山东标至信规划建筑设计有限公司 山东省临沂市 276000
摘要：框架结构是一种能够进行规模化施工，成本低，效率高的建筑结构形式，其类型相对较多，在建筑工程中的应用越来越广泛。框架结构所用的材料少，可大幅度减轻建筑的承重，能够对分隔空间进行灵活布置。然而，受到诸多方面因素的影响，使得建筑框架结构设计中常会出现一些问题，致使建筑的整体稳定性和安全性有所下降。为此，必须采取合理可行的优化策略，解决设计中存在的问题。
关键词：框架结构设计；建筑结构设计；应用
1建筑框架结构设计优化的意义
在建筑工程中，框架结构作为一种承重结构体系，它是由梁和柱以刚性的方式连接而成，在框架结构体系当中，梁、柱能够共同抵抗来自于水平方向和竖向的荷载作用力。这种结构的自重相对较轻，材料的使用也比较少，在空间布置上具有一定的灵活性。为满足人们的个性化需要，各种建筑造型随之出现，这些建筑的结构多数都是不规则的样式，如果仍然使用传统的设计方法对此类建筑结构进行设计，可能会引起一些问题，这是因为传统的建筑结构设计理念对安全性方面的考虑较多，并将规范中给出的规定要求作为限值，由此使得设计出来的构件安全系数过高，这样非但对结构的整体效应益处不大，而且还会使建设成本增大，从而导致经济效益降低，各种资源也会随之浪费，过多建材的使用对环境造成了污染和破坏，与节能环保的理念相背离。近年来，随着我国城市化进程的不断加快，推动了建筑业的发展，建筑能耗随之剧增，通过建筑结构优化设计，能在一定程度上使建筑的能耗问题得到解决。结构优化设计同样需要以相关的设计规范作为依据，其理论基础也与传统的结构设计相同，但传统的结构设计并没有明确的衡量标准，这是与优化设计之间最大的差别。故此，建筑结构优化设计具有重要的现实意义，其能够使结构整体安全性与经济性实现有效结合。
2框架结构的概念和特点
2.1框架结构的概念
在建筑结构中，框架结构主要是以梁和柱的刚接或者铰接来实现建筑物承重结构连成的。因此，梁和柱组成的框架结构能够共同地域水平荷载和竖向荷载，而建筑墙体只是用于实现围墙墙体分割的作用。
2.2框架结构的特点
由于框架结构具备造价低廉，使用性能灵活、减轻建筑物自重、提高建筑工程质量等特点，因此，受到了各行各业的关注。同时，框架结构的梁、柱等构建还有利于实现标准化、定型化等设计，有利于缩短建筑工程的施工工期，能够运用现浇混凝土框架技术满足建筑结构的刚性需求和整体性需求，满足梁、柱等截面的多样化设计，有利于实现建筑物空间结构的合理布置。
3建筑框架结构设计过程中存在的问题
3.1框架结构设计中的计算模型问题
框架结构设计过程中会使用到很多力学计算公式。因此，在计算建筑结构的条形基础时，计算的面积往往会存在着一定的误差。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆所以，设计人员需要做好力学模型的计算，认真核实计算结果，保证每个配梁上面都做好了受力部分的分析，只有做好框架结构的空间运算，才能够避免存在着部分梁计算失误的问题，才能够从根本上保证建筑结构的稳定性。
3.2框架梁、柱配筋方面存在的问题
当前很多高层建筑结构都是采用框架结构来进行建筑结构设计的。因此，在设计框架时，需要注意顶层风荷载的大小，保证轴上力的大小和建筑高度之间的正比关系，才能够避免顶柱上存在的偏心力了。因此，在顶层上面，存在着轴向应力，这些应力会造成建筑截面出现重心偏离现象。因此，在设计过程中，需要严格按照相关设计标准来进行梁、柱配筋等计算。
3.3框架结构的抗震性设计问题
由于建筑物对于结构的高度和抗震性有着一定的要求，因此，在设计建筑整体框架结构嵌固端位置时，需要严格控制混凝土的强度问题，才能够保证建筑框架结构的最大承载能力。因此，当前建筑物对于混凝土的强度要求通常为C40左右。
4建筑框架结构设计优化策略
4.1避免过多出现短柱
设计人员在对建筑框架结构进行优化设计的过程中，应对短柱问题予以充分考虑，并采取有效的措施，避免出现短柱，这是因为短柱本身的抗震性能较差，若是在框架结构中出现，容易对结构的整体稳定性和安全性造成影响。在此需要着重阐明的内容是，框架结构设计时，楼梯间中平台梁的存在，可能会导致短柱的出现，这种情况基本无法避免，对此应当严格依据国家现行的抗震设计规范中给出规定进行处理，提升短柱的抗震性能，具体方法有复合螺旋箍筋、分体柱、钢骨混凝土柱及钢管混凝土柱等。同时，当1个楼层中所有的框架柱均为短柱时，且柱与柱之间的刚度较为均匀时，其结构稳定性能够保证，不需要进行特殊处理。
4.2合理设计梁柱中心线
建筑框架结构中，梁、柱的中心线是优化设计的关键环节，对此设计人员应当予以足够的重视。一方面，要确保框架梁及框架柱的中心线设计与现行规范标准的规定要求相符，即梁柱中心应当重合，若是中心线出现偏移，则应考虑偏心对梁柱节点核心区域受力及构造的影响。另一方面，若是偏心距过大，即超过该方向柱宽的1/4时，可采取水平方向加腋等措施进行处理。经过加腋处理后的梁，在对剪压比及受弯承载力进行验算时，应忽略加腋截面所产生的有利影响，以免导致验算结果出现偏差。
4.3短柱处理
在对大跨度柱网的框架结构进行设计时，应充分考虑楼梯间位置处框架柱与平台梁之间的相连问题，如果出现这种情况，可能会使楼梯间位置处的柱形成短柱。对此，设计人员可在具体设计的过程中，对短柱的构造进行处理，具体方式为短柱的箍筋全长加密，从而使框架结构的稳定性获得进一步提升。此外，如果有连续的窗过梁设置，容易使外部框架柱形成短柱的现象，可采取有效的构造措施进行加强。
4.4节点箍筋控制
在对建筑框架结构进行优化设计的过程中，设计人员须严格依据现行规范标准中给出的规定要求，对框架节点箍筋率进行控制，以此来避免不必要的问题发生。同时，要保证底层柱箍筋加密区的范围不超过柱净高度的1/3。
4.5对计算参数进行优选
依据现行抗震设计规范的规定要求，在对建筑框架结构中的相关参数进行计算时，应充分考虑建筑所在位置的地震区划分情况，从而确保基本地震加速度的取值合理可行，由此可提高框架结构的整体抗震性能。当框架结构存在填充墙时，会使结构刚度超过理论计算结果，由此会使计算所得的地震作用效应偏小，框架结构的不稳定性会随之增大。为避免这一问题的发生，设计人员应合理选择结构周期折减系数，按填充墙的性质，该系数的取值范围在0.7~0.9。在框架结构优化设计中，应对可变荷载最不利的布置问题予以充分考虑，以此来避免计算结果出现过大的偏差。同时，在框架结构计算时，会使用到梁刚度放大系数，为提高结构的安全性，应对该系数进行合理选择，中梁可取2.0，边梁则应取1.5。
5结论
在建设工程中，由于框架结构设计具备难度大、设计复杂等特点，所以，设计人员需要做好框架结构和建筑工程结构的设计，严格控制钢筋梁、柱的施工质量，并做好混凝土配比的把控，避免出现混凝土裂缝等现象，导致建筑物的整体质量受到影响。所以，设计人员需要不断提升自己的专业知识技术，端正工作态度，才能够发挥出框架结构设计的最大价值。
参考文献：
[1]严晓红.建筑框架结构设计存在问题及对策[J].现代物业（中旬刊），2018（12）：84.
[2]陈同舟.建筑结构设计中框架结构设计的应用[J].低碳世界，2018（12）：189-190.
[3]张世君.建筑钢结构设计与安装研究[J].绿色环保建材，2018（11）：68+70.
[4]李超，付成林.关于房屋结构设计的建筑结构设计优化[J].居舍，2018（31）：108.
论文作者:郝静,杨建建
论文发表刊物:《防护工程》2019年第6期
论文发表时间:2019/6/21
标签：框架结构论文; 建筑论文; 结构设计论文; 框架论文; 建筑结构论文; 结构论文; 设计人员论文; 《防护工程》2019年第6期论文;