张占伟
天津德思工程设计有限公司， 天津301700
摘要：框架结构是目前建筑工程中最常用到的一种结构形式，其具有以下优点：1.空间分隔灵活，自重轻，节省材料。2.可以较灵活地配合建筑平面布置。3.框架结构的梁、柱构件易于标准化、定型化，便于采用装配整体式结构，以缩短施工工期。4.采用现浇混凝土框架时，结构的整体性、刚度较好，能达到较好的抗震效果。目前框架结构多用于办公写字楼、工业厂房等建筑。同时，框架结构也存在诸多不足之处，如：框架节点应力集中显著。框架结构的侧向刚度小，属柔性结构框架。在强烈地震作用下，结构所产生水平位移较大，抗震性能劣于剪力墙结构。对此，设计及施工单位要紧跟建筑行业的发展步伐，勇于创新与探索，让框架结构存在的问题得以完美解决，进而为建筑行业的可持续发展提供保障。
关键词：框架结构设计；建筑结构设计；应用
1导言
随着社会经济的快速发展与城市化进程的不断推进，我国建筑工程建设规模不断扩大，在现代建筑建设中，框架结构得到了广泛应用。
2框架结构设计特点
框架结构承受的作用包括竖向荷载、水平荷载和地震作用。竖向荷载包括结构自重及楼(屋)面活荷载，一般为分布荷载，有时有集中荷载；水平荷载为风荷载；地震作用主要是水平地震作用。框架结构是一个空间结构体系，沿房屋的长向和短向可分别视为纵向框架和横向框架。纵、横向框架分别承受纵向和横向水平荷载。而竖向荷载传递路线则根据楼(屋)盖布置方式而不同，现浇平板楼(屋)盖主要向距离较近的梁上传递，预制板楼盖传至支承板的梁上。
在多层框架结构中，影响结构内力的主要是竖向荷载，而结构变形则主要考虑梁在竖向荷载作用下的挠度，一般不必考虑结构侧移对建筑物的使用功能和结构可靠性的影响。随着房屋高度增大，增加最快的是结构位移，弯矩次之。
在高层框架结构中，竖向荷载的作用与多层建筑相似，柱内轴力随层数增加而增加，而水平荷载的内力和位移则将成为控制因素。同时，多层建筑中的柱以轴力为主，而高层框架中的柱受到压、弯、剪的复合作用，其破坏形态更为复杂。框架结构在水平荷载作用下的受力变形特点。其侧移由两部分组成:第一部分侧移由柱和梁的弯曲变形产生。柱和梁都有反弯点，形成侧向变形。框架下部的梁、柱内力大，层间变形也大，越到上部层间变形越小。第二部分侧移由柱的轴向变形产生。在水平力作用下，柱的拉伸和压缩使结构出现侧移。这种侧移在上部各层较大，越到底部层间变形越小。在两部分侧移中第一部分侧移是主要的，随着建筑高度加大，第二部分变形比例逐渐加大。结构过大的侧向变形不仅会使人不舒服，影响使用；会使填充墙或建筑装修出现裂缝或损坏；还会使主体结构出现裂缝、损坏，甚至倒塌。
因此，高层建筑不仅需要较大的承载能力，而且需要较大的刚度。框架抗侧刚度主要取决于梁、柱的截面尺寸。通常梁、柱截面惯性矩小，侧向变形较大，所以称框架结构为柔性结构。虽然通过合理设计，可以使钢筋混凝土框架获得良好的延性，但由于框架结构层间变形较大，在地震区，高层框架结构容易引起非结构构件的破坏。这是框架结构的主要缺点，也因此限制了框架结构的使用高度。
3框架结构设计的基本原则
在进行框架结构设计时，要遵循好以下三个原则：
3.1刚柔适度原则
如果建筑工程框架结构的刚度过大，那么其柔韧度就会受到影响；反之，如果柔韧度过大时，建筑工程的框架就会容易发生变形。对此，设计人员要严格确保刚柔设计的科学性与合理性，避免其因设计不合理，使建筑质量受到影响。
3.2主次分明原则
在建筑工程的整体框架中，不同的构件多表现出的作用也存有差异，对此，设计人员要深入分析设计重点，并遵照主次分明原则，在保证整体结构具有统一性与协调性的基础上，来提升其应对外力的抵抗能力。例如，在进行建筑工程的梁柱设计时，由于柱所承受的荷载要远远大于梁，因此，设计师要对强柱弱梁的相关要求进行重点分析。
3.3多道防线原则
在进行框架结构设计时，设计人员要将稳定与安全放在第一位，并且还要遵照“强柱弱梁”、“强剪弱弯”、“强节点弱构件”等原则来完成设计。首先，要确保建筑工程能够顺利进行使用，并且还要确保其整体的使用寿命；其次，在抵抗外力破坏的基础上，来最大限度的提升建筑结构的安全性，让建筑结构的外在抵抗能力得到最大发挥。因此，在进行实际设计时，不仅要在建筑内容上设防，还需要将框架结构的设计理念与抵抗能力进行有机的结合。
4框架结构设计在建筑结构设计中的应用现状
建筑工程行业在发展的过程中，市场竞争压力也随之提升。其中在实际发展中项目开发进度是影响企业对外竞争能力的要素，而影响其稳定推进的工程设计作业，则引起了广泛的关注。其中在建筑工程设计中，框架结构设计为常用的一种结构设计技术，其在工程结构设计中的应用，整体的应用质量较为良好，为开发企业的项目开发进度合理推进、项目综合开发成本的控制、实际收益的提升发挥了重要的作用。因此，从市场反馈以及技术应用的现状方面分析框架结构设计在建筑结构设计中的应用，发现整体的应用质量较为良好，同时在实际应用中也获得了广泛的认可。
5框架结构设计在建筑结构设计中的应用
本篇文章将某高层建筑作为主要研究对象，建筑的总体高度达到了60米，其中地上建筑有16层，地下建筑一层。本工程采用筏板基础，在进行地下建筑的顶板施工时，主要采用的是预应力张拉技术。
5.1边柱节点设计
随着城镇化建设的不断加快，不论是民用建筑还是工用建筑，大部分都是以高层或多层的形式出现，也正是因为建筑工程高度的增多，才使得建筑工程的内部结构压力逐步增加。边柱节点的设计在建筑工程的框架结构设计中始终都属于比较繁杂的一项设计工作，尤其是对高层建筑的框架结构中顶层风荷载力的设计。在大多数的高层建筑的最顶端，都会出现房柱偏离中心的现象，从而致使高层建筑的最顶层的边柱节点偏离中心只有0.5倍的柱截面高度。一旦出现此类问题，相关人员就需要结合着建筑工程的实际情况进行整改。通常情况下，在高层建筑的顶层框架中，必须要有两根以上的柱与梁，并且要求柱的宽度要远超于梁的宽度。对此，框架结构的设计人员在进行实际的建筑框架设计时，要将主钢筋塞入到建筑内部的边柱柱角中，另外，还需要结合着建筑工程的施工情况进行整改与完善，值得注意的是，一定要切合实际。
5.2加强抗震设计
从框架结构受力特性的角度来分析，加强抗震设计作业的实施，对于工程的施工质量提升意义重大。其中在建筑设计中应用框架结构设计、抗震设计，可通过多种举措进行落实：外部抗震装置的安装设计，如应用钢阻尼器，通过钢阻尼器的安装应用，提升框架结构的抗震性能；外部加固设施，通过外部固定装置，如安装应用固定杆装置等装置，提升建筑结构的受力性能以及抗震效果。以此合理提升建筑结构的抗震性能，同时达到提升工程结构安全性的目的。
5.3优化中板结构设计
从框架结构设计组成要素的角度来分析，梁板结构的设计对于工程结构设计质量以及结构安全性造成了较大影响。因此，在具体的结构设计中，落实梁板结构的优化设计，对于框架结构设计质量的提升效果显著。其中在具体的设计作业实施中， 对于梁板结构的设计优化，设计单位可从梁板的规格尺寸控制、跨度控制、梁板中钢筋位置的优化分布方面，进行框架结构的设计。以此提升框架结构的整体性能，同时规避因梁板结构间物理规格设计不合理，结构间应力冲突造成的梁板变形、结构裂缝等安全事故现象。
6结束语
总之，从当前建筑工程行业的设计发展现状以及各类设计技术的应用现状来看，框架结构设计在建筑结构设计中的应用质量较为良好，为各类建筑工程的设计质量提升发挥了重要的作用。从框架结构设计在建筑结构设计中的应用流程，以及具体的设计应用区域来看，为合理提升框架结构设计的应用效果，设计人员应在多道结构防线设计架构、落实抗震设计、优化梁板设计，以及合理实施配筋设计的方向发展。
参考文献
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