第三章_框架結(jié)構(gòu)

1、1 1 框架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)、優(yōu)點(diǎn)和分類框架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)、優(yōu)點(diǎn)和分類2 2 框架的類型框架的類型3 3 框架的布置、柱網(wǎng)尺寸、及構(gòu)件截面尺寸框架的布置、柱網(wǎng)尺寸、及構(gòu)件截面尺寸4 4 框架結(jié)構(gòu)的運(yùn)用與建筑藝術(shù)技巧的配合框架結(jié)構(gòu)的運(yùn)用與建筑藝術(shù)技巧的配合5 5 框架結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)與適用層數(shù)和高寬比框架結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)與適用層數(shù)和高寬比一、特點(diǎn)一、特點(diǎn) 受力特點(diǎn)受力特點(diǎn)（）受力特點(diǎn)：（）受力特點(diǎn)：剛節(jié)點(diǎn)，受力性能好（梁、柱）剛節(jié)點(diǎn)，受力性能好（梁、柱）優(yōu)點(diǎn)：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、定型化構(gòu)件類型少，易于標(biāo)準(zhǔn)化、

2、定型化,外墻采用輕質(zhì)填充材料時(shí)，外墻采用輕質(zhì)填充材料時(shí)，結(jié)構(gòu)自重小。結(jié)構(gòu)自重小。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)，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)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)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。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：抗側(cè)剛度低，層以下建筑n適用范圍適用范圍：辦公樓、餐廳、車間、營業(yè)室、：辦公樓、餐廳、車間、營業(yè)室、教室和實(shí)驗(yàn)室等教室和實(shí)驗(yàn)室等1.1.按框架構(gòu)件組成劃分按框架構(gòu)件組成劃分（1 1）梁板

3、式結(jié)構(gòu)）梁板式結(jié)構(gòu)( (多層和高層多層和高層) )（2 2）無梁式結(jié)構(gòu)（倉庫、冷藏庫）無梁式結(jié)構(gòu)（倉庫、冷藏庫）（）現(xiàn)澆整體式框架（）現(xiàn)澆整體式框架：工地現(xiàn)澆：工地現(xiàn)澆優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)整體性及抗震性能好，節(jié)省鋼材；結(jié)構(gòu)整體性及抗震性能好，節(jié)省鋼材；缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：現(xiàn)場工作量大，模板消耗多，施工周期較長?，F(xiàn)場工作量大，模板消耗多，施工周期較長。 （）裝配式框架（）裝配式框架：優(yōu)點(diǎn)：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)構(gòu)件可以在工廠預(yù)制，質(zhì)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；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(diǎn)：缺點(diǎn)：增加了框架的節(jié)點(diǎn)連接，用鋼量

4、大增加了框架的節(jié)點(diǎn)連接，用鋼量大, , 整體性較差。整體性較差。 （）裝配整體式框架（）裝配整體式框架 其梁板柱可以在工廠預(yù)制，在施工現(xiàn)場將構(gòu)件吊裝其梁板柱可以在工廠預(yù)制，在施工現(xiàn)場將構(gòu)件吊裝就位，再用現(xiàn)澆混凝土將框架連接成整體，因而這種就位，再用現(xiàn)澆混凝土將框架連接成整體，因而這種框架兼?zhèn)淞饲皟煞N框架的優(yōu)點(diǎn)。框架兼?zhèn)淞饲皟煞N框架的優(yōu)點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：可實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，工廠化，機(jī)械化生產(chǎn)速度快，效率高缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：接頭處用鋼量增加，整體性較差，抗震能力弱，不適用于地震區(qū)使用（）現(xiàn)澆整體式框架（）現(xiàn)澆整體式框架：工地現(xiàn)澆：工地現(xiàn)澆（）現(xiàn)澆整體式框架（）現(xiàn)澆整體式框架：工地現(xiàn)澆：工地現(xiàn)澆 （）現(xiàn)澆整體式框

5、架（）現(xiàn)澆整體式框架：工地現(xiàn)澆：工地現(xiàn)澆基礎(chǔ)鋼筋綁扎過程（）現(xiàn)澆整體式框架（）現(xiàn)澆整體式框架：工地現(xiàn)澆：工地現(xiàn)澆現(xiàn)澆多層樓房的柱基（）現(xiàn)澆整體式框架（）現(xiàn)澆整體式框架：工地現(xiàn)澆：工地現(xiàn)澆現(xiàn)澆多層樓房鋼筋綁扎過程裝配式混凝土框架裝配式混凝土框架預(yù)制長柱預(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裝配整體式混凝土框架裝配整體式混凝土框架預(yù)制長柱鋼框架鉸接鋼框架鉸接連接角鋼柱梁1111鋼框架剛接鋼框架剛接T形連接件（1 1）全框架）全框架（2 2）內(nèi)框架：降低房屋造價(jià)）內(nèi)框架：降低房屋造價(jià) 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：鋼筋混凝土和磚墻剛度不

6、協(xié)調(diào)，房屋整體性和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，抗震總體剛度差，抗震 性能差。性能差。裝配（整體）式裝配（整體）式（1 1）短柱單梁式：制作、運(yùn)輸、安裝方便，但接頭多，施工復(fù)雜）短柱單梁式：制作、運(yùn)輸、安裝方便，但接頭多，施工復(fù)雜（2 2）長柱單梁式：減少柱子接頭，增加了結(jié)構(gòu)的整體性；但柱子長，）長柱單梁式：減少柱子接頭，增加了結(jié)構(gòu)的整體性；但柱子長，運(yùn)輸困難，吊裝內(nèi)力大，長度不宜超過米運(yùn)輸困難，吊裝內(nèi)力大，長度不宜超過米（3 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)）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，起重噸位大輸困難，起

7、重噸位大1.1.梁與柱的接頭梁與柱的接頭n暗牛腿剛接方式暗牛腿剛接方式n明牛腿剛接方式明牛腿剛接方式2.2.柱與柱的接頭方式柱與柱的接頭方式-焊接連接焊接連接3.3.梁與板的接頭方式梁與板的接頭方式-迭合梁式迭合梁式按承重框架布置方向分為三種：按承重框架布置方向分為三種：1.1.主要承重框架橫向布置主要承重框架橫向布置2.2.主要承重框架縱向布置主要承重框架縱向布置3.3.主要承重框架縱橫兩向布置主要承重框架縱橫兩向布置一、框架的布置一、框架的布置框架結(jié)構(gòu)荷載計(jì)算簡述框架結(jié)構(gòu)荷載計(jì)算簡述框架內(nèi)力的計(jì)算方法有電算和手算兩種方式。手算(近似計(jì)算方法)有： 垂直荷載作用的內(nèi)力計(jì)算-分層法；二次力矩分

8、配法。水平荷載的內(nèi)力計(jì)算-反彎點(diǎn)法；D值法。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：橫向梁為主梁，縱向梁橫向梁為主梁，縱向梁為次梁（連系梁）為次梁（連系梁）優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：承重框架橫向布置可有效提高縱承重框架橫向布置可有效提高縱房屋橫向的抗側(cè)力強(qiáng)度和剛度；房屋橫向的抗側(cè)力強(qiáng)度和剛度；有利于立面處理和室內(nèi)采光有利于立面處理和室內(nèi)采光橫向框架承重方案橫向框架承重方案縱向布置連系梁?？v向布置連系梁。橫向抗側(cè)剛度大。橫向抗側(cè)剛度大。有利采光和通風(fēng)。有利采光和通風(fēng)。特點(diǎn)：特點(diǎn)：縱向梁為主梁，橫向縱向梁為主梁，橫向梁為次梁（連系梁）梁為次梁（連系梁）優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：有利于樓層凈高的有效利：有利于樓層凈高的有效利用，房屋的使用劃分比較靈活；用

9、，房屋的使用劃分比較靈活；缺點(diǎn)缺點(diǎn)：橫向很差剛度；：橫向很差剛度；適用范圍適用范圍：層數(shù)不多的無抗震要：層數(shù)不多的無抗震要求的廠房求的廠房縱向框架承重方案縱向框架承重方案橫向布置連系梁。橫向布置連系梁。橫向抗側(cè)剛度小。橫向抗側(cè)剛度小。有利獲得較高凈空。有利獲得較高凈空。兩個(gè)方向均有較好的抗側(cè)剛度。兩個(gè)方向均有較好的抗側(cè)剛度。框架承重方案與樓蓋布置有關(guān)框架承重方案與樓蓋布置有關(guān)單向板樓蓋單向板樓蓋雙向板樓蓋雙向板樓蓋縱橫向框架承重方案縱橫向框架承重方案（一）基本要求：（一）基本要求：n框架的柱網(wǎng)布置應(yīng)力求簡單、規(guī)則、整齊框架的柱網(wǎng)布置應(yīng)力求簡單、規(guī)則、整齊n要滿足生產(chǎn)工藝和建筑平面布置的要求要滿

10、足生產(chǎn)工藝和建筑平面布置的要求n要使結(jié)構(gòu)受力合理，施工方便要使結(jié)構(gòu)受力合理，施工方便n柱網(wǎng)尺寸應(yīng)符合柱網(wǎng)尺寸應(yīng)符合和盡量符合和盡量符合模數(shù)模數(shù)（二）分類（二）分類n內(nèi)廊式柱網(wǎng)（教學(xué)樓，辦公樓，醫(yī)院或賓館需要公共內(nèi)廊式柱網(wǎng)（教學(xué)樓，辦公樓，醫(yī)院或賓館需要公共走廊的建筑）走廊的建筑）n等跨式柱網(wǎng)（公共建筑或輕型廠房）等跨式柱網(wǎng)（公共建筑或輕型廠房）n對稱不等跨式柱網(wǎng)對稱不等跨式柱網(wǎng)（二）分類（二）分類等跨式柱網(wǎng)（公共建筑或輕型廠房）等跨式柱網(wǎng)（公共建筑或輕型廠房）內(nèi)廊式柱網(wǎng)（教學(xué)樓，辦公樓，醫(yī)內(nèi)廊式柱網(wǎng)（教學(xué)樓，辦公樓，醫(yī)院或賓館需要公共走廊的建筑）院或賓館需要公共走廊的建筑）結(jié)構(gòu)受力合理（均勻、

11、對稱、對直、貫通，盡量避免缺梁抽柱）結(jié)構(gòu)受力合理（均勻、對稱、對直、貫通，盡量避免缺梁抽柱）方便施工方便施工對稱三跨。對稱三跨。房間進(jìn)深：房間進(jìn)深：6m6m、6.6m6.6m、6.9m6.9m走廊跨度：走廊跨度：2.4m2.4m、2.7m2.7m、3.0m3.0m開間方向柱距：開間方向柱距：3.63.68m8m客房與衛(wèi)生間客房與衛(wèi)生間客房與衛(wèi)生間客房與衛(wèi)生間走道走道7500240075004200酒店的結(jié)構(gòu)平面 內(nèi)廊式39005400540066006000420054002400720060004200辦公樓的結(jié)構(gòu)平面 內(nèi)廊式教室教室走道走道6000600039002400走道走道60006

12、00078002400教室教室教室的結(jié)構(gòu)平面 內(nèi)廊式等跨式柱網(wǎng)：常用跨度為等跨式柱網(wǎng)：常用跨度為6 6米、米、7.57.5米、米、9 9米、米、1212米米開間方向柱距：開間方向柱距：6m6m對稱不等跨式柱網(wǎng)對稱不等跨式柱網(wǎng)注意：注意：n無論是工業(yè)或民用建筑的柱網(wǎng)布置，當(dāng)房屋長無論是工業(yè)或民用建筑的柱網(wǎng)布置，當(dāng)房屋長度較大（度較大（5555米米）時(shí)，均需設(shè)置伸縮縫，在縫的）時(shí)，均需設(shè)置伸縮縫，在縫的兩側(cè)應(yīng)各自設(shè)置框架兩側(cè)應(yīng)各自設(shè)置框架框架橫梁截面：框架橫梁截面：n梁高梁高h(yuǎn)=(1/8-1/12)lh=(1/8-1/12)l梁跨梁跨n梁寬梁寬b=(1/2-1/3)hb=(1/2-1/3)h梁高梁

13、高n框架柱截面的寬與高框架柱截面的寬與高=(1/15-1/20)H=(1/15-1/20)H層高層高三、構(gòu)件截面尺寸三、構(gòu)件截面尺寸1.1.結(jié)構(gòu)平面布置簡單、規(guī)則、對齊、對稱，結(jié)構(gòu)平面布置簡單、規(guī)則、對齊、對稱， 有利于抵抗水平荷載有利于抵抗水平荷載平面形狀：平面形狀：n板式板式n塔式塔式（一）結(jié)構(gòu)平面布置的原則（一）結(jié)構(gòu)平面布置的原則n板式板式是指房屋寬度較小，而長度較大的建筑是指房屋寬度較小，而長度較大的建筑 為了增加板式結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度和穩(wěn)定，避免為了增加板式結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度和穩(wěn)定，避免“一字一字形形”建筑，可以做成折板式或曲線式。建筑，可以做成折板式或曲線式。n塔式塔式則是指平面的長度和寬

14、度相接近的建筑則是指平面的長度和寬度相接近的建筑 在塔式建筑中，常用圓形、方形、長寬比較小的矩在塔式建筑中，常用圓形、方形、長寬比較小的矩形、形、Y Y形、井形、三角形或其他各種形狀。形、井形、三角形或其他各種形狀。圖例：增大房屋等效厚度（圖例：增大房屋等效厚度（1）圖例：增大房屋等效厚度（圖例：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盡量避免部分突出及剛度突變. .控制房屋的長寬比控制房屋的長寬比L/BL/B不宜超過不宜超過4.04.0（一）結(jié)構(gòu)平面布置的原則（一）結(jié)構(gòu)平面布置的原則圖例：抗震建筑平面圖例：抗震建筑平面圖例：不利抗震建筑平面圖例：不利抗震建筑平面

15、圖例：日本建議的建筑平面圖例：日本建議的建筑平面 抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的布置應(yīng)盡抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的布置應(yīng)盡可能使房屋的剛度中心與地可能使房屋的剛度中心與地震力合力作用線接近或重合震力合力作用線接近或重合（一）結(jié)構(gòu)平面布置的原則（一）結(jié)構(gòu)平面布置的原則圖例：不利抗震的結(jié)構(gòu)布置圖例：不利抗震的結(jié)構(gòu)布置 . .抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的布置應(yīng)抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的布置應(yīng)使房屋中各部分的剛度均使房屋中各部分的剛度均勻，不應(yīng)過分懸殊勻，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)、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)單樓、電梯間不宜布置在結(jié)構(gòu)單元的兩端和拐角部位元的兩端和拐角部位（一）

16、結(jié)構(gòu)平面布置的原則（一）結(jié)構(gòu)平面布置的原則1. 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)立面布置的原則圖例：結(jié)構(gòu)薄弱層反應(yīng)圖例：結(jié)構(gòu)薄弱層反應(yīng) 2. 2. 各層樓板應(yīng)盡可能設(shè)置各層樓板應(yīng)盡可能設(shè)置在同一標(biāo)高上，盡可能不采在同一標(biāo)高上，盡可能不采用復(fù)式框架用復(fù)式框架（二）結(jié)構(gòu)立面布置的原則（二）結(jié)構(gòu)立面布置的原則圖例：長、短柱共存現(xiàn)象圖例：長、短柱共存現(xiàn)象n下剛頂柔結(jié)構(gòu)，容易出現(xiàn)下剛頂柔結(jié)構(gòu)，容易出現(xiàn)“辮梢辮梢”效應(yīng)。震害效應(yīng)。震

17、害調(diào)查表明：房屋頂部突出結(jié)構(gòu)震害嚴(yán)重調(diào)查表明：房屋頂部突出結(jié)構(gòu)震害嚴(yán)重n南開大學(xué)主樓南開大學(xué)主樓 突出部分的體型越細(xì)長，則擺動(dòng)影響越大，鞭突出部分的體型越細(xì)長，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梢效應(yīng)越明顯，當(dāng)突出部分高度小于下部高度的1/51/5時(shí)，其擺動(dòng)影響可不考慮時(shí)，其擺動(dòng)影響可不考慮房屋頂部不宜有局部突出和剛房屋頂部不宜有局部突出和剛度突變，如不能避免，突出部度突變，如不能避免，突出部分應(yīng)逐步收小，并需作抗震驗(yàn)分應(yīng)逐步收小，并需作抗震驗(yàn)算算豎向規(guī)則建筑：豎向規(guī)則建筑：3 3 立面局部收緊尺寸不大于該方向總尺寸的立面局部收緊尺寸不大于該方向總尺寸的25%25%；

18、4 4 樓層剛度不小于相鄰上層剛度的樓層剛度不小于相鄰上層剛度的70%70%，且連，且連續(xù)三層的總剛度下降不超過續(xù)三層的總剛度下降不超過50%50%。5 底柔上剛結(jié)構(gòu)，底部容易破壞底柔上剛結(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 ）5543剪剪 力力 墻墻6654筒筒 中中 筒筒 、 成成 束束 筒筒66546 6 控制結(jié)構(gòu)高寬比控制結(jié)構(gòu)高寬比H HB B高

19、寬比超過限值需進(jìn)行整體穩(wěn)定性和抗傾覆驗(yàn)算高寬比超過限值需進(jìn)行整體穩(wěn)定性和抗傾覆驗(yàn)算7 7 合理地設(shè)置變形縫合理地設(shè)置變形縫 注意控制房屋的側(cè)向變位和層間相對變位，并注意控制房屋的側(cè)向變位和層間相對變位，并對填充墻采取適當(dāng)?shù)募訌?qiáng)措施（在填充墻內(nèi)設(shè)對填充墻采取適當(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）輕鋼或鋼筋混凝土骨架并與框架連接等） 控制房屋的側(cè)向變位和層間相控制房屋的側(cè)向變位和層間相對變位的作用：對變位的作用：（1 1）防止豎向荷載引起的附加彎矩的加?。┓乐关Q向荷載引起的附加彎矩的加?。? 2）防止填充墻的裝修材料的破壞）防止填充墻的裝修材料的破壞（3 3）避免相鄰房屋

20、的相互碰撞）避免相鄰房屋的相互碰撞（4 4）減輕搖晃的感覺）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柱子凈高與截面長邊的比值宜大于4 43-5 3-5 框架結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)與適用層數(shù)和高寬比框架結(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)一、框架結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)n框架結(jié)構(gòu)是由梁和柱相互剛接而成的框架結(jié)構(gòu)是由梁和柱相互剛接而成的, ,框架的框架的承載能力和結(jié)構(gòu)效能主要依賴于梁與柱的強(qiáng)承載能力和結(jié)構(gòu)效能主要依賴于梁與柱的強(qiáng)度和節(jié)點(diǎn)剛度。度和節(jié)點(diǎn)剛度。1.1.豎向荷載豎向荷載框架層數(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2.2.水平荷載水平荷載框架的層數(shù)越