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摘要：混凝土框架结构在建筑工程中被普遍运用，提升其稳定性和安全性，对建筑行业的发展有着巨大的促进作用。本文就混凝土框架结构设计过程中设计阶段、常见问题及优化处理进行了简要分析研究，供设计人员参考。
关键词：混凝土；框架结构；优化
1钢筋混凝土框架结构设计概述
钢筋混凝土框架结构是指由梁、柱以钢筋相连接而成，构成承重体系的结构，即由梁和柱组成框架共同抵抗使用过程中出现的水平荷载和竖向荷载，其特点有：自重轻、节省材料、空间布置灵活，且柱子、梁可直接预制，运至现场直接安装即可。
2混凝土框架结构设计过程
结构优化是建筑设计市场竞争日益激烈形成的大势所趋，在满足规范的前提下，充分发挥材料的性能，合理节约造价，又能保证结构安全使用，是结构设计的基本功。
2.1熟悉设计规范
钢筋混凝土框架结构进行设计时，主要遵循的设计依据是国家制定颁布的国家标准，还需要遵循特殊地区的地方标准及设计过程涉及到的相关规范图集等。所以，结构工程师需要对国家标准、地方标准及相关规范图集的内容有深刻的掌握和了解，掌握哪些强条必须遵守，了解哪些指标不能逾越，选择正确的结构参数。
2.2掌握建筑物所处场地信息、环境特点
在结构设计初期，结构工程师应先掌握工程所在地的自然地理条件，如地形地貌、气象、水文地质、地震烈度等，还需要掌握场地的工程地质条件，如地层分布、地基土的力学性质、不良地质等，除此之外，还应了解建筑物所在地建筑材料的构成、货源情况、大致造价及当地习惯做法等，从而提升设计的准确性和精细程度。
2.3确定结构方案
确定结构方案是一个非常重要的设计环节，需对重点问题做好处理。一是，结构形式是否为不规则的问题。建筑设计师为追求造型的独特，为达到吸引眼球的目的，常会设计出各种各样错层、不对称、局部挖空或突出的不规则建筑物，这种别出心裁的设计给结构设计和现场施工带来了极大地困难和障碍。所以，在结构方案的确定上，要针对结构形式不规则的建筑物先进行可行性研究，首先，判断是否能实现，然后，讨论通过什么方法去实现，最后，还要兼顾其安全性和稳定性。二是，做好结构超限问题处理，现阶段建筑物高度上不断突破，超高层建筑不断增多，即增加了抗震设计的难度，也增加了结构设计的困难，所以，就超限结构的问题，要向主管部门提交专项报告，做好审查工作。因此，结构设计者需高度重视结构方案的确定，为建筑物“量身定做”一套科学合理的结构方案。
2.4建立模型及计算
现阶段，结构设计师常用的结构计算软件有：YJK盈建科，gscad广厦结构、pkpm、迈达斯、SAP2000等，这些软件也已经发展的很成熟和智能，被广泛的运用在工业建筑、民用建筑、桥梁领域及岩土领域等，为结构设计师提供得心应手的分析引擎和设计工具。
结构设计师在模型建模和计算中，首先，应确定三维模型与实际建筑物的一致性，才能将建筑物完全通过软件模拟出来；其次，应确保计算参数输入的准确，如荷载、抗震等级、周期等，才能对结构进行有效的分析和计算；最后，分析计算结果并调整模型，一方面是调整超出限值的地方，使计算结果在标准、规范的限值允许范围内，如应力比、配筋面积、位移比等，另一方面是优化模型，调整过于富余的地方，避免造成浪费，做到即满足规范要求，又经济合理为止。
3混凝土框架结构设计优化研究
3.1基础的整体考虑
在混凝土框架结构的设计工作中，结构设计师很容易忽略基础的不均匀沉降、不规则变形对整体结构的影响，稳定的基础是建筑物能正常使用的前提，也是建筑物抗震性能的依托。
由于大部分结构设计软件在计算中，上部结构部分和下部基础部分的计算是分开计算的，没有系统的考虑下部基础的变形对上部结构的影响；还有由于地基构成比较复杂，土层分布的不均匀性，以至于基础计算模型中建立的土层信息不能完全与实际工程中的土层信息完全一致，这样，为基础变形沉降的准确计算又增加了误差；另外，建筑体在遇到一些比较特殊的外部环境影响时，比如地震、台风、大型设备的震动等会造成建筑结构出现突然的变形。因此，为了建筑物的安全性和稳定性，在进行钢筋混凝土结构的设计工作中，结构设计师需要对地勘资料进行有效的分析，要充分考虑地基基础对上部结构的影响，考虑地基基础和首层结构层之间的整体性，通过加强柱子截面或者增加地拉梁等措施，来增加与基础相连接部位的刚度，或者用桩基础或者筏板基础等沉降变形较小的基础形式，进而提高整个建筑工程结构的安全性。
3.2优化框架结构柱
优化框架结构柱设计是提升建筑结构抗震性能的重要举措。根据建筑设计“强柱弱梁、强节点弱杆件”的特点，设计人员可以采取如下几方面措施：其一，设计人员在计算过程中，要考虑楼板对梁的刚度加强作用，梁实际的刚度因楼板协同工作变强了，所以就需要人为的加大柱子的配筋系数，来增大柱的刚度，从而满足“墙柱弱梁”的要求；其二，在调整框架柱配筋时，设计人员要根据框架柱不同方向的计算面积进行准确配筋，实现优化柱配筋；其三，柱可以采用高强度混凝土来满足轴压比的限值，减少截面尺寸，也能有效的防止短柱的形成。
3.3优化钢筋直径及排布
在混凝土结构设计工作中，不能只考虑到钢筋混凝土的保护层厚度和增强混凝土的强度等级，还需要充分考虑到混凝土结构的配筋质量。建筑物在后续的使用过程中出现不良开裂问题是造成建筑质量安全事故的重要影响因素，如果混凝土结构裂缝问题处理不当会直接造成裂缝缝隙不断扩大，雨水会不断顺着裂缝渗入其中，大大降低了整个建筑结构的安全性和稳定性。结合以往建筑结构设计经验，造成裂缝的主要因素是混凝土和钢筋没有充分发挥其抗压和抗拉的作用，为此，设计人员应在绘图过程中优化梁、柱配筋及框架节点配筋，如：选择合适的钢筋搭接方式、选择合理的混凝土结构保护层的厚度、选择恰当的构件截面尺寸、选择合适的钢筋直径和排布方式等，来提高混凝土和钢筋协同工作能力，达到提高建筑混凝土结构的抗开裂性能，加强整体工程结构的安全稳固性。例如，梁柱节点处钢筋过于密集的情况经常发生，造成在施工过程中，振捣棒都无法插入到节点内，严重的影响到结构的安全性，所以，设计人员在满足配筋面积的前提下，可以通过选用大直径钢筋，减少钢筋数量，来增大钢筋间距，以此来优化节点部位的配筋。
3.4优化刚度
在常见的建筑工程设计中，不论是框架混凝土结构设置还是剪力墙设置工作都必须要充分符合结构均匀性与规则性的设计要求。但是在实际的设计工作中，由于建筑师为了突出外立面效果或者内部追求大空间等，造成了结构不规则，刚度分布不均匀等，使得不同部位混凝土框架结构的承重差异较大，直接影响到了整个建筑结构的稳定性。所以，在设计过程中，要根据承载力的不同，优化截面大小，加强应力较大的截面，减小应力较小的地方，避免出现过刚或者过柔的地方，使质心与刚心尽量接近，使侧向刚度和水平承载力沿高度尽量均匀平缓变化。
结束语
在现阶段建筑工程的建设过程中，混凝土框架结构的设计和施工工作受到了人们广泛的关注和重视，结构设计师不但要考虑整个建筑体的安全性和稳定性，同时也要对居住使用者的生命安全负责。所以，在这个原则下，结构设计师应当多积累经验、多研究学习，依据规范进行科学合理的设计，深刻理解结构受力原理、合理的进行结构布局、慎重的选择计算参数、准确的选用荷载、适当的优化构造措施，才能设计出即经济又安全的结构，从而促进建筑工程的有序发展。
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