吕敏浙江宸泰建筑设计研究院有限公司 310006
摘要：随着经济发展，我国的高层建筑数量必然会继续上升，但从建筑质量安全的角度来讲还需要引起重视。在高层建筑结构设计中要牢牢把握新时代的发展趋势以及结构设计的新规范，做出合理的方案选择，提高实际建筑的安全性能。建筑框架结构设计是结构设计中较为基础的设计．也是建筑结构设计中较为重要的一种形式。本文作者对框架结构设计及问题处理措施进行了分析。供同行参考与借鉴。
关键词：框架结构设计；原则；问题
1.建筑框架结构的概念框架结构住宅是指以钢筋混凝土浇捣成承重梁柱，再用预制的加气混凝土、膨胀珍珠岩、浮石、蛭石、煤矸石、陶烂等轻质板材或空心砌块隔墙分户装配成而的住宅。适合大规模工业化施工，效率较高，工程质量较好。框架结构由梁、柱构成，构件截面较小，因此框架结构的承载力和刚度都较低，它的受力特点类似于竖向悬臂剪切梁，楼层越高，水平位移越慢，高层框架在纵横两个方向都承受很大的水平力，这时，现浇楼面也作为梁共同工作的构件，装配整体式楼面的作用则不考虑，框架结构的墙体是填充墙，起围护和分隔作用，框架结构的特点是能为建筑提供灵活的使用空间，抗震性能好。
2.框架结构设计中所要遵循的原则2.1 刚度适中的原则合理的体系应该是刚柔相济的，建筑结构刚度太大，则它的变形能力会很差，如果瞬间强大破坏力来袭时，就要承受很大的力，这样很容易出现建筑局部的破坏，最后导致建筑全部毁坏。建筑结构太柔也不好，虽然它可以有效地消减外力的作用，但是很容易造成建筑因为变形过大而无法使用，甚至出现建筑倾覆。因此，框架结构应设计成双向梁柱抗侧力体系。
主体结构除个别部位外，不应采用铰接。甲、乙类建筑以及高度大于24 米的丙类建筑，不应采用单跨框架结构，高度不大于24 米的丙类建筑不宜采用单跨框架结构。以增大结构的刚度和整体性。
2.2 合理传力途径原则结构的传力途径要力求简单、合理。能够有效承担竖向荷载和水平荷载。结构构件受力明确，传力简单，避免扭转。结构平面布置宜简单、规则、均匀、对称。减少过大内收和外凸，减少凹角处应力集中。质心与刚心相接近，减少扭转影响。侧向刚度沿竖向均匀变化，框架截面尺寸和材料强度自下向上逐渐减小，避免抗侧刚度和承载力突变。
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。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆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。
3.3 关于强柱弱梁节点这是为了实现在罕遇地震作用下，让梁端形成塑形铰，柱端处于非弹性工作状态，而没有屈服，但节点还处于弹性工作阶段。强柱弱梁措施的强弱，也就是相对于梁端截面实际抗弯能力而言柱端截面抗弯能力增强幅度的大小，是决定由强震引起柱端截面屈服后塑性转动能否不超过其塑性转动能力，而且不致形成“层侧移机构”，从而使柱不被压溃的关键控制措施。柱强于梁的幅度大小取决于梁端纵筋不可避免的构造超配程度的大小，以及结构在梁、柱端塑性铰逐步形成过程中的塑性内力重分布和动力特征的相应变化。因此，当建筑许可时，尽可能将柱的截面尺寸做得大些，使柱的线刚度与梁的线刚度的比值尽可能大于1，并控制柱的轴压比满足规范要求，以增加延性。验算截面承载力时，人为地将柱的设计弯距按强柱弱梁原则调整放大，加强柱的配筋构造。梁端纵向受拉钢筋的配筋不得过高，以免在罕遇地震中进入屈服阶段不能形成塑性铰或塑性铰转移到立柱上。注意节点构造，让塑性铰向梁跨内移。
3.4 框架节点核芯区箍筋配置应满足要求对于规范中规定的框架柱箍筋加密区的箍筋最小体积配箍率的要求，绝大部分设计人员都能给予足够的重视，但对于《建筑抗震设计规范》（GB50011 2010）中规定的“一、二、三级框架节点核芯区配箍特征值分别不宜小于0.12、0.10、0.08 且体积配箍率分别不宜小于0.6％、0.5％，0.4％。”设计中经常被忽视，尤其是柱轴压比不大时，常常不满足要求。
这一规定是保证节点核芯区延性的重要构造措施，应严格遵守。
3.5 加强短柱的构造措施在工程施工过程中顶棚可能要吊顶或其它装修，甲方为了节约开支。
往往要求柱间填充墙不到顶或者是在墙上任意开门窗洞12I，这样往往会造成短柱，由于短柱刚度大，吸收地震作用使其受剪，当混凝土抗剪强度不足时，则产生交叉裂缝及脆性错断，从而引起建筑物或构筑物的破坏甚至倒塌，所以在设计中应采取如下措施：1）尽量减弱短柱的楼层约束，如降低相连梁的高度、梁与柱采用铰接等；2）增加箍筋的配置，在短柱范围内箍筋的间距不应大于l00mm，柱的纵向钢筋间距≤150mm；3）采用良好的箍筋类型，如螺旋箍筋、复合螺旋箍筋、双螺旋箍筋等。
3.6 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。
3.7 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.结语随着我国经济的发展，人民生活水平进一步提高，用户对住宅的功能提出更高的要求。因此对于框架结构设计提出了更加严格的要求。这就要求我们熟练地掌握规范，并具有良好的结构概念，这样才能完成一个个优良工程。工程设计人员要不断革新自我的设计意识和理念，用认真负责的态度进行建筑结构设计，结合自身工作经验，明确高层建筑结构设计的需求，设计出安全、出色，具有优秀品质的高层建筑。
参考文献：[1]GB50010―2010，混凝土结构设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2010[2]张敬书.钢筋混凝土悬臂梁构造的若干问题.建筑结构.中国建筑技术研究院.2001.3[3]陈翠荣．框架结构设计中应注意的几个问题[J]．山西建筑，2007。
33（4）：58-59.
论文作者:吕敏
论文发表刊物:《基层建设》2015年5期供稿
论文发表时间:2015/9/28
标签：结构设计论文; 建筑论文; 框架论文; 刚度论文; 框架结构论文; 塑性论文; 截面论文; 《基层建设》2015年5期供稿论文;