建筑框架结构设计存在问题与处理

摘要：经济和科技的不断发展为建筑界注入了新的活力，随之而来的就是建筑设计在表现力上和结构上的多样化和创新化。说到建筑结构，不得不让我们想到框架结构，因为框架结构是目前国内建筑设计中最常用的建筑结构。虽然是最常见的建筑结构形式，但是在建筑设计方案中仍有一些地方要特别注意。本文针对框架结构设计方案中常见的一些问题，做出了具体的解决措施。

关键词：建筑设计；框架结构；解决措施

前言

框架结构是将柱和梁以一定的规则连接起来，用于分担建筑在水平和竖直两个方向上的承重的一种建筑结构形式。在框架结构建筑中，墙体的作用不在于承重，而是围护和分隔，所以墙体的材料一般会用像空心砖之类的轻质板材或是直接砌筑而成。这样一来，不仅节省材料，还可以灵活分配建筑内部空间，如果在较大空间的建筑中使用框架结构，效果会更明显。

1框架结构的分类及设计因素

框架结构又叫做构架结构，按照不同的划分标准，可以分为不同的类别。以层数为划分标准，可以分为多层和单层；以跨数为划分标准，可以分为多跨和单跨；以立面构成为划分标准，可以分为不对称和对称；以材料为划分标准，可以分为混凝土框架、钢框架、钢筋混凝土混合框架以及胶合木结构框架等，其中最常用于大规模的工业建筑中的是钢框架和混凝土框架，因为这两种框架结构不仅承重强度大，而且施工工艺简单，工期短。为了提高建筑的质量，在设计过程中，可以将抗震级别、地域气候特点以及建筑用途等因素纳入考虑范围，再决定最终的设计方案。

2什么样的问题在建筑框架结构设计中经常出现

2.1使用不同强度等级的混凝土浇筑框架结构

目前，国内很多建筑项目会出现因框架结构中混凝土的强度未达标而导致项目不合格的现象，这种现象的初衷是为了节约成本。虽然框架结构中的不同构件有着不同的作用，但若用不同强度等级的混凝土浇筑，不仅会影响工程的进度，增加施工的难度，还会导致建筑因接缝密封性不够而降低建筑的安全性。

2.2在框架结构中出现短柱

在建筑框架结构中，当柱净高与柱截面高度的比值以及剪跨比不超过4时，这种柱子被称为短柱。短柱的承重能力较小，能够承受的地震强度级别也很小，所以把短柱放置在框架结构中，容易造成建筑塌方。一般情况下，出现短柱的因素有两种：①填充墙的设置不正确，框架柱需要填充的部分没有完全填充完整，符合了短柱的形成条件；②楼梯间结构局部错层。除此之外，还有少数出现于带走马廊的夹层中的夹层短柱与全层短柱。

2.3薄弱层的承重能力较低

当地震强度等级达到一定程度时，框架结构中会有一部分发生较大弹塑性位移，这些部位被称作是薄弱层，而薄弱层口是指结构竖向不规则容易形成薄弱部位的转换层。目前，科学界没有深入研究地震的破坏原理，也不能够准确预测地震的发生日期，所以建筑界还没有准确计算出可以应对地震的框架结构承力。

2.4混凝土保护层没有达到一定厚度

钢筋的保护措施要从增加混凝土保护层的厚度入手，然而现实中存在一些不规范的做法影响了保护层的效果：①主梁、次梁与板的钢筋没有明确界限，导致保护层厚度不足或是构件的有效截面面积不足，从而影响构件的安全性能不能完全发挥；②过于注重主筋的保护层厚度，而忽视了箍筋的保护层厚度；③未对地上部分与地下部分的柱子根据具体情况进行保护层加厚。

2.5没有处理好梁体钢筋和结点的密度

在建筑工程中，当出现构架结构中梁体钢筋与结点过密的情况时，会出现以下质量问题：

（1）容易导致混凝土离析。由于钢筋的净距太小，导致混凝土不能顺利下落，所以施工人员必须使用振捣棒插入钢筋进行振捣，这样一来，钢筋会发生振动，并且混凝土中砂浆与骨料各占有不同的比重，容易导致混凝土离析。

（2）容易导致钢筋发生位置偏移。钢筋的净距小，增加了混凝土的浇筑工作的难度，只能采取捣入措施使混凝土被迫下落，但这样会干扰构件的主要纵向受力，导致钢筋发生位置偏移。

（3）容易产生蜂窝麻面。在对混凝土进行捣入工作时，钢筋过于密集的情况容易导致漏振，这样就会出现蜂窝麻面和露石露筋，甚至是孔洞和缝隙。

3怎样应对建筑框架结构设计中存在的问题

3.1混凝土强度问题的解决措施

由于混凝土和钢筋的不同特性，在钢筋混凝土结构中，最好将混凝土用于承受压力，将钢筋用来承受拉力，让混凝土主要来承受压力。一般情况下使用的混凝土是水泥混凝土，是用砂和石作为原材料、水泥作为胶凝材料与水按比例配合，并不断搅拌所形成的，混凝土具有良好的易和性、高强度、耐久性强的优点。建筑构件的浇筑过程中，对各主体构件部分、现浇梁和柱之间，分别使用同等强度等级标准的混凝土，以确保结构的质量达标。

3.2短柱问题的解决措施

如果框架结构中出现短柱时，要从增强短柱的承载力以及缩小短柱的截面尺寸入手，采取各种有效的措施提高短柱的延性，提高短柱的抗震性能。因为短柱的抗弯性比抗剪性水平高，但地震会破坏短柱的抗弯性，所以提高短柱的抗剪能力就成了关键。一般的做法是使用复合箍筋，也就是将箍筋沿全高加密，并确保短柱的纵向钢筋能对称布置。除此之外，还可以采用配x形钢筋或外包钢板等方式来解决这个问题。

3.3薄弱层问题的解决措施

地震很容易将薄弱层破坏掉，就理论上来说，要想避免薄弱层的出现，就要提高薄弱层的抗侧移水平，这个问题可以从扩大它的梁截面和柱截面入手，如果可以适当地减少建筑层高或基础埋置的深度就更好了。但在实际施工阶段中，避免薄弱层是很有难度的一项工作，那么就只能根据相关规定科学准确地计算结构，并且要考虑多种情况和影响因素。若计算的结果不符合标准，就要对框架结构进行重新调整。

3.4钢筋混凝土保护层的解决措施

混凝土保护层的厚度决定了钢筋受保护的程度，同时也会影响构件的耐久性，也就是说钢筋和构件的使用效果是否能达到预期效果的程度，关键就在于混凝土保护层的厚度。为了保证钢筋和构件的使用效果，要注意以下几点：

①正确处理构件内各类钢筋的相互关系，根据相关规定，以钢筋的正确位置为依据，确定构件内钢筋的保护层厚度、构件的有效截面高度以及梁柱内箍筋的保护层厚度和正确位置；②要根据不同的地域和季节条件，为构件设置不同的保护层厚度。

3.5梁体钢筋结点过密的解决措施

在对梁体断面施工中，最重要的是梁体与其上下部分钢筋距离的合理设置，如施工过程中要将钢筋并排放置，但上下钢筋之间不能有接触。为了更好地发挥剪力承载能力，不管是钢筋的分布工作，还是捆扎工作，都要求均匀。

4结语

从以上内容总结出了：如果没有处理好框架结构的问题，极有可能会造成建筑质量不过关。所以设计人员在设计过程中，要综合考虑相关因素，以及相关数据和规定，务必使设计做到科学规范。为保证结构体系的可实施性，在结构设计上要注意刚柔程度适中，既不能过于柔性导致构件易变形，也不能过于刚性导致易被外力破坏。做到这一点，就需要设计人员熟识框架结构的常见问题，并掌握具体的解决措施。总而言之，建筑框架结构的安全性就在于设计的专业程度。

参考文献：

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[2]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，2009，09.

[3]郭艳超. 论建筑框架结构设计中应注意的一些问题[J].民营科技，2010，03.