框架结构设计

前言：想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗？我们特意为您整理了5篇框架结构设计范文，相信会为您的写作带来帮助，发现更多的写作思路和灵感。

框架结构设计范文第1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：

框架结构设计范文第2篇

关键词: 框架结构设计存在问题 措施

1 基础方面设计

1.1建造在斜坡上或边坡附近的建筑物和构筑物,未验算其稳定性。当设有一侧或多侧开口的地下室时,主体设计未考虑土压力影响进行受力分析,并验算整体建筑的抗倾覆和抗滑移稳定性。当地下水埋藏较浅,建筑地下室或地下构筑物存在上浮问题时,未进行抗浮验算。

1.2建筑物在存在液化土层时,未对桩基础抗震承载力进行验算，未根据具体工程情况考虑桩侧负摩阻力对基桩承载力的影响。

1.3桩基础设计中,仅按竖向荷载作用进行布桩,未验算弯矩作用下承台底部边桩的反力。

1.4抗拔桩设计时,桩身配筋量仅按强度要求进行计算,缺少裂缝宽度验算,按裂缝宽度控制计算结果的配筋量远大于按强度要求计算的配筋量,在设计中往往缺抗拔桩静载试验及其配筋做法等要求说明。有抗拔要求的承台按一般桩基受压的承台配筋,承台顶部受拉区未配筋,筏基基础梁或地下室底板梁的受力方向与一般楼层面梁板不同,其梁配筋设计也采用平法表示但未附加图示说明,存在安全隐患。

1.5 单柱单桩或垂直于两桩连线方向的基础梁设计中,未考虑平衡该方向柱脚在水平风荷载或地震作用下所产生弯矩因素,基础梁两端箍筋未按框架梁抗震构造要求设置箍筋加密区,基础梁的上下主筋在桩台内锚固长度与构造做法要求未加说明。桩身考虑承受上部结构传来的弯矩作用时也未进行抗弯承载力计算,存在着抗震薄弱环节,给工程留下潜在的隐患。

1.6 浅基础施工图中经常未注明基槽开挖后应进行基槽检验的要求,桩基础施工图中经常未注明桩端持力层检验、施工完成后的工程桩进行竖向承载力检验的要求。

1.7 天然地基扩展基础持力层或桩基持力层下面存在软弱下卧层,有的工程既不进行沉降验算,又不作软弱下卧层地基承载力验算。

1.8压实填土地基处理问题,有的工程处于部分挖方、部分填方地段,填方地段采用压实填土人工处理地基,其压实填土地基的填料、施工、压实填土的范围以及压实填土地基检验等均未提出具体要求说明,甚至未注明压实填土的密实度要求和地基承载力特征值要求,压实填土地基施工质量如何控制,其地基承载力能否达到设计要求等均存在疑义。

1.9 天然地基独立基础带梁板式的地下室板设计中,地下室底板与柱下独立基础埋置于同一持力层上,结构计算中仅按上部结构荷载全部由柱下独立基础承担,而地下室底板仅按一般地下室底板受荷情况进行设计,实际上整个地下室底板与柱下独立基础在上部荷载作用上,将会一起发生沉降变形共同受力,按上述计算原则进行设计,对底板而言是偏于不安全的,有可能会导致地下室底板承载能力不足而开裂。

2 地下室外墙设计

2.1地下室外墙配筋计算:有的工程外墙配筋计算中,凡外墙带扶壁柱的,不区别扶壁柱尺寸大小,一律按双向板计算配筋,而扶壁柱按地下室结构整体电算分析结果配筋,又未按外墙双向板传递荷载验算扶壁柱配筋。按外墙与扶壁柱变形协调的原理,其外墙竖向受力筋配筋不足、扶壁柱配筋偏少、外墙的水平分布筋有富余量。建议:除了垂直于外墙方向有钢筋混凝土内隔墙相连的外墙板块或外墙扶壁柱截面尺寸较大(如高层建筑外框架柱)之间外墙板块按双向板计算配筋外,其余的外墙宜按竖向单向板计算配筋为妥。竖向荷载(轴力)较小的外墙扶壁桩,其内外侧主筋也应予以适应加强。外墙的水平分布筋要根据扶壁柱截面尺寸大小,可适当另配外侧附加短水平负筋予以加强,外墙转角处也同此予以适当加强。

2.2地下室外墙计算时底部为固定支座(即底板作为外墙的嵌固端),侧壁底部弯矩与相邻的底板弯矩大小一样,底板的抗弯能力不应小于侧壁,其厚度和配筋量应匹配,这方面问题在地下车道中最为典型,车道侧壁为悬臂构件,底板的抗弯能力不应小于侧壁底部。地下室底板标高变化处也经常发现类似问题:标高变化处仅设一梁,梁宽甚至小于底板厚度,梁内仅靠两侧箍筋传递板的支座弯矩难以满足要求。地面层开洞位置(如楼梯间)外墙顶部无楼板支撑,计算模型和配筋构造均应与实际相符。车道紧靠地下室外墙时,车道底板位于外墙中部,应注意外墙承受车道底板传来的水平集中力作用,该荷载经常遗漏。

2.3 地下室外墙在计算中,有的工程漏掉抗裂性验算。

3 上部结构设计

3.1楼面计算荷载偏小或者局部隔墙计算荷载遗漏、构件设计截面尺寸或材料强度等级与计算不符,几乎是每个工程都有发现的问题,主要是由于建筑、结构专业配合不密切以及设计和审核把关不严引起的。对该问题进行整改时往往要重新电算。

3.2 有的工程楼层面板电算配筋时,对边梁的截面尺寸与跨度大小不加区分约束条件进行分析,一律按嵌固边支座约束条件计算,其结果有的边梁处板面支座负筋配的很多钢筋,而板跨中和内跨支座板面负筋配筋不够。设计跨度较大的悬挑板时,挑板所在的边梁和内跨板设计时未考虑挑板传来的弯矩作用也是常见的问题。

3.3对于一级框架和9度抗震设计的结构,抗震规范和高规均规定应根据梁的实际配筋面积进行强柱弱梁验算,SATWE软件计算时可输入梁超配筋参数,梁实际配筋时应与此相符,即实配钢筋不应大于计算量的与梁超配筋参数的乘积。有的工程框架支座负筋实配钢筋面积比电算值多出很多,而梁的箍筋与柱子的配筋按电算配筋,其结果形成强梁弱柱、强弯弱剪,与抗震设计原则相违背，对抗震极为不利,且由于支座负筋面积增大之后,又使得梁支座负筋配筋率超过2.5%,梁的箍筋直径又未增大2mm,反而带来两条违反强制性条文规定。

3.4地下室顶板室内外板面标高变化处,当标高变化超过梁高范围时则形成错层,未采取措施不应作为上部结构的嵌固部位,规范明确规定作为上部结构嵌固部位的地下室楼层的顶楼层的顶楼盖应采用梁板结构,地下室顶板为无梁楼盖时不应作为上部结构嵌固部位。结构计算应往下算至满足嵌固端要求的地下室楼层或底板,但剪力墙底部加强区层数应从地面往上算,并应包括地下层。

4 框架结构设计时最经常发现的违反强制性条文的构造问题主要有:

普通钢筋混凝土保护层厚度取值偏小;

板配筋不满足受弯构件最小配筋百分率要求;

框架柱全部纵向钢筋的配筋率偏小;

框架短柱(指剪跨比不大于2的框架柱,现有大部分计算软件未提供剪跨比计算结果,现仍按框架柱的净高是否大小柱截面高度的4倍判断)未全高加密箍筋;

框架梁端纵向受拉钢筋配筋率大于2.5%;

框架梁端纵向受拉钢筋配筋率大于2.5%时,箍筋直径未按要求增大2mm;

框架梁端截面的底面和顶面纵向钢筋配筋量的比值偏小;

框架梁高小于400时加密区箍筋间距偏大(如采用@100,小于梁高的四分之一);

沿连梁全长箍筋的构造未按框架梁梁端加密区箍筋的构造要求采用;

外框筒梁和内筒连梁箍筋直径小于10mm;

墙体水平分布钢筋未要求作为连续梁的腰筋在连梁范围内拉通连续配置;当连梁截面高度大于700mm时,其两侧面沿梁高范围设置的纵向构造钢筋的直径小于10mm;对跨高比不大于2.5的连梁,梁两侧的纵向构造钢筋(腰筋)的面积配筋率小于0.3%;

框支梁未沿梁高配置间距不大于200mm、直径不小于16mm的腰筋;

框架结构设计范文第3篇

关键词:多层建筑；异形柱框架结构；结构设计

Abstract: the structure and framework of special-shaped columns rectangular column frame structure design of the difference in the analysis framework of special-shaped columns of the structure design some difficult problems, such as the general rule of special-shaped columns, longitudinal reinforcement stirrup structure requirement analysis, and puts forward some Suggestions, and peer discussion.

Keywords: multi-storey building; Unusual column frame structure; Structure design

中图分类号：TU318 文献标识码：A文章编号：

0前言

近几年来,人们对房屋平面与空间布置的要求越来越高，从而对建筑设计布局有了新的要求。而且普通框架结构的露梁露柱对建筑平面与空间的分隔已越来越不能被房屋使用者所接受,因为它直接影响到室内家具的布置及空间的使用。异形柱框架结构是一种全新的结构体系。异形柱框架结构与传统的框架结构体系相比，由于肢厚与填充墙基本等厚,解决了普通矩形柱框架结构在房间内露柱造成的使用上不便的问题，使用面积相应增加了许多，同时解决了砖混结构超高和大开间要求存在的技术问题,因此该结构受到了建筑师及广大用户的欢迎，并推广应用。

1异形柱结构特点

1.1关于“一”形截面柱及“Z”形截面柱

在《规范》中未采用“一”形截面柱及“Z”形截面柱。“一”形柱正截面承载力方面两主轴方向抗弯能力相差甚大，不论是在风荷载作用下还是在地震作用下结构中的柱一般都是受到两个方向的弯矩同时作用，其受力后果可想而知；同时“一”形柱在双向剪力作用下性能也不好，由《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)柱双向受剪承载力计算公式可知，柱截面相邻两边边长相差越多,其斜向受剪承载力越低。如沿“一”形柱短边方向有梁与其相连，则此梁柱节点的核心区面积只有柱厚乘梁宽这一小部分,显然承受不了它受到的节点剪力。“Z”形截面柱与“一”形截面柱类似，即两主轴方向抗弯能力相差甚大。

在工程设计中应避免采用“一”字形截面柱，可采用部分普通矩形截面柱代替。而对于工程中经常遇到需要做“Z”形柱的情况，在设计计算时较好的方法是在PMCAD输入时将其按两个“L”形柱来输入并进行内力及配筋计算。因为“Z”形柱受力较大时易在中间肢劈开，劈开后（极限状态）其受力接近于两个“L”形柱，按两个“L”形柱处理较为合理。

1.2关于异形柱各肢肢长

异形柱各肢肢长，可能相等，或不相等，但是提倡采用等肢异形柱。抗震设计时宜采用等肢异形柱，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,大于50 mm。试验表明，异形柱的斜向受剪承载力较单肢轴向受剪高。天津大学较早进行的等肢“L”形、“T”形截面柱在单调荷载和低周反复荷载作用的试验表明,异形柱的受剪承载力随荷载作用方向而变化并呈梅花瓣形规律,从而得出异形柱截面柱抵御斜向受剪破坏的能力优于矩形截面柱的重要结论。为编制江苏省地方标准(DB32/512-2002)东南大学进行的肢高不等的试件双向受剪试验表明,当异形截面柱两肢肢高相近时，其受剪承载力亦大致服从梅花瓣形规律，但当两肢肢高相差较大时，则服从椭圆规律。因此，具有一定的翼缘也是保证异形柱抵御斜向受剪破坏能力的需要。

1.2关于异形柱截面的肢高肢厚比

在《规范》中指出异形柱截面各肢的肢高肢厚比不大于4。研究表明，即使是同一种异型截面柱，当柱截面肢高肢厚比不同时，柱的性能会出现不同的差异，若异形柱截面各肢的肢高肢厚比控制在不大于4的范围,则异形柱在偏心受压状态下的应变基本符合平截面假定,其力学性能符合柱的特性。需要指出的是，当截面肢高肢厚比在4~8范围时，根据现行行业标准《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2010)的有关规定，此时应划分为短肢剪力墙进行设计。

2异形柱设计

2.1纵筋构造要求

2.1.1纵筋的布置

对“L”形、“T”形和“十”字形截面双向偏心受压柱截面上的应变及应力分析表明：在不同的弯矩作用方向角时，截面任一肢端部的钢筋均可能受力最大,为适应弯矩作用方向角的任意性，纵向受力钢筋宜采用相同直径;当轴压比较大，受压破坏时，在诸多弯矩作用方向角情形，内折角处钢筋的压应变可达到甚至超过屈服应变，受力也很大，同时还考虑此处应力集中的不利影响,所以内折角处也应设置相同直径的纵向受力钢筋。

异形柱肢厚有限,当纵向受力钢筋直径太大（d>25 mm），会造成粘结强度不足及节点核心区钢筋的设置的困难。当纵向受力钢筋直径太小时（d

2.1.2纵筋的配筋率

异形柱肢端的配筋百分率按异形柱全截面面积计算。异形柱肢厚有限，柱中纵向受力钢筋的粘结强度较差，因此将纵向受力钢筋的总配筋率由对矩形柱不大于5%降为不应大于4%（非抗震设计）和3%（抗震设计），以减少粘结破坏和节点处钢筋设置的困难。

2.2箍筋合理配置

异形柱柱端箍筋加密区的箍筋除应满足受剪承载力计算要求外,尚应满足体积配箍率条件以及根据异形柱本身特性确定的构造要求。

2.2.1箍筋间距与纵筋直径之比s/d对纵筋压曲的影响研究表明，箍筋间距与纵筋直径之比s/d，是异形柱纵向受压钢筋压曲的直接影响因素，s/d大，会加速受压纵筋的压曲；反之，则可延缓纵筋的压曲，从而提高异形柱截面的延性。

2.2.2箍筋间距s、纵筋直径d及体积配箍率ρV的合理调配在箍筋合理配置的研究中发现，当体积配箍率ρV相同时，采用较小的箍筋直径d和箍筋间距s比采用较大的箍筋直径d和箍筋间距s的延性好；只增大箍筋直径来提高体积配箍率而不减小箍筋间距并不一定能提高异形柱的延性，只有在箍筋间距s对受压纵筋支撑长度达到一定要求时，增大体积配箍率ρV，才能达到提高延性的目的。

2.3梁柱节点

节点是框架的梁柱相交区,需要承受上层柱柱端及本层梁梁端传来的荷载并有效地传递到下柱中去。从而作用于节点区的边界力-外力是梁端和柱端的弯矩、剪力、轴力有时甚至还有扭矩。因此，节点核心区处于十分复杂的受力状态。而对于异形柱框架梁柱节点，则尚有另一正交外伸柱肢对核心区受剪作用的影响，更为错综复杂。

试验研究和计算分析表明,节点是异形柱框架的薄弱环节,其受剪承载力远低于截面面积相同的矩形柱框架梁柱节点。为确保安全，《规范》中要求，异形柱框架应进行梁柱节点核心区受剪承载力计算,同时应满足相应的构造规定。《规范》中对于节点核心区的箍筋最大间距和最小直径以及节点核心区配箍特征值和体积配箍率最小值的规定,是从构造上保证在竖向荷载、风荷载和地震作用下，对节点核心区混凝土提供必要的约束并具有基本的抗剪能力。

研究表明，梁端和柱端的弯矩、剪力、轴力、扭矩是通过钢筋受拉及受压传递到节点区的,通过混凝土受压的力的传递，较易实现，但通过钢筋受拉及受压的力的传递，则必须依赖梁柱的纵向受力钢筋的可靠锚固和粘结才能实现。因此保证梁柱纵向受力钢筋在节点核心区中的可靠锚固和粘结十分重要。

3工程实例

某市住宅楼长28.3 m，宽12.9 m，建筑面积1 015 m2左右，住宅4层，层高3.0 m，最大建筑高度为15.4 m。该工程抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.10g，设计地震分组为第二组,场地类别为三类。采用异形柱框架结构，异形柱框架抗震等级为三级。采用SATWE程序分析，各层间位移角见图1，满足规范对层间位移的规定;同时重视抗震

概念设计，加强构造措施。目前已竣工验收交付使用，经观察结构整体状况良好。

地震作用下X方向最大层间移位角为1/2 111

X方向最大层间移位角曲线

地震作用下Y方向最大层间移位角为1/1 581

b)Y方向最大层间移位角曲线

图1屋间位移角曲线

4结语

异形柱框架结构楼板在框架整体协同工作中起到的作用较矩形柱框架结构强，故建议采用整体现浇楼面结构，在楼梯间及开较大洞口部位设置矩形柱,角柱为异形柱时角柱边楼板不宜开洞。对结构薄弱部位的楼板还应加厚并配置双层钢筋。

由于异形柱框架结构的角柱多为“L”形柱，在单向地震作用下，角柱受到双向水平力的作用，由此产生的剪应力还伴随较明显的附加扭转作用。而“L”形柱的附加扭矩相对“T”形及“十”字形柱明显，故在实际工程设计中对异形柱特别是角柱仅考虑其受剪力作用是偏于不安全的。有限元分析表明其内折角还伴有明显的应力集中现象。故在设计中应适当加强其抗剪及抗扭承载力。

参考文献:

[1]孙超,姚尧.浅析异形柱框架结构设计中应该注意的问题[J].山西建筑,2010,(13).

[2]杨纪红.有抗震要求的多层住宅异形柱框架结构设计及优化措施分析探讨[J].中外建筑,2010,(04).

[3]潘鹏,李宏,张勇.异形柱设计小结[J].陕西建筑,2009,(01).

[4]梁启雄,刘细林.异形柱结构体系抗震性能初探[J].茂名学院学报,2010,(01).

框架结构设计范文第4篇

关键词：框架结构，设计 ， 建筑结构

Abstract: with the construction model and building the function requirement becoming more diverse, whether industrial structure or civil building, building frame structure design as the current used frequently in actual mode, has been widely used in all kinds of buildings.

Keywords: frame structure, design, building structure

中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：

从大学毕业以后到现在入设计行业已经满5个年头，近些年建筑行业较火，设计任务多，这就需要我们设计师既要高效作图的同时又要保证施工图质量。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。

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。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。

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。

框架结构设计范文第5篇

关键词：框架结构；原则；问题；设计

20世纪90年代以后，随着我国钢材量的不断提高，钢一混凝土组合结构在建筑行业得到了迅速发展，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，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、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?我个人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处于静态(也就是使其保持常态)，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，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。