第十三章 多层框架结构

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1、第十三章多层框架结构学习目标通过本章学习应了解框架结构体系选择方法、结构布置原则及计算简图的确定，并应掌握竖向荷载作用下框架内力分析的分层法和二次弯矩分配法，水平力作用下框架内力分析的D值法等内力和变形的近似计算方法。熟悉和领会荷载效应组合的原则、构件截面设计的方法及框架结构的构造要求。第一节框架结构体系及布置我国《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3一2002把10层及10层以上的房屋定义为高层建筑，一般认为10层以下房屋属于多层建筑。一、框架结构体系（一）框架结构组成框架结构是由梁、柱、节点及基础组成的结构形式，横梁和立柱通过节点连为一体，形成承重结构，将荷载传至基础（

2、图13-1）。框架可以是等跨或不等跨的，也可以是层高相同或不完全相同的，有时因工艺和使用要求，也可能在某层抽柱或某跨抽梁，形成缺梁缺柱的框架（图13-1b）。（二）框架结构类型1、纯(全)框架结构整个房屋全部采用框架结构的称为纯(全)框架结构。框架结构根据施工方法的不同可分为整体式、装配式和装配整体式三种。（1）整体式框架又称全现浇框架，它由现场支模浇注而成，整体性好，抗震能力强。（2）装配式框架的梁、柱等构件均为预制，施工时把预制的构件吊装就位，并通过节点进行连接。（3）装配整体式框架兼有整体式和装配式框架的优点，预制构件在现场吊装就位后，通过在预制梁上浇注叠合层等措施，

3、便框架连成整体。2、底层框架结构底层框架结构房屋是指底层为框架-抗震墙结构(图13-2)，上层为承重的砌体墙和钢筋混凝土楼板的混合结构房屋。3、内框架结构房屋内部由梁、柱组成的框架承重，外部由砌体承重，楼(屋)面荷载由框架与砌体共同承担(图13-3)。这种框架称为半框架或内框架结构。（三）框架结构布置按照结构布置不同，框架结构可以分为横向承重、纵向承重和纵横双向承重三种布置方案。二、变形缝1、沉降缝沉降缝是为了避免地基不均匀沉降在房屋构件中引起裂缝而设置的，当房屋因上部荷载不同或因地基存在差异而有可能产生过大的不均匀沉降时，应设沉降缝将建筑物从基础至屋顶全部分开，使得各部分

4、能够自由沉降，不致在结构中引起过大内力，避免混凝土构件出现裂缝。房屋扩建时，新建部分与原有建筑结合处也需用沉降缝分开，因为原有建筑沉降已趋于稳定，高层建筑主体结构与附属裙房两者重量悬殊，应设缝分开，高层建筑常设地下室，沉降缝的设置会使地下室的构造复杂，施工困难，基础防水也不容易处理，可采取措施调整各部分沉降差，不留永久沉降缝。2、伸缩缝伸缩缝是为了避免温度应力和混凝土收缩应力便房屋产生裂缝而设置的。3、防震缝当房屋平面复杂、立面高差悬殊、各部分质量和刚度截然不同时，在地震作用下会产生扭转振动加重房屋的破坏，或在薄弱部位产生应力集申导致过大变形。为避免上述现象发生，必须设置防

5、震缝，把复杂不规则结构变为若干简单规则结构。防震缝应有足够的宽度，以免地震作用下相邻房屋不发生碰撞。房屋既需设沉降缝又需设伸缩缝时，沉降缝可兼作伸缩缝，两缝合并设置。对有抗震设防要求的房屋，其沉降缝和伸缩缝均应符合防震缝要求，并尽可能三缝合并设置。三、框架梁、柱截面尺寸1、梁、柱截面形式框架梁的截面形状在整体式框架中以T形和倒L形为主；在装配式框架中一般采用矩形，也可做成T形和花篮形；装配整体式框架中常做成花篮形。框架柱截面形状一般为矩形或正方形，也可根据需要做成圆形或其它形状。2、梁、柱截面尺寸(1)梁截面尺寸框架梁的截面高度可根据梁的跨度、约束条件及荷载大小进行选择，一

6、般取梁高～，其中为梁的跨度，当框架梁为单跨或荷载较大时取大值，当架梁为多跨或荷载较小时取小值。为防止梁发生剪切破坏，梁高h不宜大于1/4净跨。框架梁的截面宽度可取～为了使端部节点传为可靠，梁宽b不宜小于柱宽的1/2，且不应小于250mm。为了降低楼层高度或便于管道铺设，也可将框架梁设计成宽度较大的扁梁，扁梁的截面高度可取～。当采用叠合梁时，后浇部分截面高度不宜小于120mm。框架连系梁的截面高度可按～确定，宽度不宜小于梁高的1/4。(2)柱截面尺寸柱截面高度可取～，H为层高；柱截面宽度可～，并按下述方法进行初步结算。框架柱承受竖向荷载为主时，可先按负荷面积估算出柱轴力，再按

7、轴心受压柱验算。考虑到弯矩影响，适当将柱轴力乘以1.2～1.4的放大系数。柱的截面高度不宜小于400mm，宽度不宜小于350mm。为避免发生剪切破坏，柱净高与截面长边之比宜大于4。3、梁截面惯性矩梁截面惯性取值如下：现浇整体式框架梁：中间框架梁2.0，边框架梁1.5；装配整体式框架梁：中间框架梁1.5，边框架梁1.2。四、框架结构计算简图1、平面计算单元计算单元取相邻两框架柱距的一半(图13-6a)。当采用横向承重方案时，截取横向框架作为计算单元，认为全部竖向荷载由横向框架承担。当采用纵向承重方案时，截取纵向框架作