框架结构设计在建筑结构设计中的应用研究
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【摘 要】在建设工程中，由于框架结构设计具备难度大、设计复杂等特点，所以，设计人员需要做好框架结构和建筑工程结构的设计，严格控制钢筋梁、柱的施工质量，并做好混凝土配比的把控，避免出现混凝土裂缝等现象，导致建筑物的整体质量受到影响。所以，设计人员需要不断提升自己的专业知识技术，端正工作态度，才能够发挥出框架结构设计的最大价值。因此，本文将对框架结构设计在建筑结构设计中的应用进行研究。
【关键词】框架结构设计;建筑结构设计;应用研究
引言
建筑框架结构科学合理的设计能够最大程度的利用建筑空间，实现平面布局管理，让整个建筑物的设计显得更加具有层次感。因此，建筑框架结构在建筑领域中，直接影响着整个建筑的质量。由于在实际工程施工过程中，建筑单位过于注重建筑物的美观和框架结构的质量，导致施工管理存在问题，使得整个建筑工程质量被影响。
1、框架结构的概念和特点
1.1框架结构的概念
在建筑结构中，框架结构主要是以梁和柱的刚接或者铰接来实现建筑物承重结构连成的。因此，梁和柱组成的框架结构能够共同地域水平荷载和竖向荷载，而建筑墙体只是用于实现围墙墙体分割的作用。
1.2框架结构的特点
由于框架结构具备造价低廉，使用性能灵活、减轻建筑物自重、提高建筑工程质量等特点，因此，受到了各行各业的关注。同时，框架结构的梁、柱等构建还有利于实现标准化、定型化等设计，有利于缩短建筑工程的施工工期，能够运用现浇混凝土框架技术满足建筑结构的刚性需求和整体性需求，满足梁、柱等截面的多样化设计，有利于实现建筑物空间结构的合理布置。
1.3框架结构的原则
框架结构的设计原理更加简单（1）分为三个原则：刚性-延性（刚性-延性）。框架结构既要支承建筑的自重又要灵活，所以框架结构必须坚硬柔软。因为建筑物不能承受重量，太柔软，不灵活，所以应该避免不能灵活变形的情况。（2）多方防御原则。高层建筑施工完成后也会受到外部的影响，为了确保框架结构的安全，必须加固层次，保证建筑工程的质量。（3）第一和第二原则。由于每个框架结构具有不同的作用，因此设计者必须清楚地区分每个部分的主要关系和次要关系，并集中注意力以调整整体。防止每个版本在外部入侵中互相协作工作。例如，在整个框架结构中，柱梁同时存在，但是如果受到外力的攻击，柱将承担整个稳定建筑的责任。因此，柱子在设计时充当主梁，梁则充当次梁。但是次要的不重要，次要的不能忽视其功能性。
2、房屋建筑混凝土框架设计流程
建筑混凝土框架设计过程比较复杂，但大多数情况下选择框架数据或材质的不同部分，而住宅建筑与其他项目不同，如果某些数据不正确，可能会毁坏整个建筑，并影响居民的生活和安全。对建筑有重大贡献的框架应特别注意每个设计过程。（1）选择截面尺寸;剖面的选择是房屋混凝土框架设计的前提和基础。混凝土结构设计规范明确指示梁和柱截面尺寸的选择。此外，根据柱梁的特性，线刚度比例可以确保大于1、保证柱强、梁弱、节点强。这主要是因为柱自身需要非弹性状态，以便在外力入侵的情况下固定建筑物。ü（2）确定梁和柱的适当加固比例上述框架结构设计中的适当原则指出，框架梁的加固也必须按照适当的原则进行设计。混凝土结构设计规范包含框架梁增加或减少后可以配合的最大和最小加固比例的详细尺寸标注。此外，框架梁的加固速度值与地震的抗震等级和混凝土轴心坑抗拉强度和钢筋抗拉强度的比例相关。因此，在设计中必须重视梁、柱的加固比。
3、建筑框架结构设计优化策略
3.1避免过多出现短柱
设计师充分考虑短柱问题，并且如果短柱本身的抗震性能不好，则会影响结构的整体稳定性和安全性，因此会采取有效措施进行建筑框架结构的优化设计。此处要强调的是，设计框架结构时，楼梯间中平台梁的存在可能会导致短柱的出现在本质上是不可避免的。这必须严格按照国家当前的抗震设计规范进行处理，例如复合螺旋带、分割柱、钢筋混凝土柱和混凝土钢柱。此外，如果第一层上的所有框架柱都是短柱，且柱和柱之间的刚度相对均匀，则不需要特殊操作，因为可以保证结构稳定性。
3.2合理设计梁柱中心线
在建筑框架结构中，梁和柱的中心线在优化设计中起着重要作用，因此设计者必须充分注意。另一方面，请确保框架梁和框架柱的中心线设计符合当前规范标准的要求。换句话说，如果梁柱中心必须相符，并且从中心线发生偏移，则必须考虑梁柱接头核心区域的偏心影响和施工影响。另一方面，如果偏心率太大，则可以采取措施，例如，如果偏心率超过相应方向柱宽度的四分之一。液体和处理完毕的梁在检查剪切压力比和弯曲承载力时，应忽略液体和截面的有利影响，以避免检查结果偏离。
3.3运用有效的构造措施
3.3.1短柱处理
设计大跨度柱网络的框架结构时，必须充分考虑楼梯间位置处框架柱和平台梁之间的连接问题，在這种情况下，楼梯间位置处的柱可能会形成短柱。为此，设计师可以加密短柱的整个箍筋长度，以便在特定设计过程中处理短柱的构造，从而进一步提高框架结构的稳定性。此外，如果外部框架柱具有易于形成短柱的连续窗相交梁设置，则可以采取有效的构造措施。
3.3.2结构超长
当框架结构的长度超过规范允许的限值时，为防止裂缝出现，可采取补偿混凝土的方式进行处理。
3.3.3节点箍筋控制
在建筑框架结构的最佳设计过程中，设计者必须严格控制框架节点等号比率，以根据当前标准规范中指定的要求避免不必要的问题。此外，请确保默认柱等号加密区域的范围不超过柱净高度的三分之一。
3.4对计算参数进行优选
根据当前地震设计规范要求计算建筑框架结构的相关参数时，应充分考虑建筑所在位置的地震分区，以确保基本地震加速度的值合理可行，从而提高框架结构的整体抗震性能。如果框架结构具有填充墙，则计算结构刚度超过理论计算结果的地震效果会更小，框架结构的不稳定性也会增加。为避免出现此问题，设计师必须根据填充墙的特性合理选择0.7到0.9范围内的结构周期减少系数。框架结构优化设计充分考虑可变载荷最不利的布局问题，以避免计算结果过度偏差。此外，为了提高结构的安全性，在计算框架结构时使用梁刚度放大系数，必须合理选择此系数，中间梁必须为2.0，侧梁必须为1.5。
3.5合理选择分析软件
ABAQUS是一种通用有限元分析软件，可有效处理非线性计算能力和高效率的复杂空间问题。perform-3d是一个专用的有限元软件，具有计算重力的次要效果和通过纤维截面模拟梁和柱单位的建模功能。satwe使用空间构件模拟框架结构中的梁和柱，并模拟剪力墙的实际力状态。设计师可以在执行特定项目设计时合并结构件结构的特性，从而合理地选择其中的一些分析软件。行业专家还建议加强对分析软件的研究，根据实际需要改进和改进软件程序，以便为建筑框架结构设计提供更好的服务。
结束语
当前，我国建筑行业进入到了快速发展的阶段。随着人们生活质量的提升，人们对于建筑功能和建筑造型的使用需求变得越来越大，使得人们对建筑结构设计也产生了较高的要求。而建筑的框架结构作为建筑物里面的一个基本结构，能够为人们提供更大的建筑空间。为此，为了合理使用建筑空间，设计师在进行建筑物设计的时候，通常会选择框架结构设计来实现建筑物空间的合理布局。
参考文献：
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