建筑框架结构设计问题与优化策略

建筑框架结构设计问题与优化策略
摘要：在建筑建设中，框架结构的设计是建筑整体设计中一个基础性也是关键性环节，对建筑整体的安全性与稳定性具有决定作用。

本文就针对目前建筑框架结构设计中存在的问题尽心分析，并提出优化建议。

关键词：建筑框架结构；设计问题；优化策略
引言
建筑框架结构是一种常见的、规模化的建筑结构形式，因其承重力强，且空间规划较为灵活的优势广泛应用于建筑建设，尤其是高层建筑建设中。

为确保建筑框架结构的稳定性与安全性，以促进这一建筑方式的更好运用，完善其相应的设计工作尤为关键。

一、建筑结构优化设计原则分析
（一）节能环保原则
节能环保是现代建筑设计坚持的一项基本原则，在设计阶段的节能环保原则落实一方面可以通过融入性能良好的原材料达到目标。

另一方面，也可以通过缩减结构设计成本，提高结构设计合理性达到节能环保的目标。

（二）功能性原则
功能性优化设计的原则是指在设计中要考虑结构应用性能的保障。

现代的建筑工程建设中，功能的复合性是用户实际应用需求的体现。

若能够通过结构设计的优化丰富应用功能，设计工作含金量即同步得到了提升。

二、抗震设计问题
抗震设计是建筑框架结构设计中一个关键性环节，也是确保建筑整体框架稳定性，保证建筑安全的关键环节。

尤其是在地震多发地区，例如我国的西南地区，在建筑框架结构设计中就需要更加注意抗震设计的问题，有针对性的选择符合高抗震设防系数的需求。

随着城市建设的加快以及建筑行业的发展，高层建筑逐渐成为建筑工程的主要方式，这就为建筑框架结构的设计提出了更多的挑战。

但是在实际的建筑建设中，存在着对抗震设计重视程度严重不足的情况。

设计中的稳定性与安全性能够满足设计规范以及日常存在的小幅震动，但是如果一旦出现较大的地震灾害则就可能会造成无法避免且无法预估的重大事故，严重威胁着建筑使用者的生命财产安全。

在对抗震设计重视程度不够的情况下，很容易出现剪压比偏高、柱截面高度与宽度的设计不符合实际需求以及抗震规范的情况，因此而产生对结构延性的严重负面影响，同时出现的箍筋约束的严重缺乏、纵筋扭曲的条件下，柱端也会因此受到破坏威胁，严重影响了建筑整体的稳定性与安全性。

建筑框架结构设计中的抗震设计问题的优化，最重要的是优化抗震实际的计算参数，严格按照现行抗震规范以及建筑地区的实际情况，在严格遵守相关规定的情况下，根据实际情况所需适当的增加抗震能力的计算。

抗震设计的参数计算的时候，需要明确建筑地区的抗震设防系数，保证地震状态下地面运动的加速度的参考数值取值合理，保证建筑框架结构的整体抗震性能以及安全稳定性。

另外一种情况，建筑框架结构的设计中会设计有填充墙，则在这种情况下，抗震计算所
得到的地震作用效应会比正常情况下减少，这是因为框架结构的刚度超过了理论的结算结果，填充墙会对框架柱产生斜压作用，这也就会导致建筑框架的稳定性下降，严重影响了建筑结
构的安全。

在建筑框架结构的设计中，需要做到有意识的将这种可能性放在参数计算中，合理选择
结构的周期折减系数，根据填充墙墙体的实际情况来确定系数的取值，通常情况下，这个数
值取值限制在0.7-0.9之间，在填充墙与框架中预留出适当的变形缝，使填充墙与框架之间相分离。

另外，等跨或跨度差10%且各跨受荷相同的连续梁，也就是可变荷载的最不利布置的问
题也需要受到建筑设计者的重视，在设计中需要将这一个问题的解决体现在设计方案中，避
免因此引起的抗震设计的系数计算，加以配合梁刚度放大系数的科学选择，尽最大程度的提
升建筑框架结构的抗震能力。

三、计算模型的问题
建筑框架结构设计工作过程中，在一些计算模型方向上也极其容易出现一定的问题，主
要表现为几个方面。

第一，基础宽度的不足。

在目前的建筑行业中，建筑框架结构的设计中
广泛应用的是条形基础，但是在力学模型的选择与使用不配套、不适合的情况下，则会出现
条形基础的宽度产生不足的情况，也因此严重影响了整个框架结构的稳定性。

同样，局部基
础宽度的不足也是计算模型选择的问题导致的设计问题，也在框架结构设计中需要加以重视；第二，分析软件使用的不起当。

建筑结构中所欲的梁柱参力与受力的计算是框架结构设计中
一个重要的计算部分，但是部分梁柱的截面尺寸不相同，在结构中梁柱出现交叉，地质梁柱
无法分出主次结构，仅仅根据梁扭转刚度基础的需要进行梁柱参力与受力的调整计算是极其
容易忽视了楼板对梁柱的限制与约束作用，这也就会导致计算模型与实际受力相比较出现较
大的偏差；第三，绘图的问题。

在设计中关于梁柱的配筋平面施工图的绘制中，设计人员仅
仅选择配筋简图为依据，缺少全面性的资料为参考，很大程度上会导致框架结构中加密区外
箍筋抗剪强度的严重不足，导致整个结构的稳定性收到严重影响，最终对结构的稳定性与安
全性造成负面作用。

解决计算模型的问题，优化建筑框架结构设计，需要设计师根据实际情况科学地选择适
合的分析软件，同时合理设计梁柱中心线。

首先，在分析软件的选择上，ABAQUS、PERFORM-3D、SATWE等涉及软件在建筑设计工作中都是公认的不错的选择，需要受到合理
的使用。

ABQUS主要用于复杂空间中的问题处理与设计，并且对分线性计算这一方向上具有
很强的优势；PERFORM-3S能够有效地计算重力二阶效应，运用其自身所带的建模能力，能
够对框架结构中的梁、柱单元进行立体化模拟，提高设计的合理性；SATWE能够有效实现框
架结构的梁、柱的实际模拟，同时接受空间杆件的支持进行实际受力状态的模拟，进一步的
优化结构设计方案。

最后是梁柱中心线的设计。

建筑框架结构设计优化工作中最重要、最关
键的一步就是对梁柱中心线的设计与优化，严格按照现行标准规范要求，抱枕梁与柱的中心
线完美重合。

在出现偏移的情况下则就需要考虑结构受力的影响，并及时采取相应的解决措施。

四、配筋设计问题
配筋设计的合理性会直接影响到建筑结构框架设计的合理性，对建筑工程项目的稳定性
会造成非常严重的影响。

在同样的建筑高度下，若配筋设计缺乏合理性，则建筑结构本身的
稳定性会显著降低。

从整体结构哦区域来说，建筑结构的顶部一般需要承受较大的风荷载，
因此，顶部结构的配筋率要适当增加。

但现阶段存在的问题是，配筋设计中由于设计人员对
顶部区域和建筑实体区域的配筋设计缺乏科学的认知和规划，导致配筋设计工作的合理性出
现问题。

要想解决配筋设计的问题，设计人员首先应当对整个建筑区域的结构特征和重心分布特征有一个全面的了解。

结合具体工程项目的建设要求对配筋设计的原则充分把握。

关于顶部配筋率的增加额度，需要结合具体项目建设的实际及需求有效控制。

例如，面对大跨度主网框架结构的设计，应当重点关注刘体检区域的框架柱和平台梁的连接情况在综合考虑了这两方面因素的基础上开展配筋设计工作。

设计中还应当从短柱设计环节入手，提高短柱箍筋的密度，确保建筑框架结构的可靠性和稳定性。

五、结束语
除了上述的问题之外，建筑框架结构设计中还有其他的诸多问题，这都需要建筑设计师在进行建筑框架结构设计时充分考虑多方因素，例如建筑自身结构受力因素、自然环境因素以及不可预估的自然灾害因素等，优化设计中各个环节，确保建筑框架结构设计的科学性与合理性的提高，提高见着框架结构的稳定性与安全性，以此来保障使用者的生命安全，也促进建筑行业的健康发展。

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