框架结构的优缺点及适用范围

框架结构的优缺点及适用范围

在工程设计中，框架结构是一种常用的设计结构，其基本原理是利用组成结构的杆件和节点组合成框架结构。这种结构具有以下优缺点及适用范围。

优点

1、强度高

框架结构由一系列杆件和节点组成，这些杆件和节点相互作用，形成一个具有高强度的整体结构。因此，框架结构在工程设计中常常被用来设计那些需要承受大力和重量的结构，如高层建筑、桥梁和大型设备。

2、自重轻

简单说来，框架结构是由一系列轻质杆件组成的，这些杆件往往是用薄壁钢管或者铝合金等材料制成的。这就使得框架结构整体的自重比较轻，从而减轻了建筑物的负荷和对地基的压力，从而降低了建筑物对地基的影响。

3、适应性强

框架结构具有很强的适应性，可以根据具体的设计要求进行有机组合。如果需要改变框架结构的承载能力，只需要更换、加固或者减少一部分杆件就可以了。这就使得框架结构在不同规模、不同类型的建筑中都能得到广泛应用。

缺点

1、容易受外力干扰

由于框架结构的单元构成较为复杂，且其构件间的连接方式不如传统的钢筋、混凝土结构的栅架清晰。因此，这种结构较为容易受到外力干扰。在地震和风灾等自然灾害发生时，建筑物板块的位移往往会产生一些非对称的变形，极端情况下会导致框架结构的变形变异。

2、占用空间

随着科技的进步和工业化的推进，人们对于建筑物使用的空间和功能要求越来越高。而框架结构在结构空间要求方面有些吃亏。其构造中需要留置较多的杆件和节点，这就导致了占用空间较多。

3、制造成本高

框架结构的设计制造是一项比较复杂和繁琐的过程，需要大量的设计和制造工艺，所以其制造成本也比较高。不同于传统建筑的模板、钢筋等常规建筑材料和工艺，框架结构形状多变，环节复杂，一旦制造出现错误，后期的维修费用也会相应增加。

适用范围

因为框架结构具有强度高、适应性强、自重轻等优点，所以其适用范围很广泛。

1、高层建筑

对于高层建筑来说，框架结构是一种比较理想的结构设计。因为高层建筑需要承受巨大的自重和各种自然灾害的袭击，而框架结构对这些外力有着较好的抗性。

2、工业厂房

框架结构在工业厂房领域中也有广泛的应用。因为工业厂房需要分割出不同的区域和空间，而框架结构精细的连接技术以及强大的承载能力不仅可以满足安全性的要求，也可以满足功能的需要。

3、大型场馆

有些大型场馆，如博物馆、体育馆等，需要能够满足对观众“显示”的要求，同时还需要在建筑物架构方面有足够的独特性。在这种情况下，使用框架结构就可以灵活地满足这些需求。

延伸解答

1、框架结构与筒体结构的区别？

筒体结构是指将建筑物的主体形状做成类似于一个水平的圆柱或半球体的结构。而框架结构则是将一些杆件和节点按照特定的形状和连接方式组合成一个整体结构。在建筑物设计和建造过程中，筒体结构可以提高建筑物的自然美感和整体性，而框架结构则可以提高建筑物的安全性和承载力。

2、框架结构与钢结构的关系？

框架结构是一种构建方式，而钢结构则是指具体材料。框架结构可以采用钢材、混凝土、木材等材料，但其中使用钢材的比例最高。钢材成为框架结构材料的原因主要有两点：其一，钢材具有较高的强度和韧性；其二，钢材能够很好地抵抗氧化和腐蚀。因此，在实际工程设计中，框架结构中使用钢材的比例越来越高。