【正文】 向變形 框架結(jié)構(gòu)抗側(cè) 剛度主要取決于梁、柱的截面尺寸?？蚣芟虏康牧骸⒅鶅?nèi)力較大 ， 層間變形也大，愈到上部變形愈 11 小，使整個(gè)結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)剪切型變形 ?？蚣芰褐g的節(jié)點(diǎn)一般為剛性連接，有時(shí)為了施工或者其它 構(gòu)造要求也可將部分節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)成鉸結(jié)或半鉸結(jié)的形式。為便于結(jié)構(gòu)受力 ， 同一軸線上的梁宜拉通對直，并與柱軸線位于同一鉛垂平面內(nèi)。需要時(shí)，可以用隔斷分割成小房間，或拆除隔斷改成大房間，因而在使用功能 上 十分靈活。 結(jié)構(gòu)選型是一個(gè)綜合性的問題，在實(shí)際設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)建筑物 所在地區(qū)的設(shè)防烈度、建筑物的高度及使用功能、建筑物的地基情況和工程造價(jià)等因素選擇合適的結(jié)構(gòu)體系。 選擇結(jié)構(gòu)體系時(shí)還要注意選擇合理的基礎(chǔ)型式。 表 現(xiàn)澆鋼筋混凝土房屋適用的最大高度（ m） 結(jié)構(gòu)類型 烈度 6 7 8 9 框架 60 55 45 25 框架－抗震墻 130 120 100 50 抗震墻 140 120 100 60 部分框支抗震墻 120 100 80 不應(yīng)采用 框架－核心筒 150 130 100 70 筒中筒 180 150 120 80 板柱－抗震墻 40 35 30 不應(yīng)采用 注： 1）房屋高度指室外地面到主要屋面板板頂?shù)母叨龋ú话ň植客怀鑫菝娌糠郑? 2）框架－核心筒結(jié)構(gòu)指 由 周邊 梁 柱框架和核心筒組成的結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)選型及 結(jié)構(gòu)布置 截面尺寸及 材料強(qiáng)度確定 荷載及計(jì)算簡圖的確定與計(jì) 算 水平荷載作用下結(jié)構(gòu) 內(nèi)力及側(cè)移的計(jì)算 豎向荷載作用下 結(jié)構(gòu)內(nèi)力的計(jì) 算 結(jié)構(gòu)的 內(nèi)力組合 截面的設(shè)計(jì) 與計(jì)算 節(jié)點(diǎn)與構(gòu)件 設(shè)計(jì)與計(jì)算 10 3）部分框支抗震墻結(jié)構(gòu)指首層或底部兩層框支抗震墻結(jié)構(gòu) 4）乙類建筑可按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度確定適用的最大 高度 5）超過表內(nèi)高度的房屋，應(yīng)進(jìn)行專門研究和論證，采取有效地加強(qiáng)措施 6）表中的 “抗震墻 ”即《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（ GB50010）中的剪力墻。由這幾種單元可以組成多種結(jié)構(gòu)體系。 要實(shí)現(xiàn)第三水準(zhǔn)設(shè)防目標(biāo)，一般可通過采取抗震構(gòu)造措施來實(shí)現(xiàn)，但某些情況下，對于鋼筋混凝土多、高層建筑結(jié)構(gòu)，宜進(jìn)行罕遇地震作用下薄弱層的抗震變形驗(yàn)算，具體驗(yàn)算方法見《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》。 ② 抗傾覆驗(yàn)算 抗傾覆驗(yàn)算時(shí)，傾覆力矩應(yīng)按風(fēng)荷載或地震作用計(jì)算其設(shè)計(jì)值；計(jì)算抗傾覆力矩時(shí)，樓面活荷載取 50%，恒載取 90%。在地震作用下，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用兩階段 設(shè)計(jì)方法，達(dá)到三水準(zhǔn)目標(biāo)：第一階段設(shè)計(jì)中，除要滿足承載力及側(cè)向位移限制要求，還要通過一系列抗震構(gòu)造措施來滿足延性要求；在罕遇地震作用下，要求進(jìn)行第二階段驗(yàn)算，以滿足彈塑性層間變形的限制要求。 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)保證在荷載作用下結(jié)構(gòu)有足夠的承載能力和剛度，能保證結(jié)構(gòu)正常使用條件下的安全性和耐久性要求。 鋼筋混凝土房屋由于總高度和結(jié)構(gòu)體系的不同，抗震能力有很大差異，按其抗震能力將抗震等級分為四級，一級要求最嚴(yán)，四級要求最低。 甲類建筑的地震作用按專門的地震動參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，采取特殊的抗震構(gòu)造措施。抗震設(shè)防烈度為 6 度及以上地區(qū)的建筑，必須進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。地震作用分為三個(gè)水準(zhǔn)：即多遇地震（小震），基本烈度地震（中震），罕遇地震（大震）。 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目的是根據(jù)建筑布置和荷載大小，選擇結(jié)構(gòu)類型和結(jié)構(gòu)布置方案，確定各部分尺寸、材料和構(gòu)造方法，同時(shí)體現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則。包括：圖紙目錄，建筑設(shè)計(jì)總說明，門窗匯總表，工程做法表，總平面圖，建筑平面圖，建筑立面圖，建筑剖面圖，節(jié)點(diǎn)構(gòu)造詳圖等。 ⑵ 做好構(gòu)造設(shè)計(jì)。建筑施工圖設(shè)計(jì)是建筑設(shè)計(jì)的最后一個(gè)階段，即把設(shè)計(jì)意圖轉(zhuǎn)化為滿足施工的藍(lán)圖。恰當(dāng)?shù)卮_定立面 中 這些組成部分和構(gòu)部件的比例和尺度，運(yùn)用節(jié)奏韻律、虛實(shí)對比等規(guī)律，設(shè)計(jì)出體型完整、形式與內(nèi)容統(tǒng)一的建筑立面，是立面設(shè) 計(jì)的主要任務(wù)。 對房屋外部形象的設(shè)計(jì)要求，要反映建筑功能要求和建筑類型的特征；結(jié)合材料性能、結(jié)構(gòu)構(gòu)造和施工的特點(diǎn)；結(jié)合建筑標(biāo)準(zhǔn)和相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)；適應(yīng)基地環(huán)境和建筑規(guī)劃 的群體布置；符合建筑造型和立面構(gòu)圖的一些規(guī)律。立面設(shè)計(jì)是在滿足房間的使用要求條件下，運(yùn)用建筑造型和立面構(gòu)圖的一些規(guī)律，結(jié)合平面、剖面的內(nèi)部空間組合而進(jìn)行的。高度比較接近，使用上關(guān)系密切的房間，考慮到房屋結(jié)構(gòu)構(gòu)造的經(jīng)濟(jì)合理和施工方便等因素，在滿足室內(nèi)功能要求的前提下，可以適當(dāng)調(diào)整房間之間的高差，盡可能統(tǒng)一這些房間的高度。 要根據(jù)房間的使用性質(zhì)確定房間的高度，同時(shí)要考慮到室內(nèi)的采光與通風(fēng)、結(jié)構(gòu)類型的特點(diǎn)及所占空間的高度、 設(shè)備及管道的布置、室內(nèi)空間的比例等因素。 4 建筑平面組合設(shè)計(jì)。交通聯(lián)系部分的 寬度應(yīng)滿足人流暢通和建筑防火的要求，交通路線要簡潔明確，力求節(jié)約面積，還要滿足一定的采光與通風(fēng)要求，其位置應(yīng)滿足聯(lián)系通行方便。門的位置要方便使用。 無論是使用房間還是輔助房間，在平面設(shè)計(jì)中都要首先根據(jù)房間內(nèi)部活動特點(diǎn)，使用人數(shù)多少，家具和設(shè)備的多少等來確定其面積的大小。設(shè)計(jì)中還要注意解決安全疏散、視線、聲學(xué)、照明、大跨度結(jié)構(gòu)等問題。各類建筑物，從組成平面的使用性質(zhì)劃分，主要為使用部分和交通聯(lián)系部分，另外還有建筑的結(jié)構(gòu)體系和圍護(hù)體系。最后繪制正式建筑施工圖。在準(zhǔn)備工作的基礎(chǔ)上，進(jìn)行建筑總平面設(shè)計(jì)，建筑平面設(shè)計(jì)，建筑剖面設(shè)計(jì)。 4 學(xué)習(xí)有關(guān)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。 2 收集有關(guān)的原始數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)資料。包括地質(zhì)水文資料，氣象資料，水電線網(wǎng)設(shè)備資料以及有關(guān)地區(qū)的定額指標(biāo)。 5 借閱設(shè)計(jì)參考資料。 2 建筑設(shè)計(jì)的基本步驟 首先，分析房間 組成的功能關(guān)系，進(jìn)行功能分區(qū)。 3 建筑平面設(shè)計(jì)。 使用部分是由許多房間組成的。 輔助用房在建筑中處于次要地位，在不影響使用的前提下，應(yīng)盡量利用建筑物的暗間、死角及不利朝向，并要盡量節(jié)約面積。 平面設(shè)計(jì)中門大小及位置的確定。 除此之外， 門窗的大小和位置，應(yīng)考慮房間的出入方便，疏散安全 。交通聯(lián)系部分設(shè)計(jì)的主要要求有：交通路線簡潔明確，聯(lián)系通行方便；人流通暢，緊急疏散時(shí)迅速安全；滿足一定的采光通風(fēng)要求；力求節(jié)省交通面積，結(jié)合空間處理等造型問題。使用房間、輔助房間和交通聯(lián)系部分，在組合設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)功能分析，確定其主次關(guān)系 、 內(nèi)外關(guān)系，進(jìn)行分組分區(qū)，確定其在平面中的具體位置，同時(shí)要考慮場地條件，周圍環(huán)境，及建筑物的間距和朝向，并兼顧建筑的 5 藝術(shù)表現(xiàn)形象，注意與結(jié)構(gòu)布置的關(guān)系，使建筑物的平面組合切合實(shí)際。 根據(jù)房屋本身的使用要求、城市規(guī)劃的要求、選用的結(jié)構(gòu)類型以及建筑防火等主要影響因素確定房屋層數(shù)。 高度相差較大的房間，在單層剖面中可以根據(jù)房間實(shí)際使用要求 所需的高度，設(shè)置不同高度的屋頂。 建筑物的體型和立面，必須受內(nèi)部使用功能和技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件所制約，并受基地環(huán)境群體規(guī)劃等外界因素的影響。 確定建筑物外部體型的主要依據(jù)是建筑物內(nèi)部空間的組合方式。 建筑立面設(shè)計(jì)的步驟，通常根據(jù)初步確定的房屋內(nèi)部空間組合的平剖面關(guān)系，例如房屋的大小、高低、門窗位置，構(gòu)部件的排列方式等，描繪出房屋各個(gè)立面的基本輪廓，作為進(jìn)一步調(diào)整統(tǒng)一進(jìn)行立面設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。其工 作內(nèi)容如下。建筑構(gòu)造是施工圖設(shè)計(jì)的一個(gè)重要內(nèi)容，它直接影響到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、建筑的使用質(zhì)量、耐久年限及工程造價(jià)等。 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是在建筑設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，在建筑設(shè)計(jì)階段就應(yīng)該考慮到主體結(jié)構(gòu)方案，通過協(xié)調(diào)，力爭將結(jié)構(gòu)形式與建筑設(shè)計(jì)統(tǒng)一起來。 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)備工作 1 正確使用工程地質(zhì)勘查報(bào)告 通過閱讀工程地質(zhì)勘查報(bào)告，對場地土層的分布和性質(zhì)有完整的概念，對報(bào)告提出的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案及地基處理建議， 應(yīng)認(rèn)真分析，若有疑問應(yīng)及時(shí)提出，以保證工程質(zhì)量。設(shè)計(jì)原則為：小震不壞，中震可修，大震不倒。 建筑物 遭受的地震影響，與其所在地區(qū)的地震環(huán)境密不可分。乙類建筑按本地區(qū)的設(shè)防烈度設(shè)計(jì)計(jì)算，相應(yīng) 提高一度采取抗震構(gòu)造措施。因此根據(jù)房屋總高度及結(jié)構(gòu)體系決定抗震等級是設(shè)計(jì)的先決步驟。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮可能發(fā)生的各種荷載的最大值，以及荷載同時(shí)作用在結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生的綜合效應(yīng)。 2 承載力計(jì)算 按極限狀態(tài)設(shè)計(jì)的要求，承載力計(jì)算的一般表達(dá)式為： 無地震作用組合時(shí)： S≤R （ ） 有地震作用組合時(shí)： SE≤RE/γRE （ ） 式中： R 為無地震作用組合時(shí)構(gòu)件的承載能力，不同的構(gòu)件采用不同的承載能力計(jì)算公式，如抗彎承載力、抗剪承載力等； RE 為抗震設(shè)計(jì)時(shí)的構(gòu)件承載力； γRE為承載力抗震調(diào)整系數(shù)（地震作用是一種偶然作用，所以對抗震設(shè)計(jì)的承載能力作相應(yīng)調(diào)整），混凝土結(jié)構(gòu)承載力抗震調(diào)整系數(shù)見表 ，當(dāng)僅考慮豎向地震作用組合時(shí)，各類構(gòu)件均取 ?？箖A覆力矩不應(yīng)小于傾覆力矩設(shè)計(jì)值。 9 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算的主要內(nèi)容及設(shè)計(jì)流程圖如 圖 所示： 圖 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流程圖 結(jié)構(gòu) 選型及 布置 1 結(jié)構(gòu)體系的選擇 結(jié)構(gòu)體系是指結(jié)構(gòu) 抵抗 外部作用的構(gòu)件組成方式。常見的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系有框架結(jié)構(gòu)、框架－抗震墻結(jié)構(gòu)、抗震墻結(jié)構(gòu)及筒體結(jié)構(gòu)等。 除了建筑高度等因素外，選擇結(jié)構(gòu)體系還要考慮建筑物的剛度與場地 條件的關(guān)系。對建筑物層數(shù)不多且地基條件較好時(shí)可 選擇獨(dú)立基礎(chǔ)、十字交叉帶形基礎(chǔ)等，對軟弱的地基宜選擇樁基、筏基或箱基等。對于框架結(jié)構(gòu)由于其抗側(cè)移剛度較差，在地震區(qū)一般用于十層左右體型較簡單和剛度較均勻的建筑物。框架結(jié)構(gòu)的墻體一般只做圍護(hù)和分割使用，因此，建筑 立面 的設(shè)計(jì)也靈活多變，若采用輕質(zhì)隔墻，還可大大降低房屋自重，節(jié)省材料。框架柱的截面形式常為矩形，有時(shí)由于建筑上的要求，也可設(shè)計(jì)成圓形、八角形、 L 形和 T 形等。 框架結(jié)構(gòu)在水平力作用下的變形特點(diǎn)如圖 所示。 第二部分側(cè)移由柱的軸向變形產(chǎn)生，在水平荷載作用下，柱的拉伸和壓縮使結(jié)構(gòu)出現(xiàn)側(cè)移。通常梁柱截面慣性矩小，側(cè)向變形較大，這是框架結(jié)構(gòu)的主要缺點(diǎn)，也因此而限制了框架結(jié)構(gòu)的使用高度。 3 框架結(jié)構(gòu)布置 ⑴ 柱網(wǎng)布置及層高 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)民用建筑的柱網(wǎng)和層高根據(jù)建筑使用功能確定；工業(yè)建筑的柱網(wǎng)布置和層高要滿足生產(chǎn)工藝流程和建筑平面布置的要求，同時(shí)柱網(wǎng)布置要使結(jié)構(gòu)受力合理，施工方便。建筑內(nèi) 12 部柱網(wǎng)的布置應(yīng)與建筑分隔墻布置相協(xié)調(diào)，建筑周邊柱子的布置應(yīng)與建筑物外立面造型相協(xié)調(diào)?？v向柱列的布置對 結(jié)構(gòu)的受力也有很大的影響，一般取為建筑開間 （小柱網(wǎng)），但當(dāng)開間較小、層數(shù)較少時(shí)，柱距過小一方面導(dǎo)致柱截面設(shè)計(jì)時(shí)常按構(gòu)造配筋，不能充分地 發(fā)揮材料的強(qiáng)度，另一方面也 使 建筑平面布置不夠靈活，所以可考慮兩個(gè)開間設(shè)一個(gè)柱距 （大柱網(wǎng)） 。但為了計(jì)算方便，可將實(shí)際框架結(jié)構(gòu)看成縱橫兩個(gè)方向的平面框架。 橫向框架承重時(shí)，主梁沿建筑物橫向布置，可加大結(jié)構(gòu)橫向剛度，實(shí)際工程中應(yīng)用 較多；縱向框架承重時(shí)，主梁沿建筑物縱向布置，結(jié)構(gòu)的橫向剛度小，實(shí)際工程中較少采用；縱橫向框架承重一般應(yīng)用于現(xiàn)澆樓蓋大柱網(wǎng)框架結(jié)構(gòu)中，以提高結(jié)構(gòu)的地震能力。 除基礎(chǔ)外，上部結(jié)構(gòu)斷開，縫寬一 般常采用 20～ 30 ㎜。剪力墻結(jié)構(gòu)的縫寬按以上數(shù)值的 70％取用。 ⑵ 框架結(jié)構(gòu)橫向基本周期和縱向基本周期差別不大，橫向和縱向地震作用的總值也大致相等，每根柱子在縱橫兩個(gè)方向的地震剪力和彎矩也大致相等，因此框架柱宜采用方形柱和對稱配筋。有時(shí)從建筑功能考慮，在平面拐角部位或端部布置電梯間時(shí)，則應(yīng)采用剪力墻、筒體等加強(qiáng)措施。 ⑹ 同一結(jié)構(gòu)單元宜將框架梁設(shè)置在同一標(biāo)高處，盡可能不采用復(fù)式框架，避免出現(xiàn)錯(cuò)層和夾層，從而造成短柱破壞。 ⑼ 現(xiàn)澆框架的混凝土強(qiáng)度等級，當(dāng)按一級抗震等級設(shè)計(jì)時(shí)不宜低于 C30，按二～四級抗震等級和非抗震設(shè)計(jì)時(shí)不應(yīng)低于 C20。 框架柱沿豎向分段改變截面尺寸和混凝土強(qiáng)度等級時(shí)，每次改變柱邊長不宜大于 100～ 150 ㎜，混凝土強(qiáng)度宜為一個(gè)等級。 ⑾ 角柱截面尺寸可以較邊柱截面尺寸放大一號，當(dāng)采用同樣截面時(shí)，應(yīng)增加柱內(nèi)縱筋數(shù)量，并按全高加倍配置箍筋。因此，只能先估算構(gòu)件的截面尺寸，等內(nèi)力和變形計(jì)算好后，如果估算的截面尺寸符合要求，便可作為設(shè)計(jì)尺寸?？蚣芰旱慕孛娓叨榷嗳?400、 450、 500、 550、 600、 650、 700、750、 800、 850、 900、 950、 1000 ㎜；其截面寬度一般為 180、 200、 2 250、 300、350 ㎜。 為了使構(gòu)件的類型盡可能少些，各層框架梁的截面形狀和尺寸往往不變，而僅改變其配筋率。 在多層房屋中，柱的寬度與高度不宜小于 300 ㎜；在高層建筑中，柱截面高度不宜小于 400 ㎜，截面寬度不宜小于 350 ㎜。軸壓比的限值按表 采用。 16 計(jì)算簡圖及荷載的確定 1 計(jì)算簡圖的確定 ⑴ 框架計(jì)算單元的選取 框架結(jié)構(gòu)是一個(gè)空間結(jié)構(gòu)體系，由橫向框架和縱向框架組成。 ⑵ 梁、柱的簡化 在框架計(jì)算簡圖中，框架梁、柱是用其軸線表示的，梁、柱連接區(qū)是用節(jié)點(diǎn)表示的，桿件長度是用節(jié)點(diǎn)間的距離表示的，荷載的作用點(diǎn)也轉(zhuǎn)移到軸線上。底層柱高取底部嵌固面到二層樓面