建筑框架结构设计中的技术措施与优化方法分析

【摘 要】一直以来，建筑框架结构设计问题都是业内人士关心的重点。作为结构设计中较为基础的设计，建筑框架结构设计被广泛的应用在各类建筑中。本文主要通过对结构设计技术措施的研究，以便实现建筑框架结构设计效果的最优化，减少设计者在进行建筑框架结构设计的时候问题的出现。

【关键词】框架结构；设计；技术措施；优化方法

随着社会经济的发展以及城市化进程的不断深入，建筑业也随之不断的繁荣。作为建筑工程设计的重要环节，建筑框架结构设计在很大程度上决定着建筑质量的好坏。当今社会，人们对于建筑的要求不仅要考虑到居住的舒适度，还希望融合的有现代元素。所以在很大程度上是对设计师智慧的考验。我们进行效果优化的前提是对建筑框架结构中技术设施的详细了解。

一、建筑框架结构设计中的技术措施

对于建筑框架结构设计中的技术措施，主要是指设计师对于软件的操作。一般而言，设计师需要使用PKPM软件，特别是在计算梁柱的时候，经常会用到其中的TAT和SATWE三维软件。中国建筑科学研究院PMPK CAD工程部设计的这两种软件，为设计师进行建筑框架结构设计带来了诸多便利。

第一，使得设计师在进行梁柱计算的结果更加的接近现实生活中的受力状态。比如建筑结构在恒、活、风、地震力等进行设计的时候，不是按照框架楼面的从属面积进行考虑的，而是按照抗侧移刚度进行。

第二，这两种三维软件，是专门为高层结构分析与设计而开发的基于壳元理论的三维组合结构有限元分析软件。其核心是解决剪力墙和楼板的模型化问题，尽可能地减小其模型化误差，提高分析精度，使分析结果能够更好地反映出高层结构的真实受力状态。他们所需的几何信息和荷载信息都从PMPK CAD建立的建筑模型中自动提取生成并有多塔、错层信息自动生成功能，大大简化了用户操作。

第三，在使用PKPM软件的时候，计算机仅仅是按照矩形的形状进行分析和计算的。对于井式梁而言，其断面非常的小，我们可以先取出弯距，然后再按照T型梁的情况进行必要的补充计算。这样进行的好处就是不必直接加大梁的高度。

第四，设计师在绘制施工图的时候，要注意在对直径比较大的钢筋进行连接的时候，要采用机械连接的方式进行。虽然机械连接与焊接连接结果相差不大，但机械连接更加可靠，更容易进行检查。在进行连接的时候，对于机械连接接头的位置，设计师应该根据具体的情况，在满足要求的基础上进行选择。

二、建筑框架结构设计中的优化方法

（一）基础平面图和详图设计优化方法

第一，一般而言，对于柱下扩展基础宽度比较宽，地基出现不均匀或是较软的时候，就要使用柱下条基了。但与此同时，要注意考虑到节点处，基础底面积在双向使用的时候，可能带来的不利因素，因此要适当的加宽基础，以避免不利现象的发生。当基础下面出现防空洞、枯井等情况时，要采取一些积极有效的措施从上面跨过去，比如大多数设计师会选择做一个厚板。

第二，要在混凝土基础的下面设计出垫层。如果出现了防水层，就要考虑设计出防水层的厚度。

第三，建筑施工的路段非常好，基础的埋深也大于了三米，这时候就要建议甲方建个地下室。在此设计地下室是非常有必要的，它不仅可以很好的提高地基的承载能力，还能有效的减少地震的发生对上部建筑的影响。若地基的承载能力正好达到了设计的要求，这时候地下室的地板就可以不再向外延伸，以起到防水的作用。与此同时，要在间隔三十米或是四十米的时候设计一个后浇带，并在两个月之后选用微膨胀混凝土进行浇筑。但要注意到关键的两点，一是这里建造的地下室不是局部的，二是要保证地下室的埋深要相同。此外，当地下室的外墙使用混凝土浇筑的时候，可以不使用基础梁和楼层处梁。如果抗震缝或是伸缩缝的位置在地下，此时就只用将连接处进行加强，不用再设置抗震缝或是伸缩缝了。

第四，新建或是在建建筑物的基础不要比周围原有建筑物的基础要深。如果需要深于原有建筑物的基础，那么基础之间的净距离就应该不得小于基础之间高度1.5倍到2倍之间。

（二）暖沟图和基础留洞图设计的优化方法

在暖沟施工的过程中，需要特别注意几点。

第一，就是当碰到电线管的时候，沟盖板要适当的下降。对于室外的暖沟，在上面还要覆盖一定厚度的土层才可以。

第二，要详细的注明位于暖沟两侧的墙体的厚度，包括一些材料的制作方法等。对于比较深的暖沟，则要严格的检验它的强度，看是否能够满足需求。

第三，洞口较大时，要加过梁，同时暖沟还要加通气孔。

第四，基础埋得较浅时，可能暖沟入口的底部或是基础留洞更低，这个时候就要进行相应的局部降低。

第五，对于特殊的土质，例如湿陷性的黄土地区或是膨胀性的地区，不同于一般土质的暖沟做法，这时就要根据相关的土质进行分析研究，设计出符合当地土质的设计图。

（三）梁详图设计的优化方法

第一，对于梁上有次梁的，包括挑梁的端部，要附加箍筋或者是吊筋，一般情况下，优先采用附加箍筋。但对于梁上的小柱或是水箱下面架在板上的梁，不需要附加箍筋。

第二，对于外部的梁跨度相差不大的时候，要保持梁高是在同一水平面上，特别是外部的框架梁。原则上，上梁纵筋应该能够满足直径小、间距小的条件，这样可以有效的抗开裂。但也要注意，钢筋之间的距离也要符合要求，它不是无限小的。除此之外，还要注意和梁的断面相呼应。

第三，按照规定，箍筋在挑梁的端部要进行加密，纵筋要距离相等，箍筋可以不等。小断面的连续梁或是框架梁，上、下部分的纵筋要采用相同直径的进行布筋。还要尽量的将大挑梁截面的大小进行统一。这样不仅有利于施工人员施工的方便，还有利于减轻大挑梁自身的重力。

（四）柱详图设计的优化方法

第一，地上的建筑为圆柱形时，低下的有使用方柱形。采用这样的方式，可以对施工的进行提供便利。圆柱上的纵筋要不得少于8根，并采用螺旋箍进行布箍。对于方柱形则要采用井字箍，并按照相关的规定进行适当的加密。但是对于幼儿园，则不适合采用方柱形。对于柱上的纵筋，虽然原则上要求采用大直径、大间距的，但也要注意不宜过大。

第二，柱内埋管的时候，要在柱子的四角埋下直径相当大的管，对于管的截面面积小于4%的，可以不必进行相关的验算。

第三，柱子应该采用强度高的混凝土进行构建，适当的减小截面的面积。最大限度的避免短柱的出现。但对于大跨度的框架结构，由于楼梯平台与楼期间的框架柱相连，就会不可避免的出现短柱，此时则要对短柱箍筋加密。或者是那些框架结构外立面，是带形窗的时候，因为要设置连续的窗过梁，使得外框架柱也可能成为短柱，此时，也应该注意加强措施。

第四，要充分考虑到降低地震的竖向作用，要在柱子的轴压比和配筋等方面留有余地。

三、结语

全文主要是详细的建筑框架结构设计中使用最广泛，也是技术最先进，最前沿的技术措施PMPK软件，特别是TAT和SATWE的优点进行了分析。同时也对建筑框架结构设计中各个部分的设计方法和理念进行了优化。比如在基础平面图和详图设计方面、暖沟图和基础留洞图设计方面、梁详图设计方面、柱详图设计方面等进行了系统详细的阐述。希望可以促使设计师在设计的过程中，提高工作效率的同时，减少错误的出现，并为我国建筑事业的发展提供技术支撑。

参考文献：

[1]梁丽芳，都军花.浅谈建筑框架结构设计存在问题及对策.[J].科技创新导报，2009，（9），221-224.

[2]白正辉.建筑框架结构设计应把握的主要问题.[J].建筑科学，2007，（15），27-31.

[3]江美新.论建筑框架结构设计技术措施.[J].科技和产业，2005，（2），115-119.

[4]黄兴旺.浅析建筑框架结构设计的技术措施与技巧.[J].规划与设计，2013，（4），27-33.

[5]王伟雄.建筑框架结构设计中常见问题的分析与处理.[J].建筑结构，2008，（62），39-42.