框架结构设计范文
时间：2023-03-20 16:20:55
框架结构设计范文第1篇
【关键词】建筑框架结构；原则与措施；问题
目前，我国建筑业适应新时代的要求，不断优化建筑设计和施工。在施工工程中，常采用框架结构，节省了不少的空间，在平面设计时更加方面灵活。框架结构体系在建筑结构设计中的使用越来越广泛。在框架结构的设计中，要结合实际情况，认真分析框架结构设计中会出现的问题，为施工人员在施工过程中提供资料。
1 框架结构的概念及特点
框架结构住宅是指以钢筋混凝土浇捣成承重梁柱，再用预制的加气混凝土、膨胀珍珠岩、浮石、蛭石、陶烂等轻质板材隔墙分户装配成的住宅。框架结构由梁柱构成，构件截面较小，因此框架结构的承载力和刚度都较低，它的受力特点类似于竖向悬臂剪切梁，楼层越高，水平位移越慢，高层框架在纵横两个方向都承受很大的水平力，这时，现浇楼面也作为梁共同工作，框架结构的墙体是填充墙，起围护和分隔作用。
房屋框架结构分类。房屋的框架按跨数分有单跨、多跨；按层数分有单层、多层；按立面构成分有对称、不对称；按所用材料分有钢框架、钢筋混凝土框架、预应力混凝土框架、胶合木结构框架或钢与钢筋混凝土混合框架等。
房屋框架结构特点。水平方向仍然是楼板，楼板搭在梁上，梁支撑在两边的柱子上，把重量递给柱子，沿着高度方向传到基础的部分，即梁、板、柱构成的承重体系。框架结构的突出特点是所有的墙都不承重，板搭在梁上，梁直接传给了柱子，墙都是后坐上去的，起着一个划分空间的作用，仅起着一个保温，隔热，隔声的部分，应用的时候很灵活。
2 建筑框架结构设计的技术原则与措施
2.1 建筑框架结构设计技术原则
2.1.1 框架结构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。设计成双向梁柱刚按体系，但也允许部分的框架粱搭在另一框架梁上。
2.1.2 雨蓬不得从填充墙内出挑。
2.1.3 出屋面的楼电梯间不得采用砖混结构。构件不得向电梯井内伸出，否则应验算是否能装下。电梯井处柱可外移或做成L型柱
2.1.4 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位置加圈梁。
2.2 建筑框架结构设计技术措施
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型粱补充计算，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。
3 框架结构设计中应注意一些问题
3.1 抗震设计时，框架结构设有少量混凝土墙体，设计未考虑这部分墙体的影响，仅按纯框架结构进行结构分析，配筋计算。但由于剪力墙的存在，使得结构的地震作用增大，且由于剪力墙抗侧力刚度比框架大，故剪力墙按构造配筋不一定能满足承载力要求。同时剪力墙与框架协同工作，使框架上部受力加大，故按框架结构设计的框架柱也不一定满足承载力要求。采取的措施是结构既要按全框架结构(不计人剪力墙)计算，又要按实际情况框架一剪力墙结构计算，两者的承载能力及结构位移均应满足规范要求。
3.2 在设计框架结构和裙房时，高低跨之间不要采用主楼设牛腿、低层屋面或楼梯梁搁在牛腿上的做法，也不要用牛腿托梁的方式作为防震缝。因为在地震时各单元之间，尤其是高低层之间的震动情况不同，连接处很容易压碎、拉断。因此，凡要设缝，就要分得彻底，凡不设缝，就要连接牢固，绝不能似分非分，似连非连，否则很容易在地震中破坏。
3.3 由于建筑的需要，有时需要框架梁外挑，且梁下设置钢筋混凝土柱。在柱的内力和配筋计算中，有些设计人员对其受力概念不清，误认为此柱为构造柱，并且其配筋为构造配筋，悬臂梁也未按计算配筋，这样有可能导致水平荷载作用下承载力不足，为事故的发生埋下隐患。实际上，在结构的整体计算中，此柱为偏心受压构件，柱与梁端交接处类似于框架梁、柱节点，应考虑悬臂梁梁端的协调变形。所以对于此柱应作为竖向构件参与结构的整体分析，并且柱与梁端交接处应按框架梁、柱的节点处理。
3.4 填充墙拉筋和预埋件等不应与框架梁、柱的纵向钢筋焊接，宜采用在柱内预留预埋件，待砌筑填充墙时再将拉结筋与之焊接的施工方法。
4 结语
只有熟练掌握规范，并在工程实践中不断总结、积累，才能使框架结构设计更加合、配筋适宜，满足“技术先进、经济合理、安全适用、确保质量”的要求。从而才能设计出既安全又经济适用的优秀作品。
参考文献：
[1]杨济维，对钢筋混凝土多层框架结构设计的浅析．建材与装饰，2009（9）．
[2]胡爱坤，胡庆军．混凝土框架结构设计中需注意的问题．浙江建筑，2009（10）
[3]杨宗敏．框架结构设计分析叨．科技信息，2009．
框架结构设计范文第2篇
关键词：多层框架房屋；结构设计；合理设计
Abstract: with the rapid development of urban construction enterprise in our country and the city construction to improve the level and the construction technology, multilayer frame structure design of the building has been widely used in the field of modern engineering, this article in view of the structure of multi-story frame structure buildings discusses and analyzes the related problems in the design, to improve the multi-storey building frame structure design and puts forward some reasonable Suggestions.
Key words: multilayer framework; Structure design; The reasonable design
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）
一、多层框架结构设计中独立基础荷载取值设计
多层框架结构房屋的设计中一般都是要使用柱下独立基础作为建筑设计中的基础地基设计形式的，但是在《建筑抗震规范》中，根据建筑物的层数以及地基的持力层是否具有软粘性的土层作为标准，对于建筑基础地基所能够承受的抗震承载力通常不进行特殊的要求。
二、基础拉梁设计中注意的问题
在多层框架结构房屋的设计中，对于基础使用较大的埋深设计的时候，可以在框架结构的适当位置设计基础拉梁，通过对基础拉梁的设计尽量的缩小多层建筑底层的柱子的计算长度，同时尽量的减少底层的位移发生。如图1所示
图1 基础布置图及基础梁详图
在进行多层框架结构设计的时候，处于对建筑结构的良好的抗震效果的考虑，对基础拉梁进行设计可以在适当的位置使用箍筋，对基础拉梁的主要承重部位进行加密保护，用来提高建筑结构梁柱的稳定性，在进行基础拉梁设计的时候，还需要对基础拉梁的截面尺寸进行合理的界定和设置，同时还要根据建筑结构的抗震性能基本要求，对基础拉梁的高度以及宽度等方面的限定值加以严格核定，在多层框架结构设计中的填充墙和楼梯的柱子作为框架结构的承重结构之一，同时在对拉梁进行相应支撑的时候，主要的手段是使用适当的增加拉梁界面的横截面积，进而提高基础拉梁的支撑效果，保证基础拉梁支撑效果能够发挥有效的作用。
三、多层框架结构设计中梁的设计处理
在框架结构的设计中，梁的设计处理是非常重要的，如果梁的上面存在次梁，这里还包括了挑梁的顶部，这时候就应该考虑附加箍筋以及吊筋，同时还要优先的考虑使用附加箍筋，在梁上的小柱和水箱下面，如果梁架是在板上面，在设计的时候就不需要附加钢筋，同时为了能够清楚的表达在施工图纸上面，考虑在结构设计的总说明上，有的次梁的两侧都各加上三根主梁箍筋作为必要的补充，如果次梁的顶部和框架梁体相交或者是弹性支撑在墙体上，梁的端支座就可以按照简支梁进行处理，但是梁的段箍筋应该考虑进行加密保护，在考虑设计抗扭的梁的时候，纵向梁之间的间距不能超过300mm，同时还不能超过梁的宽度，也就是在设计的时候要求加腰筋来增加梁的抗扭强度，同时纵向筋以及腰筋锚进支座内部的长度要达到锚固的长度。对于箍筋的要求和抗震设防时候的要求保持一致，反梁的板吊在梁底部，板的荷载主要是由箍筋来承受，也可以适当的增加大箍筋的间距，梁支撑偏心布置墙的时候宜做下挑沿。框架梁的高度取值应该是梁的跨度的1/10左右，扁梁的宽度取值可以使柱宽的两倍左右，扁梁的箍筋应该延伸到另一个方向梁的边缘部位。
四、多层框架结构设计计算中重要参数的选择
《建筑抗震规范》中明确的指出，使用计算机计算出来的所有结果都应该经过实际的计算认真的选择合理的，一般情况下，计算机计算的结构主要是包括结构的自振周期、楼层的弹塑性的层间位移、楼层的侧向刚度比、地震剪力系数以及弹塑性层间位移。楼层的侧向刚度比、振型参与的质量系数，建筑墙体以及柱的轴压比，还有墙体、柱子以及梁板的配筋等相关数值，框架抗震墙的结构中抗震墙的承受压力和总地震的倾覆力矩的比值也是要求计算的，通过上述的计算结果和实际作比较，要求的是精确的计算之后做出的合理结构方案。
五、重点注意事项和框架结构设计原则
1、框架梁和柱的中心线应该符合规范的标准，同时，框架梁和柱的中心线应该重合，当框架梁和柱的中心线没有重合的时候，应该在计算的时候考虑偏心对于梁柱节点核心区的受力以及构造的不利影响，甚至是梁上的荷载对于柱子的偏心影响都要考虑到。如果偏心距离大于这个方向上的柱的高度的1/4的话，就可以使用增设梁的水平方向加腋等措施进行解决，有模拟水平地震作用的相关研究表明，当框架结构梁体和柱的中心线偏心距离大于这个方向上的柱宽的1/4的时候，节点的核心区域除了出现斜方向上的裂缝之外，同样还会出现竖向上的裂缝，所以当梁和柱的偏心距离大于这个方向上的柱宽的1/4的时候，就应该使用梁水平加腋的措施，具体的加腋的构造要按照《高层建筑混凝土结构技术规程》的标准规定进行，加腋之后的梁在验算梁的剪压比以及受弯的承载力的时候，一般情况下不计算加腋的部分的截面的有利影响。
2、在做多层框架结构的时候，设计人员要尽量的避免短柱的出现，因为短柱的抗震性能非常的差，很多的房屋抗震专家都做了相关的研究证明，都证实了短柱的抗震性能相对较差，但是框架结构中因为楼梯间的休息平台梁或者是因为楼层过高而柱的截面积比较大等方面的原因，有的一些工程中使用短柱是不可避免的，如果出现这种情况，就需要设计施工方按照国家的抗震设计规范，对短柱进行相应处理，具体的就是增强短柱的结构性抗震性能措施。另外如果同一楼层的结构设计中，柱子都是短柱的话，每一个短柱的刚度相差又不是很大，就应该使用结构设计软件进行内力分析以及结构设计和验算，尽最大的可能保证结构的安全。
3、多层框架结构除了个别的不稳设计施工人员可以使用铰接的方法之外，其余的结构都应该设计成双向的梁柱测力体系，因为考虑到了框架结构既要能够承受竖向的荷载压力，同时还要承受水平方向上的荷载压力，所以设计人员在做框架结构设计的时候就必须将结构设计成双向梁和柱抗侧力的结构体系，同时在设计框架结构的时候还要充分的考虑有足够的侧向刚度，这样用来满足规范规定的多层楼层的层间最大位移以及层高之比的限制区间，有利于增强框架结构的抗震性能。
4、在进行多层框架结构设计的过程中，不应该使用部分砌体墙承重的混合搭配形式，《高层建筑混凝土结构技术规范》中有明文的强制性规定，框架结构在按照抗震设计的时候，不能够使用有砌体承重墙的混合搭配。
六、结论
近些年来，建筑市场在我国可以说是蓬勃发展，钢筋混凝土多层框架结构的房屋结构设计有着明显的优势，已经在我国建筑领域得到广泛的使用，建筑房屋多层框架结构设计的科学性以及合理性对于建筑质量的要求以及使用有着决定性的巨大影响，所以多层框架结构房屋的设计必须确保设计的科学合理性，保证建筑的质量安全，维护人民的生命财产安全。
参考文献：
[1]中华人民共和国建设部.混凝土结构设计规范GB50010-2002:中国建筑工业出版社:2002
[2]张丽红.多层建筑框架结构设计问题的几点研究[J].中国科技财富，2011，(03).
[3]张科.多层建筑结构设计中框架结构的问题分析与处理[J].科技资讯，2009，(18).
[4]建筑结构设计新规范综合应用手册［M］．中国建筑工业出版社
[5]GBJ7—89，建筑地基基础设计规范［S］．中国建筑工业出版社．
作者简介：
纪文芳（1981- ），女（汉族），山东青岛市人，学士，专业：土木工程。
李靖（1981- ），女（汉族），山东青岛市人，学士，专业：土木工程
框架结构设计范文第3篇
【关键词】多层框架结构；结构设计；计算
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）
[4]覃敏强. 建筑高层框架结构布置[J]. 大众科技. 2010（05）
框架结构设计范文第4篇
关键词：框架结构设计 原则 问题
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 1-2010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 50011-2010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—2010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：
[1] 陈翠荣.框架结构设计中应注意的几个问题[J].山西建筑，2007，33（4）：58—59.
框架结构设计范文第5篇
关键词：框架结构 结构设计 计算简图 抗震构造
钢筋混凝土框架结构以抗震性能好著称，其主要由梁和柱组成，这种结构具有较强的灵活性，有利于平面布置，是目前主流的建筑结构之一，得到了广泛的应用。但是这种建筑结构在设计时如果不加以注意，其后果和影响也比较严重。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。
1、框架计算简图的确定
没有地下室的多层框架房屋，一般来说基础埋的较深，对于不同的深浅度，要有不同的设计。在基础埋的比较深的时候，为了增加房屋底部的整体性，减小位移有时在±0.000附近设置基础连系梁。将基础连系梁以下的部分看作底层，层高H取基础顶面至连系梁顶面的高度，而把实际建筑的底层作为第二层考虑，层高H取连系梁顶层至一层楼面高度。基础埋深较浅时现浇的框架结构梁柱刚接，计算简图的确定主要是确定底层柱的计算长度。根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010(以下简称《结构规范》)第6.2.20条规定：一般多层房屋中梁柱为刚接的框架结构，底层柱的计算长度取基础顶面到一层楼盖顶面的高度H，装配式框架取1.25H。对于带地下室的多层框架结构，合理确定上部结构的嵌固位置是一个关键问题。《结构规范》和《建筑抗震设计规范》GB50011-2010(以下简称《抗震规范》)，都没有明确地提出具置，需要具体问题具体分析。对于能够满足《抗震规范》第6.1.14条规定的地下室结构或采用箱型基础时，可将地下室顶作为框架上部结构的嵌固位置，在利用PKPM软件进行设计时，楼层总数仅输入地下室以上的实际层数，底层的层高H取实际层高。这样计算出的地震作用与实际情况较为接近。对于不能满足《抗震规范》第6.1.14条规定的地下室结构或者采用筏板式基础时，嵌固位置最好取在基础顶面。此时，利用电算进行楼层组合时，总层数应为实际的楼层数加上地下室的层数。
2、钢筋混凝土保护层厚度的取值
混凝土保护层在保护钢筋不受锈蚀方面起着重要作用，能够有效保证钢筋的粘结锚固性能，对于构件的耐久性和钢筋的受力性能影响比较大。《结构规范》规定，保护层厚度计算应由最外层钢筋开始计算，梁柱保护层计算需考虑由箍筋及构造筋边开始计算至混凝土表面的距离。实际工作中设计人员的不重视，常会出现以下问题：1)主梁与次梁交叉处、主梁、次梁和板的钢筋关系处理不明确，造成板负筋保护层厚度不足或构件有效截面高度损失，直接影响到构件的安全性;2)地上部分与地下部分的柱因所处的环境条件不同，根据规范要求，应采取不同的保护层厚度。 因此，设计时应注意：1)正确处理构件内各类钢筋的相互关系，按钢筋的正确位置确定构件内钢筋的保护层厚度及构件有效截面高度，并进行构件的截面设计。正确区分同一构件所处的环境条件，区别对待不同环境下的混凝土保护层厚度。地下部分的柱可将其断面加大，满足其保护层厚度的要求，同时保证柱钢筋上下位置的一致性，满足钢筋受力要求。
3、框架结构抗震构造措施
3.1、梁的设计
设计梁要注意梁度差，当梁度差较小时，两高也要与之相同。如果梁底与窗定的尺寸相差的小，大粱的高度就该与窗顶一致．外部的框架梁尽梁尽量保持外皮与住外皮的一 平。有次梁的时候，尽量使主梁和次梁分开，以免引起主次梁的抗扭。 使抗扭的纵箍筋增加。上梁纵筋的间距在满足抗裂的同时．也要注意 将梁端头的箍筋加密。小面积的梁及框架梁，上下部的纵筋避免支座 搭接。由于挑梁在总负荷中所占的比例较小。将挑粱变成截面不能够 有效的减轻自重，变截面梁时，其挠度也大于截面梁。如果挑梁的端部有次梁，要注意对其加固。一般情况下。只有当剪承载力不足时，挑梁根部才可以加斜筋。挑梁配筋必须留有空间．而就大梁而言．在梁的下部必须配置受压钢筋来减少挠度。为了保证梁的变形能力，使框架结构具有较好的抗震性能，梁端纵向受拉钢筋的配筋率应能使梁端截面的受压区相对高度满足以下要求：一级框架≤0.25ho;二、三级框架≤0.35ho，同时，纵向受拉钢筋的配筋率不应大于2.5%。为了保证梁有足够的延性，提高塑性铰区压区混凝土的极限压应变值，并防止在塑性铰区内最终发生斜裂缝破坏，在梁端纵筋屈服范围内加密封闭式箍筋，对提高梁的变形能力十分有效。同时，为了防止压筋过早压曲，应严格遵照《抗震规范》限制箍筋的间距。
3.2、柱的设计
柱的设计主要从三个方面阐述，分别是柱截面尺寸、柱纵向钢筋的配置、柱的箍筋。柱的平均剪应力太大，会使柱产生脆性的剪切破坏。平均压应力或轴压比太大会使柱产生混凝土压碎破坏，为了使柱有足够的延性，柱截面尺寸应符合以下要求：柱截面的长边应小于柱净高的1/4；且矩形截面柱，抗震等级为四级或层数不超过2层时，其最小截面尺寸不宜小于300mm，一、二、三级抗震等级且层数超过2层时不宜小于400mm；圆柱的截面直径，抗震等级为四级或层数不超过2层时不宜小于350mm，一、二、三级抗震等级且层数超过2层时不宜小于450mm；柱截面长边与短边的边长比不宜大于3；当剪压比保持较低时，可获得较好的延性，为此柱端截面的平均剪应力一般宜小于3N/mm。
为了保证柱有足够的延性，柱的最小配筋率必须满足《抗震规范》要求;纵向钢筋的接头，一级框架应采用焊接接头;二级宜采用焊接接头，而底层柱根应焊接;三级可采用搭接，而底层柱根宜焊接;直径大于32mm的钢筋必须采用焊接。在纵向钢筋连接区段内宜加密箍筋，防止纵向钢筋的压曲，增加粘结度。
在地震力的反复作用下，柱端钢筋保护层往往首先碎落，这时，如无足够的箍筋约束，纵筋就会向外膨曲，柱端破坏。箍筋对柱的核心混凝土起着有效的约束作用，提高配箍率可以显著提高受压混凝土的极限压应变，从而有效增加柱的延性。因此设计人员应遵照《抗震规范》对框架柱的箍筋构造要求。
4、结论
总之，以上提出的都是些框架结构设计中出现的易疏忽的问题。一旦处理不好或计算过程中未加考虑便会导致结构不合理，甚至结构不安全。设计人员在精于结构电算分析的同时，更应注意到以上所提到的在设计过程中碰到的类似问题，使施工图的设计更完善，保证结构的安全。
参考文献：
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框架结构设计范文第6篇
关键词：框架结构布置计算简图
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
1框架结构
框架结构与一般结构设计相同，其设计应当保证在荷载作用下结构有足够的承载能力及刚度，能保证结构的安全和正常使用。在使用荷载及风荷载作用下，结构应处于弹性阶段或仅有微小的裂缝出现。结构应满足承载能力及侧向位移限制的要求。在地震作用下，结构用两阶段设计方法，要求达到三水准目标。在第一阶段设计中，除要满足承载力及侧向位移限制要求外，还要满足延性要求。延性要求通过抗震措施来实现。在某些情况下，要求进行第二阶段验算，即进行罕遇地震作用的验算，以满足弹塑性层间变形的限制要求。
框架结构体系是目前应用最广泛的结构形式之一。其优点很多，由于内隔墙可有可无，故建筑平面布置较为灵活，能形成较大的空间，立面也容易处理。其使用功能也可以有条件地予以改变。框架结构采用梁、柱组成的结构体系作为建筑竖向承重结构，并同时承受水平荷载。通常梁、柱断面尺寸都不能太大，否则影响使用面积和净高。因此，框架结构的侧向刚度较小，水平侧移较大，这是它的主要缺点，并因此限制了框架结构的建造高度。
2科学的框架结构布置
框架梁布置应本着尽可能使纵横两个方向的框架梁与框架柱相交的原则进行。由于高层建筑纵横两个方向都承受较大水平力，因此在纵横两个方向都应按框架设计。框架梁、柱构件的轴线宜重合。如果二者有偏心，梁、柱中心线之间的偏心距，9度抗震设计时不应大于柱截面在该方向宽度的l／4；非抗震设计和6—8度抗震设计时不宜大于柱截面在该方向宽度的1／4。根据楼盖上竖向荷载的传力路线，框架结构又可分为横向承重、纵向承重及双向承重等几种布置方式，如图1所示。
图1框架承重体系
在通常情况下，承重框架比非承重框架梁的截面高度要大一些，使该方向的框架抗侧移刚度增大，有利于抵抗该方向的水平荷载。但由于梁截面高度大而使房屋的净空减小，不利于其垂直方向的管道布置。沿高度方向柱子截面变化时应尽可能做到轴线不变或变化不大，使柱子上下对齐或仅有较小的偏心。当楼层高度不同而形成楼板错层或在某些轴线上取消柱子形成不规则框架时，都对抗震相当不利，应尽可能避免。否则，应通过相应的计算及构造措施予以加强，防止出
2合理的梁柱尺寸
框架柱截面的尺寸要根据所承受轴力和弯矩的大小确定。在地震区，柱断面尺寸受到轴压比限制，不能过小。同时为了保证纵、横两个方向都有的足够的承载力、刚度和相近的动力特性，柱截面宜采用方形、圆形、多边形以及接近方形的矩形截面。 此外还应满足以下构造要求：柱的截面高度不宜小于300 mm；小于300 mm时，其承载力折减20％；在纵横两个方向上不宜相差过大。矩形柱边长比不宜超过1．5，一般采用方形柱；柱净高与截面高度之比不宜小于4；小于4时，变形能力要求较高，因为短柱刚度大易剪坏，需设全长加密箍筋；层高与柱截面高度之比不宜大于15，大于15时不易满足水平侧移要求。
3 选择合理便于计算的框架计算简图
横向中间各榀框架，由于间距和各自抗侧刚度相同，作用的各荷载相同，常取一榀横向框架作为计算单元 但有差异时，应分别计算。多层框架结构实际上由纵、横框架组成的空间结构，为了简化计算，常忽略纵、横向空间联系，忽略各构件的抗扭作用，分别按纵向和横向平面框架进行计算。纵向框架因作用荷载不同，应取不同框架计算 当采用横向承重，纵向柱多时，抗侧刚度大，可不计算，按构造设计。
对于作用于各计算单元上的荷载按该单元的负载面积计算。计算前，初步确定截面形状和尺寸梁截面形状有矩形 T形 形等，尺寸：主梁（1/10-1/12 ） L，次梁（1/12-1/15 ） L；矩形梁宽（1/2-1/3 ） h柱截面形状常采用矩形 方形 圆形，尺寸：取层高的1/15-1/20。跨度与层高：梁跨度取柱子轴线距离，当上下层柱截面尺寸变化时，一般取最小柱截面形心线作为柱的轴线；层高取建筑层高，底层取基础顶至二层楼板顶面。对于节点简化，通常现浇钢筋混凝土节点常简化为刚性节点。
4框架柱配筋的调整
框架柱的配筋率一般都很低， 有时电算结果为构造配筋， 但是实际工程中均不会按此配筋。 因为在地震作用下的框架柱， 尤其是角柱， 所受的扭转剪力最大， 同时又受双向弯矩作用， 而横梁的约束又较小， 工作状态下又处于双向偏心受压状态， 所以其震害重于内柱。 对于质量分布不均匀的框架尤为明显。 因此应选择最不利的方向进行框架计算， 另外也可分别从纵、 横两个方向计算后比较同一侧面的配筋， 取其较大值， 并采用对称配筋的原则。
4结构柱部分的设计
在建筑结构设计过程中，当建筑结构上部柱设计为圆形的时候，下班应该设计为方形柱，这样比较方便施工。圆柱纵筋根数最少为8根,箍筋用螺旋箍,并注明端部应有一圈半的水平段。 方柱箍筋应使用井宁箍,并按规范加密。 角柱、楼梯间柱应增大纵筋、 并全柱高、 加密箍筋。 原则上柱的纵筋宜大直径、 大间距,但间距不宜大于200。 柱内埋管,管截面面积占柱截面4％以下时,可不必验算。 柱断面不宜小于450×450,混凝土不宜小于C25,否则梁纵筋锚人柱内的水平段不容易满足0.45La的要求,不满足时应加横筋； 否则在梁柱节点处钢筋太密,会导致混凝土浇筑困难。柱应尽量采用高强度混凝土来满足轴压比的限制,以减小断面尺寸。同时要尽量避免使用短柱,短柱箍筋应全高加密,短柱纵筋不宜过大。 独立柱上或柱的中部(半层处)有挑梁时,挑梁长度应有限制。 同时，还应该考虑柱子的轴压比以及配筋宜预留有一定的距离，这样才能满足抗震的要求。 异型柱结构,梁纵筋一排根数不宜过多,柱端部纵筋不宜过密,否则节点混凝土浇筑困难。 当有部分矩形柱部分异型柱时,应注意异型柱的刚度要和矩形柱相接近, 不要相差太大。
结语：
设计人员在结构设计的时候还应该对相关规范熟练的掌握。并且还需考虑到当地的建筑法规，对当地建筑材料要熟悉，这样才能设计出经济合理的建筑物，这样的建筑物不但在结构上合理而且在经济上也比较符合建设单位的要求，为国家的发展做出贡献。
参考文献
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框架结构设计范文第7篇
关键词：异形柱；框架结构；抗震规范
Abstract: On the basis of introducing the steel reinforced concrete special shaped column frame structure characteristics and design calculation method ,combined with “the concrete special-shaped column technical regulations " ( JGJ149 - 2006 ) and " the buildings seismic design code " ( GB 50011 - 2010 ), this paper discusses on the special-shaped column frame structure design special regulations and requirements.
Key words: special-shaped column; frame structure; seismic design code
中图分类号：TU318文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）
1 概 述
近年来，随着人们物质文化生活水平的提高，人们对住宅建筑使用要求也在日益提高。当今人们对住宅建筑，除了满足最基本的功能要求外，对室内的美观及使用的舒适度要求也越来越高。普通的矩形框架柱一般都比填充墙体要厚，凸出的柱角很大一部分露在房间内部，使室内布置和家具摆设受到一定的限制，特别是小面积住宅更显影响。此外，外露的柱角也会影响、减少建筑的有效使用面积。普通剪力墙结构虽然不会出现“柱楞”，但其对建筑空间的严格限定与分隔，使建筑空间不能灵活改变。人们普遍希望住宅既能像剪力墙结构一样房间内部四角平整光滑、整齐美观，又能像框架结构一样，可拆除填充墙体，灵活布置房间内空间，于是异形柱框架结构便应运而生。
2异形柱框架结构的特点
2.1异形柱截面形式不同于普通框架柱的方形、矩形、圆形，而通常为“L、T、+”等异形柱截面，其截面各肢的肢高肢厚比不大于4。异形柱各肢肢长可能相等，也可能不相等，但提倡采用等肢异形柱。当不得不采用不等肢异形柱时，柱两肢的肢高比不宜超过1.6。异形柱在满足受力的前提下，肢厚宜与相连填充墙等厚，若比相连填充墙体厚，出现柱楞，则将失去美观、使用方便的基本意义。
2.2 与普通框架相比，异形柱框架结构总体侧向刚度较小，竖向整体显得较柔。异形柱截面有一根对称轴或无对称轴，对荷载方向较敏感，抗扭刚度较差，因此异形柱抗扭能力较普通框架差。异形柱框架中的梁柱截面较薄，施工时不易捣实，再加上梁柱交接处应力集中，削减了节点核心区的体积，使节点抗剪承载力降低。
2.3 异形柱框架结构的平面布置，除应遵守一般框架结构的构造措施、相关规定、设计要求外，还应综合考虑自身的特点，注意以下几方面的问题：
2.3.1 平面布置宜尽量对称，两个主轴方向要协调，使合力中心尽可能和刚度中心重合，减少偏心距，尽量减少因扭转产生的不利影响；
2.3.2 考虑采用双向承重体系，并纵横向相连接；
2.3.3 各柱肢应尽量对齐，使柱肢与梁一起构成较规则、多跨的抗侧力体系，
2.3.4 异形柱应重点布置在房屋中影响使用的墙角部位，其它部位从受力合理和施工方便两个方面考虑宜采用矩形截面柱。这样兼顾了使用和安全两个方面，充分发挥了异形柱使用和受力的特点。
3异形柱框架结构设计方法
异形柱框架结构设计已有了一段时间，通过了多年的实践之后，现已经颁布了统一的国家规范。异形柱不宜套用普通柱的配筋公式，也不宜直接用剪力墙的配筋公式，一般来说，异形柱的计算方法遵循以下规则：
3.1 确定结构布置形式
异形柱框架结构一般采用规则的结构方案，这个是为了满足抗震概念的设计要求。规则结构有利于减少偏心，刚度和承载力均匀分布的优点。当根据建筑功能需要设置底部大空间时，可通过框架底部抽柱并设置转换梁，形成底部抽柱转换层的异形柱结构。不落地的框架柱应直接落在转换层主结构上。托柱梁应双向布置，可双向均为框架梁，或一方为框架梁，另一方为托柱次梁。
3.2 确定结构抗震等级
对于有抗震设计要求的异形柱框架结构，应该根据抗震设防烈度和房屋高度确定结构的抗震等级，并据此对其进行相应的结构验算、设置构造措施。
3.3 极限状态设计
对于居住建筑，其异形柱框架结构的安全等级应采用二级，设计使用年限不应少于50年。结构计算应该进行承载能力极限状态和正常使用极限状态计算和验算。应根据结构的地震作用，竖向荷载，风荷载的最不利效应组合对异形柱进行正截面、斜截面、梁柱节点承载力进行验算。
3.4 结构分析模型和计算
利用弹性方法计算异形柱框架结构在竖向荷载、风荷载和多遇地震作用下的内力和位移。框架梁及连梁等构件可考虑在竖向荷载下梁端局部塑性变形引起的内力重分布。异形柱框架结构应采用空间杆系模型或其他组合有限元等分析模型。计算其结构内力及位移时，可假定楼板在其自身平面内为无限刚性，并应在设计中采取措施保证楼板平面内的整体刚度。
3.5 截面计算
异形柱框架结构的异形柱应进行双向偏心受压正截面承载力计算、双向偏心受拉正截面承载力计算、斜截面受剪承载力计算以及梁柱节点核心区受剪承载力计算。当处于抗震地区时，应考虑地震作用组合的影响。
4结合《异形柱规程》及《抗震规范》探讨异形柱框架结构设计的特殊规定、要求。
4.1 异形柱框架结构的最大适用高度
由于异形柱框架结构是一种较新型的结构形式，只经过十余年的实践。综合考虑现有的理论研究、实验研究成果及设计施工经验，其房屋适用的最大高度较一般的混凝土框架结构有所降低。现就将《混凝土异形柱技术规程》与《建筑抗震设计规范》对比如下:
4.2异形柱框架结构的抗震等级
由于异形柱框架结构的抗震性能相对于普通混凝土框架结构房屋较弱，异形柱框架结构的抗震等级相对也交严格，相应《混凝土异形柱技术规程》的抗震等级分类也较《建筑抗震设计规范》更为详细，现就将《异形柱规程》与《抗震规范》有关于抗震等级分类的对比如下表2、表3:
当为7度(0．15g)时，建于Ⅲ、Ⅳ类场地的异形柱框架结构，应按提高一个级别采取抗震构造措施，按“表3”中括号内所示的抗震等级形式来具体表达。
4.3 异形柱框架结构的水平位移限值
由于异型柱框架结构的特殊性，《异型柱规程》对异型柱框架结构的弹性层间位移角限值也较《抗震规范》严格，现比较如下：
（表中括号内的数字用于底部抽柱带转换层的结构）
5 结束语
异形柱框架结构有着较大的市场需求，广大建筑结构设计人员应积极地去理解及应用《混凝土异形柱技术规程》。只有理解异形柱框架结构的受力破坏机理，选用合理的结构平面布置，正确掌握规范进行计算分析、截面配筋设计和处理好一系列的结构构造，才能保证设计出来的异形柱框架结构安全、可靠。
参考文献
【1】JGJ149—2006, 《混凝土异形柱技术规程》。
【2】GB 50011—2010, 《建筑抗震设计规范》。
【3】2007年4月1日, 《混凝土异形柱结构技术规程理解与应用》，严士超。
框架结构设计范文第8篇
【关键词】异型柱；框架结构；设计方法
1、异形柱的结构特点
1.1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。
1.2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。
2、异形柱框架结构设计的常见问题
2.1结构计算方面
（1）进行柱的配筋计算时，单偏压、双偏压计算均适用于一般框架结构，但单偏压计算不适用于异形柱结构，因此，只能选用双偏压计算。
（2）两个主轴方向除了计算水平地震作用，还要验算抗震验算，此外，7度与8度还要验算与主轴成45°方向。
（3）柱框架结构扭转不规则时，根据《抗震》相关规定：建筑楼层竖向构件的最大水平位移与层间位移，对比该层两端弹性水平位移与层间位移之间的平均比值要小于1.5，但对于异形柱结构此比值应小于1.45。
（4）按照规定，建筑楼层承载力出现变换时，薄弱层地震剪力按照1.15倍系数增加，但异形柱结构应按照1.2倍系数增加，设计者应该注意此系数并进行调整。
2.2截面方面
一般矩形结构，当其截面高宽之比值小于4且厚度小于300时，结构柱的受力性能就会下降，异形柱不适用，用于异形柱必须加强其结构设计。
2.3配筋方面
一般来说，框架梁配筋的布置遵循梁宽同柱宽的方式，但是在梁与柱的节点位置，需要把梁的钢筋弯入柱的纵筋内侧，由于异形柱柱肢厚度不足，容易导致节点位置的钢筋间距过密，因此，框架梁配筋应结合异形柱的结构特点。
举例说明：当框架梁宽度为200mm且柱纵筋直径为1.6cm时，对于普通框架梁，其上部配置3根纵筋即可，假设梁纵筋直径为a，当在异形柱结构的梁上部配置3根纵筋时，便出现如下结果：2×30-2×16-3a-3×1.5a=200，那么a=14.4mm，结果表明：在异形柱200mm宽的梁上部按普通框架梁一样配置3根纵筋时，其直径必须小于14mm，此值未考虑施工误差；假如只配置3根14mm宽的钢筋，在实际工程中，现梁柱节点位置也可能出现钢筋过密的问题，所以，异形柱结构梁柱节点处的钢筋数应≤2根。
2.4梁柱节点剪承载力方面
对于异形柱框架结构，由于其柱肢厚度较小，异形柱结构梁柱节点核心区的受剪承载力会小于普通框架结构的受剪承载力，造成异形柱梁柱节点核心区的受剪承载力出现超限情况，所以，进行异形柱结构设计时，应通过提高混凝土强度等级等方法解决此问题。
3、异型柱框架的结构的优化设计
3.1结构的布置
异形框架结构在进行布置的过程中，其异形柱的所设置的隔墙交叉点，必须要充分的满足要求。不仅仅要对结构的合理布置进行考虑，还必须要最大限度的确保柱子所分布的均匀性，并且保证良好的改造余地。同时，对于跨度也应当要合理的进行调整，不要在客厅以及主卧室之中进行梁设置。如果在某些特殊情况下，客厅和阳台卧室需要进行梁设置，那么可以采取在板内进行暗梁的方式。同时在有阳台的卧室、客厅之中，可以直接向阳台的两侧进行异形柱的翼柱外伸设置。如果说建筑结构的单元强和建筑的刘体检不是出在一个共同的轴线位置之上，那么在对于拒不应力进行解决的过程中，就需要对T、L、Z型柱进行的设置。在一个结构单元之中，要的进行矩形柱设置，只要能够设置都要进行设置。如果说在建筑之上有部分柱子需要进行错位，那么为了避免过多柱体的错位变换而出现薄弱环节的可能性，就需要保证变截面位置能够形成极大的应力集中性，不采取下手上扩的形式来进行，仅仅知识在上层进行收应力处理。为了加强刚度可以把电梯和四周连接成筒，对平面刚度的对称也要注意。刚度分布如果不均匀，在结构计算的时候要考虑因扭转耦联造成的影响。
3.2设计方法
现在异型柱结构设计方面国家还没有统一的规范，只有天津和广东两个省对其有一定的施工标准可以供设计人员进行参考。在设计过程中不能简单的把异型柱当作矩形柱的计算方法来计算，因为矩形柱和异型柱的截面形式差异性很大。现阶段国内异型柱截面计算和设计软件有天津大学的钢筋硷异型柱结构配筋计算程序CRSC、，广东省建院的SS、SSW程序和建研院的TAT、SATWE程序。在设计的时候考虑到上述仅仅是地方的标准，则还需考虑一下部分：对柱的净高与柱截面长边尺寸之比小于4的异形柱，应沿柱高全高加密箍筋，以减小地震作用下柱剪切脆性破坏的危险性和改善柱的变形性能；位于l形柱角处的纵向受力钢筋为双向共用；因荷载方向角的任意性，在异形柱内折角处也应设置相同直径的受力筋；按肢长与肢宽之比定义异形柱或短肢墙很大程度是为了学术上的便利。但用TAT程序进行结构整体计算时，按异形柱模式可能导致结构刚度下降，应适当增加抗地震力；施工过程中对异形柱及其节点区应加以重视，采用骨料粒径较小的混凝土进行浇筑，以确保施工质量
3.3框架的计算
异型框架比较特殊，在截面对称轴收到作用力时，其挠曲应力在弹性分析时比较小，这时候就相当于承受水平力的偏压构件，还可以按混凝土设计规范和平面假定分析计算。如果框架柱水平作用力较小的时候，仍可以按偏压柱分析计算，此时误差很小。异型柱可以通过面积和刚度相等的原则换算成矩形柱进行整体的分析和计算。水平力作用不是在主轴方向，水平作用力如果很大，那么挠曲应力就不能忽略，就需要对其进行有限元分析，来计算出配筋、内力的位置和大小。对内力和配筋计算时，选择的软件要能计算异型柱。
4、结语
异形柱框架结构虽然在结构上存在一定的缺陷，但有其存在的市场价值，在工程实践中也的确经常被使用。所以我们应该在掌握其受力特性和结构特点、了解其结构破坏机理的基础上选用合理的结构形式，正确地运用电算结果，满足规范要求的各种构造措施，才能够保证所设计的结构有可靠的安全度。
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框架结构设计范文第9篇
关键词:框架结构；计算简图；框架柱；抗震等级
中图分类号：TU984 文献标识码：A 文章编号：
钢筋混凝土框架结构以抗震性能好著称，其主要由梁和柱组成，这种结构具有较强的灵活性，有利于平面布置，是目前主流的建筑结构之一，得到了广泛的应用。但是这种建筑结构在设计时如果不加以注意，其后果和影响也比较严重。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。钢筋混凝土框架结构是由楼板、梁、柱及基础4种承重构件组成的，由主梁、柱与基础构成平面框架，各平面框架再由连续梁连接起来而形成的空间结构体系。在合理的高度和层数的情况下，框架结构能够提供较大的建筑空间，其平面布置灵活，可适合多种工艺与使用功能的要求。但是，在框架结构的设计中，仍然存在着一些概念性和实际性的问题需要设计人员予以重视，以确保设计质量的提高。本文从几个方面提出了这些问题，并给出了解决措施。
1 框架计算简图的确定
没有地下室的多层框架房屋，一般来说基础埋的较深，对于不同的深浅度，要有不同的设计。在基础埋的比较深的时候，为了增加房屋底部的整体性，减小位移有时在±0.000附近设置基础连系梁。将基础连系梁以下的部分看作底层，层高H取基础顶面至连系梁顶面的高度，而把实际建筑的底层作为第二层考虑，层高H取连系梁顶层至一层楼面高度。基础埋深较浅时现浇的框架结构梁柱刚接，计算简图的确定主要是确定底层柱的计算长度。根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010(以下简称《结构规范》)第6.2.20条规定：一般多层房屋中梁柱为刚接的框架结构，底层柱的计算长度取基础顶面到一层楼盖顶面的高度H，装配式框架取1.25H。对于带地下室的多层框架结构，合理确定上部结构的嵌固位置是一个关键问题。《结构规范》和《建筑抗震设计规范》GB50011-2010(以下简称《抗震规范》)，都没有明确地提出具置，需要具体问题具体分析。对于能够满足《抗震规范》第6.1.14条规定的地下室结构或采用箱型基础时，可将地下室顶作为框架上部结构的嵌固位置，在利用PKPM软件进行设计时，楼层总数仅输入地下室以上的实际层数，底层的层高H取实际层高。这样计算出的地震作用与实际情况较为接近。对于不能满足《抗震规范》第6.1.14条规定的地下室结构或者采用筏板式基础时，嵌固位置最好取在基础顶面。此时，利用电算进行楼层组合时，总层数应为实际的楼层数加上地下室的层数。
2 振型组合数的合理选取
应按以下规则选取：对于较高层建筑，当不考虑扭转耦联时，振型数应不小于3；当振型数多于3时，宜取为3的倍数(由于程序按3个振型一页输出)，但不能多于层数。当房屋层数不大于2时，振型数可取层数。对于不规则建筑，当考虑扭转耦联时，振型数应不小于9，但不能超过结构层的3倍，只有定义弹性楼板且按总刚分析法分析时，才可以取更多的振型。建筑抗震设计规范在条文说明中明确指出：振型数可以取振型参与质量达到总质量90％所需的振型数。目前许多程序已有这种功能，这是一个重要指标。如：对于某一建筑，选取的振型数为15，但振型参与质量系数只有50％ ，说明振型数取得不够，可能由于此建筑过于复杂或由于某些杆件不连续导致局部震动引起的，应仔细复核。
3 结构计算方面
3.1 计算简图的处理
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。
3.2 结构计算参数的选取
3.2.1 设计基本地震加速度值
健筑抗震设计规范》(GB5001I一2001)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0．2g和0．3g两种，这与89规范差别较大。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。
3.2.2 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。折减系数可根据填充墙的材料及数量选取0.7～0.9。
3.2.3 梁刚度放大系数
SATWE或TAT等计算软件的梁输入模型均为矩形截面，未考虑因存在楼板形成T型截面而引起的刚度增大，造成结构的实际刚度大于计算刚度，算出的地震剪力偏小，使结构偏于不安全。因此计算时应将梁刚度进行放大，放大系数中梁取2.0、边梁取1.5为宜。
3.2.4 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，笔者建议所有工程都应进行活荷载的最不利布置计算。
4 加强短柱设计意识
抗震设计中要求构件具有一定的延性，破坏时尽可能成延性，但对于短柱，其破坏形式一般为剪切破坏或纵筋的粘结滑移破坏，均属脆性破坏，所以设计时应尽量避免短柱的出现。然而实际工程中，由于楼板错层、楼梯间平台梁、层高较低等客观条件的制约仍然会出现一些短柱，这就需要设计者予以充分的重视并采取相关措施。
首先短柱在图纸中应以醒目的表示提醒施工人员。另外， 以往一直采用的箍筋沿短柱全长加密以防止剪切破坏的措施经震害证明仍有不妥之处，而采用复合矩形螺旋箍筋和高强复式螺旋箍筋不仅可有效地提高柱子的抗剪承载力，而且可以加强对混凝土的约束，提高其抗压承载力，改善短柱的抗震性能。
5 框架配筋问题
5.1 框架边柱柱顶配筋问题
对于框架结构的高层建筑，水平荷载对结构的倾覆力矩以及由此在竖向构件中所引起的轴力与建筑高度的平方成正比；顶点位移与建筑高度的4次方成正比。水平荷载是结构设计中的控制因素。框架顶层的风荷载较大，而屋面结构荷重传给边柱的轴向总力比楼层边柱总力要小，显然柱顶有大偏心问题，顶层边柱节点出现轴向力对截面重心的偏心距>0．5倍的柱截面高度(e。>0.5 h)。根据框架结构的构造要求，横梁上部钢筋应全部伸入柱内，且伸过横梁下边 ；柱内一部分钢筋伸到顶端，另一部分钢筋伸到横梁内，其根数依据计算确定且不少于2根。设计人员在图中经常容易将边柱柱角的钢筋弯入梁内，对这类问题，缺乏实践经验的工程技术人员不易立即发现，而要等施工时才会察觉。问题的症结在于柱宽大于梁宽，柱角的纵筋要完全伸入梁内是办不到的，对这种差错应引起设计人员的重视。
5.2 框架外挑梁配筋问题
由于占地面积的限制、使用功能的要求或结构上的原因，工程上常在框架的梁端设计挑梁。由于框架梁的荷载与外挑梁的实际荷载值不同，因而框架梁与外挑梁的断面尺寸会有所不同，而有的设计人员在绘图时只是将框架梁上的某些主筋向外挑梁延伸了事，殊不知有些主筋根本无法伸进挑梁，这些差错一般在施工时才会暴露出来，但为时已晚、许多钢筋已截断成型，这不仅影响了施工进度，也造成了不必要的损失。
6 结束语
钢筋混凝土框架结构是目前应用最广泛的结构形式之一，但目前的设计中还是经常存在一些问题，需要加以注意。钢筋混凝土框架结构虽然相对简单，但设计中仍有很多需要注意的问题，只有熟练地掌握规范，并具有良好的结构概念，才能设计出既安全又经济适用的优秀作品。
参考文献:
[1] 宋益斌．框架结构设计中的力学问题解析[J]．新疆化工．2010．(01)．
[2] 叶菁．钢筋混凝土框架结构设计要点及注意事项[J].甘肃科技纵横．2010．(05)．
框架结构设计范文第10篇
关键词：钢框架设计；结构布置；结构计算
中图分类号：TU391文献标识码：A
一、前言：钢框架结构是一种常用的钢结构形式，多用于大跨度公共建筑、工业厂房和一些对建筑空间、建筑体型、建筑功能有特殊要求的建筑物和构筑物中，如剧院、商场、体育馆、火车站、工业车站等等。
二、钢框架设计的一般步骤：
（一）结构布置方案的确定
对于钢框架结构，随着层数及高度的增加，除承受较大的竖向荷载外，抗侧力（风荷载、地震作用等）要求也成为框架的主要承载特点，其基本结构体系一般可分为三种：柱-支撑体系、纯框架体系、框架-支撑体系。其中框架-支撑体系在实际工程中应用较多，这种体系形式是在建筑的横向用纯钢框架，在纵向布置适当数量的竖向柱间支撑，用来加强纵向刚度，以减少框架的用钢量，并且由于横向纯钢框架无柱间支撑，便于生产、人流、物流等功能的安排。
钢结构的布置要根据体系特征、荷载分布情况及建筑性质等综合考虑。一般要保证刚度均匀，力学模型清晰。尽可能限制大荷载或者移动荷载的影响范围，使其以最直接的线路传递到基础，柱间抗侧支撑的分布应均匀，其形心要尽量靠近侧向力的作用线，否则考虑结构的扭转。结构的抗侧应有多道防线，比如有支撑框架结构，柱子至少应能单独承受1/4的总水平力。
框架结构的楼层平面次梁的布置，有时可以调整其荷载传递方向以满足不同的要求。通常为了减小截面沿短向布置次梁，但是这会使主梁截面加大，减少了楼层净高，顶层边柱也有时会吃不消，此时把次梁支撑在较短的主梁上可以牺牲次梁保住主梁和柱子。
（二）预估截面
结构布置方案确定后，需要对构件截面做初步估算，主要是梁、柱和支撑等构件的截面形状与尺寸进行预估初选。
钢梁可选择槽钢、轧制或者焊接的H型钢截面等。根据荷载与支座情况，其截面高度通常在跨度的1/50~1/20之间选择。翼缘宽度根据梁间侧向支撑的间距按1/b限制确定。确定了截面高度和翼缘宽度后，其板件厚度可按规范中局部稳定的构造规定预估。
柱截面按长细比预估，通常50
（三）结构分析
结构分析的核心问题是计算模型的确定，包括计算简图和采用的计算理论。这部分通常采用手算和电算相结合。目前钢结构实际设计中，结构分析通常为线弹性分析。新近的一些有限元软件可以部分考虑几何非线性及钢材的弹塑性能，为更精确的分析结构提供了条件，但并不是所有的结构都需要使用软件进行设计，如：(a)典型结构可通过查力学手册之类的工具书直接获得内力和变形；（b）简单结构通过手酸进行分析；（c）复杂结构需要运行建模设计。
（四）工程判定
要正确使用结构设计软件，还应对其输出结构做“工程判定”，比如，评定各向周期、总剪力、变形特征等。根据“工程判定”决定是修改模型重新分析，还是直接修正计算结果。
（五）构件设计
构件的设计首先是材料的选择。钢框架设计比较常用的钢材是Q235和Q345。通常主结构使用单一钢种以便于工程管理。出于经济的考虑，也可以选择不同强度钢材的组合截面。当强度起控制作用时，可选择Q345；而稳定起控制作用时，宜使用Q235。
（六）节点设计
连接节点的设计师钢结构设计中的重要内容之一。节点设计与构造是保证钢结构安全的重要环节，对结构受力性能有着极其重要的影响。各种钢结构灾害事故（如美国北岭的地震和日本阪神地震造成的破坏）分析表明，许多钢结构是由于节点区首先破坏而导致建筑物的整体破坏的。钢结构节点区的受力状况比较复杂，构造要求相当严格，应引起设计人员的足够重视。
节点设计一般应遵循以下原则：
1.节点受力应力应满足传力简洁、明确的原则，尽量使计算分析与节点的实际受力情况一致；
2.保证节点连接点的连接有足够的强度，使结构不致因连接较弱而引起破坏；
3.节点连接应具有良好的延性，避免节点的局部压屈或脆性破坏，应采用合理的细部构造；
4.构件的拼接一般应按等强度原则设计；
5.尽量简化节点构造，便于加工与现场安装调整。
在结构分析前，就应该对节点的形式有充分的思考与确定。常常出现的一种情况是，最终设计的节点与结构分析模型中使用的形式不完全一致，必须避免。按传力特性不同，节点分刚接、铰接和半刚接三种。连接的不同对结构影响很大。比如，有的刚接节点虽然承受弯矩没有问题，但会产生较大转动，不符合结构分析中的假定，会导致实际工程变形大于计算数据等不利结果。
节点设计应考虑一下主要内容：
1.焊接：
对焊接焊缝的尺寸及形式等，规范有强制规定，应严格遵守。焊条的选用应和被连接金属材质适应。E43对应Q235，E50对应Q345。Q235与Q345连接时，应该选择低强度的E43，而不是E50。
焊接设计中不得任意加大焊缝，焊缝的重心应尽量与被连接构件的重心接近。其他详图内容可查规范中关于焊缝构造方面的规定。
2.栓接：
在建筑工程中，现已多采用栓接。
普通螺栓抗剪性能差，可在次要结构部位使用。
高强度螺栓使用日益广泛。常用8.8s和10.9s两个强度等级。根据受力特点分为承压型和摩擦型。高强度螺栓最小规格为M12，常用M16～M30。
连接板：可简单取其厚度为梁腹板厚度加4mm，然后验算净截面抗剪。
梁腹板：应验算栓孔处腹板的净截面抗剪。承压型高强螺栓连接还需验算孔壁局部承压。
节点设计必须考虑安装螺栓、现场焊接等施工的空间及构件吊装顺序等。
节点设计还应考虑制造厂的工艺水平。比如钢管连接节点的相贯线的切口需要数控机床等设备才能完成。
参考文献： [1]《钢结构设计规范》GB50017-2003.
[2]《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99-98.
[3] 陈树华，《钢结构设计》2007（6）.
[4] 王燕，《钢结构设计》2009（5）.
[5] 陈绍番《钢结构》.