3第三章框架結(jié)構(gòu)

1、第三章第三章 框架結(jié)構(gòu)體系框架結(jié)構(gòu)體系-1 框架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)、優(yōu)點(diǎn)和分類-2 框架的類型-3 框架的布置、柱網(wǎng)尺寸及構(gòu)件截面尺寸-4 框架結(jié)構(gòu)的運(yùn)用與建筑藝術(shù)技巧的配合-5 框架結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)與適用層數(shù)和高寬比-1 框架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)、優(yōu)點(diǎn)和分類 框架結(jié)構(gòu)體系框架結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)特點(diǎn)n受力特點(diǎn)：剛結(jié)點(diǎn)，受力性能好（梁、柱）n變形特征一、框架結(jié)構(gòu)特點(diǎn)n優(yōu)點(diǎn)：n建筑平面布置靈活、易于設(shè)置較大房間、使用方便n構(gòu)件類型少，易于標(biāo)準(zhǔn)化、定型化；n可以采用預(yù)制構(gòu)件，也易于采用定型模板而做成現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，有時(shí)還可采用現(xiàn)澆柱及預(yù)制梁板的半現(xiàn)澆半預(yù)制結(jié)

2、構(gòu)。n現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的整體性好，抗震性能好，在地震區(qū)應(yīng)優(yōu)先采用。：抗側(cè)剛度低，層以下建筑n適用范圍：辦公樓、餐廳、車間、營(yíng)業(yè)室、教室和實(shí)驗(yàn)室等二、框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍二、框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍-2 框架的類型1.按框架構(gòu)件組成劃分（1）梁板式結(jié)構(gòu)(多層和高層)（2）無梁式結(jié)構(gòu)（倉(cāng)庫(kù)、冷藏庫(kù)）n（）現(xiàn)澆整體式框架：工地現(xiàn)澆優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)整體性及抗震性能好，節(jié)省鋼材，構(gòu)件尺寸不受標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件 限制；缺點(diǎn)：現(xiàn)場(chǎng)工作量大，模板消耗多，施工周期較長(zhǎng)。 n（）裝配式框架：優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)件可以在工廠預(yù)制，質(zhì)量容易保證，施工現(xiàn)場(chǎng)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(diǎn)：增加了框架的節(jié)點(diǎn)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(yù)制梁、柱，裝配時(shí)通過局部現(xiàn)澆混凝土使構(gòu)件連接成整體，結(jié)構(gòu)的整體性和抗震性介于現(xiàn)澆和裝配式構(gòu)件之間，保證了節(jié)點(diǎn)的剛度，比全現(xiàn)澆節(jié)省模板，加快了施工進(jìn)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(yù)制長(zhǎng)柱預(yù)制主梁預(yù)制槽形板預(yù)制卡板裝配整體式混凝土框架預(yù)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(yù)制長(zhǎng)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(nèi)框架：降低房屋造價(jià) 缺點(diǎn)：鋼筋混凝土和磚墻剛度不協(xié)調(diào)，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(gòu)件劃分n（1）短柱單梁式：制作、運(yùn)輸

4、、安裝方便，但接頭多，施工復(fù)雜n（2）長(zhǎng)柱單梁式：減少柱子接頭，增加了結(jié)構(gòu)的整體性；但柱子長(zhǎng)，運(yùn)輸困難，吊裝內(nèi)力大，長(zhǎng)度不宜超過米n（3）組合單元式：接頭少，增加了結(jié)構(gòu)的整體性；構(gòu)件制作復(fù)雜，運(yùn)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(cè)剛度大。有利采光和通風(fēng)?？v向框架承重方案橫向布置連系梁。橫向抗側(cè)剛度小。有利獲得較高凈空。適應(yīng)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(gè)方向均有較好的抗側(cè)剛度?？蚣艹兄?/p>

5、方案與樓蓋布置有關(guān)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(yīng)力求簡(jiǎn)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(jié)構(gòu)受力合理，施工方便柱網(wǎng)尺寸應(yīng)符合和盡量符合模數(shù)結(jié)構(gòu)受力合理（均勻、對(duì)稱、對(duì)直、貫通，盡量避免缺梁抽柱）方便施工對(duì)稱三跨。房間進(jìn)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(nèi)廊式柱網(wǎng)、等跨式柱網(wǎng)、對(duì)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(duì)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(dāng)房屋長(zhǎng)度較大（55米）時(shí)，宜需設(shè)置伸縮縫，在縫的兩側(cè)應(yīng)各自設(shè)置框架 (三) 構(gòu)件截面尺寸 框架橫梁截面： 梁高h(yuǎn)=(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(shè)防區(qū)框架體系結(jié)構(gòu)布置的要求1. 結(jié)構(gòu)平面布置簡(jiǎn)單、規(guī)則、對(duì)齊、對(duì)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(zhǎng)度較大的建筑n為了增加板式結(jié)構(gòu)的側(cè)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(zhǎng)度和寬度相接近的建筑n在塔式建筑中，常用圓形、方形、長(zhǎng)寬比較小的矩形、y形、井形、三角形或其他各種形狀。（一）結(jié)構(gòu)平面布置的原則（一）結(jié)構(gòu)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(guó)際飯店： . 盡量避免部分突出及剛度突變.控制房屋的長(zhǎng)寬比l/b不宜超過4.0（一）結(jié)構(gòu)平面布置的原則（一）結(jié)構(gòu)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(cè)力結(jié)構(gòu)的布置應(yīng)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(jié)構(gòu)平面布置的原則（

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

9、突出結(jié)構(gòu)震害嚴(yán)重n南開大學(xué)主樓突出部分的體型越細(xì)長(zhǎng)，則擺動(dòng)影響越大，鞭梢效應(yīng)越明顯，當(dāng)突出部分高度小于下部高度的1/5時(shí)，其擺動(dòng)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(yīng)逐步收小，并需作抗震驗(yàn)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(jié)構(gòu)，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(shè)設(shè) 計(jì)計(jì)結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu) 類類 型型非非 抗抗 震震 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì)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(jié)構(gòu)高寬比、控制結(jié)構(gòu)高寬比hb、合理地設(shè)置變形縫高寬比超過限值需進(jìn)行整體穩(wěn)定性和抗傾覆驗(yàn)算n注意控制房屋的側(cè)向變位和層間相對(duì)變位，并對(duì)填充墻采取適當(dāng)?shù)募訌?qiáng)措施（在填充墻內(nèi)設(shè)輕鋼或鋼筋混凝土骨架并與框架連接等）控制房屋的側(cè)向變位和層間相對(duì)變位的作用：（1）防止豎向荷載引起的附加彎矩的加劇（2）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(zhǎng)邊的比值宜大于4- 框架結(jié)構(gòu)的運(yùn)用與建筑藝術(shù)技巧的配合底層收進(jìn)：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(shù)的有效結(jié)合框架兩端縱橫兩向同時(shí)懸挑外形對(duì)稱減少側(cè)移角柱受力合理建筑造型合理協(xié)調(diào)連續(xù)梁端部適當(dāng)懸挑有利于減少跨中彎矩 從力學(xué)結(jié)構(gòu)角度，懸臂外伸越長(zhǎng)，懸臂的撓度越大，不經(jīng)濟(jì) 經(jīng)濟(jì)合理的懸臂外伸長(zhǎng)度以懸臂彎矩與內(nèi)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(zhǎng)度不應(yīng)大于1/2內(nèi)跨長(zhǎng)度，也不應(yīng)小于1/4內(nèi)跨長(zhǎng)度，約為1/3內(nèi)跨長(zhǎng)度比較合適框架懸挑的外伸長(zhǎng)度二、在復(fù)雜的建筑平面體型上進(jìn)行簡(jiǎn)單的框架柱網(wǎng)布置越簡(jiǎn)單規(guī)則整齊對(duì)結(jié)構(gòu)越有利，經(jīng)濟(jì)效果越好建筑藝術(shù)的效果：周邊復(fù)雜的形式在復(fù)雜的建筑平面上力求簡(jiǎn)單的框架柱網(wǎng)布置4-5 框架結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)與適用層數(shù)和高寬比一、框架結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)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?zèng)]有太大的關(guān)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(nèi)力也隨層數(shù)的增加而迅速增長(zhǎng)，層數(shù)超過一定程度時(shí)，水平荷載產(chǎn)生的內(nèi)利遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于豎向荷載產(chǎn)生的內(nèi)力。這時(shí)，水平荷載對(duì)設(shè)計(jì)起主要控制作用。n框架結(jié)構(gòu)層數(shù)較少時(shí)，豎向荷載起控制作用，框架結(jié)構(gòu)比較經(jīng)濟(jì)。n當(dāng)房屋向更高的層數(shù)發(fā)展時(shí)，采用框架結(jié)構(gòu)將會(huì)產(chǎn)生矛盾：n（）強(qiáng)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(nèi)力都要相應(yīng)增大