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框架结构框架结构竖直方向的柱与水平方向的梁、板砖石框架：石材刚性度差，梁柱之间不是刚节点，仅仅是由钢筋混凝土梁和柱刚性连接的骨架。
结构特点：刚节点形成几何不变体，约束杆件转动，减少横梁正弯矩。
优点：1、建筑平面布置灵活，易于设置大房间、使有方便。
2、构件类型少，易与标准化、定型化。
3、可以采用预制构件，也易于采用定型模板而做成现浇结构。
4、现浇结构整体性好，抗震性好。
适用范围：办公楼、餐厅、车间、营业厅、教室框架类型：1、按框架构件组成分：梁板式结构、无梁式结构。
2、按施工方式：a、现浇整体式框架：优点（结构整体性好，抗震性能好，节约钢材。
）缺点（工期长，工作量大）b、装配式构架：优点（构件可预先订制，质量容易保证，施工方便，工期短）缺点（增加了框架节点连接性，用钢量大，整体性差）c、装配整体式框架：具备前两项的优点3、按承重结构：全框架、内框架承重框架横向布置：优点（横向抗侧刚度、强度好；有利于通风采光和立面处理）适用范围：一般工业与民用建筑，工业厂房承重框架纵向布置：优点（便于通风管道纵向布置，有利于楼层净高的有效利用，房屋的使用划分比较灵活）缺点（横向很差刚度）承重方案纵横布置：优点（纵横向刚度好，整体性好）高层建筑结构体系框架结构：由梁和柱刚性连接的骨架结构。
优点（强度高，自重轻，整体性和抗震性好，建筑上最大优点是不靠砖墙承重，建筑平面布置灵活，可获得较大使用空间）缺点（抗侧刚度低，只适用于20层以下的建筑，6—15层，10层最佳）砌体结构承重布置：横向、纵向、纵横向、内框结构框架结构受力特点：横梁产生的正弯矩减少，柱虽产生弯矩但影响不大。
双向抗侧力体系：对有抗震设防要求的框架结构，纵向横向均设计刚接柱架。
框架结构层数的增加和框架的变形和弯矩没有太大关系影响。
但是对于水平荷载则相反，层数越多，产生水平位置越大，框架内力也随之增加，水平荷载起决定作用。
高宽比：5-7 抗钢性能低，层高高，刚度强度高，刚度起决定性。
第13章多层框架结构房屋
学习目标
（1）掌握框架结构的布置与计算简图、内力组合；
（2）理解框架在水平和竖向荷载作用下的内力计算，框架结构的侧移计算；
（3）了解框架结构的构造要求。
§13.1 框架结构的分类和布置
一、框架结构分类
钢筋混凝土框架结构按施工方法不同可分为现浇整体式、装配式和装配整体式等。
二、框架结构布置
1.框架结构布置的原则
（1）结构平面形状和立面体型宜简单、规则，使各部分刚度均匀对称，减少结构产生扭转的可能性。
（2）尽量统一柱网及层高，减少构件种类规格，简化设计及施工。
（3）提高结构总体刚度，以减小水平荷载作用下的侧移，非地震区房屋高宽比一般不宜超过5。
（4）应考虑地基不均匀沉降、温度变化和混凝土收缩等影响。
①对于装配式框架，当房屋长度超过75 m；现浇整体式框架，房屋长度超过55 m时，应设置伸缩缝，将房屋划分为两段或若干段，缝宽不小于50 mm。
②当同一建筑物中，因基础类型、埋深不一致或土层变化很大，以及房屋层数、荷载相差悬
殊时，应设沉降缝将相邻部分分开，沉降缝不但应贯通上部结构，而且应贯通基础本身，缝宽应大于100 mm。
2.柱网与层高
框架结构的柱网尺寸，即平面框架的柱距（开间）与跨度（进深），主要由生产工艺、使用要求决定，并应符合一定的模数要求。
其原则是力求做到柱网平面简单规则，有利于装配化、定型化和施工工业化。
3.框架的布置
可把空间框架结构看成纵横两个方面的平面框架，平行于建筑物短轴（宽度）方向的框架称为横向框架，平行于建筑物长轴（长度）方向的框架称为纵向框架，横向框架和纵向框架是基本的承重结构。
（1）横向框架承重方案
在这种布置方案中，框架承重梁沿房屋横向布置，连系梁沿纵向布置。
一般房屋长向柱列的柱数较多，无论是强度还是刚度都比宽度方向强一些，而房屋的横向（宽度方向）相对较弱，采用横向框架承重增大了房屋在横向的抗侧移刚度，室内的采光和通风较好，因而，常被广泛选用。
（2）纵向框架承重方案
在这种布置方案中，框架承重梁沿房屋纵向布置，连系梁沿横向布置。
由于横向连系梁截面高度较小，有利于楼层净高的有效利用以及设备管线的穿行；当地基土的物理力学性能在房屋纵向有明显差异时，可利用纵向框架的刚度来调整房屋的不均匀沉降。
但纵向框架承重房屋横向刚度较差，进深尺寸受预制板长度的限制，一般民用建筑很少采用这种结构方案。
（3）纵、横向框架混合承重方案
在这种布置方案中，框架承重梁沿房屋的横向和纵向布置，房屋在两个方向上均有较大的抗侧移刚度，具有较大的抗水平力的能力，整体工作性能好，这种布置方案一般采用现浇整体式框架，用于柱网呈方形或接近方形的大面积房屋中，如仓库、购物中心、厂房等建筑。
三、框架梁、柱截面尺寸及材料强度
1.框架梁柱截面形式及尺寸
（1）框架梁
T形和倒L形。
在装配式框架中可采用矩形、T形、梯形和花篮形。
框架梁截面尺寸可参考受弯构件初步确定，主要承重框架梁按“主梁”估算截面，一般取梁高h =（1/8～1/12 ）l，当楼面上有较重设备或活荷载较大时（如工业厂房）， h =（1/7～1/10 ）l，式中l为梁的跨度。
非主要承重框架梁可按“次梁”要求选择截面尺寸，一般取梁高h = （1/12～1/18 ）l，截面宽度b = （1/2～1/3）h，且不应小于200 mm ，一般梁的截面宽度取50 mm的倍数，梁的截面高度取100 mm的倍数。
梁的混凝土强度等级不宜低于C20 ，预制梁可提高到C30～C50。
（2）框架柱
柱子的截面形式一般采用正方形或矩形，由于建筑要求，也可设计成圆形、正多边形等。
柱子截面尺寸的确定方法，一般是根据柱的轴向压力设计值估算。
按非抗震设计时： N/Afc≤（0.9～0.95）
式中 A ———柱的截面面积；
fc ———混凝土轴心抗压强度设计值；
N———柱的轴向压力设计值，可按该柱受荷面积大小，根据竖向荷载的经验数据估算。
一般柱截面宽度取50 mm的倍数，柱截面高度取100 mm的倍数。
根据经验，框架柱截面不能太小，一般取h≥400 mm， b≥350 mm ，且柱净高与截面长边之比宜大于4。
柱子所用的混凝土不宜低于C20 ，高层框架结构低层受力很大，为减小柱截面尺寸，提高柱子承载能力，往往对低层逐渐提高混凝土强度等级至C30 ， C40以至C50。
§13.2 框架结构的计算简图
一、计算单元的确定
将纵向框架和横向框架分别按平面框架进行分析计算。
横向平面框架可以选取一个有代表性的典型区段作为计算单元。
纵向平面框架的计算单元常有中列柱和边列柱的区别，中列柱纵向框架的计算宽度可取为两侧跨距的一半，边列柱纵向框架的计算宽度可取为一侧跨距的一半。
二、节点的简化
按平面框架进行结构分析时，框架节点可简化为刚接节点、铰接节点和半铰接节点。
现浇框架结构中，梁和柱内的纵向受力钢筋都将穿过节点或锚入节点区，应简化为刚接节点。
而装配式框架结构的节点可简化成铰接节点或半铰接节点。
装配整体式框架结构中，梁（柱）中的钢筋在节点处或为焊接或为搭接，并将现场浇筑部分混凝土，节点左右梁端可有效地传递弯矩，因此可认为是刚接节点，当然这种节点的刚性不如现浇式框架好。
框架支座可分为固定支座和铰支座。
当为现浇钢筋混凝土柱时，一般按固定支座考虑；当为预制柱杯形基础时，则应视构造措施不同分别简化为固定支座和铰支座。
三、跨度与层高的确定
框架的层高即框架柱的长度可取相应的建筑层高，但底层的层高则应取基础顶面到一层楼盖顶面之间的距离，当基础标高未能确定时，可近似取底层的层高加1.0m。
对于倾斜的或折线形横梁，当其坡度小于1/ 8时，可简化为水平直杆。
对于不等跨框架，当各跨跨
度相差不大于10%时，可简化为等跨框架，简化后的跨度取原框架各跨跨度的平均值。
四、框架梁、柱的截面惯性矩
框架梁截面惯性矩的计算，应考虑楼板与梁的共同作用，并按下列取值计算：
（1）现浇整体式框架
中框架梁（为T形截面梁）： Ib=2I0边框架梁（为倒L形截面梁）： Ib =1.5I0
式中 Ib ———框架梁截面惯性矩；
I0———按矩形截面梁计算的截面惯性矩。
（2）装配整体式框架
中框架梁：Ib=1.5 I0边框架梁：Ib=1.2 I0
五、荷载计算
作用于框架结构上的荷载有竖向荷载和水平荷载。
竖向荷载包括结构自重及楼（屋）面活荷载，一般为分布荷载，有时也有集中荷载。
水平荷载包括风荷载和水平地震作用，一般可简化成作用于框架节点的水平集中力。
【例13.1】某校教学楼为五层现浇框架结构，柱网尺寸为（6.80 + 3.00 + 6.80） m ×3.60 m，层高为3.90 m，楼盖为预制空心板，横向框架承重，无抗震设防要求，图13.8为结构平面布置
图。
要求：（1）确定梁柱截面尺寸及刚度计算；（2）进行横向框架的荷载计算（取中部框架一榀）。
【解】：
1.框架计算简图及梁柱截面估算
（1）计算简图
（2）框架梁、柱截面估算
（3）梁、柱刚度计算
2. 荷载计算
（1）屋盖梁荷载
①屋盖荷载标准值
②屋盖梁自重（包括梁侧粉刷）
③屋盖梁的线荷载
（2）标准层楼盖梁荷载
①楼盖荷载标准值
②楼盖梁自重与屋盖梁相同
③楼盖梁线荷载
（3）风荷载计算。
