探讨建筑框架结构的设计
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摘要：建筑框架结构是目前我国应用最广泛的结构形式之一, 其中技术措施也相当的多, 文章着重阐述框架结构设计的原则以及建筑框架结构设计全过程的要点，以便于在结构设计中快速应用。
关键词：建筑；框架结构；原则；要点
中图分类号：TS958文献标识码： A
优化设计主要在于优化结构设计。框架结构是现在建筑工程最为典型的一种结构，在建筑设计中得到广泛的使用，具有抗震性好、抗风性强的优点。同时钢筋混凝土框架体系能够灵活的进行平面布置，对建筑设置大房间比较适合，普遍应用于工业建筑和民用建筑之中。
1.框架结构要遵循的设计原则
1.1 结构的规则性
规则性就是指框架结构的设计方案必须是简单明了的，可以直接看出结构的传力路径， 并在电算中将其调整至控制参数范围内，使模型调整不至于浪费大量的时间。
1.2 结构的整体性
整体性是结构抵御外来力量的整体协同的能力，性能的好坏将直接影响着构件，整体性极佳的建筑可以将外力传送到不同的抗侧力构件上，使各侧力构件保持着良好的承载力。如果结构抗侧力构件的布置不均匀或是较为复杂， 抗侧力构建就会失去协调能力，在这种情况下，需要有刚度极强的楼盖来协同测力构建低于外来压力。在平面内，楼盖是具有较强的刚度的不仅能够承受外来的压力，也可以是其与抗侧力构建构件更好的连接在一起。基础的整体性也会与上部结构有效的连接，在整体性连接中也是必不可少的一面。
1.3 结构的对称性
体整平面布置的规则及对称性要依赖于全框架结构规则性，规则性必须具备家教好的整体性。在建筑中，建筑物的立面和竖向剖面必须符合规则性，结构的侧向刚度也必须有规则变化，竖向抗侧力构建的截面尺寸和裁量强度宜自下而上逐渐减小。尽量避免侧力结构的侧向刚度和承载力突变,出现薄弱层现象。
1.4 结构的抗震能力
在设计建筑时，要考虑到当地对地震的抵抗能力，重要的建筑物必须将防震等级提高。在结构布置时，要采取一定的措施来抵御地震能力。而在抗震设计中，必须要满足两个轴的方向，就是，满足其结构方向有就可以抵抗来袭的地震力足够的刚度和抗侧力构件。此外，结构的抗扭刚度也要与相关的规定达成一致。
2 框架结构设计全过程的要点
2.1主体结构设计
主要是设计依据，抗震等级，人防等级，地基情况及承载力，防潮抗渗做法，活荷载值，材料等级，施工中的注意事项，选用详图，通用详图或节点，以及在施工图中未画出而通过说明来表达的信息。
2.2各层的结构布置图
包括：现浇板的配筋，板厚一般取120、140、160、180 四种尺寸或120、150、180 三种尺寸。尽量用二级钢包括直径φ10的二级钢，直径≥12 的受力钢筋，除吊钩外，不得采用一级钢。钢筋宜大直径大间距，但间距不大于200，间距尽量用200。（一般跨度小于6.6 米的板的裂缝均可满足要求）跨度小于2米的板上部钢筋不必断开，钢筋也可不画，仅说明钢筋为双向双排φ8@200。板上下钢筋间距宜相等，直径可不同，但钢筋直径类型也不宜过多。顶层及考虑抗裂时板上筋可不断，或50%连通，较大处附加钢筋，拉通筋均应按受拉搭接钢筋。板配筋相同时，仅标出板号即可。一般可将板的下部筋相同和部分上部筋相同的板编为一个板号，将不相同的上部筋画在图上。当板的形状不同但配筋相同时也可编为一个板号。应全楼统一编号。
2.3 基础平面图及详图。
可用JCCAD 软件自动生成基础布置和基础详图。
2.3.1 在柱下扩展基础宽度较宽(大于4 米)或地基不均匀及地基较软时宜采用柱下条基。并应考虑节点处基础底面积双向重复使用的不利因素, 适当加宽基础。混凝土基础下应做垫层。
2.3.2地下室底板, 当地基承载力满足设计要求时, 可不再外伸以利于防水。每隔30~40 米设一后浇带, 并注明两个月后用微膨胀混凝土浇注。设置地下室可降低地基的附加应力, 提高地基的承载力(尤其是在周围有建筑时有用), 减少地震作用对上部结构的影响。不应设局部地下室, 且地下室应有相同的埋深。
2.3.3抗震缝、伸缩缝在地面以下可不设缝, 连接处应加强。但沉降缝两侧墙体基础一定要分开。
2.3.4新建建筑物基础不宜深于周围已有基础。如深于原有基础, 其基础间的净距应不少于基础之间的高差的1.5 至2倍, 否则应打抗滑移桩, 防止原有建筑的破坏。
2.3.5独立基础偏心不能过大, 必要时可与相近的柱做成柱下条基。柱下条形基础的底板偏心不能过大, 基础底板可做成梯形或台阶形, 或调整挑梁两端的出挑长度。独立基础是介于钢筋混凝土和素混凝土之间的结构。面积不大的独立基础宜采用锥型基础, 方便施工。独立基础的拉梁宜通长配筋, 其下应垫焦碴。拉梁顶标高宜较高, 否则底层墙体过高。
2.3.6底层内隔墙一般不用做基础, 可将地面的混凝土垫层局部加厚。
2.3.7考虑到一般建筑沉降为锅底形、结构的整体弯曲和上部结构和基础的协同作用, 顶、底板钢筋应拉通(多层的负筋可截断1/2 或1/3), 且纵向基础梁的底筋也应拉通。
2.4设计时梁应注意的问题
2.4.1梁上有次梁处（包括挑梁端部）应附加箍筋和吊筋，宜优先采用附加箍筋。梁上小柱和水箱下，架在板上的梁，不必加附加筋。可在结构设计总说明处画一节点，有次梁处两侧各加三根主梁箍筋，荷载较大处详施工图。
2.4.2当外部梁跨度相差不大时，梁高宜等高，尤其是外部的框架梁。当梁底距外窗顶尺寸
较小时，宜加大梁高做至窗顶。外部框架梁尽量做成外皮与柱外皮齐平。梁也可偏出柱边一较小尺寸。梁与柱的偏心可大于1/4 柱宽，并宜小于1/3 柱宽。
2.4.3 折梁阴角在下时纵筋应断开，并锚入受压区内La，还应加附加箍筋。
2.4.4 梁上有次梁时，应避免次梁搭接在主梁的支座附近，否则应考虑由次梁引起的主梁抗扭，或增加构造抗扭纵筋和箍筋。（此条是从弹性计算角度出发）当采用现浇板时，抗扭问题并不严重。原则上梁纵筋宜小直径小间距，有利于抗裂，但应注意钢筋间距要满足要求，并与梁的断面相应。箍筋按规定在梁端头加密。布筋时应将纵筋等距，箍筋肢距可不等。小断面的连续梁或框架梁，上、下部纵筋均应采用同直径的，尽量不在支座搭接。
2.4.5 端部与框架梁相交或弹性支承在墙体上的次梁，梁端支座可按简支考虑，但梁端箍筋应加密。
2.4.6考虑抗扭的梁，纵筋间距不应大于300和梁宽，即要求加腰筋，并且纵筋和腰筋锚入支座内，箍筋要求同抗震设防时的要求。
2.4.7梁净高大于500 时，宜加腰筋，间距200，否则易出现垂直裂缝。如果挑梁出挑长度小于梁高时，应按牛腿计算或按深梁构造配筋。
2.5 设计时应该注意柱的问题
如果地上为圆柱时，就应该把地下的柱改成方柱，这样有利于施工。圆柱纵筋必须使用螺旋箍并在端部注明水平段。方柱要用井字箍，并且按照规范对其进行加密。在柱子内埋管时要注意只有在梁的纵筋锚入柱内，才可以埋较粗的管。要想满足柱的轴压比，就必须采用高强度的混凝土，使断面的尺寸减少。异型结构的同一排的梁纵筋根数不应过多，柱端部的纵筋也不应该过密，反之，将会造成混凝土浇筑困难。要注意的是异形柱的刚度与矩形柱，不能相邻，也不能使差距较大。还要避免短柱存在，并将短柱的纵筋长度控制在一定的范围内。
3 结 语
从框架结构设计的原则出发，对框架结构的中的力学问题进行分析并阐述相应的解决方法，对于在框架结构设计中所易疏忽的问题，我们要不断更新，从而使框架结构布置优化。确保建筑安全性，促进我国建筑设计的发展。