建筑框架结构设计原则
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摘要：建筑结构设计作为建筑工程项目建设的主要依据，在目前的框架结构设计中，尤其在设计施工过程中应针对实际情况制定科学合理的设计方案，切实按规范的要求精心设计，认真对待每一个环节，并且积极采取先进科学的设计施工工艺，从概念设计到结构计算以及构造措施等各个方面保证结构的安全可靠和经济合理。
关键词： 框架结构结构设计 设计原则 设计措施
中图分类号：S611文献标识码： A
前言：框架结构是由横梁和立柱组成的杆件体系，节点全部或大部分为刚性连接。框架结构是最常见的竖向承重结构，具有以下优点：结构轻巧，整体性比砖混结构和内框架承重结构好，可形成大的使用空间。由于框架结构多是由梁柱结构组成的，这种结构体系中对于建筑工程整体性和结构抗风性能有着极为良好的作用与优势，因此就需要我们在框架结构设计中对其进行深入全面的分析，从而确保工程质量的顺利持续进行。
一、框架结构设计
1.1无地下室的多层框架房屋
随着近年来社会生产技术的飞速发展，高层建筑结构在目前的社会发展中应用范围越来越广泛，其设计过程中对基坑设计与工程质量设计都提出了新的标准与要求。在当前的建筑工程项目中，建筑结构的设计是工程项目的重点。其中基础工程的埋置深浅对于整个工程项目而言都有着极为关键的作用与效果。在设计中，建筑结构设计是通过以现有的工程实际情况、安全等级以及设计标准为基础进行设计的。随着近年来框架建筑结构应用的不断增多，多层房屋建设中对于梁柱多以刚接和框架结构为主，其在底层设计中是需要结合楼板楼盖为主的设计模式，这种设计工作通常都是一种综合性的设计。
在设计的过程中，对于一些基础埋置较浅的房屋设计，为了增加和提高房屋的整体性和安全性，通常都是以周边基础梁为主的一种设计模式。一般来说，在这种设计工作中都是以基础设计为主，以装配式施工模式作为主要的设计标准和工作管理方式，从而为设计工作的顺利进行提供科学的理论依据。同时在设计工作中，对于周边的基础连系梁还需要进行稳定性检测，确保设计标准和设计力度能够满足现代化社会的发展要求，更要确保梁体结构在工作中能够发挥其应有的优势。
1.2带有地下室的框架结构设计
对于带地下室的多层框架结构，合理确定上部结构的嵌固位置是一个关键问题。地下室结构或采用箱型基础时，可将地下室顶作为框架上部结构的嵌固位置，在利用PKPM软件进行设计时，楼层总数仅输入地下室以上的实际层数，底层的层高H取实际层高。地下室结构或者采用筏板式基础时，嵌固位置最好取在基础顶面。此时，利用电算进行楼层组合时，总层数应为实际的楼层数加上地下室的层数。
二、框架结构设计原则与相关措施
在目前的建筑工程项目中，框架结构是一种最为常见的建筑结构体系，其在施工设计的过程中是全凭梁柱结构共同构成的一种综合性承重体系，这种承重体系是利用梁柱结构的系统性和共同性来抵抗相关的水平荷载与竖向荷载的一种工作模式。在这种工作模式中。这种框架结构体系的应用给建筑结构的施工与建设提供了良好的理论依据，也为工程建设事业的顺利发展指明了新的道路和发展方向。
2.1设计原则
在设计的过程中，抗震原则是框架结构设计的首要原则，这也可以说是目前各类工程项目中都必须面临和应对的一种热点话题。尤其是自汶川地震以来，地震造成的社会影响与人员伤亡触目惊心，使得社会各界人士在工程建设中对于房屋抗震设计都提出了新的要求。因此来说，在目前的设计工作中，做好相关的抗震设计就十分必要，这对于确保建筑结构整体安全性十分有效。同时对于雨棚在设计中，需要进行系统全面的处理与总结，要能够确保各种工程项目在设计工作中都能够发挥出其应有效能。
2.2设计措施
(1) 基础宽度和面积的计算
在计算基础宽度和面积时，往往由于力学模型不明确或考虑问题不周详，导致基础宽度或面积不足。如墙体上作用有较大集中力的情况，当墙体上有较大的集中力作用时，通过墙体和基础可将集中力向地基扩散，但这种扩散是有一定范围的，且基底土反力并不均匀分布。若设计时用该集中力除以墙段长度得到的平均线荷来确定基础宽度，则导致局部基础宽度不足。因此，必须加大基础宽度以满足地基承载力的要求。通常采用局部调整系数调整基础宽度的方法解决此类问题。目前常用的框架结构空间分析计算软件都是以整幢楼的梁、柱整体参加工作进行计算分析的，对部分梁而言，尽管相交梁截面尺寸不同，相互之间却不存在主、次梁关系，设计人员在绘制施工图时，应注意配筋形式与受力分析相匹配。同时建筑师要求结构工程师在当前施工和设计中将这个模式和分析情况作为综合的设计心理和设计模式进行管理与控制。结合当前社会发展措施对框架结构进行严格分析，异性框架加工形式已成为当前建筑结构设计中广受人们欢迎的形式之一。
(2) 钢筋混凝土保护层厚度的取值
混凝土保护层的作用是保护钢筋不发生锈蚀，并保证钢筋的粘结锚固性能，直接影响构件的耐久性和钢筋的受力性能，但由于设计人员的不重视，常会出现以下问题：①梁或柱中，只注意到主筋的保护层厚度，而忽略了箍筋的保护层厚度，造成箍筋外露或保护层厚度不足；②主梁与次梁交叉处、主梁、次梁和板的钢筋关系处理不明确，造成板负筋保护层厚度不足或构件有效截面高度损失，直接影响到构件的安全性；③地上部分与地下部分的柱子因所处的环境条件不同，根据规范要求，应采取不同的保护层厚度。
(3) 在框架结构设计中，注意纵向框架设计
现行建筑抗震设计规范要求水平地震作用应按两个主轴方向分别计算，各方面的地震和用应由该方向的抗侧力构件来承担。说是说，在框架结构设计中，纵向框架与横向框架有同等的重要性。一些结构设计者对于非抗震设计，而纵向地按普通的连续梁进行设计，梁柱的节点和框架中的纵筋、箍筋的配置无法符合框架的构造要求。由于没有考虑地震的纵向作用，在实际设计中经常出现梁的支座负筋，跨中纵筋及箍筋的配筋置均不足的现象。
三、框架柱配筋的调整
框架柱的配筋率一般都很低，有时电算结果为构造配筋，但是实际工程中均不会按此配筋。因为在地震作用下的框架柱，尤其是角柱，所受的扭转剪力最大，同时又受双向弯矩作用，而横梁的约束又较小，工作状态下又处于双向偏心受压状态，所以其震害重于内柱，对于质量分布不均匀的框架尤为明显。
因此应选择最不利的方向进行框架计算，另外也可分别从纵、横两个方向计算后比较同一侧面的配筋，取其较大值，并采用对称配筋的原则。为了满足框架柱在多种内力组合作用下其强度要求，在配筋计算时应注意以下问题:
（1）角柱、边柱及抗震墙端柱在地震作用组合下会产生偏心受拉时，其柱内纵筋总截面面积应比计算值增大25%；
（2）框架柱的配筋可放大1.2～1.6倍，其中角柱1.4倍，边柱1.3倍，中柱1.2倍；
（3）框架柱的箍筋形式应选用菱形或井字形，以增强箍筋对混凝土的约束；
（4）对于二、三级框架的底层柱底和底部加强部位纵筋宜采用焊接，且当柱纵向钢筋的总配筋率超过3%时，箍筋的直径不应小于Φ8，并应焊接。
另外多层框架电算时常不考虑温度应力和基础的不均匀沉降，当多层框架水平尺寸和垂直尺寸较大以及地基软弱土层较厚或地基土质不均匀时，可以适当放大框架柱的配筋，且宜在纵、横两个方向设置基础梁，其配筋不宜按构造设置，应按框架梁进行设计，并按规范《混凝土结构设计规范GB50010-2002》要求设置箍筋加密区。
结束语：
框架结构是当前设计过程中的关键所在，随着设计质量要求为当前建筑工程的应用奠定基础。一旦处理不好或计算过程中考虑不周便会导致结构不合理，甚至会导致结构出现不安全隐患。因此设计人员在工程设计中，要合理的利用各种设计方案进行综合分析，使设计更完善，保证结构的安全。