3第三章框架結構

1、第三章第三章 框架結構體系框架結構體系-1 框架結構的特點、優(yōu)點和分類-2 框架的類型-3 框架的布置、柱網(wǎng)尺寸及構件截面尺寸-4 框架結構的運用與建筑藝術技巧的配合-5 框架結構的受力特點與適用層數(shù)和高寬比-1 框架結構的特點、優(yōu)點和分類 框架結構體系框架結構體系(a)橫向框架體系；橫向框架體系；(b)縱向框架體系縱向框架體系 一、框架結構特點n受力特點：剛結點，受力性能好（梁、柱）n變形特征一、框架結構特點n優(yōu)點：n建筑平面布置靈活、易于設置較大房間、使用方便n構件類型少，易于標準化、定型化；n可以采用預制構件，也易于采用定型模板而做成現(xiàn)澆結構，有時還可采用現(xiàn)澆柱及預制梁板的半現(xiàn)澆半預制結

2、構。n現(xiàn)澆結構的整體性好，抗震性能好，在地震區(qū)應優(yōu)先采用。：抗側剛度低，層以下建筑n適用范圍：辦公樓、餐廳、車間、營業(yè)室、教室和實驗室等二、框架結構的優(yōu)缺點及適用范圍二、框架結構的優(yōu)缺點及適用范圍-2 框架的類型1.按框架構件組成劃分（1）梁板式結構(多層和高層)（2）無梁式結構（倉庫、冷藏庫）n（）現(xiàn)澆整體式框架：工地現(xiàn)澆優(yōu)點：結構整體性及抗震性能好，節(jié)省鋼材，構件尺寸不受標準構件 限制；缺點：現(xiàn)場工作量大，模板消耗多，施工周期較長。 n（）裝配式框架：優(yōu)點：構件可以在工廠預制，質量容易保證，施工現(xiàn)場的工作量較少，比現(xiàn)澆框架節(jié)省模板并能縮短工期；缺點：增加了框架的節(jié)點連接，用鋼量大整體性較差

3、，抗震性能差。 n（）裝配整體式框架 預制梁、柱，裝配時通過局部現(xiàn)澆混凝土使構件連接成整體，結構的整體性和抗震性介于現(xiàn)澆和裝配式構件之間，保證了節(jié)點的剛度，比全現(xiàn)澆節(jié)省模板，加快了施工進度，但增加了后澆混凝土的工序。-2 框架的類型裝配式混凝土框架預制長柱預制主梁預制槽形板預制卡板裝配整體式混凝土框架預制短柱迭合梁裝配整體式混凝土框架裝配整體式混凝土框架預制長柱鋼框架鉸接連接角鋼柱梁1111鋼框架剛接t形連接件（1）全框架（2）內框架：降低房屋造價 缺點：鋼筋混凝土和磚墻剛度不協(xié)調，房屋整體性和總體剛度差，抗震性能差-2 框架的類型4 裝配（整體）式框架的構件劃分n（1）短柱單梁式：制作、運輸

4、、安裝方便，但接頭多，施工復雜n（2）長柱單梁式：減少柱子接頭，增加了結構的整體性；但柱子長，運輸困難，吊裝內力大，長度不宜超過米n（3）組合單元式：接頭少，增加了結構的整體性；構件制作復雜，運輸困難，起重噸位大5 裝配（整體）式框架的接頭型式1.梁與柱的接頭n暗牛腿剛接方式n明牛腿剛接方式2.柱與柱的接頭方式-焊接連接3.梁與板的接頭方式-迭合梁式一、框架的布置二、承重框架的布置橫向框架承重方案縱向布置連系梁。橫向抗側剛度大。有利采光和通風。縱向框架承重方案橫向布置連系梁。橫向抗側剛度小。有利獲得較高凈空。適應于層數(shù)不多的無抗震要求的廠房縱橫向框架承重方案兩個方向均有較好的抗側剛度。框架承重

5、方案與樓蓋布置有關單向板樓蓋雙向板樓蓋二、柱網(wǎng)尺寸（一）基本要求框架的柱網(wǎng)布置應力求簡單、規(guī)則、整齊要滿足生產(chǎn)工藝和建筑平面布置的要求要使結構受力合理，施工方便柱網(wǎng)尺寸應符合和盡量符合模數(shù)結構受力合理（均勻、對稱、對直、貫通，盡量避免缺梁抽柱）方便施工對稱三跨。房間進深：6m、6.6m、6.9m走廊跨度：2.4m、2.7m、3.0m開間方向柱距：3.68m（二）分類內廊式柱網(wǎng)、等跨式柱網(wǎng)、對稱不等跨式柱網(wǎng)客房與衛(wèi)生間客房與衛(wèi)生間走道750020007500390039005000500070006000400050002000700060004000教室走道6000600039002400走道

6、6000600078002400教室等跨式柱網(wǎng)：常用跨度為6米、7.5米、9米、12米開間方向柱距：6m等跨式柱網(wǎng)對稱不等跨式柱網(wǎng)n注意：n無論是工業(yè)或民用建筑的柱網(wǎng)布置，當房屋長度較大（55米）時，宜需設置伸縮縫，在縫的兩側應各自設置框架 (三) 構件截面尺寸 框架橫梁截面： 梁高h=(1/81/12)l梁跨 梁寬b=(1/21/3)h梁高 框架柱截面的寬與高=(1/151/20)h層高四、抗震設防區(qū)框架體系結構布置的要求1. 結構平面布置簡單、規(guī)則、對齊、對稱，有利于抵抗水平荷載n平面形狀：板式、塔式n板式是指房屋寬度較小，而長度較大的建筑n為了增加板式結構的側向剛度和穩(wěn)定，避免“一字形”

7、建筑，可以做成折板式或曲線式。n塔式則是指平面的長度和寬度相接近的建筑n在塔式建筑中，常用圓形、方形、長寬比較小的矩形、y形、井形、三角形或其他各種形狀。（一）結構平面布置的原則（一）結構平面布置的原則增大房屋等效厚度（增大房屋等效厚度（1）增大房屋等效厚度（增大房屋等效厚度（2）北京國際飯店： . 盡量避免部分突出及剛度突變.控制房屋的長寬比l/b不宜超過4.0（一）結構平面布置的原則（一）結構平面布置的原則抗震建筑平面抗震建筑平面不利抗震建筑平面不利抗震建筑平面日本建議的建筑平面日本建議的建筑平面抗側力結構的布置應盡可能使房屋的剛度中心與地震力合力作用線接近或重合（一）結構平面布置的原則（

8、一）結構平面布置的原則不利抗震的結構布置不利抗震的結構布置.抗側力結構的布置應使房屋中各部分的剛度均勻，不應過分懸殊（一）結構平面布置的原則（一）結構平面布置的原則.在烈度較高的抗震設防區(qū)、樓、電梯間不宜布置在結構單元的兩端和拐角部位（一）結構平面布置的原則（一）結構平面布置的原則1. 沿房屋的豎向高度剛度和質量分布均勻，不要發(fā)生過大的突變，盡量避免夾層、錯層、抽柱現(xiàn)象（二）結構立面布置的原則（二）結構立面布置的原則結構薄弱層反應結構薄弱層反應n. 各層樓板應盡可能設置在同一標高上，盡可能不采用復式框架長、短柱共存現(xiàn)象長、短柱共存現(xiàn)象n下剛頂柔結構，容易出現(xiàn)“辮梢”效應。震害調查表明：房屋頂部

9、突出結構震害嚴重n南開大學主樓突出部分的體型越細長，則擺動影響越大，鞭梢效應越明顯，當突出部分高度小于下部高度的1/5時，其擺動影響可不考慮房屋頂部不宜有局部突出和剛度突變，如不能避免，突出部分應逐步收小，并需作抗震驗算豎向規(guī)則建筑：立面局部收緊尺寸不大于該方向總尺寸的25%；樓層剛度不小于相鄰上層剛度的70%，且連續(xù)三層的總剛度下降不超過50%。n底柔上剛結構，底部容易破壞h是指建筑物地面到檐口高度b是指建筑物平面的短方向總寬抗抗 震震 設設 計計結結 構構 類類 型型非非 抗抗 震震 設設 計計6、 7度度8度度9度度框框 架架5542框框 架架 剪剪 力力 墻墻 （ 筒筒 體體 ）554

10、3剪剪 力力 墻墻6654筒筒 中中 筒筒 、 成成 束束 筒筒6654、控制結構高寬比、控制結構高寬比hb、合理地設置變形縫高寬比超過限值需進行整體穩(wěn)定性和抗傾覆驗算n注意控制房屋的側向變位和層間相對變位，并對填充墻采取適當?shù)募訌姶胧ㄔ谔畛鋲仍O輕鋼或鋼筋混凝土骨架并與框架連接等）控制房屋的側向變位和層間相對變位的作用：（1）防止豎向荷載引起的附加彎矩的加?。?）防止填充墻的裝修材料的破壞（3）避免相鄰房屋的相互碰撞（4）減輕搖晃的感覺n房屋高低層不宜用牛腿相連，宜用防震縫分開柱子凈高與截面長邊的比值宜大于4- 框架結構的運用與建筑藝術技巧的配合底層收進：立面效果底層的樓蓋懸挑出很厚的周邊

11、雨罩一、框架帶懸挑與建筑藝術的有效結合框架兩端縱橫兩向同時懸挑外形對稱減少側移角柱受力合理建筑造型合理協(xié)調連續(xù)梁端部適當懸挑有利于減少跨中彎矩 從力學結構角度，懸臂外伸越長，懸臂的撓度越大，不經(jīng)濟 經(jīng)濟合理的懸臂外伸長度以懸臂彎矩與內梁跨中彎矩的大小差不多為宜 一般，均布荷載作用情況下，懸臂外伸長度不應大于1/2內跨長度，也不應小于1/4內跨長度，約為1/3內跨長度比較合適框架懸挑的外伸長度二、在復雜的建筑平面體型上進行簡單的框架柱網(wǎng)布置越簡單規(guī)則整齊對結構越有利，經(jīng)濟效果越好建筑藝術的效果：周邊復雜的形式在復雜的建筑平面上力求簡單的框架柱網(wǎng)布置4-5 框架結構的受力特點與適用層數(shù)和高寬比一、框架結構的受力特點1.豎向荷載框架層數(shù)的增加而框架的變形和彎矩沒有顯著的變化框架的變形和彎矩與框架的層數(shù)多少沒有太大的關系 2.水平荷載框架的層數(shù)越多，產(chǎn)生的水平位移越大，框架的內力也隨層數(shù)的增加而迅速增長，層數(shù)超過一定程度時，水平荷載產(chǎn)生的內利遠遠大于豎向荷載產(chǎn)生的內力。這時，水平荷載對設計起主要控制作用。n框架結構層數(shù)較少時，豎向荷載起控制作用，框架結構比較經(jīng)濟。n當房屋向更高的層數(shù)發(fā)展時，采用框架結構將會產(chǎn)生矛盾：n（）強度方面：由于層數(shù)和高度的增加，豎向荷載和水平荷載產(chǎn)生的內力都要相應增大