框架结构设计精选(九篇)

第1篇：框架结构设计范文

【关键词】建筑；框架结构；设计；分析

一、前言

建筑框架结构有着其独特的建筑特征，应该引起有关人员的格外注意。研究建筑框架结构建筑设计的有关问题，能够更好地指导我国建筑框架结构建筑的实践，从而更好地推动该项工作的进步。本文从介绍建筑框架结构施工的特点着手本课题的研究。

二、建筑框架结构概述

当前建筑工程多层结构的有着明显的重要特点，这些特点给建筑工程的建筑框架结构特点带来了新的趋势。多层建筑在竖向构件以及构成方面带来了逐层累积的重力以及荷载，这就需要较大尺寸的柱体以及墙体来支撑，给工程框架结构施工带来了新的技术要求。

与此同时，建筑的构件还需要承受地震荷载以及风载荷等荷载，而且这些荷载都属于非线性的竖向分布荷载，而且对建筑高度的敏感程度较高。以地震荷载为例，就层数较低的建筑而言，考虑这些建筑的荷载时一般只需要考虑恒定荷载以及部分动荷载，而对于建筑物的墙体、柱体以及楼梯等结构，一般不会予以严格控制，其他构件满足设计要求之后，对应的这些构件也都达到了设计要求。同时，对于现代化的钢架支撑系统，在设计的过程中在没有提出特殊承载要求的时候，不需要对柱体以及梁的尺寸加大，只需要增加板就能达到对应的要求。但是，对于多层建筑，解决上述问题还不够，首先要解决的问题除了抗剪问题之外，还需要考虑抵抗变形以及抵抗力矩的问题。

三、建筑工程的基础设计问题分析

在进行建筑工程的基础施工设计中，钢筋混凝土建筑框架结构形式的房屋建筑，其基础设计多是采用柱下独立基础方式进行设计实现。针对这类结构形式的房屋建筑工程基础设计，由于建筑楼层的高度与地基条件不同，在具体设计中的设计要求与存在问题也有不同。比如，对于钢筋混凝土建筑框架结构形式的建筑基础设计，就有相关要求指出，如果在进行建筑框架结构建筑基础设计中，建筑地基的受力范围内没有存在软弱粘性土层情况时，并且建筑楼层不超过8层，楼层高度在25米以下时，对于一般建筑框架结构房屋建筑工程，或者是荷载性当的建筑框架结构厂房建筑，其基础设计中就不需要进行建筑地基或者是建筑基础的抗震承载力设计验算。

1.建筑风荷载作用与抗震荷载设计问题

根据这一情况，在进行建筑框架结构建筑房屋的基础设计中，对于8度地震区的房屋建筑基础设计中，满足上述条件的钢筋混凝土建筑框架结构形式房屋建筑，就不需要进行建筑地基或者基础的抗震承载设计验算。但是，在结合建筑房屋的设计施工实际情况，在进行该种情况与类型的房屋建筑基础设计中虽然不需要进行房屋建筑基础以及地基的抗震承载设计验算，但是需要在建筑地基荷载设计中，需要对于建筑地基的风力荷载影响进行设计考虑。一些钢筋混凝土建筑框架结构建筑基础荷载设计中，设计人员往往会因为建筑工程处于地震区高层建筑的范围之外，因此，在进行建筑基础设计中，就忽视对于建筑基础风荷载的设计验算，这是建筑框架结构建筑基础荷载设计中存在比较突出和严重的问题，应注意进行避免。

2.建筑基础顶面荷载设计问题

另一方方面，在进行建筑框架结构建筑基础荷载设计验算中，进行建筑独立基础部分的设计时，对于建筑基础顶面上的外荷载设计中，只是通过建筑基础顶面荷载的轴力设计值以及弯矩设计值，进行荷载作用设计验算，容易忽略建筑基础顶面荷载中的剪力作用设计，甚至一些建筑基础顶面荷载设计中，只是通过轴力计算进行建筑基础顶面荷载设计计算，这都容易对于建筑基础以及上部结构的安全质量产生很大的影响，也是建筑框架结构建筑基础荷载设计中存在比较突出的另一问题，需要在设计中进行注意和避免。

四、建筑框架结构设计的主要技术措施

对于具有抗震设计的砖房，底层的抗震墙和上部砖混结构都具有一定的抗震效果，但是由于这两部分承重能力不同，他们的抗震效果也有所差异，尤其是过渡楼层的受力较为复杂，需要进行合理设计。为了保证这类抗震砖房的结构安全，需要建立以“小震不坏、中震可修、大震不倒”的设防目标，并对结构设计进行技术控制：

1.对于底层框架砖房结构，应该考虑塑性变形的影响，在设计中采用底部剪力法，可以有效提高建筑框架的刚度，因此，设计中一般采用底部剪力法对底层设计剪力值乘以1.2-1.5的修正系数，同时需要提高软层的屈服强度。

2.砖混框架结构的建筑不能利用框架抗震墙的剪力分配法则进行设计，并且设计中还需要考虑底层的塑性变形，为了保证这种框架结构的设计效果，可以在抗震墙设计中，对框架结构进行刚度分配，在刚度分配中要考虑到整个抗震墙的刚度弱化，因为一旦抗震墙受到地震作用出现开裂，其刚度将下降到弹性刚度的20-30%。

3.为了提高框架结构的整体性，需要在底层框架砖墙的上层设置构造柱，并在每层楼的顶部设置圈梁；底层框架的顶板优先采用现浇混凝土板，软层中的柱，特别是结构刚柔相接的地方，应该避免出现塑性铰。

4.设计人员要转变设计思路，提高设计部门及设计人员的业务素质，尽快走出”不设防”的误区。要在严格执行《抗规》的前提下，在合理的平面布置上多做文章，同时设计单位可安排专人严把抗震设计关。

五、关于柱下独立基础设计阶段的问题分析

1.要充分考虑房屋结构所受风力荷载对基础结构的影响

虽然现行抗震规范设计相关标准明确规定：当建筑工程地基的主要受力层范围并非集中在软弱粘性土层，并且建筑施工项目层数≤7层，总层高≤24m的情况下，这部分民用建筑工程在实际施工过程中可不必进行地基基础抗震承载力的验算.从这一角度看，对于抗震等级为7级以上的地震施工建设区域而言，这部分多层框架房屋结构在进行基础设计的过程中亦不必进行抗震承载力的分析计算。但是这部分房屋结构所受到的风力荷载作用力对于基础设计的影响却不得不加以关注。

2.应全面考虑建筑框架结构柱下独立基础的外荷载种类

个别设计者在对多层框架房屋结构柱下独立基础的设计阶段，忽略作用于基础顶面的剪力设计值的影响，外荷载种类只取弯矩以及轴力设计值进行判定。更有甚者，部分房屋结构基础设计在外荷载确定中连弯矩设计值参数及剪力设计值参数都忽略不计，只考虑轴力设计参数。以上两种外荷载种类的确定方式必然会在不同程度上导致基础的设计尺寸参数较小，同时配筋比例也不合理。这将对基础本体以及整个多层框架房屋上部结构的稳定性与安全性造成严重影响。

六、结束语

通过对建筑框架结构设计有关问题的研究，我们可以发现，建筑框架结构在建筑设计方面，要严格按照有关技术标准进行，深挖其中常见的问题，从而更好地保障建筑框架结构的顺利进行。希望本文的研究对相关实践能起到积极作用。

参考文献：

[1] 刘月风.钢筋混凝土多层框架房屋结构设计中的问题[J].科学之友.2011（18）：175-176.

[2] 王磊，张伯林.钢筋混凝土多层框架房屋结构设计中应当注意的几个问题[J].煤炭工程.2010（19）：29-30.

[3] 刘月风.钢筋混凝土多层框架房屋结构设计中的问题[J].科学之友（B版）.2013（09）：21-25.

第2篇：框架结构设计范文

【关键词】 框架 结构 设计 分析

Abstract : This paper discusses the key points of the framework design.

对于框架结构的设计目前多采用计算机辅助软件来进行分析和计算,但是如果我们过分地依赖计算机的计算结果,缺少独立分析问题、解决问题的能力,设计时必将出现不必要的问题,为以后事故的发生埋下隐患。本文就多层框架电算结果中梁、柱的配筋调整和设计中的要点进行了分析,希望引起工程设计人员的注意。

1.截面尺寸的选择

梁、柱的截面尺寸的选择是框架结构设计的前提,除应满足《混凝土结构设计规范》所要求的取值范围,还应注意尽可能使柱的线刚度与梁的线刚度的比值大于1,以达到在罕遇地震作用下,梁端形成塑性铰时,柱端处于非弹性工作状态而没有屈服,节点仍处于弹性工作阶段的目的。即规范所要求的“强柱弱梁强节点”。

2.梁、柱的适宜配筋率

框架梁的配筋在设计中应掌握“适中”的原则,一般情况下其配筋率宜取0.4%~1.5%,框架柱的全部纵向受力钢筋的配筋率宜取1%~3%。另外当梁端的纵向受拉钢筋最小配筋率大于2%时,其箍筋的最小直径应增大2mm。但是无论在何种情况下,均应满足《混凝土结构设计规范》所规定的最大、最小配筋率的要求。

3.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。为了满足框架柱在多种内力组合作用下其强度要求,在配筋计算时应注意以下问题:

3.1角柱、边柱及抗震墙端柱在地震作用组合下会产生偏心受拉时,其柱内纵筋总截面面积应比计算值增大25%。

3.2框架柱的配筋可放大1.2~1.6倍,其中角柱1.4倍,边柱1.3倍,中柱1.2倍。

3.3框架柱的箍筋形式应选用菱形或井字形,以增强箍筋对混凝土的约束。

3.4对于二、三级框架的底层柱底和底部加强部位纵筋宜采用焊接,且当柱纵向钢筋的总配筋率超过3%时,箍筋的直径不应小于58,并应焊接。

另外多层框架电算时常不考虑温度应力和基础的不均匀沉降,当多层框架水平尺寸和垂直尺寸较大以及地基软弱土层较厚或地基土质不均匀时,可以适当放大框架柱的配筋,且宜在纵、横两个方向设置基础梁,其配筋不宜按构造设置,应按框架梁进行设计,并按规范[1]要求设置箍筋加密区。

4.框架梁裂缝宽度、斜截面配筋调整

在满足梁柱的截面尺寸和配筋率的情况下,仍需在计算配筋后进行梁的裂缝宽度的验算和满足梁端斜截面“强剪弱弯”条件下的梁端配筋调整。

4.1影响裂缝宽度的因素和调整的办法

框架梁的裂缝宽度验算往往被工程设计人员忽视,对此应引起我们的注意。影响裂缝宽度主要因素有两方面,一是构件的混凝土强度等级,二是钢筋的级别和直径。由于混凝土等级与钢筋的级别有一定的"依赖关系",因此对于普通的混凝土构件,混凝土的高等级对减小梁的裂缝宽度影响不大,一般情况下宜采用加大梁的配筋率或增大梁的截面尺寸的方法来减小梁的裂缝宽度。另外需注意在利用计算机辅助软件进行结构建模中的荷载输入时,一定要将恒、活载数值分开输入,以便进行内力组合和裂缝宽度的计算,不要贪图省事而将恒、活载合并输入,以防止梁、柱内力计算错误,致使所绘制的施工图不能使用。

4.2梁端斜截面的配筋调整

框架结构设计中,宜满足在地震作用下框架梁的梁端斜截面受弯承载力的规范要求,即“强剪弱弯”。在具体设计和梁配筋调整时,可采用以下方法:

4.2.1不放大梁端负弯矩钢筋而加大梁的跨中受力钢筋(一般放大1.1~1.3倍);

4.2.2梁端箍筋的直径可增加2mm;

4.2.3支座处尽量不设置弯起钢筋,宜利用箍筋承受支座剪力。

4.3在电算中合理、准确运用弯矩的调幅 规范规定只有在竖向力作用下梁端弯矩可调幅,水平力作用下梁端弯矩不允许调幅,因此在计算时必须先将竖向荷载作用下的梁端弯矩调幅后,再将水平荷载产生的梁端弯矩叠加。在此可采用两种方法:一是将梁端的固定弯矩调幅后,再进行力矩分配;二是将由力矩分配法算得的梁端负弯矩直接乘以调幅系数。

5.框架结构设计中应注意的其它问题

5.1在框架结构中不允许采用两种不同的结构型式,楼、电梯间、局部突出屋顶的房间,均不得采用砖墙承重。因为框架结构是一种柔性结构体系,而砖混结构是一种刚性结构。为了使结构的变形相互协调,不应采用不同结构混合受力。

5.2加强短柱的构造措施:由于短柱刚度大,吸收地震作用使其受剪,当混凝土抗剪强度不足时,则产生交叉裂缝及脆性错断,从而引起建筑物或构筑物的破坏甚至倒塌。所以在设计中应采取如下措施:尽量减弱短柱的楼层约束,如降低相连梁的高度、梁与柱采用铰接等;增加箍筋的配置,在短柱范围内箍筋的间距不应大于l00mm,柱的纵向钢筋间距≤150mm;采用良好的箍筋类型,如螺旋箍筋、复合螺旋箍筋、双螺旋箍筋等。

5.3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。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。

5.4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。

5.5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。

结束语

第3篇：框架结构设计范文

一、框架结构抗震设计的重要性

建筑抗震设计的要求是通过地震作用的取值和抗震措施的采取来实现的，但由于地震的随机性，加之建筑物的动力特性、所在场地、材料及结构内力的不确定性，地震时造成的破坏程度很难准确预测，因此，我们在进行框架结构抗震设计时，必须结合框架结构的特点，综合考虑各方面的因素。未经抗震设防的框架结构，在6-7度区主体结构基本完好，填充墙发生轻微的裂缝；在8-9度区主体结构局部破坏，填充墙及屋顶突出的部分严重开裂或倒塌；在10度区梁柱严重破坏，少量倒塌，填充墙严重破坏。考虑了抗震设防的框架结构，危害则相应的减轻。在唐山大地震中，未经抗震设防的底层框架抗震墙砖房的破坏较为严重，其主要原因是，大部分底层没有设置为框架抗震体系。

二、建筑震害等级划分

根据1990年建设部颁布的《建筑地震破坏等级划分标准》，钢筋混凝土框架房屋按地震后的破坏成都划分为五级：

（1）基本完好：框架柱、梁完好；个别墙体与柱连接处开裂。

（2）轻微损坏：个别框架柱、梁轻微裂缝；部分墙体明显裂缝；出屋面小建筑明显破坏。

（2）中等破坏：部分框架柱轻微裂缝或个别柱明显裂缝；个别墙体严重裂缝或局部酥碎。

（4）严重破坏：部分框架柱，主筋压屈、混凝土酥碎、崩落；部分楼层倒塌。

（5）倒塌：房屋框架残留部分不足50%。

框架结构的结构体系传力路径比较清晰，容易保证质量，结构的抗震性能能够比较准确的预测和设计，但是由于材料本身的限制，使得这类结构的抗震性能通常较弱，在较大地震灾害中容易发生破坏。

三、框架结构的抗震设计原则

根据工程中框架结构地震破坏的形式、抗震规范规定以及实际中累积的抗震经验总结了一些抗震设计需要注意的问题与原则，如下：

（1）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。8度超过5层有条件时，尽量加剪力墙，可大大改善结构的抗震性能。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，从震害分析，规范给出的垂直地震作用明显不足。

（2）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。

（3）框架梁、柱的混凝土等级宜相差一级。

（4）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。

（5）出屋面的楼电梯间不得采用砖混结构。

（6）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。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。

（7）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。

（8）柱子轴压比宜满足规范要求。

（9）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。

（10）过街楼处的梁上筋应通长，按偏拉构件设计。

（11）电线管集中穿板处，板应验算抗剪强度或开洞形成管井。电线管竖向穿梁处应验算梁的抗剪强度。

（12）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。

（13）验算水箱、电梯机房及设备下结构强度。水箱不得与主体结构做在一起。

（14）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，混凝土等级应大于等于C25，混凝土内应掺入膨胀剂。混凝土外墙应注明水平施工缝做法，一般加金属止水片，较薄的混凝土墙做企口较难。

（15）采用扁梁时，应注意验算变形。

（16）突出屋面的楼电梯间的柱为梁托柱时，应向下延伸一层，不宜直接锚入顶层梁内，并且托梁上铁应适当拉通。错层部位应采取加强措施。女儿墙内加构造柱，顶部加压顶。出入口处的女儿墙不管多高，均加构造柱，并应加密。错层处可加一大截面梁，上下层板均锚入此梁。

四、框架结构方案构思时应考虑以下几点

（一）结构的传力路线应简捷明了。在荷载作用下，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）从力学观点看，在民用和公共建筑的平面布局中，应当尽量使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距，可以使各跨梁截面趋于一致，而提高结构的整体刚度。

（三）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。

五、结构的类型

优先采用现浇式框架和装配"整体式框架，避免采用全装配式框架。由于地震作用的任意性，框架两个主轴方向都可能受到地震作用。因此，抗震框架应设计成双向刚接框架，不得采用横向为框架，纵向为铰接排架的结构体系。加强楼盖的整体性，在高烈度（8度以上）区，应采用现浇楼面结构。在采用装配"整体式楼盖时，宜采用叠和梁，与楼面现浇层结合为一体，采用预制预应力楼板时，可将板缝拉开，放入适量钢筋灌成小肋，后浇面层厚度一般不小于 50mm，内配一层双向钢筋网￠4-6@200。

六、结构的布置

平立面布置宜均匀、对称。柱网布置要简单规整， 合理布置填充墙。框架中砌筑填充墙加大了结构刚度。在楼层平面和竖向，填充墙的布置应尽可能做到均匀对称。同时还要考虑到某些填充墙拆除的可能，以及某些墙有意外倒塌的可能。

七、防震缝

由于建筑体型的多样化，复杂和不规则的结构是难免的。用防震缝将结构分段，是把不规则结构变为若干较规则结构的有效方法。多次震害表明，防震缝处的建筑装饰在小震时就宜遭到破坏。要满足罕遇地震时的变形要求，则防震缝很大，将给立面处理及构造带来较大的困难，或由于设缝后使结构段过柔，带来碰撞和失稳的破坏。因此，一般应通过采用合理的平面形状和尺寸，尽量不设防震缝。对于特别不规则的建筑，质量和刚度分布相差悬殊的建筑，必须设防震缝时应考虑有足够的缝宽。当地基土质较差时，除应考虑结构变形外，还应考虑不均匀沉降引起基础转动的影响，防震缝两侧楼板宜位于同一标高，防止楼板相撞使柱子破坏。

第4篇：框架结构设计范文

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）.

第5篇：框架结构设计范文

关键词：框架结构；多层框架；商业

一、工程概况

祥云国际城1#，2#沿街商业位于山东庆云，框架结构。建筑地上四层，结构主体高度15.300m。（主体高度为室外地坪至屋顶高度）。建筑长64m，宽17.400m，主要跨度为6m。

此工程一层用途为商业和车库，二层商业，三四层开敞办公，一二层连续错层（详楼梯剖面）给结构计算带来一些不便。

二、结构的整体设计

1.柱、梁、板的选取

按抗震规范6.3.5条规定，柱的截面宽度和高度，一、二、三级且超过2层时不宜小于400mm，结合工程为四层，柱距6m初步确定柱子截面500x500mm。根据抗震规范6.3.1规定，结合经验主梁高度取跨度的1/8～1/12，宽度取高度的1/3～1/2，次梁高度取跨度的1/12～1/16，宽度取高度的1/3～1/2初步确定主梁截面300x650mm，次梁截面250x600mm；因为夹层处层高要求，夹层处主梁选为300x450mm，次梁选为300x400mm。现浇楼盖中，板的砼用量约整个楼盖的50%-60%，板厚的取值对楼盖的经济性和自重的影响较大，在满足板的刚度和构造要求的前提下，应尽量采用较薄的板，考虑本工程的用途及板跨3m，结合设计经验楼层板取为100mm厚，屋面板取为120mm厚。

2.结构计算

（1）基础

基础为柱下钢筋混凝土独立基础，依据地质勘察资料基础持力层为①层粘土层，fak=115KPa.天然地基不能满足设计承载力要求，需进行地基处理，处理后要求地基承载力特征值fspk≥270kPa，建议采用水泥粉煤灰碎石（CFG）桩进行地基处理，处理后的地基应满足下卧层承载力的要求及规范对变形的要求，并消除地基土的不均匀性。

（2）整体指标计算

本工程采用PKPM系列软件中的SATWE程序进行整体计算。结构位于7度区，主体高度小于24米，所以按三级框架进行抗震计算。SATWE计算的振动周期如表1所示（仅列出前三个周期）。从表中可以看出，T1为扭转周期，说明结构没有足够抵抗扭转侧移的能力。SATWE位移计算结果显示，X方向地震力作用下，最大层间位移角为1/1051；Y方向地震力作用下，最大层间位移角为1/1026，满足《建筑抗震设计规范》中表5.5.1条的规定钢筋混凝土框架结构弹性层间位移角限值1/550。SATWE超配筋计算结果显示一二层中间一排柱轴压比超限。

表1 SATWE计算的振动周期（仅列出前三个周期）

根据计算结果，需要提高结构的抗扭转刚度，减小柱子轴压比。提高抗扭转刚度的有效办法是加强框架两端的抗扭转能力，如加大两端柱截面尺寸，加高两端梁高，因为本工程要求净高，所以我采用了加大柱截面的办法，把两侧山墙的柱子改为700x700mm。本工程3级抗震轴压比限制为0.9。工程中为了保证柱子的延性使柱子发生大偏心受压破坏一般控制轴压比在0.7-0.8之间。但从计算分析中有许多对轴压比有利的影响因素。只要控制好这些因素，可以适当的提高一些轴压比的限值。但是由于此工程一二层连续错层造成某些柱子剪跨比小于2，根据《建筑抗震设计规范》轴压比应减小0.05。减小轴压比，使柱发生延性好的大偏心受压破坏，保证在大变形下，仍有稳定的承载能力，从而保证框架柱“大震不倒”的有效办法是提高混凝土等级或者加大截面尺寸，此工程不考虑采用高强混凝土，因为高强砼虽可以减小轴压比，但是一般情况下，随着砼强度等级的提高，变形能力变差.而且梁板与柱的混凝土强度等级不一样，也给施工带来不便。所以采用了加大C轴一排柱子的截面尺寸的办法，但是本着经济节约负责的态度，C轴大截面截面的柱子从三层开始又缩回到500x500mm以节约投资。

三、遇到问题的处理方法及构造加强措施

1.在PKPM建模过程中首先遇到的问题是夹层和错层处如何处理：一层带有夹层，二层大面积错层，一层夹层标高相差较多所以建模过程中选用了增加标准层的方法，二层错层部位相差一米，是抬高梁标高还是增加标准层，按一层输入把梁标高抬上去，相交的地方按层间梁再输入一根梁，这样计算书不会出问题但是层间梁不属于楼层不参与刚度计算，而实际上没有楼板错层梁还是楼层梁，考虑此因素，再加上楼层大面积房间错层的情况，如果使用修改梁标高的方法，修改的工作量大，容易出现错误，所以最终我还是选择了增加标准层的方法，将错层部分的楼板人为地分开实现相同楼层梁板标高不同的目的。

2.由于楼板的错层所以就造成了很多柱子剪跨比2，形成短柱，对于短柱本工程采取了箍筋全高加密，对于剪跨比小于1.5的框架柱采取加对角斜筋措施。

3.超长问题的处理：本工程建筑长度64米，超过了《混凝土结构设计规范》第8.1.1条钢筋混凝土框架结构伸缩缝最大间距为55m的规定，但是根据8.1.3条的规定当采取后浇带分段施工时伸缩缝间距可适当增大，所以此工程采取了从一层到顶层设置施工后浇带的措施。

4.楼梯的处理：在PKPM建模过程中，楼梯构建没有建入模型中，但实际楼梯应按整体的一部分参与抗震计算，为了解决此问题，把楼梯做成滑动支座与主体脱离开来，把其看成一个单独的构件进行计算。

四、结论

由本工程的结构设计，我们可以看到，地震作用比较复杂，而计算时只是简单地变任意方向为两个主轴方向，变弹塑性分析为弹性分析。故得出的结论不一定与实际情况完全相符。所以我们在认真计算的基础上还应重视概念设计，采取有效的构造措施等等。

参考文献：

第6篇：框架结构设计范文

关键词：多层；钢结构；框架；设计

中图分类号：TU391文献标识码： A

引言

多层框架结构这是通过横梁以及立柱组成的杆件体系，节点全部或者是大部分都是刚性连接。框架结构这是较为常见的竖向承重结构，通常具备的优点有：简便的结构，方便布置，整体性比砖混结构以及内框架承重结构好，那么形成比较使用空间，施工比较便捷以及较为经济。

1、多层钢结构的特点

钢结构具有良好的承受力，强度高，安全性极好，稳定性强，同时由于工作环境较为复杂，需要经受住多种不良环境的考验，因此，钢结构的这些特点使得钢结构在设计中深受欢迎。目前，多层钢结构的设计在我国厂房工业建设中得到了快速发展，成为一种最广泛采用的建筑设计类型。在进行多层钢结构设计时，需要重视钢结构的焊接特性、支撑体系以及节点构造等方面，充分利用好钢结构的特性，只有这样，才可以设计出合理的多层钢结构，保证正常投入使用。

1.1、重量较轻

设计之时使用钢结构设计，这种材料性能与其他钢材相似，但是重量较轻，可以有效的减少多层钢结构的设计重量。同时，在进行施工设计时，多层钢结构采用轻型的围护设计方案，在安装时，采用的围护材料，以夹芯金属板为主，安装施工操作简便，有效的缩短施工周期，提高施工质量效率。

1.2、钢结构施工周期短

多层钢结构其韧性高，强度大，而且其标准件比较多，特别适合生产线作业。同时，在多层钢结构中，由于多层的特性，具有广阔的厂房空间，因此，可以将重型设备放在厂房中，便于设备生产以及室内施工操作，满足工业的发展需求。

2、多层钢结构框架建筑结构设计

2.1、结构平面、竖向布置问题

为了对框架结构的抗震安全做好保证，设计的框架结构应该具备较好的延性、稳定性、刚度、承载力和耗能等等特性。在进行设计之时，则应该对抗侧力构件作出合理的布置，同时对地震作用之下的扭转效应将逐渐减少；并且确保平面的布置对称以及规则，还应该具备较好的整体性；而结构的侧向刚度则应该确保均匀变化，竖向抗侧力构件的截面尺寸以及材料强度宜自下而上逐渐减小（不应该在同一层同时改变构件的截面尺寸以及材料强度），有效避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力的变化。而在进行抗震设计的多层框架结构之时，那么就不应该对单跨框架进行使用。如果必须使用的话，那么就可以转变成框架―剪力墙结构而进行设计，多层建筑也可仅仅在单跨方向设置剪力墙。但是后者框架结构部分的抗震等级则应按照框架结构选用，然而剪力墙部分的抗震等级则应该依照框架―剪力墙结构来选择。

2.2、楼面屋盖结构

楼面和屋盖应该具备充足稳定性、强度以及刚度，同时也应该不断减少楼板的厚度，逐渐提升室内的净高。压型钢板―混凝土组合楼盖这是当前有着比较广泛应用的方式，其施工速度比较快，平面刚度比较大，并且可以有效提升房屋的净高。一般的做法是在钢梁之上铺设压型钢板，之后现浇100―150mm的混凝土。在钢梁之上焊接足够的剪力连接件，那么就可以使钢梁和混凝土一起工作而构成楼盖。这种做法会消耗掉较多的耗钢量，并且要求进行防火处理。使用预应力钢筋混凝土薄板代替压型钢板。同时，预应力圆孔板、组合扁梁以及叠合板则也是一种较为普通的型式。

2.3、墙体结构

轻质墙体材料具有较好的隔热保温以及隔声性能等等。因此开发商比较喜欢。当前，墙体结构主要可以分为自承重式以及非自承重式。自承重墙体一般包括有护结构的加气混凝土块、轻钢龙骨加强板、太空板等等，使用到内墙的轻混凝土板、石膏板、水泥刨花板、稻草板等等。而外挂的非自承重式墙体材料一般包括有彩色压型钢板、彩色压型钢夹芯板、玻璃纤维增强外墙板等等。使用非自承重式墙体材料，那么则就应该设置墙梁用以悬挂护结构。门窗洞口上下应该布置。墙梁通常使用的是C或者是Z型冷弯薄壁型钢，其尺寸则是决定于跨度和墙距。

2.4、建筑结构的规则性问题

建筑设计应该符合抗震概念设计的要求，不应该使用严重不规则的设计方案。平面不规则建筑通常划分为三类：扭转不规则；凹凸不规则以及楼板局部不连续。

竖向不规则建筑一般分为三种：竖向抗侧力构件不连续、刚度不规则承载力非均匀变化。

对于结构钢平面的扭转不规则，可以使用计算的方式来实现。刚性楼板假定的情况之下，一旦计算出小震作用之下的楼层最大弹性水平位移和这层两端弹性水平位移之间的平均值比值高于1.2的话，那么就可以断定这是扭转不规则，而比值如果达到1.5的话，那么则就可以确定是特别不规则，而比值高于1.5之时那么就可以断定是严重不规则。那么这个时候计算的弹性水平位置值应该低于规范限制的50%，判断是严重扭转不规则的比值也可以稍微放松一些。计算弹性水平位移（或层间位移）之时，多层建筑可仅考虑双向地震的作用。高层建筑单向地震作用则应该考虑到偶然偏心的影响。最大值以及平均值的计算，全都取楼层中同一轴线两端的竖向构件计算，不考虑楼板悬挑的端部。凹凸不规则或者是楼板局部不连续之时，则应该使用符合楼板平面内实际刚度变化的计算模型。如果楼板平面比较狭长的话，有较大的凹入以及开洞而使楼板有过大削弱之时，楼板则有可能出现明显的平面内变形，此时则应该在设计之中考虑楼板削弱产生的不利影响。比如在结构分析之中考虑柔性或者是弹性楼板计算模型，使用与之相关的楼板加强构造措施等等。对于错层结构，比如说错层高于梁高的话，则应该依照楼板开洞来考虑。

3、多层框架房屋结构设计中需要注意的问题

3.1、独立基础设计荷载取值

一般情况之下，多层框架房屋使用柱下独立基础的形式，但是在《抗震规范》之中明确提出，在地基的主要持力层缺少软弱粘性土层的情况之下，当建筑高度在25米以内并且层数在8层以内的通常民用建筑，那么可以不对地基以及基础的抗震承载力来进行验算。但是在进行基础设计之时应该把风荷载考虑进去。所以，不可以因为通常建筑在地震区风荷载不是控制荷载而忽略了。一些设计师在进行独立基础设计之时，柱脚内力设计值取值存在一定的问题，而只对轴力以及弯矩采取了设计值，但是并没有考虑到剪力，还有些甚至只取了轴力设计值。一旦独立基础的设计荷载取值存在问题的话，那么就会使得建筑结构的不安全或者是材料浪费。

3.2、基础拉梁层的计算模型问题

基础拉梁层在进行框架整体计算之时，通常都是使用TAT或者SATWE等等程序，因为基础拉梁层没有楼板，在计算之时楼板厚度则应该取零，同时定义弹性节点，分析计算式应该使用总刚分析的方法。此外特别应该注意房屋平面不规则这个关键点。

3.3、框架结构带楼电梯小井筒

井筒则就会吸收地震剪力，以至于框架结构承受的地震剪逐渐减小。所以框架结构应该尽量不要设置钢筋砼楼电梯小井筒。如果不可避免之时，则应该适当的减薄井筒的壁厚，同时也可以通过竖缝，结构洞等等方法把其刚度减弱。在计算之时，除过依照框架计算之外，还需要应该按照带井筒的框架进行复核，同时也会把井墙连接的柱子的配筋进行加强。

4、结语

多层框架结构设计员在进行多层框架房屋结构设计之时，不仅仅需要掌握好设计的规范，同时还应该依据自己在工程之中积累的经验，结合设计计算的结果找出合理的结构体系，正确处理结构设计之中存在的问题，这样才可以使得结构的设计质量逐渐提升。

参考文献：

[1]卢小松.多层钢结构框架整体稳定的设计理论[J].钢结构,2002,04:28-31.

第7篇：框架结构设计范文

关键词：建筑结构；框架；内力计算

Abstract: the structural internal force calculation and design framework design of the building structure is an important part of building structure stability and security has a direct impact. This paper mainly introduces the reinforced concrete frame structure in the vertical and horizontal lotus lotus plant planted under the action of internal force calculation the simplified method.

Keywords: building structure; Framework; Internal force calculation

中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：

框架结构内力计算与设计包括许多方面，要求设计人员在设计的过程中，要结合工程的需要，按照相关的建筑结构标准，完成设计工作。一般来说，框架结构的内力计算和设计，主要可以包括几个方面：结构布置、结构计算、承载作用下的内力计算等几个方面。

一、结构布置

（一）柱网布置

(1)框架结构柱网布置的原则

布置框架柱网时，需要进行四个方面的考虑：从满足生产工艺要求、满足建筑平面要求、使结构受力合理和方便施工。通常来说，会把柱子设在建筑纵横轴线的交叉点上，这样做的主要目的是为了减少柱网对建筑使用功能的影响。此外，柱网还跟梁跨度有关，加大柱网尺寸大，能够获得较的大空间，但是这同时也会加大梁柱截面尺寸，所以，在设计时必须要注意结合建筑需要和结构造价进行综合的考虑。在这里还要提出的是在柱网布置时，必须要使结构在竖向荷载作用下内力分布均匀合理，保证各构件材料强度能够充分的发挥，同时要尽量做到方便和加快施工进度，以便能够降低工程造价。

(2)框架结构的典型平面

框架平面布置框架结构平面都会采用四排柱方案，有等跨式和内廊式。公共建筑或轻型厂房等适用于跨式常；教学楼、办公楼、医院和宾馆等需要有公共走廊的建筑，适用于内廊式。内廊式的边跨跨度l1通常取6～7m，内廊跨度l2取2．4～3m。从受力角度看，如果大受力好，就有利于降低中间支座负弯矩，在构造上也好处理。在相同情况下，等跨式框架梁跨中的最大弯矩、梁支座最大负弯矩及柱端弯矩，都会比内廊式小。

(3)框架结构应设计成双向梁柱抗侧力体系

从楼板的支承方式上看，框架可分为横向承重框架、纵向承重框架和混合承重框架。但从抗风和抗震角度来看，不管是采用什么承重方案，框架都应该是抗侧力结构。所以，应该设计为钢接框架结构，同时应该尽量保持多次超静定。尤其是在抗震设计中，因为，纵向地震作用与横向地震作用基本一致，所以双向框架梁必须按抗震设计。除个别部位外主体结构，不应采用铰接。任何有抗震设防要求的框架结构，纵向和横向都应该设计为刚接框架，进而形成双向抗侧力体系。

至于于单跨框架，在《高层建筑混凝土结构技术规程》中规定：抗震设计的框架结构不宜采用仅有两排柱的单跨框架。这是因为单跨框架的耗能能力比较差，所以超静定次数较少，当柱子在遭遇强震时，不可避免地会出现塑性铰，出现连续倒塌的可能性也相当大。以1999年“9．21”的台湾地震为例，很多单跨框架结构就出现了倒塌。因为有剪力墙作为第一道防线，所以，带剪力墙的单跨框架结构，可不受此限制，不过其高度也不应该太高。

（二）梁柱节点的粱偏心处理

为确保能够形成可靠的抗侧力结构，避免出现过大的偏心弯矩和柱子的扭转的情况出现，框架梁、柱轴线应该要重合。如果梁柱中心线不能重合时，那在计算中就必须要考虑偏心对梁柱节点核心区受力和构造的不利影响，以及梁荷载对柱子的偏心影响。梁、柱中心线之间的偏心距，9度抗震设计时要控制在柱截面在该方向宽度的1／4以内，如果是非抗震设计和6～8度抗震设计，那就不应该大于柱截面在该方向宽度的1／4。

但是，在实际工程中，框架梁、柱中心线不能重合，同时产生偏心的情况是比较常见的。那就要求设计时要进行相应的处理。当外墙贴外柱砌筑时，假如将梁做成L形，用挑出的翼缘承托外墙，那样就可以保持梁的矩形形心线保持和柱子形心重合；而当偏心距大于该方向柱宽的1／4时，就必须要采取梁水平加腋的措施来进行修正。但是，即便是在框架梁设置水平加腋后，还必须要考虑梁柱偏心可能造成的的各种不利影响。根据国内外的经验看，采用水平加腋的方法，可以明显改善梁柱节点的承受反复荷载的性能，是框架内力机构设计中可以考虑的有效方式。

（三）框架填充墙

如果布置不当，框架结构中的砌体填充墙或围护墙。也可能会造成严重震害。因为填充墙是根据建筑实用要求布置的，其只是在建筑施工图上，但是不知结构施工图上表示，这就容易被结构设计人员忽略。当框架结构在上部若干层布置较多的填充墙，而底部墙体较少，那就可能会形成上、下刚度突变。地震发生时，底部遭到破坏，上部各层塌落下来压在底层上，这无疑就加重了下部各层的损失。所以，在设计中必须要避免出现上、下层钢度变化很大的情况出现。

如果外墙的柱子之间有通长的整开间窗台墙，同时还嵌砌在柱子之间，这时柱子的净高会大大的减少，或者可以说已经形成了短柱。当遭遇地震时，窗台以上的柱就可能会出现交叉剪切裂缝的现象，最终引起破坏。事实上，这种震害常常出现，应引起设计师充分重视。在许多工程中，会出现填充墙的布置偏于建筑平面的一侧，从而形成结构平面的刚度偏心的情况。而如果设计时，对这种情况考虑不足，那可能会因为扭转使得地震时产生构件的附加内力增加，使得柱子遭到破坏。

因此，《高层规程》中也特别提出，要减少填充墙布置不当造成的结构抗侧刚度偏心。通常情况下，两根柱子之间嵌砌刚度较大的砌体填充墙，都会吸收大部分的地震作用，这样墙两端的柱子的受力就会增大。所以，在设计时就必须要考虑此种情况，对该填充墙端柱适当加强。综上所述，框架结构的填充墙及隔墙宜选用轻质材料墙体。

如果框架结构采用砌体填充墙，抗震设计时，结构布置必须要符合下列要求：①避免形成上、下层刚度变化过大；②避免形成短柱；③尽量减少因抗侧刚度偏心所造成的扭转。

抗震设计时，为了保证砌体填充墙及隔墙具有自身稳定性，应符合下列要求：①砌体的砂浆强度等级应该大于于M5，墙顶要与框架梁，或者楼板形成密切联系；②砌体填充墙应沿框架柱全高每隔500mm设置2根直径6mm的拉筋。在拉筋伸人墙内长度的设计上，当抗震设防烈度为6、7度时，要大于墙长的1／5，同时不能小于700mm．8、9度时宜沿墙全长贯通；③如果墙长大于5m，那墙顶与梁应该有钢筋拉结；当墙长大于层高的2倍时，应该设置钢筋混凝土构造柱；当墙高超过4m，墙体半高处必须要设置与柱连接且沿墙全长贯通的钢筋混凝土水平系梁。

二、结构计算简图

（一）计算单元的确定

框架结构是一个空间受力体系。在设计中为方便，往往会忽略结构纵向和横向之间的空间联系，把各构件的抗扭作用给忽略掉，把纵向框架和横向框架分别按平面框架进行分析计算。如果横向框架的间距相同，那就意味着作用于中间各横向框架上的荷载相同，则可知框架的抗侧刚度也一样。所以，各榀横向框架都将产生相同的内力与变形（除端部框架外），在结构设计中通常可取中间有代表性的一榀横向框架进行分析。

（二）节点的简化

通常情况下，根据施工方案和采取的构造措施，框架节点可简化为刚接节点、铰接节点和半铰接节点这三种。

刚接节点。根据设计的需要，在现浇钢筋混凝土框架结构中，梁和柱内的纵向受力钢筋都将穿过节点或锚入节点区，都应该尽可能的简化为刚接节点。

铰接节点。装配式框架结构则是在梁和柱子的某些部位预埋钢板，构件安装就位后再焊接起来。这样一来，钢板在其自身平面外的刚度很小，而与此同时焊接质量随机性很大，在施工中基本上难以保证结构受力后梁柱间没有相对转动，所以，在设计中往往会把这类节点简化成铰接节点。

半铰接节点。在装配整体式框架结构梁柱节点处，梁底的钢筋可以是焊接、搭接或预埋钢板焊接。梁顶钢筋一定要做成焊接或通长布置，同时把在现场浇筑部分混凝土。节点左右梁端均可有效地传递弯矩，因此可认为是刚接节点。

三、结束语

框架结构内力计算与设计对工程的框架受力有直接的影响。为了保证建筑工程的安全，设计人员在设计时，需要根据工程的实际需要，结合工程的特点，在设计中尽可能的采用安全合理的设计方案，进而保证整个设计的科学合理。

参考文献：

1 薛惠敏. 边框架梁的扭矩计算[J].建筑结构，2006年08期

第8篇：框架结构设计范文

【关键词】钢框架结构；承载能力；设计优化

引言：

最近这些年，钢框架结构在我国得到了广泛的运用，这种结构有着自己的优点，比如强度高，自重轻，有很好的抗震性能，钢框架结构制造简单，施工周期短，在工业化上程度高，而且还可以重复使用，有很高的工作效率等。同时它已在建筑行业方面已经取得很大的突破，并在很多方面战胜并取代了传统的混凝土结构。

1.对钢框架结构的研究

所谓钢框架结构大多数是指钢横梁和钢立柱连接起来的。通过对刚性连接的横梁与普通的梁式结构进行对比，自然是前者更能节省钢材，在结构上横向的刚度会更好，也拥有较小的横梁高度。所以钢框架结构既增加了钢框架内部的空间，也减少了钢框架的制造费用和所占面积，更是现代化建设中的比较经济的结构形式。

1.要对钢框架结构进行详细的分析

钢框架结构在进行运作的时候，也要对其最大程度的承载能力的稳定性和变形程度都要进行计算，而这些计算都是不可缺少的，同时最后结构的可靠性和合理性都是要看计算结果来决定的，所以马虎不得。我们首先来说钢框架结构的稳定性，这时我们应该从整个框架结构的稳定程度出发，并且要对其进行分析，我们所知道的稳定方法只是先对框架柱的稳定性进行控制，利用这样来间接控制钢框架的稳定性，而这种方法对钢框架结构的强度和稳定性是要分别进行计算的，在对框架内部的稳定性进行计算时，要看柱的有效长度是不是合格，就要根据框架的失稳类型来决定，这里对柱的计算是根据弹性的稳定理论来的，还有这里的计算只是单根的框架柱的稳定性计算，用这种方法代替了整个框架的稳定性。其次是对弹性工作状态下的钢框架结构的变形程度的分析，大多数的钢框架结构在弹性状态下都有进行工作，自然在计算弹性方面就简单了，又有比较成熟的理论计算方法，所以在进行钢框架运作时就很自然的想到了此计算方法，但是这种计算方法却忽略了变形这一问题的发生，变形会影响整个钢框架结构的内力。在有些建筑中，由于变形严重而导致框架结构大部分形成塑性屈服，正是这样也失去了承载力，这样也不能很好的发挥结构的实效。这时只要运用非线性的方法就能很好的解决变形的影响，可以利用它对钢框架结构的实际的效率模式进行全面综合的评价，这样就可以知道整个钢框架结构的最大承载能力。

2.如何实现钢框架结构的优化设计

我国的钢框架结构设计在科学的设计理念和方法方面不算太出色，其设计的理念和方法大多是从国外的建筑行业中抄搬了其成熟的经验罢了，这样的也不能完全适用于国内的钢框架结构在实际上的设计工作需要，一旦进行施工的话，很多的缺点和弊端都会浮出水面，要是非要这样坚持的使用下去，那么对于钢框架结构的设计工作的科学的发展会带来不利，也会制约整个行业的全面发展。我们只有在现有的钢框架结构设计的理念和方法的基础上，对外来经验加以创新，这样才能满足整个行业的发展需求。

2.1要吸收和借鉴先进外来经验，对我国钢框架结构的设计进行创新

一直以来，钢框架结构的设计工作都是发达国家研究的最为深入，又加上长时间的实践，拥有自己完善的钢框架结构科学设计理念和方法那是可想而知的。我们国内的建筑设计单位要对国外的先进设计理念及其方法进行吸收和借鉴，而且这些都要引起国内设计单位的重视，同时也不是让我们把它都照搬照抄来运用到自己的钢框架结构设计工作中。我们国内的设计单位要分析和研究国外钢框架结构的先进设计经验，要体现“去其糟粕，取其精华”的学习精神，我们要把国内的钢框架结构设计的现状和本行业的发展需求有效的结合起来，对其加以创新，这样钢框架结构的优化设计就会逐渐实现。

2.2要全面提升设计人员的综合素质

在对钢框架结构进行优化设计工作的时候，设计人员在系统的专业知识和先进的设计理念等方面都普遍的缺乏，这样就很难保障和实现钢框架结构的优化设计。在发展中的各行业，都要加强对在职设计人员的培训和加强专业方面的设计知识，可以让更多的国内设计人员更好的掌握和熟悉国外钢框架结构先进的设计理念和方法，我们针对国内各行业的实际情况和现状，就更要培养更多的适用于我国的钢框架结构设计工作的拥有高素质的设计工作人员，想要实现钢框架结构的优化设计就指日可待了，这样也能满足各行业的创新发展需求。

2.3要多总结钢框架结构的经验，对设计理念进行优化

我国在钢框架结构设计工作方面起步是有些晚，但是这不影响它在多年的钢框架结构设计工作，设计单位和设计人员的长期工作中所积累的丰富经验和珍贵的教训。我们都知道建筑设计单位和设计人员的工作经验本身就是难能可贵的经济财富，并为实现钢框架结构的优化设计奠定了基石，国内的建筑设计单位就积累钢框架结构设计经验这方面要加以重视，对于阶段性的工作我们也要组织设计人员进行定期的总结报告，并让其写出这期间的感想和建设意见。建筑设计单位在总结经验和教训的时候也不能间断和马虎，钢框架结构的设计理念和设计想法都要是有科学的而且还有效率，在更新的时候更要是合理的和完善的，只有这样才能完成钢框架结构的优化设计。

3.结论与建议：

随着国内经济社会的快速发展和时代的进步，应用钢框架结构的地方也越来越广泛了，在对建筑行业进行建设的过程中，钢框架结构的运用是非常重要的，这也对整个建筑行业能否实现其经济和社会效益至关重要。随着钢框架结构设计理念的全面发展和完善的优化设计，将会给运用它的各个领域带来便利和财富。

参考文献：

[1]李燕惠.钢框架结构连接节点设计优化[M].北京：中国建筑工业出版社，2002；

[2]张勇深，顾励平.浅谈多层钢框架结构工业厂房的设计[J].建筑设计篇，2008；

[3]林琳.浅谈多层轻钢框架结构设计工作的科学化管理与全面发展[J].山东建筑科学.2004.

第9篇：框架结构设计范文

与普通矩形柱对比，异形柱框架结构的柱截面里，形心和剪心间位置有偏差，在外荷载的情况下，各肢的截面会存在较大的正应力和剪应力，由于剪应力会使得各肢混凝土发生开裂，出现腹剪斜裂缝．从而降低柱延性。因此异形柱框架结构的抗震性能比普通框架结构差，异形柱框架结构的各抗震措施及构造措施应该比矩形柱框架结构要求严格。根据《规程》1.0.2，异形柱框架结构主要适用于非抗震设计和抗震等级为6度～8度(0.20g)抗震设计的一般居住建筑，可见异形柱框架结构不适用于高烈度区建筑或公共建筑，其适用范围不如矩形柱框架结构广。根据《规程》表3.1.2，无剪力墙的异形柱框架结构禁止应用在高层建筑中，其结构所适用的最大高度为普通框架结构的约0.3～0.42倍左右，要求相当严。根据《规程》3.2.5条，异形柱结构楼层承载力突变时，薄弱层的地震剪力增大系数为1.2，大于普通框架结构的增大系数。此外，异形柱框架结构的不规则扭转位移比限值和楼层位移角限值都比普通框架结构要严。根据《规程》表6.2.2，异形柱的轴压比限值按截面形式和抗震等级不同，但均小于相同抗震等级的矩形柱限值，要求更严。表中无Z形、一字形柱的轴压比限值，笔者建议:Z形柱的轴压比限值按L形柱，一字形柱的轴压比限值按相同抗震等级的L形柱的限值减0.05。一字形柱因弱轴方向抗弯能力较弱，因尽量避免布置，当实际工程中必需采用时，应采用更严的轴压比限值。根据《规程》4.2.4条，7度(0.15g)和8度(0.20g)的时候，应该补充验算与主轴成45°的方向抗震情况，如果建筑有较多的异形柱(不等肢)结构，则应该适当补充计算不同角度的地震作用，同时，还应该注意异形柱框架结构的底部、荷载较大处、结构变化部和角部的地震作用以及不同方向的内力变化，然后在里面选择出不利数据以作为异形柱框架结构的设计依据。

2设计方案

异形柱框架结构在设计方法及构造措施上与矩形柱框架有一定不同，笔者结合以往实际工程经验，总结了以下几点异形柱框架结构设计注意事项。由于异形柱本身柱肢比较长，梁和柱在节点上的重合部分大，因此设计人员应该简化力学模型，将梁和柱的重合部分设置成刚域，在进行自重的计算时应该将重合部分混凝土的重量除去，梁截面设计时按扣除刚域的梁长计算。因实际工程中异形柱的柱肢厚度一般为200mm，当框架梁与异形柱柱肢垂直相交时，很难保证梁柱节点固接。在实际工程中，应尽量避免框架梁与异形柱柱肢的面外弱连接，如必须使用时，计算模型中应梁端人为设置成铰接，梁底的局部柱肢应加强配筋，形成暗柱。梁钢筋弯折前水平段锚固长度抗震设计时不应小于0.4laE，当框架梁与异形柱柱肢垂直相交时，框架梁的纵向钢筋一般只能采用12mm的规格。异形柱钢筋同一截面内宜采用相同直径，直径不应小于14mm，且不大于25mm。抗震设计时柱截面的最大配筋率不应大于3%，其纵筋最小配筋率及箍筋最小配箍特征值、箍筋最大间距的构造要求均比矩形框架柱的要求更严。此外，为保证异形柱框架结构的梁柱节点延性，《规程》表6.3.5严格规定了框架梁的最大配筋率，较矩形柱框架结构严格许多。此外，2010版的抗规和砼规在总结2008年汶川地震震害经验的基础上，对框架结构的强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱杆件措施做相应加强。《规程》于2006年编制，参照了2002版砼规，其中的柱弯矩调整系数、核心区剪力增大系数均小于2010版的抗规和砼规，计算时应按2010版的抗规和砼规取值。

3注意问题

在进行异形柱框架结构的设计时，设计人员应该注意以下问题:(1)在矩形柱多层框架中，其侧移通常不会起到控制作用，但是在异形柱框架结构设计时，一般侧向刚度比较小且楼层层间位移角限值为1/600，结构侧移常常会超出此限值。(2)由于异形柱的荷载方向通常存在任意性，因此在柱的各折角处，应该设置有同样直径、作为限制箍筋的受力筋。(3)在进行异形柱框架结构抗震设计时，设计人员应该尽可能地避免扭转不规则结构，竖向构件最大位移、层间位移和楼层两端的弹性位移、层间位移平均值的比应该小于1.45，矩形框架结构的比值应该是1.5。(4)无论是进行抗震设计还是非抗震的设计，设计人员皆应该计算异形柱框架结构梁柱节点的受剪承载力，而对于矩形的框架结构，只有要求其抗震等级是一、二、三级时才需要计算梁柱节点的受剪承载力。(5)由于异形柱框架结构比普通框架结构的延性差，而高长比和轴压比为影响异形柱延性、破坏形态的因素，因此设计人员在进行异形柱框架结构异形柱延性保护措施设计时，应该严格控制结构的轴压比，保证柱肢的高厚比小于4，这样才能避免小偏压破坏的出现，保证其延性，满足工程的抗震要求。当小部分柱肢因工程需要高厚比略大于4时，为了提高柱剪的防切脆性破坏能力，提高异形柱变形能力，应该使用箍筋沿着柱全高加密。

4结束语