三峡大学土木与建筑学院建筑结构与选型课件第二章框架结构体系

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1、第二章框架结构体系第一节框架的结构特点与优点框架的结构特点就在于“刚节点”。从而刚架横梁产生的正弯矩得以减少，对梁的好处是很明显的。刚节点给柱虽然带来弯矩，但对钢筋混凝土柱来说也不会带来坏处，因为钢筋混凝土柱不仅抗压能力很强，而且抗弯能力也很好。所以，框架结构不仅梁的跨度可以扩大，而且房屋的层数也可以增加。框架结构的优点是：强度高、自重轻、整体性和抗震性好。它在建筑上的最大优点是在于它不靠砖墙承重，建筑平面布置灵活，可以获得较大的使用空间．所以它的应用极为广泛。第二节框架的类型一、按框架构件组成划分有两种类型：（一）梁板式结构这种框架是由梁、板、柱三种基本构件组成。这种由梁、柱组成骨架形式的

2、框架结构，广泛用于多层与高层房屋建筑上，是一种典型的框架结构型式。本章讨论的主要任务也是这种框架结构型（二）无梁式结构这种由板和柱子组成的结构实质是无梁楼盖结构。内于它的住子与楼板整体连接(板柱连接刚度比梁住的连接刚度为小)柱子除承受轴向力外，柱端弯矩则按“代替框架法”进行计算(“柱上板带”作为框架横梁来考虑)。所以从结构选型的角度来说，无梁楼盖本来不是骨架体系，但出于其内力分析类似框架结构，从结构受力角度看，它也是框架结构的一种，而且这种结构广泛用于冷藏库．仓库等建筑物。二、按框架的施工方法划分共分四种类型:（—）现浇整体式框果这种框架全部构件均在现场现浇成整体．整体性初抗震性好．构件尺寸

3、不受标准构件所限制，对房屋各种使用功能的适用性大，故框架的施工多用此法。（二）装配式框架这种框架构件采取预制安装、可加速施工进度和提高建筑工业化程度。不过，这种框架的构件节点连接构造应达到刚节点的要求，目前节点构造的作法仍在不断研究改进中。故这冲施工方法现在还未普及应用。（三）半现浇框架所谓半现浇框架结构是指梁、柱现浇、楼板预制或者是现浇枝顶制梁板的结构。它主要的优点是节点构造简单．比全现浇框架可f以节约模板20％左右，比全装配框架可以节约钢材和水泥20%以左右。同时还增强了结构整体性，提高了抗震能力。这是目前比较受欢迎的框架形式。（四）装配整体式框架是指将预制梁、柱装配就位后，通过局部现浇

4、混凝上使构件联结成整体的框架。它的主要持点是保证了节点的刚接，结构整体性好，可省去连接件，但增加了现场浇捣混凝土的工作量。这种框架更适合于地震区采用。三、按承重结构划分（一）全框架全框架是房屋的楼(屋)面荷载全部由框架承担，外墙仅起围护作用已。它具有较好的整体性和抗震性。全框架是名符其实的纯框架体系。（二）内框架房屋内部由梁、柱组成的框架承重，外围由砖墙承重，楼(皮)面荷载由框架与砖墙共同承担，这种框架称为内框架或半框架。因其力学计算简图形象如龙骨，故也称之为“龙骨架”。房屋层数不多而且外墙够厚时．为减少三大材料用量，可考虑采用内框架的做法。不过，这种房屋由于钢筋混凝土与砖两种不同材料弹性模

5、量不同，两者刚度不协调．所以房屋整体性和总体刚度都比较差，有抗震要求的房屋不宜采用。四、框架的构件划分与节点构造装配式与装配整体式框架是由预制构件装配起来的，那么如何划分构件对结构的受力及对构件的生产、吊装等有着重要的影响。构件通常有以下几种划分方式：（一）短柱单梁式即柱按层高、梁按跨度分成单个构件。它的特点是梁柱都是直线形构件、重量轻、便于制作、运输和安装，但接头多，而且都在框架的节点部位，受力大，施工比较复杂。(图2—5a)（二）长柱单梁式即梁按跨度预分；柱按二层或数层一根划分。它的持点是减少柱子的接头，增加了结构的整体性．但柱子长、重量大，运输较困难，吊装内力较大。用钢量可能增多，所以

6、长度不宜超过16m。(图2—5b)（三）组合单元式是将整个框架分成若干组单元如“H”字形、“十”字形，“门”字形等。它的特点是接头大量减少，增强了结构刚度而且有可能将接头设在内力较小的部位。但是构件的制作复杂，运输困难，而且要求高吨位的起重设备(见图2—5c)。装配式与装配整体式框架的接头型式主要有如下几种：(1)梁与柱的接头。①暗牛腿刚接方式(图2—6a)；②明牛腿刚接方式(图2—6b)。(2)柱与柱的接头方式——焊接连接(图2—6c)(3)梁与板的接头方式——叠合梁式(图2—6d)。第三节框架的布置、柱网尺寸及构件截面尺寸框架本身是平面结构，由框架组成的网格式的房屋，应该说是空间结构体系

7、。但框架结构力学计算并没有按空间结构去分析，也没考虑它的空间作用，只是简单地把框架本身按平面结构去分析而己。因此，在框架结构房屋的设计中，框架结构布置的好坏直接影响结构是否合理和建筑物是否合理适用。所以，如何进行框架的布置(选择哪个方向的框架作主要承重框架)，就有一个选择与比较的问题。一、框架的布置根据承重框架布置方向的不同，布置可有以下三种；(一)主要承重框架横向布置这种布置以横向框架作为主要承重框架，所以