浅谈建筑工程中框架结构构造与设计

浅谈建筑工程中框架结构构造与设计

作者：阮风华

来源：《中国科技博览》2012年第10期

[摘要]：依据：以建筑工程中框架结构为理论依据。方法：通过对建筑工程框架结构的类别进行分析，并从结构设计、建筑设计等方面来进行阐述。目的：了解框架结构设计的基本原理和重要原则以及设计方法。

[关键词]：建筑工程 框架结构 设计

中图分类号：TU198 文献标识码：TU 文章编号：1009-914X（2012）10- 0162–01 在整个建筑结构设计中，建筑框架结构的设计是比较基础的设计，也在整个建筑结构设计中占有重要地位。对于一栋楼房来说，它的框架结构代表着这栋楼房的灵魂和核心。因为一栋楼房的框架结构是直接跟楼房的安全与否，是否具有抗震、抗风的功能有着密切的关系。有些楼房的框架结构是用钢筋混凝土来建造的，由梁和柱构成，这种结构的框架抗震抗风能力较好，在平面布置上有较好的灵活性，被很多大型建筑物以及工业、民业建筑物所采用。 一、框架结构的主要类型

梁、柱是框架结构体系的主要组成部分，梁、柱在框架结构中起着抵抗水平和竖向承重的作用。但梁和柱并不是单独存在，而是连接在一起的，梁和柱的连接处可以是铰接连接，也就是所谓的排架结构，这种结构在工业建筑厂房中经常被运用，梁和柱的连接还可以是刚性连接。

（一）框架结构按施工的方法分为：

1.全现浇式框架。全现浇式框架的特点是：对构成其框架结构的梁、柱、板等承重构件的绑扎、支模、浇筑、养护等工作都是在施工现场完成的，具有很好的抗震性和整体性。但由于其现场工程规模量大，需要消耗很多的模板，所以需要很长的工期。

2.半现浇式框架。这种结构框架出除了梁、柱跟全现浇式框架一样需要现浇之外，楼板均要通过预制来完成。这样模板的需要量和混凝土的浇筑量就减少了，从而降低了成本，但缺点是没有很好的抗震性和整体性，所以这种框架很少被应用到。

3.装配式框架。装配式框架结构跟全现浇式框架结构正好相反，它的构件都是通过预制场预制的，然后在现场焊接装配而成，这种框架结构的优缺点也跟全现浇式框架相反，具有模板

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耗量少，工期短等优点，但其房屋的的整体结构不强，抗震功能差，不能用于地震带的房屋的构件工作。

4.装配整体式框架。这类框架结合了装配式框架和现浇式框架的优点，在建筑中被广泛的运用，但施工工作较为复杂。 （二）框架结构按承重不同分为：

1.底层框架结构。底层框架结构适用于底层需要较大平面空间的建造，为了把成本降到最低，上层会用混合结构来进行建造，因此造成了下柔上刚的局面，这类房屋美观大方，有很好的经济性，但抗震能力差。

2.全框架结构。全框架结构具有较好的整体性和抗震性。

3.内框架结构。内框架结构的房屋，由钢筋混凝土和砖两种构成，而钢筋混泥土和砖连接的刚度在荷载的作用下不能很好的变形，造成房屋总体刚度差，导致房屋的整体性和抗震功能差，不能用于一些地震带的房屋或有抗震要求的房屋的建造。 二、设计框架结构的依据

⑴，柔中带刚，刚柔结合。刚柔结合应该是每个建筑结构体系应该遵循的规则。结构过柔，虽然具有造价便宜并能很好的消减外力的优点，但容易受到外力的影响而变形，而过大的变形则会导致建筑结构瘫塌；而结构过刚，则不能承受强大的外部压力，当外部压力来袭时没有很好的变形能力，从而导致局部甚至整个框架结构被毁坏。

⑵，在框架结构中，所有组成框架结构的各个结构都要具备拥有多道安全防线的结构体系，这有这样，当灾难来袭的时候，所有的结构都能够合力起来抵抗外力。如果只有一个构件具有这种能力是远远不够的。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路。

⑶，在这个框架结构中，每个构件的性质是不一样的，每个构件所承担的责任也不同，所以在安全结构中，每个构件所承担的责任的轻重也不同，因此只有抓住重点，做到抓大放小，即强柱弱梁”、“强剪弱弯”，才能在遇到不可预料的强大破坏力时，才能保证最重要的构件不被破坏或者最后一刻才被破坏，这样就需要牺牲一些不那么重要的构件来承担灾难，这样一来就避免了整个框架结构遭到破坏和摧毁。 三、设计框架结构的方案 （一）框架结构适用高度设计

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在国内外很多专家都对地震危害与工程的设计的关系做出了研究，为了让建筑保持既有经济性又有安全性的特点，在对高层和多层的钢筋混泥土建筑物进行设计的时候，楼层不宜过高。建筑物在水平荷载作用下，层数越高的建筑物，产生的水平位移的可能性就越大，并且框架的层数越多，框架的内力也就越大。层数到达一定的高度时候，这时水平荷载产生的内力要比竖向荷载产生的内力大的多，所以对于楼层越多的建筑来说，越不实用。

随着建设高度和层数的增加，水平荷载和竖向荷载的内力也会增加，尤其是水平荷载产生的内力更为明显。所以，当建筑达到一定高度的时候，在框架内的的内力也会达到一个理想的数值。对于建筑物来说，随着高度的不断增加，高和宽的数值也在逐渐增加，由于框架结构自身的柔性很大，在水平荷载的作用下，就容易造成水平移位的现象，要控制住这点，就要在建筑物层数较高的时候，保证其强度和刚度能达到要求，这样建筑下面的梁柱截面就需要无限的增加。

（二）框架结构抗震等级设计

不同的结构类型的钢筋混泥土房屋在相同的地震强度下的抗震要求也不同。 （三）梁格设计

按楼面竖向荷载传递路线的不同，框架的设计方案有纵横向框架共同承重、横向框架承重和纵向框架承重三种。

1.纵横向框架共同承重方案。纵横向框架共同承重方案是在进行框架设计的时候在横纵两个方向都进行承重梁的设计。这种框架结构的整体性很好，所以应该被广泛运用起来。 2.横向框架承重方案。横向框架承重方案是在横向设计框架承重梁，在纵向设计连系梁。在横向上，主框架梁沿横向设计，高建筑物的横向抗侧刚度随着梁截面的增加而增加；在纵向上，由于其刚度较大，这样就能纵横两方面的结构刚度更加相近，结构受力更均衡。横向框架承重方案是在框架设计中优先采用的方案。

3.纵向框架承重方案。纵向框架承重方案跟横向框架承重方案正好相反，它是把框架承重梁设计在纵向上，而在横向上设计连系梁。纵向框架承重方案只能运用于进深小的且大开间柱网的房屋，这是由于其横向抗侧刚度差的原因导致的。因为受力不合理，所以在少在设计中采用。 结论

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建筑框架结构的设计对于结构设计来说是比较重要的形式，也是结构设计中最为基础的设计。具有结构布置灵活、抗震性和整体性好、传力明确等优点，在各类多层建筑中被广泛的运用。 参考文献

[l]徐苏怡.高层建筑框架结构设计中应注意的几个问题[J].科技与生活，20lO （15）：45—47.

[2]腠长林，张善元，路国运.钢筋混凝土框架刚塑性抗震设计方法研究[M].世界地震工程，2009，03.