框架結(jié)構(gòu)匯總ppt(86頁(yè))

1、框架結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)體系是指由梁和柱剛接而成承重體系的結(jié)構(gòu)，即由梁和柱組成框架共同抵抗使用過(guò)程中出現(xiàn)的水平荷載和豎向荷載。 房屋墻體不承重，僅起到圍護(hù)和分隔作用，一般用預(yù)制的加氣混凝土、膨脹珍珠巖、空心磚或多孔磚、浮石、蛭石、陶爛等輕質(zhì)板材等材料砌筑或裝配而成。 框架結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)：空間分隔靈活，自重輕，有利于抗震，節(jié)省材料；具有可以較靈活地配合建筑平面布置的優(yōu)點(diǎn)，利于安排需要較大空間的建筑結(jié)構(gòu)；框架結(jié)構(gòu)的梁、柱構(gòu)件易于標(biāo)準(zhǔn)化、定型化，便于采用裝配整體式結(jié)構(gòu)，以縮短施工工期；采用現(xiàn)澆混凝土框架時(shí)，結(jié)構(gòu)的整體性、剛度較好，設(shè)計(jì)處理好也能達(dá)到較好的抗震效果，而且可以把梁或柱澆注成各種需要的截面形狀。

2、框架結(jié)構(gòu)的主要缺點(diǎn)：框架結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度小，屬柔性結(jié)構(gòu)框架，在地震作用下，結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生水平位移較大，易造成嚴(yán)重的非結(jié)構(gòu)性破性； 框架結(jié)構(gòu)的主要缺點(diǎn)：不適宜建造高層建筑， 框架是由梁柱構(gòu)成的桿系結(jié)構(gòu)，其承載力和剛度都較低，特別是水平方向的，其總體水平位移上大下小，但相對(duì)與各樓層而言，層間變形上小下大。 當(dāng)高度大、層數(shù)相當(dāng)多時(shí)，結(jié)構(gòu)底部各層不但柱的軸力很大，而且梁和柱由水平荷載所產(chǎn)生的彎矩和整體的側(cè)移亦顯著增加，從而導(dǎo)致截面尺寸和配筋增大，對(duì)建筑平面布置和空間處理，就可能帶來(lái)困難，影響建筑空間的合理使用，在材料消耗和造價(jià)方面，也趨于不合理，故一般適用于建造不超過(guò)15層的房屋。 框架結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍：框架

3、結(jié)構(gòu)是多層房屋常用的結(jié)構(gòu)形式， 廣泛用于辦公樓、住宅、學(xué)校、多層工業(yè)廠房和一些特殊用途的建筑物中，如劇場(chǎng)、商場(chǎng)、體育館、火車(chē)站、展覽廳、造船廠、飛機(jī)庫(kù)、停車(chē)場(chǎng)、輕工業(yè)車(chē)間等。一般在15層以下。 *現(xiàn)澆式：整體性能好，抗震性能好，現(xiàn)場(chǎng)工作量大，費(fèi)模板結(jié)構(gòu)形式-按施工方法分*裝配式：標(biāo)準(zhǔn)化、工廠化生產(chǎn)，施工速度快，整體性能差，抗震性能弱*裝配整體式：兼有現(xiàn)澆式和裝配式兩者的優(yōu)點(diǎn)框架結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)布置1承重框架布置方案在框架體系中，主要承受樓面和屋面荷載的梁稱為框架梁，另一方向的梁稱為連系梁?？蚣芰汉椭M成主要承重框架，連系梁和柱組成非主要承重框架。若采用雙向板，則雙向框架都是承重框架。承重框架有以下三

4、種布置方案：（1）橫向布置方案1)概念：框架梁沿房屋橫向布置，連系梁和樓（屋）面板沿縱向布置。 2)特點(diǎn)：房屋縱向剛度較富裕，而橫向剛度較弱。采用這種布置方案有利于增加房屋的橫向剛度，提高抵抗水平作用的能力，因此在實(shí)際工程中應(yīng)用較多。缺點(diǎn)是由于主梁截面尺寸較大，當(dāng)房屋需要較大空間時(shí)，其凈空較小。 下一頁(yè)結(jié)構(gòu)布置*柱網(wǎng)的布置：柱距：3.37.2m，梁跨：4.57.0m*承重框架的布置橫向布置縱向布置縱橫向布置（2）縱向布置方案1)概念：框架梁沿房屋縱向布置，樓板和連系梁沿橫向布置（圖6.2.2 ）。2)特點(diǎn)：房間布置靈活，采光和通風(fēng)好，利于提高樓層凈高，需要設(shè)置集中通風(fēng)系統(tǒng)的廠房常采用這種方案。

5、但因其橫向剛度較差，在民用建筑中一般采用較少。（3）縱橫向布置方案1)概念：沿房屋的縱向和橫向都布置承重框架。2)特點(diǎn)： 采用這種布置方案，可使兩個(gè)方向都獲得較大的剛度，因此，柱網(wǎng)尺寸為正方形或接近正方形，地震區(qū)多層框架房屋，以及由于工藝要求需雙向承重的廠房常用這種方案。 2柱網(wǎng)布置和層高(1)民用建筑其柱網(wǎng)尺寸和層高一般按300mm進(jìn)級(jí)。常用跨度是4.8m、6.4m、6m、6.6m等，常用柱距為3.9m、4.5m、4.8m、6.1m、6.4m、6.7m、6m。采用內(nèi)廊式時(shí)，走廊跨度一般為2.4m、2.7m、3m。常用層高為3.0m、3.3m、3.6m、3.9m、4.2m。(2)工業(yè)建筑 其典

6、型的柱網(wǎng)布置形式有內(nèi)廊式、等跨式、對(duì)稱不等跨式等。 采用內(nèi)廊式布置時(shí)，常用跨（房間進(jìn)深）為6m、6.6m、6.9m，走廊寬度常用2.4m、 2.7m、 3m，開(kāi)間方向柱距為3.68m。等跨式柱網(wǎng)的跨度常用6m、7.5m、9m、12m，柱距一般為6m。對(duì)稱不等跨柱網(wǎng)一般用于建筑平面寬度較大的廠房，常用柱網(wǎng)尺寸有（5.8m6.2m+6.2m+5.8m）6.0m、（8.0m+12.0m+8.0m）6.0m、（7.5m+7.5m+12.0m+7.5m+7.5m）6.0m等。工業(yè)建筑底層往往有較大設(shè)備和產(chǎn)品，甚至有起重運(yùn)輸設(shè)備，故底層層高一般較大。底層常用層高為4.2m、4.5m、4.8m、5.4m、6

7、.0m、7.2m、8.4m，樓層常用層高為3.9m、4.2m、4.5m、4.8m、5.6m、6.0m、7.2m等。3.變形縫變形縫包括伸縮縫、沉降縫、防震縫。鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)伸縮縫的最大間距見(jiàn)表6.2.1。 結(jié)構(gòu)類別室內(nèi)或土中露天裝配式框架7550裝配整體式現(xiàn)澆式框架5535表6.2.1 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)伸縮縫的最大間距（m） (1) 沉降縫設(shè)置原則 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的沉降縫一般設(shè)置在地基土層壓縮性有顯著差異，或房屋高度或荷載有較大變化等處。當(dāng)建筑平面過(guò)長(zhǎng)、高度或剛度相差過(guò)大以及各結(jié)構(gòu)單元的地基條件有較大差異時(shí)，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)應(yīng)考慮設(shè)置防震縫。(2) 防震縫的最小寬度當(dāng)高度不超過(guò)15

8、m時(shí)可采用70mm；超過(guò)15m時(shí)，6度每增加5m，7度每增加4m，8度每增加3m，9度每增加2m宜加寬20mm。防震縫兩側(cè)結(jié)構(gòu)類型不同時(shí)，宜按需要較寬防震縫的結(jié)構(gòu)類型和較低房屋高度確定縫寬。圖12.4沉降縫做法 (a) 設(shè)挑梁（板）；(b) 設(shè)預(yù)制板（梁） 當(dāng)結(jié)構(gòu)不同部位荷載差異較大地基土壓縮性有顯著差異沉降縫當(dāng)平面形狀復(fù)雜、高度方向有高差、質(zhì)量分布不均勻抗震縫當(dāng)房屋過(guò)長(zhǎng)或過(guò)寬時(shí)伸縮縫變形逢的設(shè)置縫寬50mm縫寬70mm豎向布置在滿足建筑功能要求的同時(shí)，盡量避免收進(jìn)、挑出、抽梁、抽柱；層高為：2.84.2m框架結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)1.作用框架結(jié)構(gòu)承受的作用包括豎向荷載、水平荷載和地震作用。豎向荷載包

9、括結(jié)構(gòu)自重及樓（屋）面活荷載，一般為分布荷載，有時(shí)有集中荷載。水平荷載為風(fēng)荷載、地震作用。 框架結(jié)構(gòu)是一個(gè)空間結(jié)構(gòu)體系，沿房屋的長(zhǎng)向和短向可分別視為縱向框架和橫向框架。縱、橫向框架分別承受縱向和橫向水平荷載。結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖和荷載計(jì)算橫向框架計(jì)算單元縱向框架計(jì)算單元跨度跨度跨度取軸線間的距離相鄰樓板板底間的距離基礎(chǔ)頂面至一層樓板底間的距離節(jié)點(diǎn)：視構(gòu)造情況可以是剛節(jié) 點(diǎn)也可以是鉸接點(diǎn)2.豎向荷載傳遞路線現(xiàn)澆平板樓（屋）蓋主要向距離較近的梁上傳遞， 預(yù)制板樓蓋傳至支承板的梁上。3.受力分析(1) 在多層框架結(jié)構(gòu)中，影響結(jié)構(gòu)內(nèi)力的主要是豎向荷載，而結(jié)構(gòu)變形則主要考慮梁在豎向荷載作用下的撓度，一般不必考慮

10、結(jié)構(gòu)側(cè)移對(duì)建筑物的使用功能和結(jié)構(gòu)可靠性的影響。隨著房屋高度增大，增加最快的是結(jié)構(gòu)位移，彎矩次之。1.豎向荷載下的內(nèi)力分析分層法認(rèn)為某層框架梁上的荷載只給本層梁及與本層梁相連的框架產(chǎn)生剪力和彎矩進(jìn)行彎矩分配后疊加，疊加后的不平衡彎矩再分配但不傳遞框架結(jié)構(gòu)在豎向荷載和水平荷載作用下的內(nèi)力圖 (2) 框架結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下。其側(cè)移由兩部分組成：第一部分側(cè)移由柱和梁的彎曲變形產(chǎn)生。柱和梁都有反彎點(diǎn)，形成側(cè)向變形。框架下部的梁、柱內(nèi)力大，層間變形也大，愈到上部層間變形愈小；第二部分側(cè)移由柱的軸向變形產(chǎn)生。在水平力作用下，柱的拉伸和壓縮使結(jié)構(gòu)出現(xiàn)側(cè)移。這種側(cè)移在上部各層較大，愈到底部層間變形愈小。在兩部

11、分側(cè)移中第一部分側(cè)移是主要的，隨著建筑高度加大，第二部分變形比例逐漸加大。受力特點(diǎn)水平荷載作用下結(jié)構(gòu)整體呈剪切型變形，單個(gè)構(gòu)件以彎曲變形為主2. 水平荷載下的內(nèi)力分析反彎點(diǎn)法反彎點(diǎn)，此處只有剪力無(wú)彎矩*彎矩為0點(diǎn)=反彎點(diǎn)*假定： 1）底層反彎點(diǎn)在距基礎(chǔ)頂2/3柱高處 2）其它層柱的反彎點(diǎn)在1/2柱高處反彎點(diǎn)法VjkVjkhj/2，or2Vjkhj/3hj第j層hjVjkjkijk平衡條件梁的抗彎剛度“無(wú)窮大”假定梁的線剛度“無(wú)窮大”框架結(jié)構(gòu)在豎向荷載和水平荷載作用下的內(nèi)力圖 (3) 除裝配式框架外，一般可將框架結(jié)構(gòu)的梁、柱節(jié)點(diǎn)視為剛接節(jié)點(diǎn)，柱固結(jié)于基礎(chǔ)頂面，所以框架結(jié)構(gòu)多為高次超靜定結(jié)構(gòu)。3.

12、框架柱采用對(duì)稱配筋的原因(1)豎向活荷載具有不確定性。梁、柱的內(nèi)力將隨豎向活荷載的位置而變化。(2)風(fēng)荷載也具有不確定性。梁、柱可能受到反號(hào)的彎矩作用，所以框架柱一般采用對(duì)稱配筋。構(gòu)件的選型在裝配式或裝配整體式樓蓋中，梁的截面形式有如下幾種（可以增大凈空，減小總高度）：十字截面梁花籃形截面梁疊合梁 柱截面的形式一般為矩形和方形，也可為T(mén)形或圓形。先按軸壓估計(jì)柱的截面尺寸，在乘以1.21.5的放大系數(shù)4.框架的側(cè)移計(jì)算及限值側(cè)移計(jì)算柱軸向變形引起的側(cè)移假定內(nèi)部中柱的軸力為0外柱軸力為：上部水平荷載在計(jì)算截面引起的彎矩外柱軸線間的距離單位力法：?jiǎn)挝凰搅ψ饔迷诳蚣茼斠鸬闹休S力1外載引起的柱中軸

13、力在水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)層間相對(duì)側(cè)移u的限值要求是：(1)高度不大于150m的框架結(jié)構(gòu)uh/550(2) 高度等于或大于250m的框架結(jié)構(gòu)uh/500(3) 高度在150250m之間的框架結(jié)構(gòu) 按uh/550-uh/500線形插入側(cè)移限值框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)與連接構(gòu)造一、結(jié)構(gòu)層間屈服強(qiáng)度有明顯的薄弱樓層震害及其分析12345678910111213(mm)層13567911134080120 在強(qiáng)烈地震作用下，結(jié)構(gòu)的薄弱樓層率先屈服、發(fā)展彈塑性變形，并形成彈塑性變形集中的現(xiàn)象，不能發(fā)揮整體的抗震能力。 1976年唐山大地震中，位于天津塘沽區(qū)的天津堿廠十三層蒸吸塔框架，該結(jié)構(gòu)樓層屈服強(qiáng)度分布不均

14、勻，造成6層和11層的彈塑性變形集中，導(dǎo)致6層以上全部倒塌。 右圖為該結(jié)構(gòu)輸入地震波的彈塑性分析結(jié)果。二、框架梁、柱的震害 梁柱變形能力不足，構(gòu)件過(guò)早發(fā)生破壞。一般是梁輕柱重，柱頂重于柱底，尤其是角柱和邊柱更易發(fā)生破壞。1、柱頂 柱頂周?chē)兴搅芽p、斜裂縫或交叉裂縫。重者混凝土壓碎崩落，柱內(nèi)箍筋拉斷，縱筋壓曲成燈籠狀。 主要原因：節(jié)點(diǎn)處彎矩、剪力、軸力都較大，受力復(fù)雜，箍筋配置不足，錨固不好等。 破壞不易修復(fù)。2、柱底 與柱頂相似，由于箍筋較柱頂密，震害相對(duì)柱頂較輕。3、短柱 當(dāng)柱高小于4倍柱截面高度（H/b606060 606060 高度（m) 一劇場(chǎng),體育館等大跨度公共建筑一一二二三三四

15、框架25303030 303030 高度（m)框架-抗震墻結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)結(jié) 構(gòu) 類 型烈 度6879三二一三二現(xiàn)澆鋼筋混凝土房屋的抗震等級(jí)注：1.建筑場(chǎng)地為類時(shí)，除6度外可按表內(nèi)降低一度所對(duì)應(yīng)的 抗震等級(jí)采取抗震構(gòu)造措施，但相應(yīng)的計(jì)算要求不應(yīng)降低； 2.接近或等于高度分界時(shí)，應(yīng)允許結(jié)合房屋不規(guī)則程度及場(chǎng) 地、地基條件確定抗震等級(jí)。 1、甲、乙、丁類建筑應(yīng)按抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)中的抗震措施所要求的設(shè)防烈度按上表確定抗震等級(jí)。 2、當(dāng)框架-抗震墻結(jié)構(gòu)有足夠的抗震墻時(shí),其框架部分是次要抗側(cè)力構(gòu)件,可按框架-抗震墻結(jié)構(gòu)中的框架確定抗震等級(jí)。否則按框架結(jié)構(gòu)確定等級(jí)。區(qū)分標(biāo)準(zhǔn)是看框架部分承受的地震傾覆力矩是否大于結(jié)

16、構(gòu)總地震傾覆力矩的50%?？蚣艹惺艿牡卣饍A覆力矩可按下式計(jì)算：-框架-抗震墻結(jié)構(gòu)在基本振型地震作用下框架部分承受的地震傾 覆力矩；-結(jié)構(gòu)層數(shù)；-框架i層柱的根數(shù)；-第i層j根框架柱的計(jì)算地震剪力；-第i層層高。 3、裙房與主樓的等級(jí)ccccc1cc裙房頂部上下各一層應(yīng)提高抗震措施 4、多層與高層建筑的地下室 一層以下根據(jù)具體情況按三級(jí)或按更低等級(jí)。9度時(shí)應(yīng)專門(mén)研究。圖中c為抗震等級(jí)三、建筑結(jié)構(gòu)布置宜規(guī)則四、合理設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)破壞機(jī)制 框架結(jié)構(gòu)為了充分發(fā)揮整個(gè)結(jié)構(gòu)的抗震能力，較合理的地震破壞機(jī)制應(yīng)為節(jié)點(diǎn)基本不破壞，梁比柱的屈服能早發(fā)生、多發(fā)生；同一層中，各柱兩端屈服歷程越長(zhǎng)越好；底層柱底的塑性鉸宜最晚

17、發(fā)生。梁柱端的塑性鉸出現(xiàn)得盡可能分散。五、構(gòu)件在極限破壞前不發(fā)生明顯的脆性破壞 主要抗側(cè)力的鋼筋混凝土構(gòu)件的極限破壞應(yīng)以構(gòu)件彎曲時(shí)主筋受拉屈服破壞為主，應(yīng)避免變形性能差的混凝土首先壓潰或剪切破壞，以及鋼筋錨固失效和粘接破壞。 延性破壞和脆性破壞兩者的變形性能差別很大，與其相關(guān)的因素有：抗剪和抗彎承載力之比、剪跨比、剪壓比、軸壓比、主筋率、配筋率、箍筋形式、混凝土和鋼筋材料、鋼筋連接和錨固方式等。規(guī)范中許多規(guī)定都屬于這方面的要求。 當(dāng)建筑平面過(guò)長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)單元的結(jié)構(gòu)體系不同、高度和剛度相差過(guò)大以及各結(jié)構(gòu)單元的地基條件有較大差異時(shí)，應(yīng)考慮設(shè)防震縫。其最小寬度應(yīng)符合下面要求：高層建筑宜選用合理的建筑結(jié)構(gòu)

18、方案，不設(shè)防震縫。1、防震縫（1）鋼筋混凝土框架房屋的防震縫寬度，當(dāng)高度不超過(guò)15m時(shí)可采用70mm，超過(guò)15m時(shí)，6、7、8、9度相應(yīng)每增加高度5m、4m、3m、2m，宜加寬20mm。六、防震縫與抗撞墻（2）框架-抗震墻結(jié)構(gòu)房屋的防震縫寬度可采用框架規(guī)定數(shù)值的50%，且不宜小于70mm。（3）防震縫兩側(cè)結(jié)構(gòu)類型不 同時(shí)，按不利體系考慮， 并按低的房屋高度計(jì)算 縫寬。th框架框架-抗震墻 8、9度設(shè)防的鋼筋混凝土框架房屋防震縫兩側(cè)的結(jié)構(gòu)，當(dāng)結(jié)構(gòu)高度、剛度或?qū)痈呦嗖钶^大時(shí)，可在防震縫兩側(cè)房屋的盡端設(shè)垂直于防震縫的抗撞墻。2、抗撞墻層高不同高度、剛度相差較大 每一側(cè)的數(shù)量不應(yīng)少于兩道。宜分別對(duì)稱布

19、置，墻肢的長(zhǎng)度可不大于一個(gè)柱距。 內(nèi)力應(yīng)按考慮和不考慮抗撞墻兩種情況進(jìn)行分析，按不利情況取值。 抗撞墻的端柱和框架邊柱箍筋應(yīng)沿房屋全高加密。 2、鋼筋混凝土框架的梁、柱構(gòu)件應(yīng)避免剪切破壞 “強(qiáng)剪弱彎” 構(gòu)件彎曲破壞形成的極限剪力應(yīng)小于構(gòu)件斜截面的極限剪力。七、鋼筋混凝土框架的結(jié)構(gòu)體系1、鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)宜對(duì)稱布置 3、鋼筋混凝土框架的梁、柱構(gòu) 件之間應(yīng)設(shè)置成“強(qiáng)柱弱梁” 4、梁柱節(jié)點(diǎn)的承載力宜大于梁、柱構(gòu)件的承載力。 “更強(qiáng)的節(jié)點(diǎn)”鋼筋混凝土框架的抗震設(shè)計(jì)1、梁與柱的彎曲延性實(shí)驗(yàn)表明變形能力隨軸壓比增大而急劇降低。N為組合軸壓力設(shè)計(jì)值；b、h為截面的短長(zhǎng)邊；fc為混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。軸壓比

20、： 柱組合的軸壓力設(shè)計(jì)值與柱的全截面面積和混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值乘積之比，即 它是控制偏心受拉邊鋼筋先到抗拉強(qiáng)度，還是受壓區(qū)混凝土先達(dá)到其極限壓應(yīng)變的主要指標(biāo)。配筋率對(duì)延性影響也很大。截面中配置受壓鋼筋可以改善構(gòu)件的彎曲延性。2、受剪構(gòu)件的剪跨比及破壞特征h0為截面有效高度。剪跨比：構(gòu)件在彎矩和剪力共同作用下,受剪破壞與剪跨比有關(guān).當(dāng) 或構(gòu)件為超配箍時(shí),發(fā)生斜壓型破壞；當(dāng) 且構(gòu)件為低配箍時(shí),發(fā)生斜拉型破壞；脆性破壞當(dāng) 且配筋箍適量時(shí),發(fā)生剪壓破壞；延性破壞 在水平地震作用下，梁柱的剪跨比可以直接通過(guò)梁的跨高比和柱的高厚比表示。設(shè)反彎點(diǎn)在構(gòu)件中央對(duì)于梁對(duì)于柱1）平面或樓層有局部薄弱環(huán)節(jié)，不能發(fā)揮整體抗震能力。3、震壞房屋在設(shè)計(jì)上存在的問(wèn)題2）梁柱變形能力不足，構(gòu)件過(guò)早破壞；3）梁柱節(jié)點(diǎn)箍筋不足，節(jié)點(diǎn)受震破壞，梁柱失去了相互 之間的聯(lián)系；4）砌體添充墻破壞；5）其他。1）框架塑性效應(yīng)較多地發(fā)生在梁端，底層柱的塑性效應(yīng) 較晚形成；4、框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的正確指導(dǎo)思想2）梁柱在彎曲破壞前，避免發(fā)生其它形式破壞，如剪切 破壞、粘結(jié)破壞等；3）在梁、柱破壞之前，節(jié)點(diǎn)應(yīng)有足夠的強(qiáng)度即變形能力；4）重視非結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)。強(qiáng)柱弱梁，強(qiáng)剪弱彎，強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件強(qiáng)柱弱梁，強(qiáng)剪弱彎，強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件