多层框架房屋建筑结构设计问题探讨[参考]

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1、多层框架房屋建筑结构设计问题探讨【摘要】多层框架结构具有结构布置灵活、传力明确、整体性和抗震性好等优点，可适合多种工艺与使用功能的要求。但在框架结构设计中仍存在着一些概念性和实际性的问题，需要设计人员予以高度重视，文章对多层框架房屋建筑结构设计进行了探讨。【关键词】多层框架；房屋建筑；结构设计钢筋混凝土多层框架结构由于具有结构灵活、结构传力明确、整体性强和抗震能力强等诸多优点被广泛应用。虽然该种结构形式看上去比较简单，但设计时若把握不好就会出现很多问题，以下是多层框架结构设计中的经验总结。一、框架结构概述1、多层框架结构布局结构平面布局和立面体系使各部分刚度均匀对称，要简单规

2、则，减少结构产生扭转的可能性。尽量统一柱网及层高，减少构件各种规格，做到简化。限制框架结构的高宽比。应考虑温度变化和混凝土的收缩、地基不均匀沉降等影响。2、框架尺寸及材料强度框架梁、柱截面尺寸应根据刚度、承载力及延性等要求确定。初步设计时，通常由经验或估算先选定截面尺寸，以后进行变形、承载力等验算，检查所选尺寸。梁截面尺寸确定：框架结构中框架梁的截面高度hb可根据梁的计算跨度lb、活荷载大等，按hb=（1/18～1/10）lb确定。为了防止梁发生剪切脆性破坏，hb不宜大于1/4净跨。主梁截面宽度可取bb=（1/3～1/2）hb，且不宜小于200毫米。为了保证梁的侧向稳定性，梁

3、截面的高宽比（hb/bb）不宜大于4。二、多层框架结构房屋的设计1、计算单元的确定框架结构房屋是空间结构体系，一般应按三维空间结构进行分析。但对于平面布置较规则的框架结构房屋，为了简化计算，通常将实际的空间结构简化为若干个横向或纵向平面框架进行分析，每榀平面框架为一计算单元。就承受竖向荷载而言，当横向（纵向）框架承重，且在截取横向（纵向）框架计算时，全部竖向荷载由横向（纵向）框架承担，不考虑纵向（横向）框架的作用。当纵、横向框架混合承重时，应根据结构的不同特点进行分析，并对竖向荷载按楼盖的实际支承情况进行传递，这时竖向荷载通常由纵、横向框架共用承担。2、框架结构计算简图在框架

4、结构的计算简图中，梁、柱用其轴线表示，梁与柱之间的连接用节点表示，梁或柱的长度用节点间的距离表示，框架柱轴线之间的距离即为框架梁的计算跨度；框架柱的计算高度应为各横梁形心轴线间的距离，当各层梁截面尺寸相同时，除底层外，柱的计算高度即为各层层高。对于梁、柱、板均为现浇的情况，梁截面的形心线可近似取至板底。对于底层柱的下端，一般取至基础顶面；当设有整体刚度很大的地下室；且地下室结构的楼层侧向刚度不小于相邻上部结构楼层侧向刚度的二倍时，可取至地下室结构的顶板处。在实际工程中，框架柱的截面尺寸通常沿房屋高度变化。当上层柱截面尺寸减小但其形心轴仍与下层柱的形心轴重合时，其计算简图与各层

5、柱截面不变时的相同。当上、下层柱截面尺寸不同且形心轴也不重合时，一般采取近似方法，即将顶层柱的形心线作为整个柱子的轴线，在框架结构的内力和变形分析中，各层梁的计算跨度及线刚度仍应按实际情况取；另外，尚应考虑上、下层柱轴线不重合，由上层柱传来的轴力在变截面处所产生的力矩。此力矩应视为外荷载，与其他竖向荷载一起进行框架内力分析。3、框架结构上的荷载作用在高层建筑结构上的荷载有水平荷载和竖向荷载。竖向荷载包括恒载和楼面活荷载，水平荷载包括风荷载和水平地震作用。楼面活荷载作用在高层框架结构上的楼面活荷载，可按《荷载规范》根据房屋及房间的不同用途取用。4、水平荷载作用下内力计算水平荷载

6、作用下框架结构内力可用D值法、反弯点法等简化方法计算。其中D值法的计算精度较高，当梁、柱线刚度比大于3时，反弯点法也有较好的计算精度。D值是框架结构层间柱产生单位相对侧移所需施加的水平剪力，可用于框架结构的侧移计算和各柱间的剪力分配。D值是在考虑框架梁为有限刚度、梁柱节点有转动的前提下得到的，故比较接近实际情况。影响柱反弯点高度的主要因素是柱上、下端的约束条件。柱两端的约束刚度不同，相应的柱端转角也不相等，反弯点向转角较大的一端移动，即向约束刚度较小的一端移动。D值法中柱的反弯点位置就是根据这种规律确定的。在水平荷载作用下，框架结构各层产生层间剪力和倾覆力矩。层间剪力使梁、柱

7、产生弯曲变形，引起的框架结构侧移曲线具有整体剪切型变形特点；倾覆力矩使框架柱产生轴向拉、压变形，引起的框架结构侧移曲线具有整体弯曲型变形特点。当框架结构房屋较高或其高宽比较大时，宜考虑柱轴向变形对框架结构侧移的影响。5、框架结构的内力与位移计算分层法：竖向荷载作用下框架结构的受力特点及内力计算假定不考虑框架结构的侧移对其内力的影响，每层梁上的荷载仅对本层梁及其上、下柱的内力产生影响，对其他各层梁、柱内力的影响可忽略不计。应当指出，上述假定中所指的内力不包括柱轴力，因为某层梁上的荷载对下部各层柱的轴力均有