑物内部结构的稳定性得不到有效提高。这就要求相应的设计人员结合相关标准和实际规范科学设计箍筋^[3]。

2.2提高梁柱中心线设计的合理性

在建筑框架结构中，梁柱的中心线是保证设计满足优化要求的关键，这就需要设计人员给予足够的重视。为保证框架梁、柱中心线的设计满足现行相关标准和实际规范的要求，并保证梁、柱中心重合，若中心线偏移，应分析梁柱节点的受力情况，深入探讨受力与结构的关系。如果偏心比较大，超过柱宽的1/4，可以用水平腋部处理。在这种处理下，在计算剪压比和承载力时应忽略截面的影响，以免结构计算不准确。

2.3短柱处理

在大跨度柱网框架结构设计中，有必要深入探讨建筑框架柱与梁的关系。设计人员在实际设计过程中要对短柱的结构进行有效处理，通过对短柱箍筋的加密，保证框架结构稳定性的整体提高。另外，如果有连续窗的过梁设计，容易导致外框架形成短柱的问题，从而使结构措施得到全面加强^[4]。在建筑框架结构的优化中，设计人员应充分考虑短柱问题，通过各种有效手段进行合理处理。短柱有其自身抗震性能不足的特点，如果出现在框架结构中，很容易对整个建筑结构的稳定性和安全性产生不利影响。在框架结构的设计中，楼梯间平台梁的存在也会导致短柱的问题，这就需要相应的人员按照我国现行的抗震设计标准进行处理，从而保证短柱的抗震性能能够达到预期的要求。

2.4混凝土框架结构检查井设计优化

传统建筑工程施工中，装配式混凝土框架结构设计需要引入各种介入模块，在此过程中，应深入探索检查井的连接方式和接入情况，确保检查井的设置功能得以充分发挥。但从设计角度来看，目前建设工程中常用的施工方法是根据施工的具体情况调整施工方案，考虑砌砖井和预制井的功能，减少施工过程中混凝土模块可能出现的变化和问题，确保预制井施工中模具的使用达到预期要求，使建设工程的整体设计方案得以顺利实施。

2.5优化支管接入段设计

在实际施工中，混凝土框架结构支管的角度和高度会随着施工而变化，这也对建筑的实用模具提出了更具体的要求。建筑工程施工中，对各种建筑参数要求较高，计算方法不同，结果也会相应变化，这就需要相应的计算器对模块进行优化设计，以保证各模块的应用范围更广，保证模块应用价值的全面提升，达到节约建筑资源的预期目的。

2.6建筑框架结构基础设计

我国框架结构大多采用独立基础或条形基础，因此在规划基础截面时应充分考虑承载力和基础变形，以更好地保证基础尺寸。在规划地基表面浅基础的过程中，不仅要充分考虑变形和承载力，还要遵循社会原则，做好成本管理。在框架结构基础设计过程中，工作人员可以选择柱下条形基础的方式，考虑节点位置基础底部的面积，保证柱下延伸基础的宽度和均匀性。此外，发现存在一些不利条件，需要适当加宽基础面积，以确保其深埋可超过3m。如需分析地下室基础承载力，需做好防水工作，避免室外板延伸。同时，设计人员需要保证建筑框架结构的后浇带在相关工作中能够达到相应的水平。在设计过程中，后浇带应每隔40m设置一次，这对建筑框架结构的基础和稳定性起着非常重要的作用。

2.7钢筋结构规划

1)在规划框架外，挑梁加固。在施工过程中，影响建筑结构的因素很多，悬臂梁的设计是一个非常重要的方面。在悬臂梁的规划过程中，建筑结构的应用功能和占地面积会对设计质量产生一定的影响，这是由于框架梁和悬臂梁的截面差异较大。因此，在设置框架梁主筋的过程中，设计会对结构质量造成损害。因此，设计人员在计算研究过程中，应充分考虑和研究框架外悬臂梁的受力情况，科学合理地进行加固，有效提高其承载力，保证建筑质量。

2)规划框架柱的加固。在普通建筑结构过程中，框架柱的配筋率并不多。地震发生时，框架柱可以承受几个较大的扭转剪力。由于双向偏心的影响，内柱在地震作用下会发生破坏。在加固规划过程中，应充分考虑各方的压力。在设计过程中，如果建筑结构中存在软土，则需要增加框架柱的配筋，在实际设计中加强箍筋对混凝土的约束。因此，经常使用框架柱的菱形或十字形扣模式[5]。

2.8建筑结构内力分析

工程水平力和竖向荷载的差异非常明显。在计算竖向荷载的过程中，主要采用分层法和弯矩二次分配法进行计算。前者主要用固定端支座代替上下部分弹性支座，将每层楼板的线性刚度乘以0.9得到内力值。但在弯矩二次分配的模式下，需要对各节点的不平衡弯矩进行计算分配，得到相应的数值。在计算水平力的过程中，应采用拐点法和D值法，但必须注意在应用D值法时获得更准确的结果。但如果梁柱线刚度较大，反弯点法精度更好，因此分析建筑物内力因素不仅非常繁琐细致，还需要工作人员充分考虑各方面，才能保证数值采集更准确，保证建筑结构的安全稳定。

2.9负荷值规划

只有选择最差的荷载组合，才能在设计过程中计算出最大可承受的外力，即荷载效应，包括变异性和持久性。当建筑框架的承载水平达到极限状态时，需要计算反力与作用设计值的一一对应关系。

3结束语

在建筑工程施工中，框架结构的应用也不合理，结构的承载力与预期要求不一致，这也导致框架结构的质量和稳定性难以达到预期要求，对整个建筑结构的安全产生相对不利的影响。这就要求设计人员从框架结构的功能角度做相应的优化设计，从而保证框架结构设计的功能能够得到充分发挥，促进建筑施工质量的整体提升。

参考文献

〔1〕陈婷，霍媛，陈玉红．建筑结构设计中钢结构设计的重要性与策略〔J〕．工程技术:文摘版，2016(8):50．

〔2〕张莉，阮景，满敬涛．浅谈房屋建筑结构设计中常见的问题及改进措施〔J〕．科技创新导报，2015(14):49．

〔3〕李喃．浅议建筑钢结构的稳定性设计〔J〕．四川水泥，2017(1):87+143．

〔4〕汪翔.浅谈建筑工程中钢结构设计及安全施工对策〔J〕.河南建材，2020（4）：131-132.