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[摘 要] 建筑框架结构设计是比较常用的结构模式。在做框架结构设计时经常会出现差错或漏项等，而研究结构设计技术措施，可以有效地减少漏项和差错，进而实现建筑框架结构设计效果的最优化。本文针对建筑结构设计中一些看似简单，容易忽视的问题进行了探讨。以供同行们参考。
[关键词] 建筑结构设计 设计原则 问题 探讨
前言：建筑结构设计是建筑质量的直接保证，设计的合理与否直接影响到人们的生命财产安全。本文分析了当前框架结构设计中应注意的几个问题，方便结构设计者在遵循各种规范的前提下快速把握框架结构设计原则和一些容易忽略的问题，以提高建筑框架结构设计水平。
1、框架结构设计原则
1.1刚柔并济设计理念
合理的建筑结构体系应该是刚柔相济的。结构太柔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；结构太刚则变形能力差，承受的力很大时，容易造成局部受损最后全部毁坏。结构是刚一点好，还是柔一点好，这问题历来都是结构专家们争论的焦点，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。
1.2安全的结构体系
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，集体对抗。这时候，如果把建筑结构安全的希望全部寄托在某个单一的构件上，是非常危险的。如土建结构中框架剪力墙比纯框架好，多肢墙比单片墙好等等，就是体现了多道防线的设计思路。
1.3抓大放小
在钢框架结构中，柱倒了，梁会跟着倒；而梁倒了，柱还可以不倒的。可见柱承担的责任比梁要大，所以柱是不能先倒的。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。如果把梁柱等同看待，企图让他们都“坚不可摧”，则可能会造成梁柱同时破坏，这样后果会更糟糕，损失会更大。所以关键时刻要抓大放小，分清主次，也就是要取大舍小。
1.4结构体系设计
理想的结构体系当然是浑然一体的——也就是没有任何关节的，这样的结构体系能够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。使产生的各种破坏力都能够通畅地传递出去，而不是由单一的—个构件去承受。
2、框架结构设计中应重视的四个问题
2.1“强柱弱梁”节点问题
这是为了当遇到罕见的地震作用下，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，是决定于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，而且不至于形成“层侧移机构”，从而不会使柱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箍筋的大小，以及结构在梁、柱端塑性铰逐步形成过程中的动力特征和塑性内力重分布的相应变化。因此，在满足建筑物的各种功能和情况许可的情况下，尽可能将柱的截面尺寸做得大一些，使柱的线刚度与梁的线刚度的比值尽可能大于l。并控制柱的轴压比满足规范要求。以增加延性。在验算截面承载力时，人为地将柱的设计弯距按强柱弱粱原则调整放大，加强柱的配筋构造。梁端纵向受拉钢筋的配筋不得过高，以免在遇到罕见地震时进入屈服阶段时不能形成塑性铰或塑性铰转移到立柱上。注意节点构造，让塑性铰向粱跨内移。
2.2注意构造措施问题
1)对于大跨度柱网的框架结构，框架柱在楼梯间处与楼梯平台梁相连，使得楼梯间处的柱可能成为短柱，这时就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)当框架结构的外立面为长带形窗时，因设置连续的窗过梁，使外框架柱可能成为短柱，应注意加强柱的构造措施。
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0.3mm)，可采用细而密的双向配筋，构造间距宜小于150mm，建议采用补偿混凝土浇筑。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。
2.3结构计算问题
1)对计算简图的处理。结构计算中，计算简图的选取应尽量和实际受力情况接近。通常情况下，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。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，在±O.0000米以下选择一个个适当位置设置基础托梁。此时，
基础拉梁应作为一层输入，底层计算高度应取基础顶面至基础拉梁顶面的高度，二层计算高度则应选取基础拉梁顶面至一层楼板顶面的高度。拉梁层无楼板，应按开洞处理，基础拉梁截面及配筋按实际计算结果采用，由此造成底层框架柱形成的短柱，应按短柱要求进行设计。
2)结构计算参数的选取。计算中应严格按照地震区的划分，选取正确的设计基本地震加速度值。框架结构中由于存在填充墙，使结构的计算周期大于实际周期，实际刚度大于计算刚度，因此，算出的地震作用效應偏小，使结构相对于不安全，因而应对结构的计算周期进行折减。折减系数可根据填充墙的材料及数量按规范选取。SAWTE或TAT等计算软件的梁输入模型均为矩形截面，未考虑楼板形成T形截面而引起梁刚度增大，计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相应的放大，放大系数中梁取2.O、边粱取1.5较为合适。计算中还应考虑楼梯构件的影响。用SATWE软件进行计算时，框架柱的角柱在“特殊构件定义”里面一定要设定，否则引起框架柱的角柱配筋不足。
2.4设计构造方面的问题
梁端截面的底面和纵向钢筋配筋量的比值，除按计算确定外，一级不应小于O.15，二、三级不应小于O.13。对于有长短跨梁的建筑(宾馆、办公楼等)，短跨负筋小，长跨负筋大，可以采用长短跨负筋分别配筋的方法解决比值不满足的问题。应注意框架粱的纵向配筋率：当梁端实际受到约束但按简支计算时，支座负筋截面面积不应小于梁跨中下部纵向受力钢筋计算截面面积的1/4；沿梁全长顶面和底面的配筋，分别不应小于梁两端顶面和底面纵向配筋中较大截面面积的l/4。当梁的纵向钢筋比较大时，容易忽略这两项要求。框架梁上部纵筋端部水平锚固长度应满足要求。
角柱和边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%;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;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;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8,并应焊接。一级及二级框架的角柱箍筋应全长加密。一级及二级框架柱非加密区箍筋间距不应大于10倍纵向钢筋直径。
3、结语
框架结构设计中应注意原则和问题只是工程设计大海里一滴水而已。在工程设计中，如何正确分析研究每—个工程的特点，选用合理的方案，采用合理的结构形式，以及采用合理的计算依据，是每一位工程设计人员面临的首要问题。结构设计是个系统、全面的工作，需要扎实的理论知识作为基本功，灵活创新的思维和严肃认真负责的工作态度。设计人员要精益求精，重视每一个基本构件的设计。
参 考 文 献
[l]樊长林，张善元，路国运．钢筋混凝土框架刚塑性抗震设计方法研究[M]．世界地震工程，2009，03．
[2]舒兴平．高等钢结构分析与设计[M]．科学出版社,2006．04.
[3]GB50010-2002[S]．混凝土结构设计规范．■
[关键词] 建筑结构设计 设计原则 问题 探讨
前言：建筑结构设计是建筑质量的直接保证，设计的合理与否直接影响到人们的生命财产安全。本文分析了当前框架结构设计中应注意的几个问题，方便结构设计者在遵循各种规范的前提下快速把握框架结构设计原则和一些容易忽略的问题，以提高建筑框架结构设计水平。
1、框架结构设计原则
1.1刚柔并济设计理念
合理的建筑结构体系应该是刚柔相济的。结构太柔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；结构太刚则变形能力差，承受的力很大时，容易造成局部受损最后全部毁坏。结构是刚一点好，还是柔一点好，这问题历来都是结构专家们争论的焦点，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。
1.2安全的结构体系
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，集体对抗。这时候，如果把建筑结构安全的希望全部寄托在某个单一的构件上，是非常危险的。如土建结构中框架剪力墙比纯框架好，多肢墙比单片墙好等等，就是体现了多道防线的设计思路。
1.3抓大放小
在钢框架结构中，柱倒了，梁会跟着倒；而梁倒了，柱还可以不倒的。可见柱承担的责任比梁要大，所以柱是不能先倒的。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。如果把梁柱等同看待，企图让他们都“坚不可摧”，则可能会造成梁柱同时破坏，这样后果会更糟糕，损失会更大。所以关键时刻要抓大放小，分清主次，也就是要取大舍小。
1.4结构体系设计
理想的结构体系当然是浑然一体的——也就是没有任何关节的，这样的结构体系能够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。使产生的各种破坏力都能够通畅地传递出去，而不是由单一的—个构件去承受。
2、框架结构设计中应重视的四个问题
2.1“强柱弱梁”节点问题
这是为了当遇到罕见的地震作用下，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，是决定于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，而且不至于形成“层侧移机构”，从而不会使柱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箍筋的大小，以及结构在梁、柱端塑性铰逐步形成过程中的动力特征和塑性内力重分布的相应变化。因此，在满足建筑物的各种功能和情况许可的情况下，尽可能将柱的截面尺寸做得大一些，使柱的线刚度与梁的线刚度的比值尽可能大于l。并控制柱的轴压比满足规范要求。以增加延性。在验算截面承载力时，人为地将柱的设计弯距按强柱弱粱原则调整放大，加强柱的配筋构造。梁端纵向受拉钢筋的配筋不得过高，以免在遇到罕见地震时进入屈服阶段时不能形成塑性铰或塑性铰转移到立柱上。注意节点构造，让塑性铰向粱跨内移。
2.2注意构造措施问题
1)对于大跨度柱网的框架结构，框架柱在楼梯间处与楼梯平台梁相连，使得楼梯间处的柱可能成为短柱，这时就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)当框架结构的外立面为长带形窗时，因设置连续的窗过梁，使外框架柱可能成为短柱，应注意加强柱的构造措施。
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0.3mm)，可采用细而密的双向配筋，构造间距宜小于150mm，建议采用补偿混凝土浇筑。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。
2.3结构计算问题
1)对计算简图的处理。结构计算中，计算简图的选取应尽量和实际受力情况接近。通常情况下，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。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，在±O.0000米以下选择一个个适当位置设置基础托梁。此时，
基础拉梁应作为一层输入，底层计算高度应取基础顶面至基础拉梁顶面的高度，二层计算高度则应选取基础拉梁顶面至一层楼板顶面的高度。拉梁层无楼板，应按开洞处理，基础拉梁截面及配筋按实际计算结果采用，由此造成底层框架柱形成的短柱，应按短柱要求进行设计。
2)结构计算参数的选取。计算中应严格按照地震区的划分，选取正确的设计基本地震加速度值。框架结构中由于存在填充墙，使结构的计算周期大于实际周期，实际刚度大于计算刚度，因此，算出的地震作用效應偏小，使结构相对于不安全，因而应对结构的计算周期进行折减。折减系数可根据填充墙的材料及数量按规范选取。SAWTE或TAT等计算软件的梁输入模型均为矩形截面，未考虑楼板形成T形截面而引起梁刚度增大，计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相应的放大，放大系数中梁取2.O、边粱取1.5较为合适。计算中还应考虑楼梯构件的影响。用SATWE软件进行计算时，框架柱的角柱在“特殊构件定义”里面一定要设定，否则引起框架柱的角柱配筋不足。
2.4设计构造方面的问题
梁端截面的底面和纵向钢筋配筋量的比值，除按计算确定外，一级不应小于O.15，二、三级不应小于O.13。对于有长短跨梁的建筑(宾馆、办公楼等)，短跨负筋小，长跨负筋大，可以采用长短跨负筋分别配筋的方法解决比值不满足的问题。应注意框架粱的纵向配筋率：当梁端实际受到约束但按简支计算时，支座负筋截面面积不应小于梁跨中下部纵向受力钢筋计算截面面积的1/4；沿梁全长顶面和底面的配筋，分别不应小于梁两端顶面和底面纵向配筋中较大截面面积的l/4。当梁的纵向钢筋比较大时，容易忽略这两项要求。框架梁上部纵筋端部水平锚固长度应满足要求。
角柱和边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%;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;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;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8,并应焊接。一级及二级框架的角柱箍筋应全长加密。一级及二级框架柱非加密区箍筋间距不应大于10倍纵向钢筋直径。
3、结语
框架结构设计中应注意原则和问题只是工程设计大海里一滴水而已。在工程设计中，如何正确分析研究每—个工程的特点，选用合理的方案，采用合理的结构形式，以及采用合理的计算依据，是每一位工程设计人员面临的首要问题。结构设计是个系统、全面的工作，需要扎实的理论知识作为基本功，灵活创新的思维和严肃认真负责的工作态度。设计人员要精益求精，重视每一个基本构件的设计。
参 考 文 献
[l]樊长林，张善元，路国运．钢筋混凝土框架刚塑性抗震设计方法研究[M]．世界地震工程，2009，03．
[2]舒兴平．高等钢结构分析与设计[M]．科学出版社,2006．04.
[3]GB50010-2002[S]．混凝土结构设计规范．■