框架结构基础设计探讨
建筑框架结构设计是我国在现代建筑设计中采用的最基础普遍的设计之一，也是建筑框架设计的重要组成部分。

随着我国经济及建筑业的迅速崛起，建筑框架设计问题也得到更多业内人士关注。

本文遵循框架结构的设计原则，以提高框架基础设计质量为目的，深入探讨分析在框架结构设计中现存的重点问题，并阐述了其相应对策及处理方案。

标签：框架结构；设计质量；对策
1 提高建筑框架结构基础设计质量的重要性
框架结构是一种钢筋混凝土结构，其由柱、梁组成，这种结构侧向刚度小，能进行更巧妙的平面布置，可以满足很多大房间的建筑设计要求，它的抗风能力及抗震能力均较好，被广泛应用于各种民用建筑（包括高层）及工业建筑。

框架结构设计因其各种优势在建筑设计中享有重要地位，而其设计的专业性及先进性又对设计人员要求很高，不但需要他们对建筑结构类型有充分清晰地了解，还需要有丰富的经验和严谨的设计态度，如果设计不当，便会给后续的施工环节带来不便，更重要的是会留下安全隐患，所以提高建筑框架结构基础设计质量的重要性不容小觑。

2 建筑框架结构基础设计的原则
2.1 平衡性
软硬皆施这个原则在框架结构基础设计中经常被使用，也可以叫做刚柔并济，这就是框架设计中所说的平衡性。

大家都知道结构太硬变形能力就差，而结构太软抗打击能力就差。

如果把框架设计的过硬，在建筑承受较大的破坏力的时候，就会使其内部部件遭到很大损坏；如果把框架设计的过软，虽能削弱外力造成的损坏，但因其缺乏支撑，容易造成变形，甚至全体倾覆。

所以设计者在设计框架结构时，要掌握好尺度，刚柔并济，软硬皆施，但目前这个比例只是一个大概的范围，精确的数据及比例还在探讨中。

2.2 整体性
框架结构设计的整体性主要是采用层层设防来降低建筑风险，通过整个建筑结构体系的互相协力和支撑，把突发外力对建筑的威胁降到最低，从而保证建筑结构的安全性和稳定性。

举例来说，从高处掉落的一个物体，如果直接掉在地上无疑会遭受巨大破坏，但如果经过很多障碍物的层层缓冲，它受到的伤害则会小很多。

在建筑框架设计中也是这个道理，我们不要把结构的重心放于单一构件上，受力重心分散才能更好的保护结构体系不受重创，鸟巢的外形结构就是层层障碍整体性设计思路的最好体现。

2.3 结构合理性
在建筑框架设计中，为了在遭受重大冲击的时候更加稳固和安全，设计者千万不可使结构体系中的各个部件均匀受力，不然将会损失惨重，这就是设计中的结构合理性，简单来说就是舍弃体系中的次要结构，以保全体系中的重要结构，这类似于建筑学中强柱弱梁、强剪弱弯的说法。

我们知道在这个世界上是不存在什么绝对安全的结构，任何结构体系都不能保证可以无视外界破坏，所以在重大破坏来袭时，要优先保全重要结构，从而给予整个结构最大的安全性。

明智的选择则是在建筑框架结构设计之初就先评定出哪些是重要构件，哪些是次要构件，当遭受破坏时，次要构件可以舍弃以保全重要构件，但如果把所有构件都设计成重要环节，那很有可能都会遭到严重破坏而威胁整个建筑。

3 提高建筑框架结构基础设计质量的对策
3.1 优化设计方案
建筑结构的施工结果往往取决于最初的设计，所以优化设计方案是很有必要的。

在计算条形基础的宽度或面积时，往往由于各种原因的考虑不周而导致结果有偏差。

例如当墙体受集中力时，是通过墙体和基础将力扩散到地基，但这种扩散也是不均衡的，如果设计时的宽度是由该力除以墙长来确定，则会导致有些部分宽度不足，加大基础宽度可以满足地基承载要求是比较实际的，框架结构梁也可通过此类计算获得。

这就体现了优化设计方案的重要性。

3.2 强化柱抗震设计
主要阐述在框架结构设计中柱抗震措施的设计：（1）柱纵向钢筋的配置：纵向钢筋最好与配筋相对称，以保证其稳定性，此外，为保证柱有足够的延性，柱的最小配筋率必须满足《抗震规范》的要求；纵向钢筋的连接方法应参考符合《高层建筑防火规则》；在纵向钢筋的连接区域内最好使用加密箍筋，以防止纵向钢筋的压曲，增加其抗压强度和内聚力。

（2）柱截面尺寸的要求：为使柱不至于受到平面剪应力而破坏及有足够的延性，柱截面尺寸应符合以下要求：剪跨比应大于2；截面高宽比应小于3；柱截面的高度和宽度都应大于等于300mm；柱端截面的剪压比越低，其延性越好，因此截面的平均剪应力一般应小于3N/mm2。

（3）柱箍筋的重要性：如果发生地震，在其不断破坏下，柱端钢筋的保护层往往会首先碎落，如果没有足够的箍筋约束，纵筋就会顺势向外弯曲膨胀，导致柱端损坏。

所以箍筋的约束作用是必不可少的，柱在箍筋的约束作用下有更强的受压能力和极限应变力，可以显著增加柱的延性。

因此设计人员应完全遵照《抗震规范》，设计时满足框架柱的箍筋要求。

3.3 确保框架柱配筋的科学性
建筑框架设计中柱配筋设计存在的问题比较多，所以确保其科学性也显得尤为重要。

（1）对于高层建筑来说，高空的风荷载较大，这就影响着框架柱配筋设计中的水平荷载，这就使柱顶会存在偏心的问题，为避免造成整体损害，顶层的
边柱配筋应该加大。

（2）当地上设计使用圆柱时，地下部分应改使用方柱，以方便施工。

方柱箍筋应使用加密井字箍，楼梯间柱、角柱使用增大加密纵筋。

（3）根据占地，使用功能，结构等要求，常常需要在框架的梁端增加挑梁，而外挑梁和框架梁的断面尺寸是不一样的，有的设计者在只是将框架梁的主筋向外延伸，但事实上主筋根本无法伸进挑梁内，而这些错误一般要到施工的时候才会被发现，到时不仅影响工程进度，也造成不必要的损失。

（4）次梁及挑梁端部建议附加箍筋和吊筋；梁可以偏出柱边较小的尺寸，不要超过1/4的柱宽。

梁有次梁时，尽量拉开次梁和主梁支座的距离，或考虑因其主梁产生的抗扭，或者为其增加抗扭箍筋和纵筋。

综上论述，如果从框架结构设计之初入手，综合考虑各方面的因素，就能有效避免很多后续施工中的问题，以提高工程进度，避免资源浪费。

3.4 楼板开洞平面保持规则
在框架结构设计中，楼板开洞面积如果大于该楼层面积的30%，则属于平面不规则，在进行计算时必须做辅助处理。

以PKPM软件为例，TAT和SAT分别采用了两种不同的方式进行处理。

TAT软件通过定义弹性节点（其不受剐性楼板假定限制）来进行数据处理，对象为无楼板节点；SAT软件是通过定义弹性膜来进行数据处理，对象为所有楼板，在软件内忽略楼板的平面外刚度，只模拟计算楼板的平面内刚度。

建议处理措施：在某层楼板的开洞面积大于楼层面积的30%时，可以通过定义楼板为弹性膜或定义洞口边缘节点为弹性节点，再用总刚法进行计算以得出最后结论。

若采用侧刚法，则计算时应重点加强配筋和结构内力。

4 结束语
总而言之，框架结构基础设计需要专业的技术支持，不断创新的设计思想理念，科学的设计原理，严谨周密的设计态度，结合现场施工的技术指标，不断挖掘存在的技术问题，总结经验，及时提出解决方案，设计出更安全合理的施工方案，才能使我国的建筑框架结构设计更上一层楼。

参考文献
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