建筑部位详解框架结构.docx

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建筑部位详解框架结构

框架结构

框架结构是指由梁和柱以钢接或者铰接相连接而成，构成承重体系的结构，即由梁和柱组成框架共同抵抗使用过程中出现的水平荷载和竖向荷载。

结构的房屋墙体不承重，仅起到围护和分隔作用，一般用预制的加气混凝土、膨胀珍珠岩、空心砖或多孔砖、浮石、蛭石、陶粒等轻质板材等材料砌筑或装配而成。

中文名

框架结构

外文名

FrameStructure

又名

构架式结构

材料

梁和柱

方法

刚接或者铰接

性质

构成承重体系

原料

钢筋混凝土、钢材，或木材

分类

框架结构又称构架式结构。

房屋的框架按跨数分有单跨、多跨；按层数分有单层、多层；按立面构成分为对称、不对称；按所用材料分为钢框架、混凝土框架、胶合木结构框架或钢与钢筋混凝土混合框架等。

其中最常用的是混凝土框架〔现浇整体式、装配式、装配整体式，也可根据需要施加预应力，主要是对梁或板〕、钢框架。

装配式、装配整体式混凝土框架和钢框架适合大规模工业化施工，效率较高，工程质量较好。

特点

框架建筑的主要优点：

空间分隔灵活，自重轻，节省材料；具有可以较灵活地配合建筑平面布置的优点，利于安排需要较大空间的建筑结构；框架结构的梁、柱构件易于标准化、定型化，便于采用装配整体式结构，以缩短施工工期；采用现浇混凝土框架时，结构的整体性、刚度较好，设计处理好也能达到较好的抗震效果，而且可以把梁或柱浇注成各种需要的截面形状。

抗震房-房屋框架结构

框架结构体系的缺点为：

框架节点应力集中显著；框架结构的侧向刚度小，属柔性结构框架，在强烈地震作用下，结构所产生水平位移较大，易造成严重的非结构性破坏数量多，吊装次数多，接头工作量大，工序多，浪费人力，施工受季节、环境影响较大；不适宜建造高层建筑，框架是由梁柱构成的杆系结构，其承载力和刚度都较低，特别是水平方向的〔即使可以考虑现浇楼面与梁共同工作以提高楼面水平刚度，但也是有限的〕，它的受力特点类似于竖向悬臂剪切梁，其总体水平位移上大下小，但相对于各楼层而言，层间变形上小下大，设计时如何提高框架的抗侧刚度与控制好结构侧移为重要因素，对于钢筋混凝土框架，当高度大、层数相当多时，结构底部各层不但柱的轴力很大，而且梁和柱由水平荷载所产生的弯矩和整体的侧移亦显著增加，从而导致截面尺寸和配筋增大，对建筑平面布置和空间处理，就可能带来困难，影响建筑空间的合理使用，在材料消耗和造价方面，也趋于不合理，故一般适用于建造不超过15层的房屋。

区别

框架结构与砖混结构的区别

框架结构与砖混结构主要是承重方式的区别。

框架结构住宅的承重结构是梁、板、柱，而砖混结构的住宅承重结构是楼板和墙体。

在结实性上，理论上说框架结构能够达到的结实性要大于砖混结构，所以砖混结构在做建筑设计时，楼高不能超过6层，而框架结构可以做到几十层。

但在实际建设过程中，国家规定了建筑物要达到的抗震等级，无论是砖混还是框架，都要达到这个等级，而开发商即使用框架结构盖房子，也不会为了提高建筑巩固程度而增加投资，只要满足抗震等级就可以了。

在隔音效果上来说，砖混住宅的隔音效果是中等的，框架结构的隔音效果取决于隔断材料的选择，一些高级的隔断材料的隔音效果要比砖混好，而普通的隔断材料，如水泥空心板之类的，隔音效果是很差的。

如果你要进展室内空间的改造，框架结构因为多数墙体不承重，所以改造起来比拟简单，敲掉墙体就可以了，而砖混结构中很多墙体是承重结构，不允许拆除的，你只能在少数非承重墙体上做文章。

区别承重墙和非承重墙的一个简单方法是看墙体厚度，240mm厚度的墙体是承重的，120mm或者更薄的墙体是非承重的[1]。

框架结构与框剪结构的区别

框剪结构与框架结构的主要区别就是多了剪力墙，框架结构的侧向刚度不强，高层或超高层的框架结构建筑更是如此！

为了解决这个问题故使用剪力墙〔或称抗震墙〕。

剪力墙是自根底顶面至设计高度不中断的抗侧力构件，其抗侧刚度大，但抗侧平面外刚度小，故一般不考虑其承受竖向荷载，它的布置要按照相关规定进展，当然剪力墙也可以起到墙体的围护和分隔作用。

案例

框架剪力墙结构

俗称为框剪结构它是框架结构和剪力墙结构两种体系的结合，在结构平面布置上除了布置了框架还增加了局部剪力墙〔或称抗震墙〕吸取了各自的长处，既能为建筑平面布置提供较大的使用空间，又具有良好的抗侧力性能。

框剪结构中的剪力墙可以单独设置，也可以利用电梯井、楼梯间、管道井等墙体。

因此，这种结构已被广泛地应用于各类房屋建筑。

框架结构的变形是剪切型，上部层间相对变形小，下部层间相对变形大。

剪力墙结构的变形为弯曲型，上部层间相对变形大，下部层间相对变形小。

对于框剪结构，由于两种结构协同工作变形协调，形成了弯剪变形，从而减小了结构层间的相对位移比和顶点位移比，使结构的侧向刚度得到了提高。

从受力特点看，由于框剪结构中的剪力墙侧向刚度比框架的侧向刚度大得多，在水平荷载作用下，一般情况下，约80%以上用剪力墙来承当。

因此，使框架结构在水平荷载作用下所分配的楼层剪力，沿高度分布比样均匀，各层梁柱的弯矩比拟接近，有利于减小梁柱规格，便于施工。

在结构抗震设计中，框剪结构的剪力墙是第一道防线，框架为第二道防线。

应用X围

框架结构可设计成静定的三铰框架或超静定的双铰框架与无铰框架。

混凝土框架结构广泛用于住宅、学校、办公楼，也有根据需要对混凝土梁或板施加预应力，以适用于较大的跨度；框架钢结构常用于大跨度的公共建筑、多层工业厂房和一些特殊用途的建筑物中，如剧场、商场、体育馆、火车站、展览厅、造船厂、飞机库、停车场、轻工业车间等。

施工要求

梁的截面尺寸

宜符合如下各项要求：

〔1〕截面宽度不宜小于200mm;

〔2〕截面高宽比不宜大于4;

〔3〕净跨与截面高度之比不宜小于4.

采用梁宽

大于柱宽的扁梁时，楼板应现浇，梁小线宜与柱中线重合，扁梁应双向布置，且不宜用于一级框架结构。

扁梁的截面尺寸应符合如下要求，并应满足现行有关规X对挠度和裂缝宽度的规定：

梁的钢筋配置

应符合如下各项要求：

〔1〕粱端纵向受拉钢筋的配筋率不宜大于2.5%。

且计入受压钢筋的梁端混凝土受压区高度和有效高度之比，一级不应大于0.25.二、三级不应大于0.35.

〔2〕梁端截面的底面和顶面纵向钢筋配筋量的比值，除按计算确定外，一级不应小于0.5，二、三级不应小于0.3.

〔3〕梁端箍筋加密区的长度、箍筋最大间距和最小直径应按表12-29采用，当梁端纵向受拉钢筋配筋率大于2%时，表中箍筋最小直径数值应增大2mm.

梁的纵向钢筋配置

尚应符合如下各项要求：

〔1〕沿梁全长顶面和底面的配筋，一、二级不应少于2φ14，且分别不应少于梁两端顶面和底面纵向配筋中较大截面面积的1/4，三、四级不应少于2φ12;

〔2〕一、二级框架梁内贯穿中柱的每根纵向钢筋直径，对矩形截面柱，不宜大于柱在该方向截面尺寸的1/20；对圆形截面柱，不宜大于纵向钢筋所在位置柱截面弦长的1/20.

梁端加密区的箍筋肢距

一级不宜大于200mm和20倍箍筋直径的较大值，二、三级不宜大于250mm和20倍箍筋直径的较大值，四级不宜大于300mm.

柱的截面尺寸

宜符合如下各项要求：

〔1〕截面的宽度和高度均不宜小于300mm；圆柱直径不宜小于350mm.

柱的钢筋配置

应符合如下各项要求：

〔1〕柱纵向钢筋的最小总配筋率应按表12-31采用，同时每一侧配筋率不应小于0.2%；对建造于Ⅳ类场地且较高的高层建筑，表中的数值应增加0.1.

注：

采用HRB400级热轧钢筋时应允许减少0.1，混凝土强度等级高于C60时应增加0.10.

2〕二级框架柱的箍筋直径不小于10mm且箍筋肢距不大于200mm时，除柱根外最大间距应允许采用150mm；三级框架柱的截面尺寸不大于400mm时，箍筋最小直径应允许采用6mm；四级框架柱剪跨比不大于2时，箍筋直径不应小于8mm.

3〕框支柱和剪跨比不大于2的柱，箍筋间距不应大于100mm.

柱的纵向钢筋配置

尚应符合如下各项要求：

〔1〕宜对称配置。

〔2〕截面尺寸大于400mm的柱，纵向钢筋间距不宜大于200mm.

〔3〕柱总配筋率不应大于5%。

〔4〕一级且剪跨比不大于2的柱，每侧纵向钢筋配筋率不宜大于1.2%。

〔5〕边柱、角柱与抗震墙端柱在地震作用组合产生小偏心受拉时，柱内纵筋总截面面积应比计算值增加25%。

〔6〕柱纵向钢筋的绑扎接头应避开柱端的箍筋加密区。

柱的箍筋加密X围

应按如下规定采用：

〔1〕柱端，取截面高度〔圆柱直径〕，柱净高的1/6和500mm三者的最大值。

〔2〕底层柱，柱根不小于柱净高的1/3；当有刚性地面时，除柱端外尚应取刚性地面上下各500mm.

〔3〕剪跨比不大于2的柱和因设置填充墙等形成的柱净高与柱截面高度之比不大于4的柱，取全高。

〔4〕框支柱，取全高。

〔5〕一级与二级框架的角柱，取全高。

柱箍筋加密区箍筋肢距

一级不宜大于200mm，一般而言，二、三级不适合大于250mm和20倍箍筋直径的较大值，四级不适合大于300mm，至少每隔一根纵向钢筋宜在两个方向有箍筋或拉筋约束；采用拉筋复合箍时，拉筋宜紧靠纵向钢筋并钩住箍筋。

柱箍筋加密区的体积配箍率

注：

①普通箍指单个矩形箍和单个圆形箍；复合箍指由矩形、多边形、圆形箍或拉筋组成的箍筋；复合螺旋箍指由螺旋箍与矩形、多边形、圆形箍或拉筋组成的箍筋；连续复合矩形螺旋箍指全部螺旋箍为同一根钢筋加工而成的箍筋；

②框支柱宜采用复合螺旋箍或井字复合箍，其最小配箍特征值应比表内数值增加0.02，且体积配箍不应小于1.5%;

③剪跨比不大于2的柱宜采用复合螺旋箍或井字复合箍，其体积配箍率不应小于1.2%，9度时不应小于1.5%;

计算复合螺旋箍的体积配箍率时，其非螺旋箍的箍筋体积应乘以换算系数0.8.

柱箍筋非加密区的体积配箍率

不宜小于加密区的50%；箍筋间距，一、二级框架柱不应大于10倍纵向钢筋直径，三、四级框架柱不应大于15倍纵向钢筋直径。

框架节点核芯区箍筋的最大间距和最小直径

宜按本章6.3.8条采用，一、二、三级框架节点核芯区配箍特征值分别不宜小于0.12、0.10和0.08且体积配箍率分别不宜小于0.6%、0.5%和0.4%。

柱剪跨比不大于2的框架节点核芯区配箍特征值不宜小于核心区上、下柱端的较大配箍特征值。

[2]

施工方法

algor框架结构有限元分析

主要是设计依据，抗震等级，人防等级，地基情况与承载力，防潮抗渗做法，活荷载值，材料等级，施工中的须知事项，选用详图，通用详图或节点，以与在施工图中未画出而通过说明来表达的信息。

如混凝土的含碱量不得超过3kg/m3等等。

包括：

〔1〕.预制板的布置〔板的选用、板缝尺寸与配筋〕。

标注预制板的块数和类型时，不要采用对角线的形式。

因为此种方法易造成线的交叉，宜采用水平线或垂直线的方法，一样类型的房间直接标房间类型号。

应全楼统一编号，可减少设计工作量，也方便施工人员看图。

板缝尽量为40，此种板缝可不配筋或加一根筋。

布板时从房间里面往外布板，尽量采用宽板，现浇板带留在靠窗处，现浇板带宽最好≥200〔考虑水暖的立管穿板〕。

如果构造上要求有整浇层时，板缝应大于60。

整浇层厚50，配双向φ6250，混凝土C20。

纯框架结构一般不需要加整浇层。

构造柱处不得布预制板。

地下车库由于防火要求不可用预制板。

框架结构不宜使用长向板，否如此长向板与框架梁平行相接处易出现裂缝。

建议使用PMCAD的人工布板功能布预制板，自动布板可能不能满足用户的施工图要求，仅能满足定义荷载传递路线的要求。

对楼层净高很敏感、跨度超过6.9米或不符合模数时可采用SP板，SP板120厚可做到7.2米跨。

〔2〕.现浇板的配筋〔板上、下钢筋，板厚尺寸〕。

板厚一般取120、140、160、180四种尺寸或120、150、180三种尺寸。

尽量用二级钢包括直径φ10〔供货较少〕的二级钢，直径≥12的受力钢筋，除吊