【正文】 第十一章 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu) 組成 梁 基礎(chǔ) 柱 剛性節(jié)點(diǎn) 固定連接 框架梁、柱既承受豎向荷載，又承受水平 荷載。 特點(diǎn)： 平面布局靈活，易于滿足設(shè)置大房間的需要，承受豎向荷載很合理?？蚣艿目箓?cè)剛度小，抵抗水平荷載能力較差。 應(yīng)用： 非地震區(qū) ： 15－ 20層 地震區(qū)： 10層以下 框架中的墻體屬填充墻，一般采用輕質(zhì)材料填充，起保溫、隔熱、分割室內(nèi)空間作用，因此它的平面布置靈活，可提供較大的室內(nèi)空間。 由于框架柱的抗側(cè)移剛度較小，框架結(jié)構(gòu)主要用在層數(shù)不多、水平荷載較小的情況適用于各種多層工業(yè)廠房和倉(cāng)庫(kù)及大多數(shù)民用建筑，如辦公樓、旅館、醫(yī)院、學(xué)校、商店及住宅。 框架結(jié)構(gòu) 框 架 結(jié) 構(gòu) 類 型 現(xiàn)澆整體式 裝配式 裝配整體式 全部構(gòu)件現(xiàn)場(chǎng)澆注 優(yōu)點(diǎn)：整體性好、抗震性好、 剛度大、預(yù)埋鐵少、 平面布置靈活 …… 缺點(diǎn)：耗模板量大、工期長(zhǎng)、 現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè)量大、 冬施需防凍 …… 全部構(gòu)件預(yù)制，現(xiàn)場(chǎng)裝配連接 優(yōu)點(diǎn)：省模板、工期短、 構(gòu)件可標(biāo)準(zhǔn)定型化 …… 缺點(diǎn)：預(yù)埋件多、整體性差、 抗震性差、用鋼量大、 …… 預(yù)制構(gòu)件，現(xiàn)場(chǎng)安裝就位， 在連接處現(xiàn)澆混凝土形成整體。 優(yōu)點(diǎn)：省模板、預(yù)埋件少、 工期短、用鋼量少、 抗震整體性好 …… 缺點(diǎn)：施工復(fù)雜、增加了現(xiàn)場(chǎng) 混凝土二次澆注工作量 …… 結(jié) 構(gòu) 布 置 原 則 開(kāi)間、進(jìn)深盡可能統(tǒng)一：構(gòu)件類型規(guī)格盡可能少 平面應(yīng)簡(jiǎn)單、規(guī)則、對(duì)稱：盡可能使受力合理 剛度沿高度分布均勻：避免突變、錯(cuò)層、局部夾層 控制房屋高寬比 H/B≤4：保證必要的抗側(cè)移剛度 設(shè)置必要的變形縫 伸縮縫 裝配式 室內(nèi) ≤75m 露天 ≤50m 整體式 裝配整體式 室內(nèi) ≤55m 露天 ≤35m 變形縫對(duì)構(gòu)造、 施工、結(jié)構(gòu)整體性等不利，基礎(chǔ)防水不易處理，實(shí)際采用可靠的構(gòu)造措施和施工措施（如設(shè)置后 澆帶）減少或 避免設(shè)縫 柱網(wǎng)布置 生產(chǎn)工藝要求 建筑平面布置要求 結(jié)構(gòu)受力合理 方便施工 布置方式：內(nèi)廊式、跨度組合式 柱網(wǎng)應(yīng)與建筑分隔墻體布置相協(xié)調(diào) 使豎載下結(jié)構(gòu)內(nèi)力均勻分布合理 易施工：進(jìn)度快、造價(jià)低、保質(zhì)量 框架結(jié)構(gòu)布置的基本原則還應(yīng)滿足： 柱網(wǎng)布置 ?建筑平面布置 ?結(jié)構(gòu)受力合理 ?施工方便 內(nèi)廊式 跨度組合式 —— 等跨 跨度組合式 —— 不等跨 框架結(jié)構(gòu)的柱網(wǎng)布置既要滿足生產(chǎn)工藝和建筑平 面布置的要求 ， 又要使結(jié)構(gòu)受力合理 ， 施工方便 。 ⑴ 柱網(wǎng)布置應(yīng)滿足生產(chǎn)工藝要求 在多層工業(yè)廠房設(shè)計(jì)中 ， 柱網(wǎng)布置方式可分為 內(nèi) 廊式 、 跨度組合式 （ 等跨式 、 對(duì)稱不等跨式 ） 等 ， 見(jiàn) 上圖 。 ① 內(nèi)廊式柱網(wǎng)常為對(duì)稱三跨 ， 邊跨跨度 (房間進(jìn)深 )常 為 、 、 、 12m；中間跨為走廊跨度 ，常為 、 、 。 ② 等跨式柱網(wǎng)適用于廠房 、 倉(cāng)庫(kù) 、 商店 ， 其進(jìn)深常為 6m、 、 9m、 12m等 ， 柱距常為 6m。 ③ 對(duì)稱不等跨柱網(wǎng)常用于建筑平面寬度較大的廠房 ， 常用的柱網(wǎng)有 ( +++ ) ， (++++) ， (++) 。 ⑵ 柱網(wǎng)布置應(yīng)滿足建筑平面布置的要求 ① 在旅館 、 辦公樓等民用建筑中 ， 柱網(wǎng)布置應(yīng)與建筑 分隔墻布置相協(xié)調(diào) 。 ② 四行柱三跨框架 （ 15m左右 ） 。 ③ 三行柱兩跨框架 （ 10m左右 ） 。 ④ 開(kāi)間 ～ 。 ⑶ 柱網(wǎng)布置要使結(jié)構(gòu)受力合理 ① 跨度均勻或邊跨略小時(shí)較合理 。 ② 三跨框架比兩跨框架內(nèi)力小 ， 較合理 。 ⑷ 柱網(wǎng)布置應(yīng)使施工方便 （ 對(duì)于裝配式結(jié)構(gòu) ） ① 構(gòu)件的最大長(zhǎng)度和最大重量 ， 使之滿足吊裝 ， 運(yùn)輸 條件 。 ② 構(gòu)件尺寸的模數(shù)化 、 標(biāo)準(zhǔn)化 ， 以滿足工業(yè)化生產(chǎn)的要求 ? 現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)可不受建筑模數(shù)和構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)的限制 ，但在結(jié)構(gòu)布置時(shí)亦應(yīng)盡量使梁板布置簡(jiǎn)單規(guī)則 ， 以方便施工 。 層高要求 工業(yè)廠房層高的確定需綜合考慮車間工藝設(shè) 備、管道布置、空中傳送設(shè)備、車間采光等因 素。由于結(jié)構(gòu)底層往往有較大的設(shè)備和產(chǎn)品， 甚至有起重運(yùn)輸設(shè)備，故底層層高一般比樓層 高，常用的底層層高有 、 、 、 、 、 、 ；在同一廠房中，樓 層層高宜取同一尺寸，常用的樓層層高有 、 、 、 、 、 、 。 民用房屋的層高通常按 300mm進(jìn)級(jí)，層高 常采用 、 、 、 、 。 承 重 框架 布 置 橫向框架承重 縱向框架承重 縱橫向混合承重（預(yù)制板、現(xiàn)澆板） 縱橫向混合承重（井式樓蓋） 橫向框架承重：橫向剛度大、有利于抵抗橫向水平 荷載，縱向連系梁較小，利于房屋 采光、通風(fēng)。 縱向框架承重 ： 橫向連系梁較小，利于設(shè)備管線 穿行，開(kāi)間布置靈活，但橫向剛 度差。 縱橫向混合承重 ： 縱橫向梁截面均較大 (剛度大 )， 整體性能好，采用較多。 橫向承重框架 ?房屋橫向剛度大，側(cè)移小 ?橫梁高度大，室內(nèi)有效凈空小 ?非抗震時(shí)使用 縱向承重框架 ?連系梁截面較小，框架梁截面尺寸大，室內(nèi)有效凈空高 ?對(duì)縱向地基不均勻沉降較有利 ?房屋橫向剛度小，側(cè)移大 橫向框架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是，主要承重框架是 由橫向承重梁與柱構(gòu)成，樓板支承在橫向框 架梁上，再由縱向連系梁將橫向框架連接成 一個(gè)空間結(jié)構(gòu)整體 。 在豎向荷載作用下，橫向框架按多層剛 架進(jìn)行內(nèi)力分析。 在水平風(fēng)荷載的作用下，僅對(duì)橫向框架 進(jìn)行內(nèi)力分析；而在水平地震作用下，對(duì)其 橫向框架和縱向框架都應(yīng)進(jìn)行內(nèi)力分析。 橫向框架承重結(jié)構(gòu)其橫向剛度大、有利 于抵抗橫向水平荷載，縱向連系梁較小，利 于房屋采光、通風(fēng)。 縱向框架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是 主要承重框架是由縱向承重 梁與柱構(gòu)成，樓板支承在縱 向框架梁上，再由橫向連系 梁將橫向框架連接成一個(gè)空 間結(jié)構(gòu)整體 。 在豎向荷載作用下，縱向框架按多層剛 架進(jìn)行內(nèi)力分析。 在水平風(fēng)荷載的作用下，僅對(duì)橫向框架 進(jìn)行內(nèi)力分析；而在水平地震作用下，對(duì)其 橫向框架和縱向框架都應(yīng)進(jìn)行內(nèi)力分析。 橫向連系梁較小，利于設(shè)備管線穿行， 開(kāi)間布置靈活，但橫向剛度差。 適用范圍于 層數(shù)不多的無(wú)抗震要求的廠房。 縱橫雙向承重 整體性好，受力好； 適用于整體性要求較高和樓面荷載較大的情況。 單向板樓蓋 雙向板樓蓋 一、框架梁的截面尺寸 ? hb=(1/8— 1/18)lb (剛度要求 ) hb≤ lbn/4 （ 避免短梁 ） bb=(1/2— 1/4)hb bb≥ 200mm (構(gòu)造要求 ) bb≥ bc/2 式中 lb、 lbn—— 分別為主梁的計(jì)算跨度和凈跨度 。 ? 梁高也可以按下列經(jīng)驗(yàn)公式估算： 兩端無(wú)支托的梁 ， 按彎矩 （ ～ ） M0來(lái)估算梁高； 兩端有支托的梁 ， 按彎矩 （ ～ ） M0來(lái)估算梁高 。 M0 —— 按簡(jiǎn)支梁計(jì)算的跨中最大彎矩 。 ? 框架結(jié)構(gòu)縱向連系梁截面高度： 可按 hb=(1/14— 1/18)lb確定 (lb為連系梁計(jì)算跨度 )。 二、框架柱的截面尺寸 ① 最小構(gòu)造尺寸 ? 矩形截面柱： hc/bc≤ 3；剪跨比 ≤ 2； ? 抗震設(shè)計(jì)時(shí)： b c ≥ 300mm； 非抗震設(shè)計(jì)時(shí)：bc≥ 250mm； bc=(1/12～ 1/18)h； ? hc≥250mm， hc≥( 1/15～ 1/20)h（ h為層高 ） 。 ? 圓形截面柱： dc≥ 350mm。 ② 滿足軸壓比限制 ?軸壓比 ： 柱的平均軸向壓應(yīng)力與混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度 fc的比值 （ 或指柱考慮地震作用組合的軸壓力設(shè)計(jì)值與柱全截面面積和混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值乘積的比值 ） 。 一、計(jì)算單元的確定 ? 橫向框架 ：一般取中間有代表性的一榀進(jìn)行分析即可 ； ? 縱向框架 ：作用于縱向框架上的荷載則各不相同，必要時(shí)應(yīng)分別進(jìn)行計(jì)算。 二、節(jié)點(diǎn)的簡(jiǎn)化 梁柱節(jié)點(diǎn)可簡(jiǎn)化為： 剛接節(jié)點(diǎn) 、 鉸接節(jié)點(diǎn)和半鉸節(jié)點(diǎn) ? 現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架 —— 剛接節(jié)點(diǎn)； ? 裝配式框架 —— 鉸接節(jié)點(diǎn)或半鉸節(jié)點(diǎn) （ 預(yù)埋鋼板在其自身平面外的剛度很小 ， 難以保證結(jié)構(gòu)受力后梁柱間沒(méi)有相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng) ） ； ? 裝配整體式框架 —— 剛接節(jié)點(diǎn) （ 這種節(jié)點(diǎn)的剛性不如現(xiàn)澆式框架好 ， 節(jié)點(diǎn)處梁端的實(shí)際負(fù)彎矩要小于計(jì)算值 ） 。 框架柱腳支座可分為 固定支座和鉸支座 ? 現(xiàn)澆鋼筋混凝土柱 —— 固定支座； ? 預(yù)制柱杯形基礎(chǔ) —— 視構(gòu)造措施不同分別簡(jiǎn)化為固定支座和鉸支座 。 三、跨度與層高的確定 跨度即取柱子軸線之間的距離（當(dāng)上下層柱截面尺寸變化時(shí)，一般以最小截面的形心線來(lái)確定）。 層高 (框架柱的長(zhǎng)度 )即為相應(yīng)的建筑層高，而底層柱的長(zhǎng)度則應(yīng)從基礎(chǔ)頂面算起。 ? 為了簡(jiǎn)化計(jì)算 ， 還可作如下規(guī)定： 當(dāng)框架橫梁為坡度 i≤1/8的斜梁時(shí) ， 可簡(jiǎn)化為水平 直桿 。 對(duì)于不等跨的框架；當(dāng)各跨跨度相差不大于 10％ 時(shí) ， 可簡(jiǎn)化為等跨框架 ， 計(jì)算跨度取原框架各跨跨 度的平均值 。 當(dāng)框架橫梁為有支托的加腋梁時(shí) ， 如 Im/I4或 hm/h， 則可不考慮支托的影響 ， 而簡(jiǎn)化為無(wú)支 托的等截面梁 ， Im、 hm為支托端最高截面的慣性矩 和高度 ， I， h為跨中等截面梁的截面慣性矩和高度 。 四、樓面與梁的共同作用、框架梁的慣性矩 ?在框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和位移計(jì)算中