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框架结构设计范文1
一、 框架结构方案构思时应注意的问题
在设计人员进行钢筋混凝土框架结构设计之前，要先做好一定的工作准备，根据不同的材料和要求，综合全面考虑，以保证设计方案的科学性、合理性、经济性和可行性。一般在进行框架结构方案构思的过程中，需要注意以下几点问题：① 从力学观点看，在民用和公共建筑的平面布局中，应当尽量保证柱网按开间等跨和进深等距（或近似于等距）布置，这样可以相应减少边跨柱距，也可以充分利用连续梁的受力特点以减少结构中的弯矩，可以使各跨梁截面趋于一致，从而提高结构的整体刚度。②结构方案还应结合工程地质情况和建筑功能要求综合考虑。 ③ 框架结构的传力路线应简捷明了。一般来说，在相同的荷载作用下，结构的传力路线越短、越直接，结构的工作效能越高，所耗费的建材也就越少。
二、在概念设计上需要注意的问题
1、关于强柱弱梁节点
由于在当前多层建筑结构设计中，对地震的影响因素考虑的都不太周全，使得在地震来临时，建筑物会出现各种问题与故障，这也是当前建筑结构形式中的主要缺陷。这种缺陷和问题是以梁柱节点在设计中存在问题为主要影响形式和影响因素的。在设计过程中，需要对各个梁端和截面进行控制以及对抗弯能力进行处理，这是当前钢筋混凝土框架结构设计的关键，更是决定由强震引起柱端截面屈服后塑性转动能否不超过其塑性转动能力，而且不致形成“层侧移机构”，保证柱不被压溃的关键控制措施。当建筑许可时，尽可能的将柱的截面尺寸设计的大些，并控制柱的轴压比要满足规范要求，以增加延展性。在进行截面承载力验算时，将柱的设计弯矩按强柱弱梁原则调整放大，加强柱的配筋。框架梁加密区箍筋肢距应满足混凝土结构设计规范的要求。
2、关于强剪弱弯措施
强剪弱弯是保证构件延性，防止脆性破坏的重要原则，它要求人为加大各承重构件相对于其抗弯能力的抗剪承载力，使这些部位的结构在遭遇地震的过程中能以足够的保证率不出现脆性剪切失效。对于框架结构中的框架梁应注意抗剪验算和构造，使其满足相关规范要求。
3、注意构造措施
对于大跨度柱网的框架结构，在楼梯间处的框架柱因楼梯平台梁与其相连，使得楼梯间处的柱有可能会成为短柱，在设计中要对柱箍筋全长加密。这一点，在设计中容易被忽视，应引起重视。②对框架结构外立面为带形窗时，因设置连续的窗过梁，使外框架柱可能成为短柱，再设计中我们要特别考虑到这点，只有通过这种细节的把握才能进一步完善方案，确保建筑物的寿命和抗灾害能力。
三、结构计算的要点
1、计算简图的处理
在结构计算中，计算简图选取的正确与否，直接影响到计算结果的准确性，其中比较典型的是基础梁的处理。一般情况下，基础梁设置在基础高度范围内，作为基础的一部分，此时结构的底层计算高度应取基础顶面至一层楼板顶面的高度。基础梁仅考虑承担上部墙体荷载，构造满足普通梁的要求即可。当按规范要求需设置基础拉梁时，其断面和配筋可按构造设计，截面高度取柱中心距的1/12～1/18，纵向受力钢筋取所连接的柱子的最大轴力设计值的10%作为拉力来计算。但是，当基础埋深过大时，为了减少底层的计算高度和底层的位移，设计者往往在±0.000以下的某个适当位置设置基础拉梁。
2、结构计算参数的选取
2.1 设计基本地震加速度值
《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）中规定：抗震设防烈度为7 度时，设计基本地震加速度值分别为0.1g 和0.15g 两种，抗震设防烈度为8 度时，设计基本地震加速度值分别为O.2g 和0.3g 两种。计算中应严格注意地震区的划分，选取正确的设计基本地震加速度值，这一项对地震作用效应的影响极大。
2.2 结构周期折减系数
框架结构由于填充墙的存在，使结构的实际刚度大于计算刚度，计算周期大于实际周期，因此，算出的地震作用效应偏小，使结构偏于不安全，因而对结构的计算周期进行折减是必要的。
2.3 活荷载的最不利布置
多层框架，尤其是活荷载较大时，是否进行活荷的最不利布置对计算结果影响较大。即使选用程序中给定的梁设计弯矩放大系数，也不一定能反映出工程的实际受力情况，有可能造成结构不安全或过于保守。考虑目前的计算机计算速度都比较快，作者建议所有工程都应进行活荷载的最不利布置计算。
3、独立基础设计荷载取值
钢筋混凝土多层框架房屋多采用柱下独立基础，《抗震规范》（GB50011-2010）第4.2.1 条指出，当地基主要受力层范围内不存在软弱粘性土层时，不超过8 层且高度在24m 以下的一般民用框架房屋或荷载相当的多层框架厂房，可不必进行地基和基础的抗震承载力验算。这就是说，在8 度以下地震区，大多数钢筋混凝土多层框架房屋可不必进行地基和基础的抗震承载力验算。但这些房屋在基础设计时应考虑风荷载的影响。因此，在钢筋混凝土多层框架房屋的整体计算分析中，必须输入风荷载，不能因为在地震区高层建筑以外的一般建筑风荷载不起控制作用就不输入。
另一种情况是，在设计独立基础时，作用在基础顶面上的外荷载（柱脚内力设计值）只取轴力设计值和弯矩设计值，无剪力设计值，或者甚至只取轴力设计值。以上两种情况都会导致基础设计尺寸偏小，配筋偏少，影响基础本向和上部结构的安全。
4 设计构造方面的问题
4.1 框架节点核芯区箍筋配置应满足要求对于规范中规定的框架柱箍筋加密区的箍筋最小体积配箍率的要求，绝大部分设计人员都能给予足够的重视，但对于《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）中6.3.10条规定的“一、二、三级框架节点核芯区配箍特征值分别不宜小于0.12、0.10、0.08 且体积配箍率分别不宜小于0.6%、0.5%，0.4%。”设计中经常被忽视，尤其是柱轴压比不大时，常常不满足要求。这一规定是保证节点核芯区延性的重要构造措施，应严格遵守。
4.2底层框架柱箍筋加密区范围应满足《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）中规定：“底层柱，柱根处箍筋加密区范围为不小于柱净高的1/3”。
四、结束语
随着科学技术的发展，建筑工程的设计方案更加合理，但是对于建筑结构设计中，一些不可忽视的问题仍然需要我们足够的重视，通过对本文的分析，让我们在多层框架结构的设计中，多了一份细心，多了一份了解，为此使得设计更加合理。
参考文献
[1]邓贞永. 框架结构设计中几个问题分析[J]. 黑龙江科技信息. 2008（17）
[2]谢雨君. 框架结构设计要点分析[J]. 科技信息（科学教研）. 2008（04）
[3]李卓伦. 浅谈钢筋混凝土多层框架结构设计[J]. 中国城市经济. 2011（02）
框架结构设计范文2
关键词：巨型框架； 抗震； 设计
中图分类号：TU973+.15
文献标识码：B
文章编号：1008-0422（2008）06-0127-03
1前言
巨型结构是从20世纪70年代以后，伴随着高层建筑发展由梁式转换层结构转化而来的一种新型结构体系。它是一个建筑中由几个大型结构单元所组成的主框架与其它结构单元组成的次框架共同工作，从而得到更大稳定性和更高效能的高层建筑结构体系。巨型结构由主、次两级结构组成，打破了传统的以单独楼层作为基本结构单元的格局，有着其它结构无法达到的优点。主框架本身可以是独立的结构，其中巨型柱的尺寸通常大大超过普通框架柱，在钢筋混凝土巨型结构中体现为一个由楼梯间或电梯间构成的井筒；在钢骨混凝土巨型结构中体现为一个巨大的实腹钢骨混凝土柱：在钢结构巨型结构中体现为一个空间格构式构架，巨型梁由高度等于或超过一层的平面或空间格构式桁架构成且一般每隔若干层设一道。例如香港1990年建成的中国银行大楼是巨型框架结构，四角就是采用4m见方的巨型混凝土柱，日本神户TC大厦采用边长为6.5m的钢支承为巨型柱。巨型结构的主框架为主要抗侧力体系，次框架仅起到辅助作用和大震下的耗能作用，并负责将楼面竖向荷载传递给主框架。由此可见，巨型结构是一种具有巨大侧向刚度及整体工作性能的大型结构体系[1]。
2抗震概念设计
通过对上述工程实例的结构分析结果可看出，由于地震作用和结构本身的复杂性，以及现有计算理论的
不精确性，单靠计算很难确保结构具有足够的抗震可靠度。因此，从设计一开始，就应着眼于提高建筑总体抗震能力的概念设计，再辅以必要的计算和构造措施，才可能使结构具有良好的耐震性能和足够的抗震可靠度[2-5]。
巨型框架结构是框架结构的一种特殊形式，除必须满足一般框架结构的抗震要求外，同时在设计中还要充分注意到巨型框架结构自身的优势和特点。
2.1 抗震设防要求
对于巨型框架结构，也必须采用三个水准，二阶段设计的抗震设防要求。其抗震等级可采用《建筑抗震设计规范》[6]（GB5001-2001）表6.1.2中框架结构体系规定的抗震等级提高一级或采用框架剪力墙体系中所规定的抗震等级，但楼层框架可相应采用框架结构的等级。
由于尚无现成规范可以依据，考虑到巨型框架结构为高层或超高层建筑，且巨型框架为整个结构中的关键承重结构体系，为安全起见，暂定为按相应框架剪力墙体系的抗震等级采用。楼层框架类似于一般的框架，所以暂按框架结构的抗震等级采用。
2.2 多道抗震防线
对于巨型框架结构，可将楼层框架与大柱相接的连染作为第一道防线，在地震作用下，先行屈服；将楼层框架作为第二道防线，小梁、小柱均可屈服，出现塑性铰；巨型框架主体退居到第三道防线。这样，不仅能利用楼层框架消耗地震能量，同时也可起到调节巨型框架结构周期的作用，以避开地震动卓越周期长时间持续作用所引起的共振效应。
2.3 合理的屈服机制
结构总体上应是楼层框架先于巨型框架屈服；对楼层框架来说，应是强其它构件弱连梁、强节点弱构件、强剪弱弯、强压弱拉；对巨型框架来说，应是强节点弱构件，强柱弱梁、强剪弱拉。这种屈服机制体现了结构中各部件重要性的不同，并能增加结构的延性和耗能力，并防止脆性破坏，使得多道抗震防线得以可证。这里需要指出，楼层框架两边有大柱支撑，小梁、小柱都允许屈服，这样可以吸收更多的地震能量；另外，连梁承担的弯矩本来就较大，故让它先屈服也符合受力特点，还能节约材料，再者，为确保结构的整体性，构件间必须有可靠的连接。故节点强度必须得到可靠的保证。
2.4 刚度、承载力和延性的匹配
一方面，若高层建筑结构的抗推刚度大，自振周期就减短，地震作用的数值相应增大，那么，结构必须具有与其刚度相匹配的较高水平的屈服抗力。另一方面，若建筑物的抗推刚度过小，虽然地震引起的内力减小了，但整个结构的侧移将增大，这样，必须对结构构件提出很高的延性要求。但此时易造成的恶果是构件配筋过密，施工难度加大，同时还会引起P-效应问题和非结构部件的破坏。上述两方面提示我们，抗推刚度要适当。从而，能从根本上减小作用于构件上的水平力，避免构件发生承载力破坏；同时，也不能片面追求延性，应从两方面综合考虑，才能做到既安全又经济。同时还应协调结构中各构件的刚度和延性，使之相互匹配，才能使各构件同步协调地发挥水平抗力，避免被各个击破。
2.5 提高延性的重点
在结构中应有选择地重点提高重要构件和关键部位的延性，做到经济有效。沿高度方向，应重点提高柔弱楼层构件的延性；沿平面方向应重点提高风吹雨打边转角处，平面突变处及复杂平面各翼缘相接处构件的延性。当然还应提高前几道抗震防线中构件的延性，对同一构件来说，重点提高可能首先屈服的部位（如染柱的两端）的延性。
对于巨型框架结构，即宜提高楼层框架各杆件（特别是连梁）的延性，以增加耗能量；还应要提高巨型框架中柔弱层、大梁两端、大柱上下端的延性。
2.6 减轻巨型框架结构的自重
一方面，地震对结构作用的强弱几乎与建筑质量成正比；另一方面，P-效应也与建筑自重成正比；柱子轴压比愈大，延性愈差，故为了减小地震力，防止建筑物的整体失稳和倒塌，增加结构的延性，必须减轻结构自重。主要方法为：（1）采用高强（高性能）混凝土。（2）楼板采用无粘结预应力平板，或密肋楼板。（3）隔墙和屋面采用新型轻质材料，如轻骨料混凝土、加气混疑土等。
2.7 减轻地震作用措施
（1）错开地震卓越周期。
（2）增设阻尼装置。可在连梁与大柱交接处设置粘弹性阻尼器，或在上下楼板之间安装耗能装置。
（3）尽可能将高层结构建于基岩（或薄的场地覆盖层）或坚硬的场地土上，以减少地震输入能量。
（4）选择工程场址时，应挑选对建筑抗震有利的地段，避开对建筑抗震不利的地段。
3算例
某项目包括南北两座超高层塔楼。两座塔楼均采用外巨型框架内核心筒的结构形式，两者通过水平伸臂桁架连接。因此，本文仅以南塔楼在X向（横向）地震作用下，采用SATWE程序分析的整体结构为例来进行设计说明。
南塔楼高250m（包括屋顶装饰层），地上共53层，地下3层；结构平面布置示意图如图1所示；地震设防烈度为7度，场地土类别为IV类，设计地震分组为第一组，抗震设防类别为乙类建筑，建筑结构的安全等级为二级；核心筒采用钢筋混凝土结构，四角设置型钢以增加延性；巨型框架中，巨型柱和密柱采用型钢混凝土，即型钢截面外包混凝土，主次梁均采用型钢梁；混凝土和钢筋的强度、各楼层层高等级参见表1～3。
5.2.2 计算结果
通过SATWE程序进行结构分析，可得结构的前9阶自振周期（表4）、结构楼层剪力（图2）、巨型框架分配剪力（图3）、各楼层水平侧移（图4）及前3阶振型图（图5）。
从表3中，可看出结构周期合理，扭转周期比第一平动周期比小于0.85的规范要求。而由图5.3～5.5可看出，地震作用下的楼层剪力在层高相差较悬殊的地方存在突变但不太明显，均可满足规范的要求，这是因为结构设计时严格按照现行规范控制了结构的竖向刚度突变程度。
另外，对结构还进行了抗倾覆和整体稳定性验算，其中，结构抗倾覆弯矩Mr=4.23×107kN・m2，倾覆弯矩Mov=4.64×106kN・m2，倾覆比值Mr /Mov=9.1，满足规范要求；结构刚重比EJd /GH 2=2.79，满足规范要求。
参考文献：
[1] 左振波，左振明，左春仁.高层建筑巨型框架结构应用及其受力特征.大连大学学报，2003，24（2）：35~36.
[2] Nishyama M.Seismic Design of Pretressed Concrete Buildings.Bulletin of the NewZealand National Society for Earthquake Engineering，1990，23(4)：303~327.
[3] Lin T Y，Kui R F，Yang Y C.Some Basic Concept in Aseismic Design of Prestressed Precast Concrete Structures.In：Proceeding of the 8th Congress of the FIP.London，1978：241~256.
[4] Chern J C，Young CH.Flexural Creep of Steel-Fiber Reinforced Concrete.In：International Symposium on Concrete Engineering，Nanjing，1991：173~178.
[5] Skogman B C，Tadros M K，Grasmick R.Ductility of Reinforced and Prestressed Concrete Flexural Members.PCI Journal，1988，33(6)：94~107.
框架结构设计范文3
关键字：异形柱；异形柱框架结构；设计
Abstract: With people’s higher and higher demand to the residential plane and space, the original ordinary frame structure with the strict limitation and division by the revealed beam can not satisfy people’s requirements on residential space. Thus, after absorbing the advantages of the frame structure, there gradually developed the structure style baseo on the modern resisdential concept, namely special-shaped columns frame structure form. This paper introduces the structure characteristics of special-shaped columns, discusses the plane layout and introduces how to make the calculation analysis and reinforcement drawings.
Key word: special-shaped columns; frame structure of special-shaped column; design
中图分类号：TB482.2 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）
近年来，随着我国经济的飞速发展，房地产行业也蓬勃发展起来，人们的住宅面积越来越多，自然而然对住宅的平面和空间要求也越来越高，已经不满足原有露梁露住的住宅环境，所以异形柱结构这种体系就应运而生了。混凝土异形柱结构是以T形、L形、十字形的异性截面柱代替一般框架柱作为竖向支承构建而构成的结构，以避免框架柱在室内凸出，少占建筑空间，改善建筑观赡，为建筑设计及使用功能带来灵活性和方便性；同时结构墙体改革，采用保温、隔热、轻质、高效的墙体材料作为框架填充墙及内隔墙，代替传统的烧结普通砖墙，以贯彻国家关于节约能源、节约土地、利用废料、保护环境的政策。
一、异形柱的结构特点
（一）由于异形柱采用T形、L形、十字形等截面形式，所以使得墙肢平面内外两个方向刚度对比相差较大，导致各向刚度不一致，其各向承载能力也有较大差异。异形柱由于多肢的存在，其剪切中心与截面形心往往是不重合的，且在平面范围之外，受力时要靠各柱肢交点处核心砼协调变形和内力，这种变形协调使各柱肢内存在相当大的翘曲应力和剪应力，而该剪应力的存在，使柱肢易先出现裂缝，即产生腹剪裂缝，也使得各肢的核心砼处于三向剪力状态，它使得异形柱较普通截面柱变形能力低，脆性破坏明显。
（二）特别是异形柱不同于矩形柱，它存在着单纯翼缘柱肢受压的情况，其延性更差。由国内外大量的试验资料和理论分析表明，异形柱的破坏形态为：弯曲破坏、小偏压破坏、压剪破坏等，影响其破坏形态的因素有：荷载角、轴压比、柱净高与截面肢长比（剪跨比），配箍率以及箍筋间距S与纵筋直径D的比值等。由于其受力性能的复杂，设计中必须通过可靠的计算和必要的构造措施来保证其强度和延性。
二、异形柱的结构平面布置
（一）在异形柱结构的一个独立结构单元内，宜使结构平面形状简单、规则，刚度和承载力分布均匀；结构平面布置应减小扭转效应的不利影响，在考虑偶然偏心影响的地震作用下，楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移分别不宜大于该楼层两端相应平均值的1.2倍，不应大于该楼层两端相应平均值的1.4倍；结构扭转为主的第一自振周期Tt与平动为主的第一自振周期T1之比不应大于0.85；异形柱框架结构和异形柱框架-剪力墙结构均应设计成双向抗侧力结构体系。异形柱结构的框架纵横柱网轴线宜对齐拉通；异形柱肢截面厚度中线与梁及剪力墙中线宜对齐重合；异形柱结构不应用于单跨框架结构。
（二）柱布置时，宜规整对齐，并按“密柱小梁”的布置原则，平面节点（轴向交叉点）应尽量设柱，避免主次梁搭接，柱间距一般在3～6m之间取值（柱网尺寸不应大于6.0mX6.0m），柱应双向拉结，以形成双向刚接框架。
（三）对于底层大空间的异形柱框架体系，转换层下的支承柱不允许采用异形柱，应全部采用矩形柱。对底层架空层抽柱形成转换层的情况，要求楼板厚度≥150mm；上层异形柱与下层矩形框架柱面积比宜接近1；上层异形柱与下层矩形柱的重叠面积不应小于2/3.
（四）在结构平面布置时，有时因为建筑布局的功能和美观，只能设置“一”形柱，且仅能保证一个方向有框架梁通过，此时在另一方向应沿柱肢宽增设暗梁，来保证柱平面外的刚度与稳定，且“一”形柱的宽度不应小于300。
三、异形柱结构体系的计算
（一）2009版本的SATWE已经能够有效的计算带有混凝土异形柱的结构，SATWE在梁的刚度、荷载和截面配筋计算时，充分考虑了异形柱框架结构的特殊性。由于混凝土异形柱的柱肢较长，梁、柱在节点处的重叠部分较大，合理的力学模型简化应将重叠部分作为刚域，自重计算时不应重复计算重叠部分的混凝土重量，SATWE软件中对梁考虑了这样的力学模型简化：
1．梁的计算按扣除刚域后的梁长计算；
2．梁上的外荷载按梁两端节点间长度计算；
3．截面设计按扣除刚域后的梁长计算；
4．梁端刚域的计算原则如下：
记梁端与柱的重叠部分长分别为Di和Dj，梁长为L（即两端节点间的距离），梁高为H，则梁两端的刚域长度分别为：
Dbi=Max（0，Di-H/4）
Dbj=Max（0，Dj-H/4）
扣除刚域后的梁长为：L0=L-（Dbi+Dbj）
（二）异形柱的配筋计算原则应按“双偏压计算”，这样其配筋计算会更准确。“单偏压计算”是将主形心内力作用效应分解到各个柱肢上再进行单偏对称配筋计算，而“双偏压计算”是将主形心内力作用效应按异形柱的全截面进行配筋，因而有角筋共用。
（三）抗侧力结构正交布置时，应允许在结构两个主轴分别考虑水平地震作用；有斜交抗侧力构件的结构，当相交角度大于15度时，应分别计算各抗侧力构件方向的水平地震作用；质量与刚度明显不对称、不均匀的结构，应计入双向水平地震作用下的扭转影响，其他情况应允许采用调整地震作用效应的方法计入扭转效应。
四、异形柱结构的配筋及绘图
（一）在正确的结构选型及计算后，截面内钢筋的构造也是保证异形柱受力性能的重要因素。由于异形柱截面的特点，柱肢端部会出现较大应力，加上梁作用于柱肢上应力的不均匀，一般越靠肢端应力越大，对柱肢形成偏心压力，进一步加大肢端压应力。因而在异形柱配筋时，应在肢端设暗柱，暗柱的外排钢筋由计算而定。离端部厚度范围内设2Ф14的构造纵筋，箍筋同柱，这样可限制柱肢的砼裂缝的开展，提高异形柱局部抗压抗剪强度及变形能力。柱上的箍筋不仅能抗剪，也可约束砼变形，增大其延性。异形柱由于不易形成多肢复合箍，因而其配筋率只能由加大箍筋直径和加密间距来实现。相同配箍率下，箍筋直径大，其延性指标好，因而箍筋且用Ф8、Ф10，其间距可比普通柱箍筋间距小。
（二）施工图画法
1．全楼柱钢筋归并；
2．平面柱大样画法画异形柱施工图，应注意箍筋加密与普通柱相同；柱分布筋之间设拉筋，其直径同箍筋，间距是箍筋的2倍；横向肢、竖向肢分别按计算配置一个矩形箍筋，并分别满足X、Y向计算箍筋面积的要求；c竖向筋要满足最小间距要求，采用对称配筋，一排排不下，程序自动放两排；按固定钢筋（L形角部的角筋双向共用）和分布筋（竖向架立筋@≤200）的构造要求分别配制固定钢筋和分布筋。d在核心区箍筋相交处，若无主筋时，应设竖向架立筋如T形柱内侧，架立筋为构造筋，隐含直径D=14mm。
五、结束语
总而言之，异型柱框架结构的平面布置比普通矩形柱框架灵活，可以较好满足建筑功能的要求，具有良好的发展前景，结构设计人员应充分了解异型柱的受力特点，正确把握设计要点，确保工程结构安全可靠，经济合理。
参考文献
[1]《混凝土异形柱结构技术规程》（JGJ149-2006）
[2]杨润兰 孙彩霞.《异形柱与短肢剪力墙结构设计中的几个问题》，河北建筑工程学院学报2005年3月
[3]赵长武 戴琦.《异形柱结构受力特点与设计》，辽宁建材2006年第4期
框架结构设计范文4
关键词：框架结构设计，原则，问题
中图分类号： TU318 文献标识码： A 文章编号：
1 建筑框架结构设计遵循的原则
高层建筑在我国城市建筑中所占比例正在不断增大，建筑结构方面的变化也越来越多，新时代的特征在设计中不断涌现。质量安全与时代创新理念的结合是当下高层建筑结构设计的难点和重点。高层建筑结构在设计中也必须牢牢把握设计的基本原则，使得结果更加合理、规范，具体说来其设计原则包括以下几个方面：
1.1 一定要抓大放小，保全重要结构
在建筑框架结构设计中有这么一种说法，那就是“强柱弱梁”“强剪弱弯”，这不禁勾起了人们对这种说法产生疑问，问什么结构要强柱弱梁，强剪弱弯，在我们的印象中强柱强梁肯定会比强剪强弯要更加结实，更加安全。但是如果所有的结构构件都强了就不好了，将会存在非常大的安全隐患。我们知道绝对安全的结构在这个世界上是不存在的，无论哪种结构体系都不能在任何情况都可抵御各种外界的破坏。每个构件的作用都不同，整个结构体系就是由这众多的构件协调组合而成，并依据其重要性来区分轻重。每个结构构件共同抵抗外力的目的，就是为了在遭遇强大的外界破坏力时，能够保住其中最重要的部件不受损坏或者至少是最后才遭遇摧毁，这就是要做出取舍的时候了。所以最明智的选择就是在建筑框架结构设计之初就先衡量孰轻孰重，哪部分是主要构件，哪部分是次要构件，当强大的破坏力来临时，首当其冲的应该是次要的构件，在设计中各个部件千万不可平均受力，那样将损失惨重。我们知道在钢框架的结构设计中，如果柱不幸倒塌，梁也不可能存在，而如果梁倒了的话，柱依然可能存在，这也就说明了柱起到的作用要比梁大。所以在建筑框架结构设计过程中，为了保证柱免遭摧毁或者至少是最后才遭摧毁，这就要把梁放在相对比较薄弱的环节上，使其能够承受大部分外来破坏力，尽可能阻挡对柱的破坏，使损失降至最低。而如果把梁和柱都设计在主要环节上，则有可能使梁和柱遭到同样的破坏。
1．2 一定要刚柔并济，平衡结构体系
建筑框架结构设计一定要遵循刚柔并济的原则，众所周知结构太刚变形能力就差，而结构太柔就会导致太脆。当建筑框架结构要承受强大破坏力在一瞬间来袭时，必然导致结构部件部分受损或者全部损坏。在面对这个问题的时候，设计人员设计时一定不能使建筑结构太刚。那么在建筑框架结构设计的过程中是不是越软越好呢，当然不是。结构柔一些是可以削弱外力，但缺点是容易变形缺乏支柱，必然导致全体倾覆。所以在建筑框架结构的设计中，一定要控制好结构设计的刚度，既不能太刚也不宜太柔。这个问题也正是设计人员正在探索并密切关注的问题，现在的规定只是一个笼统的范围，至于谁多谁少，目前尚没有准确定论。
1．3 一定要多道防线，降低结构风险
层层设防能够尽可能的降低结构体系的风险，当突发状况发生的时候，所有抵抗外力的结构都在联合抵抗，同时相互支撑，这就好比一个物体从高处掉下来，如果经过一层层障碍物的阻碍，缓冲其速度，那么当这个物体掉下来时可能就比没有障碍物阻碍的物体或者障碍物少的受损度小很多。这个时候，我们不能把结构重心全部寄托在单一的构件上，在土建结构中我们知道多肢墙要比单片的墙好，而框架剪力墙要比纯框架好，我们知道鸟巢外形结构的设计，是多道防线设计思路的最好体现。
1．4 一定要使结构合为一体
好的建筑框架结构体系是一个整体的结构，这种结构体系中没有关节，并且能够快速有效的传递并消除外力，尽量减少破坏力度，有了这个原则，我们在设计时就要想办法把各个关节给“打通”，使之畅通无阻。前面我们提到的三个原则(“刚柔相济”“多道防线”“抓大放小”)实施的基础就是一定使结构浑然一体，也就是说这个原则是前面三个原则的保障。总的来说，设计者要使原本保持平衡和静态的构件组合之后，在受到强烈的外力冲击时还能保持原来的静态，或者相对的静态，这样目的就达到了。
2 从概念设计上应解决的问题
1)“强柱弱梁”节点的控制措施。我们强调的强柱弱梁节点的作用是为了在碰到罕见的大地震时，可以让梁端在外力作用下形成塑性铰，柱端不屈服，并且还可位于非弹性的状态，节点仍然可以在弹性的状态当中。设计经验告诉我们，在建筑结构许可的情况下，应该要把柱的截面尺寸尽可能做大些，让柱的线刚度要比梁的线刚度之间的比值大于1，柱子的轴压比一定要满足规定的规范。在设计中要充分注意节点构造，尽量让塑性铰要向着梁跨内移。强柱弱梁节点问题的解决是至关重要的。
2)“强剪弱弯”的实施。保证构件延性，防止脆性破坏是建筑框架结构设计的重要环节，而保障这个环节的主要措施就是“强剪弱弯”的实施。“强剪弱弯”主要是为了在结构部件遭遇强大的罕见地震时，可以保证脆性剪切不会失效。
3 设计构造中的常见问题及处理措施
3．1 严格控制框架节点核芯区箍筋配置
设计人员应该严格按GB 5001 1-2001建筑抗震设计规范中的规定来控制框架节点核芯区配箍特征值及体积配箍率，这方面很多设计者往往会忽略，特别是不能满足对柱轴压比不大时(这个规定是为了保证节点核芯区延性的重要构造措施)的要求。对于这一点问题设计者以后应该充分考虑到，以防止出现不必要的损失。
3．2 底层框架柱箍筋加密区的范围不能满足.
在设计中，设计人员要留意在GB 50011-2001建筑抗震设计规范中有规定：“底层柱，柱根处箍筋加密区的范围应不小于柱净高的1／3”，这是一新增加的规范要求，大多设计者可能都不太了解，以后设计过程中应该注意这个问题的解决。
3．3 框架梁上部纵筋端部水平锚固长度不能满足
GB 50010—2002混凝土结构设计规范中有规定：“框架端节点的地方，一旦框架梁上部纵筋的水平直线段锚固长度不足的时候，应该向下弯曲并且伸到柱的外边，控制好弯折前水平投影的长度一定要等于或者大于0．4L E”，一旦框架柱的截面尺寸在400 mm×400 mm以下的时候，框架梁就易出现问题，这就会埋下一个很严重的安全隐患。
对于以建筑框架结构设计中出现的问题，往往是设计者忽视的问题，只要设计者在设计之初能够做好前期准备，重视这些问题，并按照国家规定来设计建筑，那么上述问题也就会随之消失，建筑框架的结构也就会符合标准。
4 结语
文章主要阐述了建筑框架结构设计遵循的原则，从概念设计和构造设计方面分析了框架结构设计中存在的问题，并提出了解决对策与处理措施，从而保证框架结构设计满足规范要求。自改革开放以来，我国经济高速发展，建筑设计水平也在逐年提升，随着建筑造型和建筑功能要求日趋多样化，这就要求建筑框架结构设计在遵循原则下有更高层次的水平来满足这些要求。
综上所述，随着经济发展，我国的高层建筑数量必然会继续上升，但从建筑质量安全的角度来讲还需要引起重视。在高层建筑结构设计中要牢牢把握新时代的发展趋势以及结构设计的新规范，做出合理的方案选择，提高实际建筑的安全性能。工程设计人员要不断革新自我的设计意识和理念，用认真负责的态度进行建筑结构设计，结合自身工作经验，明确高层建筑结构设计的需求，设计出安全、出色，具有优秀品质的高层建筑。
参考文献：
框架结构设计范文5
关键词： 结构 框架 设计
一、框架结构设计原则
1．刚柔并济
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。结构是刚多一点好，还是柔多一点好?刚到什么程度或柔到什么程度才算合适呢?笔者认为刚多点使工程不经济，造成造价过高，而且应变能力差。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。这些问题历来都是专家们争论的焦点，现今的规范给出的也只是一些控制的指标，但无法提供精确答案。
2．多道防线
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。
3．抓大放小
在框架结构体系中具有“强柱弱粱”、“强剪弱弯”等的说法也是钢结构设计中非常重要的概念。有人问：为什么不是“强柱强梁”“强剪强弯”呢?为什么所有构件都很强的结构体系反而不好，甚至会有安全隐患呢?这里面首先包含着一个简单的道理：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科，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。一旦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，让谁牺牲呢?明智之举是要让次要构件先去承担灾难。“宁为玉碎，不为瓦全”，如果平均用力，可能会“玉石俱粉”，损失则更大矣!在钢框架结构中，柱倒了，粱会跟着倒；而梁倒了，柱还可以不倒的。可见柱承担的责任比梁大，柱不能先倒。为了保证柱是在最后失效，我们故意把梁设计成相对薄弱的环节，使其破坏在先，以最大限度减少可能出现的损失。如果梁柱等同看待，企图让他们都“坚不可摧”，则可能会造成同时破坏，后果会更糟糕，损失会更大。 所以关键时刻要分清主次，抓大放小，也就是要取大舍小。有舍才有得，舍是为了得。
4．打通关节
理想的结构体系当然是浑然一体的一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。中医上云：“通则不痛，痛则不通”，结构就像一个人，气穴若不能畅通，症结和隐患就会产生。在设计的四项基本原则中，“刚柔相济”，“多道防线”，“抓大放小”是设计概念中的战略问题，但要想得让这些战略思想得以实现，靠的是“打通关节”这个原则作为保证的，结构设计的具体操作，最后全都归到“打通关节”的贯彻和实施上来。 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旦被破坏，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是使其保持常态，或者是处在相对的静态之中。其实处理和成就世间万物，必须使动为动，静为静，才能平衡：必须动者动之，静者静之，才能持久；必须知其本源，施以规则，顺之导之，才能达至繁荣昌盛。一切的一切，以顺应自然为始，达到平衡为终，诸多规则，只是手段，只为平衡，只为畅通。
二、应从概念设计上着手注意几个问题
1．关于强柱弱梁节点。这是为了实现在罕遇地震作用下，让梁端形成塑形铰，柱端处于非弹性工作状态，而没有屈服，但节点还处于弹性工作阶段。强柱弱梁措施的强弱，也就是相对于梁端截面实际抗弯能力而言柱端截面抗弯能力增强幅度的大小，是决定由强震引起柱端截面屈服后塑性转动能否不超过其塑性转动能力，而且不致形成“层侧移机构”，从而使柱不被压溃的关键控制措施。柱强于梁的幅度大小取决于梁端纵筋不可避免的构造超配程度的大小，以及结构在梁、柱端塑性铰逐步形成过程中的塑性内力重分布和动力特征的相应变化。因此，当民用建筑许可时，尽可能将柱的截面尺寸做得大些，使柱的线刚度与梁的线刚度的比值尽可能大于1，并控制柱的轴压比满足规范要求，以增加延性。验算截面承载力时，人为地将柱的设计弯距按强柱弱梁原则调整放大，加强柱的配筋构造。梁端纵向受拉钢筋的配筋不得过高，以免在罕遇地震中进入屈服阶段不能形成塑性铰或塑性铰转移到立柱上。注意节点构造，让塑性铰向梁跨内移。
2．关于“强剪弱弯”措施；强剪弱弯是保证构件延性，防止脆性破坏的重要原则，它要求人为加大各承重构件相对于其抗弯能力的抗剪承载力，使这些部位在结构经历罕遇地震的过程中以足够的保证率不出现脆性剪切失效。对于框架结构中的框架梁应注意抗剪验算和构造，使其满足相关规范要求。
3．注意构造措施。①对于大跨度柱网的框架结构，在楼梯间处的框架柱由于楼梯平台梁与其相连，使得楼梯间处的柱可能成为短柱，应对柱箍筋全长加密。这一点，在设计中容易被忽视，应引起重视。②对框架结构外立面为带形窗时，因设置连续的窗过梁，使外框架柱可能成为短柱，应注意加强构造措施。③对于框架结构长度略超过规范限值，民用建筑功能需要不允许留缝时，为减少有害裂缝(规范规定裂缝宽度小于0.3into)，建议采用补偿混凝土浇筑。采用细而密的双向配筋，构造间距宜小于150mm，对屋面宜设置后浇带，后浇带处按构造措施宜适当加强。④其它构造措施限于篇幅，这里不再赘述，请详见新规范。
三、设计构造方面的问题
1．框架节点核芯区箍筋配置应满足要求
对于规范中规定的框架柱箍筋加密区的箍筋最小体积配箍率的要求，绝大部分设计人员都能给予足够的重视，但对于《建筑抗震设计规范》(GB50011―2001)中规定的“一、二、三级框架节点核芯区配箍特征值分别不宜小于0.12、0.10、0.08且体积配箍率分别不宜小于0.6％、0.5％，0.4％。”设计中经常被忽视，尤其是柱轴压比不大时，常常不满足要求。这一规定是保证节点核芯区延性的重要构造措施，应严格遵守。
2．底层框架柱箍筋加密区范围应满足要求
《建筑抗震设计规范》(GB50011―2001)中规定：“底层柱，柱根处箍筋加密区范围为不小于柱净高的1／3”这是新增加的要求，设计中应重点说明。
3．框架梁的纵向配筋率应注意
《建筑抗震设计规范》(GB50011―2001)中规定：“当框架梁梁端纵向受拉钢筋配筋率大于2％时，梁箍筋最小直径的数值应比表6.3.3中规定的数值增大2mm。”在目前设计中，这一规定常被忽视，造成梁端延性不足。
4．框架梁上部纵筋端部水平锚固长度应满足要求
《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)中规定：“框架端节点处，当框架梁上都纵筋水平直线段锚固长度不足时，应伸至柱外边并向下弯折，弯折前的水平投影长度不应小于0.4LaE”当框架柱截面尺寸小于400×400mm时，应注意梁上部纵筋直径的选择，否则这一项要求不容易得到保证。
框架结构设计范文6
关键词:建筑框架结构;设计;措施
中图分类号： TU323.5 文献标识码： A 文章编号：
随着建筑造型和建筑功能要求日趋多样化,无论是工业建筑还是民用建筑,建筑框架结构设计作为现行比较常用的实际模式,已经广泛应用在各类建筑中,在结构设计中遇到的各种难题也日益增多,因而作为一个结构设计者需要在遵循各种规范下大胆灵活的解决一些结构方案上的难点、重点。
一、建筑框架结构设计的说明
建筑框架结构设计是主要设计依据,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。如混凝土的含碱量不得超过3kg/m3等等。
1)建筑结构类型及概况,建筑结构安全等级和设计使用年限,建筑抗震设防分类、抗震设防烈度(设计基本地震加速度及设计地震分组),场地类别和钢筋混凝土结构抗震等级、地基基础设计等级、砌体结构施工质量控制等级,基本雪压和基本风压,地面粗糙度,人防工程抗力等级等。
2)设计±0.000标高所对应的绝对标高,持力层土层类型及承载力特征值,地下水类型及标高、防水设计水位和抗浮设计水位,地基液化,湿陷及其他不良地质作用,地基土冻结深度。
3)设计活荷载值。
4)混凝土结构的环境类别、材料等级、强度等级、材料性能(包括钢材强屈比等性能指标)和施工质量的特别要求等。
5)受力钢筋混凝土保护层厚度,结构的统一做法和构造要求,现行规范规程及标准图选用,以及在施工图中未画出而通过说明来表达的信息。
6)建筑物耐火等级、构件耐火等级。
7)施工注意事项,如后浇带设置、封闭时间及所用材料性能、施工程序、专业配合及施工质量验收的特殊要求等。
二、建筑框架结构设计的原则与措施
(一)建筑框架结构设计原则
抗震验算时不同的楼盖及布置(整体性)决定了采用刚性、刚柔、柔性理论计算。抗震验算时应特别注意场地土类别。8度超过5层有条件时,尽量加剪力墙,可大大改善结构的抗震性能。框架结构应设计成双向梁柱刚接体系,但也允许部分的框架梁搭在另一框架梁上。应加强垂直地震作用的设计,从震害分析,规范给出的垂直地震作用明显不足。
雨蓬不得从填充墙内出挑。大跨度雨蓬、阳台等处梁应考虑抗扭。考虑抗扭时,扭矩为梁中心线处板的负弯距乘以跨度的一半;框架梁、柱的混凝土等级宜相差一级;由于某些原因造成梁或过梁等截面较大时,应验算构件的最小配筋率;出屋面的楼电梯间不得采用砖混结构;框架结构中的电梯井壁宜采用粘土砖砌筑,但不能采用砖墙承重。应采用每层的梁承托每层的墙体重量。梯井四角加构造柱,层高较高时宜在门洞上方加圈梁。因楼电梯间位置较偏,梯井采用混凝土墙时刚度很大,其它地方不加剪力墙,对梯井和整体结构都十分不利;建筑长度宜满足伸缩缝要求,否则应采取措施。如:增大配筋率,通长配筋,改善保温,铺设架空层,加后浇带等;柱子轴压比宜满足规范要求;当采用井字梁时,梁的自重大于板自重,梁自重不可忽略不计。周边一般加大截面的边梁;当建筑布局很不规则时,结构设计应根据建筑布局做出合理的结构布置,并采取相应的构造措施;当地下水位很高时,暖沟应做防水。一般可做u型混凝土暖沟,暖气管通过防水套管进入室内暖沟。有地下室时,混凝土应抗渗,等级S6或S8,混凝土等级应大干等于C25,混凝土内应掺人膨胀剂。混凝土外墙应注明水平施工缝做法,一般加金属止水片,较薄的混凝士墙做企El较难。 (二)建筑框架结构设计措施 在用PKPM软件计算梁柱时,应尽量采用TAT或SATWE三维软件。第一,计算结果更接近实际受力状态,如地震力或风力是按抗侧移刚度分配,而不是按框架的楼面从属面积,还如从框架柱出挑的梁和从次梁出挑的梁,因次梁的支座(框架梁)发生下沉变形,内力重分布,从框架柱出挑的挑梁配筋将较大。第二,快速方便,三维软件整体计算,不必生成单榀框架,再人工归并,可整楼归并。第三,TAT或SATWE还可以进行井式梁的计算,由于PKPM 软件计算梁时仅按矩形计算,而井式梁的断面较小,有可能超筋,此时可取出弯距再按T型梁补充计算,不必直接加大梁高。在绘制施工图时,较大直径的钢筋连接宜用机械连接取代焊接,造价相差不大,但机械连接可靠并易干检查。机械连接接头位置可任意,但一次截断的钢筋不大于50%,接头位置应错开70d。
三、多层钢筋混凝土框架结构设计
多层钢筋混凝土框架结构是一种由梁和柱以刚接或铰接相连接成承重体系的房屋建筑结构。多层钢筋混凝土框架结构设计文件与图纸是最主要的依据之一,全面理解设计文件,并规范进程加以实施,是结构方案的主要工作。全面理解设计意图和设计要求,看懂容懂图纸的每项内容,达到按图纸施工的要求,对图纸设计中存在的问题通过会审加以解决,对其遗误交易纠正,是保证施工质量的前提,必须认真地组织与实施,该项工作由甲方或委托监理工程师进行。
根据设计文件和相关规范、规程、编制和审查施工组织设计。钢筋混凝土框架结构由水平承重体系一各层楼盖和屋盖连接形成空间的整体结构体系。其中各平面钢筋混凝土框架结构形成竖向承重体系,它们承受由楼盖和屋盖传来的竖向和水平荷载并再传给地基基础。 做好多层钢筋混凝土框架结构技术交底,根据设计要求和施工队的技术素质状况对其不熟悉的施工工艺过程,经批准实施的新工艺、新材料、新结构等,必须认真进行技术交底。明确各项工艺参数指标、操作方法、质量要求和检测办法,并认真的加以实施。
现浇式框架即梁、柱、楼盖均为现浇钢筋混凝土结构。现浇式多层钢筋混凝土框架结构的整体性强、抗震性能好,因此在实际工程中采用比较广泛。但现场浇筑混凝土的工作量较大。
预制装配式框架是指梁、柱、楼板均为预制,通过焊接拼装连接成的多层钢筋混凝土框架结构。其优点是构件均为预制,可实现标准化、工厂化,机械生产。因此,施工速度快、效率高。但整体性较差,抗震能力弱,不宜在地震区应用。
现浇预制框架是指梁、柱、楼板均为预制,在预制构件吊装就位后,对连接节点区浇筑混凝土,从而将粱、柱、楼板在连成整体多层钢筋混凝土框架结构。现浇预制框架既具有较好的整体性和抗震能力,又可采用预制构件,减少现场浇筑混凝土的工作量。因此它兼有现浇式框架和装配式框架的优点。
总结:
以上几点是我在工程设计中对框架结构设计的认识体会,希望这些设计体会能给各位同行在今后的工程设计中有些帮助,以提高工程设计的质量。
参考文献:
[1] GB 50010—2002,混凝土结构设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2002
