林蔚

【摘要】随着建筑造型和建筑功能要求日趋多样化，无论是工业建筑还是民用建筑，建筑框架结构设计作为现行比较常用的实际模式，已经广泛应用在各类建筑中，在结构设计中遇到的各种难题也日益增多，因而作为一个结构设计者需要在遵循各种规范下大胆灵活地解决一些结构方案上的难点、重点。

【关键词】建筑框架；结构设计；措施

1、框架结构设计原则

1.1合理的建筑結构体系应该是刚柔相济的。结构太柔虽然可以很好的消耗地震力，但容易造成变形过大而无法使用甚至整体倾覆：结构太刚变形能力就差，在高设防烈度地区，承受的地震力较大，容易造成局部受损最后全部毁坏。结构是刚一点好，还是柔一点好，这个问题结构专家历来有争论，现行的的规范也只是给出了限值。

1.2多道防线。安全的结构体系是层层设防的，如果把结构的安全全部寄托在某个单一的构件上，是非常非常危险的。如土建结构中多肢墙比单片墙好，框架剪力墙比纯框架好等等，就是体现了多道防线的设计思路。框架结构中填充墙的存在增加了框架结构的整体刚度，在遭遇地震时，填充墙率先破坏，填充墙充当了整个框架结构的第一道抗震防线。但同时填充墙对框架结构的承载力、刚度、变形都有影响，因此结构设计时要考虑其对结构的影响。

1.3框架结构结构体系应满足“强柱弱梁”、“强剪弱弯，强节点强锚固的基本设计原则。基于以上原则在进行框架结构设计时，把握好结构方案，满足承载力、变形、裂缝、挠度等要求是结构设计人基本的设计步骤。此处就不再赘述。

2、建筑框架结构设计的几点问题

2.1独立基础设计荷载取值问题

通常情况下，多层框架房屋采用的是柱下独立基础的形式，而《抗震规范》中明确指出，在地基的主要持力层没有软弱粘性土层的情况下，当建筑高度在25米以内且层数在8层以内的一般民用建筑，可以不对地基和基础的抗震承载力进行验算。但是在进行基础设计时应该要将风荷载考虑进去。所以，不能因为一般建筑在地震区风荷载不是控制荷载而忽略了。还有些设计师在进行独立基础设计时，柱脚内力设计值取值不合理，只对轴力与弯曲采取了设计值，而未能考虑剪力，还有些甚至只取了轴力设计值。若独立基础的设计荷载取值不合理，将会导致建筑结构的不安全或者材料浪费。

2.2基础系梁的设置问题

如果基础埋置深度较深时，可以用基础系梁减少底层柱的计算长度。在±0.000以下设置系梁，此时系梁宜按一层框架梁进行设计，同时系梁以下的柱应按短柱处理。根据抗震要求，可沿两个主轴方向设置构造基础系梁。基础系梁截面高度可取柱中心距的1/12～1/15。构造基础系梁纵向受力钢筋可取上述所连接柱的最大轴力设计值的10%作为拉力或压力来计算。当为构造配筋时，应满足最小配筋率；当基础系梁上作用有填充墙或楼梯柱等传来的荷载时，应与所连接柱子的最大轴力设计值的10%叠加计算。基础系梁截面也应适当增加，算出的配筋应满足受力要求和构造配筋要求。构造基础系梁顶标高通常与基础顶标高相同。为减少基础系梁计算跨度，可以将基础梁下与独立基础的台阶或锥形斜坡之间的空隙部分用素混凝土浇筑至与基础顶面平齐，再浇筑基础系梁。

3、提高建筑框架结构设计有效性的措施

3.1建筑物结构设计的基本要求

自我国建筑物频频出现易倒塌、裂缝等现象以来，我国便对建筑框架结构设计制定了设计规范来控制建筑设计的质量，一定要做到以下三点：1）在设计前就应该考虑到当结构中同时出现几种作用效应的时候，严密计算出每一种作用效应，尽量按照最适合的作用效应来设计，避免最不适合的效应设计。2）计算及验算：应当计算每个构件能够承受的力量并且验算其在正常状况下能够承受的最大力量和构件的疲劳强度。3）抗震结构：从唐山大地震到汶川地震，再到雅安地震，地震在我国频频发生，建筑物结构设计需要重视抗震设计，应该严格根据我国不同地区抗震等级的抗震设计来计算其所需要的参数值，严密设计抗震结构。因为这关系到人们的人身安全问题。

3.2从设计原则上提高有效性

1）抗剪措施。合理的建筑框架结构设计是强剪弱弯的，主要作用是防止构件的脆性被破坏，保持其延性。为了确保建筑物的结构在经历罕见地震的过程中其脆性不被破坏而剪切失效，应该在建筑框架结构设计时增加承重构件的抗剪承受力和抗弯能力。因此，在建筑框架结构设计中要符合抗剪受力和抗弯能力的规范要求，加强抗剪构造和验算框架梁。

2）强柱弱梁的措施。强柱弱梁是建筑框架结构设计的重要原则之一，主要是为了确保梁和柱的延性，在罕见地震突然来袭时，这种设计可以保证柱端处于非弹性使梁端形成塑性铰。因此，在我国建筑设计规范允许的范围之内，尽可能把柱截面的尺寸做的更大些，让梁线刚度与柱线刚度的比值控制在1之内，同时控制柱轴压比符合规范要求，加强延性。为了避免在经历罕见地震时梁端处于弹性状态，不得把梁端的纵向受拉的配筋设计得太高，使塑性铰出现或者移到立柱上去。

3）结构设计的措施

a.对大跨度柱网的建筑框架结构设计应该对柱箍筋的全长进行加密，避免因为楼梯平台梁与在楼梯间处的框架柱相连接，使得楼梯间处的柱有成为短柱的可能。因此，在设计中应该注意对柱的特殊改造。b.应当重视使外框架有成为短柱的可能，因为在框架结构外立面为带形窗的设计时连续的窗必须超过梁，让外框架柱有成为短柱的可能，应当引起重视。c.我们都很明确建筑物的裂缝给居民带来的不便和损害，一般情况下在设计中是不得出现裂缝的。但是意外出现时，可以运用混凝土来补偿浇筑。在屋面适当地设计后浇带，可以通过密而细的配筋来加强后浇带使其更加稳固。d.如果改变框架设计的消耗能量的形式，即从轴变向弯曲的方向发展，增加赘余的配件。由于赘余的配件在外力的作用下会失去原来效果，在较大地震来临时，不仅仅可以利用这些赘余的配件弯曲来抵抗外来能量，还可以减少地震带来的建筑物共振效应，稳固建筑物。

3.3从基础面积和宽度的计算上提高有效性

建筑框架结构设计过程中其有效性比较低或者建筑设计不合理的一个重要原因是，在计算其基础面积或者宽度的时候，经常不够明确梁和柱的作用效应或者考虑问题不够全面详细，导致基础面积或宽度浪费或者不足。当有较大的力量作用在墙上的时候，虽然墙体可以把这种力量向地基扩散，但是这样的缺点是基底的反作用力量不平衡，并且其反力地基的扩散范围是有限的。为了避免出现基础面积和宽度不足或者浪费，在建筑框架结构设计时可以通过计算平均线荷来确定基础所需要的值。因此，通常采用调整计算出的平均线荷来解决基础宽度和宽度不足或者浪费的问题，从而改善其有效性。

3.4从框架柱长度方面提高有效性

在建筑框架结构设计的过程当中，设计者往往会在地基上下一点设计一个连接的梁，这样不仅可以提高建筑框架结构设计的有效性，还可以控制由于不稳定而出现的移动现象。这个起到连接作用的梁通常由两个部分组成，框架柱的长度的参数值由于连接的梁不可能稳固整个建筑框架结构，所以这个取值应当合理，即为基础顶面和连接梁顶面之间的距离。基础顶面和连接梁顶面中较大力可以作为连接梁的设计依据，从而计算框架柱的长度，提高建筑框架结构设计的有效性，促进控制建筑物的稳定性。

4、结语

总之，框架结构设计中出现的易疏忽的问题。在工程设计中对框架结构设计的认识体会，希望能给各位同行在今后的工程设计中有些帮助，以提高工程设计的质量。

参考文献：

[1]GB50010-2002，混凝土结构设计规范[M].中国建筑工业出版社，2012.

[2]GB50007-2002，建筑地基基础设计规范[M].中国建筑工业出版社，2013