浅谈框架结构设计及相关注意问题
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摘要：本文作者结合多年工作经验，就是框架结构设计的概念、原则以及现代框架结构设计中常见的几个问题进行了分析，并提出了相应的解决措施，仅供同行参考研究。
关键词：框架结构；结构设计；常见问题；解决措施中图分类号：TB482.2文献标识码：A
引言
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，相应的建筑框架结构设计问题一直以来都是业内关注的重点。下面本人结合多年工作实际，就框架结构设计中以及现代框架结构设计中常见的问题浅谈几点看法，仅供同行参考研究。
1.1框架结构设计的定义。建筑框架结构设计主要是依据框架设计，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，以及施工图中未画而通过说明来表达的信息。
1.2框架结构设计的主要内容。建筑框架结构设计主要包括以下内容：设计标准（基本风压；抗震设防烈度，设计地震加速度，设计地震分组，抗震等级，安全等级，场地土类别；活荷载值；人防等级）；选择依据；地基情况及承载力；防潮抗渗做法；承重墙墙和后砌填充墙及抗震措施；环境类别,混凝土保护层；材料等级（安全前提下保证经济）；框架梁柱抗震构造措施；基坑回填土；设计软件；施工中的注意事项。以及在施工图中未画出而通过说明来表达的信息。如：正负零以下应采用水泥砂浆，以上采用混合砂浆；选用详图，通用详图或节点。
2 框架结构设计原则
建筑框架结构设计应遵循一定的原则，在设计过程中除应满足“强柱弱梁”、“强剪弱弯”，“强节点强锚固”的基本设计原则外，还应遵循以下几个原则：
2.1刚柔并济原则。合理的建筑结构体系应该是刚柔相济的。结构太刚则变形能力差，强大的破坏力瞬间袭来时，需要承受的力很大，容易造成局部受损最后全部毁坏；而太柔的结构虽然可以很好的消减外力，但容易造成变形过大而无法使用甚至全体倾覆。柔多一点虽然造价便宜但是必然产生变形以适应外力，太柔的结果必然是太大的变形，甚至会导致立足不稳而失去根本。
2.2 多道防线原则。安全的结构体系是层层设防的，灾难来临，所有抵抗外力的结构都在通力合作，前仆后继。这时候，如果把“生存”的希望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。
2.3 抓大放小原则。绝对安全的结构是没有的。简单地说，虽然整个结构体系是由各种构件协调组成一体，但各个构件担任的角色不尽相同，按照其重要性也就有轻重之分。一但不可意料的破坏力量突然袭来，各个构件协作抵抗的目的，就是为了保住最重要的构件免遭摧毁或者至少是最后才遭摧毁，这时候牺牲在所难免，明智之举是要让次要构件先去承担灾难。如果平均用力，可能会“玉石俱焚”，损失则更大！
2.4 打通关节原则。理想的结构体系当然是浑然一体的，也就是没有任何关节的，这样的结构体系使任何外力都能迅速传递和消减。基于这个思路，设计者要做的就是要尽可能地把结构中各种各样的关节“打通”，使力量在关节处畅通无阻。打通关节保持平衡的目的其实就是使其永远处于原始的静态，当力量不能畅通时，构件与构件之间，构件的组成元素与元素之间的静态平衡一但被破坏，结构变成机动，“动”即是死，即为终结。可见设计者是协调者，其任务是让所有互不相关的静态构件相聚之后依然处于静态（也就是使其保持常态），或者是处在相对的静态之中。
3框架结构设计常见的问题及对策
3.1为了满足柱轴压比的要求，同时又要满足控制柱截面的要求，柱子采用较高强度等级的混凝土。而对于以受弯为主的楼层梁板混凝土强度等级却不必过高。在实际工程设计中合适的楼盖混凝土强度等级通常采用 C20～C35。由此可见，高层建筑混凝土框架结构的柱混凝土设计强度高于梁板的设计强度必然存在，而且随着建筑物高度的增大，两者的设计强度差距会越大。目前混凝土的浇筑施工一般都是用商品混凝土泵送工艺，各施工单位通常将竖向构件与水平构件分批集中浇筑。如果要求对其中的梁柱节点进行单独浇筑，那么将导致供应量及浇筑时间不易控制和节点区与梁板之间的分隔难度大。针对这个问题在结构设计中应做的对高层建筑混凝土结构的竖向和水平构件的混凝土强度要进行合理取值；整个工程的竖向构件混凝土强度等级种类不应过多，且与竖向构件截面的变化要错层同步；水平构件的混凝土强度等级取值要符合规范要求，尽可能与竖向构件相匹配，使实际施工简单化，尽量减少梁柱节点单独浇筑混凝土。
3.2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，从而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：在梁或柱中，只会注意到主筋的保护层厚度，然而却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；主梁与次梁交叉处、主梁、次梁和板的钢筋关系处理不到位，造成板负筋保护层厚度不足或构件有效截面高度损失。这些问题直接影响到构件的安全性，设计人员针对保护层的问题应重视。正确处理构件内各类钢筋的相互关系，按钢筋的正确位置确定构件内钢筋的保护层厚度及构件有效截面高度，并进行构件的截面设计。根据规范要求确定梁柱内箍筋的保护层厚度，然后确定箍筋的正确位置，主筋的保护层厚度可采用a+d1（a为箍筋保护层最小厚度，d为箍筋直径），并大于规范规定的最小厚度，以此确定主筋的正确位置；根据各种钢筋的正确位置，确定相关构件的有效截面高度并进行配筋计算，在施工图中标出相关构件中钢筋的位置。
3.3钢筋混凝土框架结构,由于钢筋混凝土的自重较大,作为建筑的底层柱,其所承担的轴向压力会随着建筑高度的增加而不断增加,在层高一定的情况下,为了提高抗震规范对构件的延性要求,就要将轴压比控制在一定范围之内不能过大,这就必然导致柱截面的增大,从而形成短柱、甚至形成剪跨比小于1.5的超短柱。对于大跨度柱网的框架结构，框架柱在楼梯间处与楼梯平台梁相连，使得楼梯间处的柱可能成为短柱，这时就应对柱箍筋全长加密。这一点，在设计中容易被忽视，新抗规明确规定框架结构楼梯间须整体建模，这个问题以后应该会被重视。当框架结构的外立面为条形窗时，因设置连续的窗过梁，使外框架柱可能成为短柱，应注意加强柱的构造措施。
3.4对于框架结构长度略超过规范限值。由于建筑功能需要，不允许留缝，结构设计中经常会遇到这种问题。为了减少有害裂缝(规范规定裂缝宽度小于0．3)，可采用细而密的双向配筋，构造间距宜小于150，建议采用补偿混凝土浇筑，对屋面宜设置后浇带。后浇带处按构造措施宜适当加强。
3.5挑梁宜作成等截面(大挑梁外露者除外)。与挑板不同，挑梁的自重占总荷载的比例很小，作成变截面不能有效减轻自重。变截面挑梁的箍筋，每个都不一样，施工不方便。变截面梁的挠度也大于等截面梁。挑梁端部有次梁时，注意要附加箍筋或吊筋。一般挑梁根部不必附加斜筋，除非受剪承载力不足。对于大挑梁，梁的下部宜配置受压钢筋以减小挠度。挑梁配筋应留有余地。
3.6根据《建筑抗震设计规范》第3[U1].7.1 条规定，非结构构件，包括建筑非结构构件和建筑附属机电设备、自身及其与结构主体的连接，应进行抗震设计。比如框架结构中女儿墙构造柱的设置，尤其注意女儿墙高度大于1.0 m 时，应注意采取结构构造措施，保证女儿墙的稳定。
4结语
总之，本文提出的都是些框架结构设计中容易疏忽的问题。如果处理不好或计算过程中未加考虑不但会导致结构不合理，甚至结构不安全。从事设计的人员在精于结构电算分析的同时，更应注意到以上所提到的在设计过程中碰到的类似问题，使施工图的设计更完善，保证结构的安全、经济、耐久、适应。