【文章內(nèi)容簡介】 框架柱沿豎向分段改變截面尺寸和混凝土強度等級時，每次改變柱邊長不宜大于 100～ 150 ㎜，混凝土強度宜為一個等級。一般尺寸改變和強度改變應錯開樓層布置，避免豎向剛度產(chǎn)生較大的改變。柱截面高度改變時，邊柱應向內(nèi)擴展，中柱應向兩邊擴展；柱截面寬度改變時，端柱宜向內(nèi)擴展，中間柱宜向兩側(cè)擴展。 ⑽ 樓梯轉(zhuǎn)彎休息平臺宜通過 “∏”形構(gòu)件支承在下一層框架梁上，應避免設置橫貫整個跨度的支承梁，防止在樓梯間出現(xiàn)短柱。 ⑾ 角柱截面尺寸可以較邊柱截面尺寸放大一號，當采用同樣截面時，應增加柱內(nèi)縱筋數(shù)量，并按全高加倍配置箍筋。 ⑿ 樓層的結(jié)構(gòu)標高，較建筑標高低一個樓面層的厚度。 構(gòu)件截面 尺 寸 估算 框架結(jié)構(gòu)是超靜定結(jié)構(gòu)，它的內(nèi)力和變形除與荷載的形式有關(guān)外，還與構(gòu)件或截面的剛度有關(guān)，而構(gòu)件或截面的剛度又取決于構(gòu)件的截面尺寸，因此先要確定構(gòu)件的截面尺寸。但是，構(gòu)件的截面尺寸又與荷載和內(nèi)力的大小有關(guān)，在構(gòu)件內(nèi)力沒有計算出來以前，又很難準確地確定構(gòu)件的截面尺寸大小。因此，只能先估算構(gòu)件的截面尺寸，等內(nèi)力和變形計算好后，如果估算的截面尺寸符合要求，便可作為設計尺寸。如果所需的截面尺寸與估算的截面尺寸相差很大，則要重新估算和重新進行計算。 1 框架梁的截面形狀和尺寸 框架梁的截面形狀，在現(xiàn)澆框架中以 T 形 為多，在裝配式框架中常做成矩形、 15 T 形和花籃形等，在裝配整體式框架中常做成花籃形。 框架梁的截面尺寸可參考受彎構(gòu)件初步確定，單跨框架梁高 h=（ 1/10～ 1/12） L，多跨框架梁高 h=（ 1/12～ 1/16） L， L 為梁的跨度；梁寬 b=（ 1/2～ 1/4） h，且至少比柱寬少 50 ㎜?？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 ㎜。 在抗震結(jié)構(gòu)中，梁寬不宜小于 200 ㎜，梁的高 寬比不宜大于 4，梁凈跨與截面高度之比不宜小于 4。當采用預應力混凝土梁時，其截面高度可以乘以 的系數(shù)。特殊情況下，框架梁也可設計成寬扁梁，但梁的寬度不宜大于柱寬。 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。 2 框架柱的截面形狀和尺寸 框架柱的截面一般采用正方形或矩形。 框架柱截面寬度可先按底層柱高的 1/15 初選，截面高度取寬度的 1～ 倍，同時滿足 h≥ L0/2 b≥ L0/30， L0 為柱的計算長度?？蚣?正 方形柱的截面尺寸一般為300300、 350350、 400400、 500500、 600600 ㎜等；框架矩形柱的截面尺寸一般為 300400、 300450、 300500、 400500、 400600、 500800、 600800 ㎜等。 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 ㎜。柱截面高度與寬度之比為 1～ 2。柱凈高與截面長邊尺寸（圓柱為直徑）之比宜大于 4。 抗震設計中，柱截面尺寸主要受軸壓比的控制，初選的柱截面尺寸應按軸壓比進行初步驗算。軸壓比的限值按表 采用。 表 軸壓比的限值 抗震等級 抗震一級 抗震二級 抗震三級 框架結(jié)構(gòu) 注：當柱凈高與截面長邊尺寸之比小于 4 時，最大軸壓比可減小 ，并采取加密箍筋，增設附加箍筋等措施，加強對混凝土的約束。 3 樓板的厚度 樓板厚度可按與其跨度之比進行估計，單向板取（ 1/25～ 1/30） L；單向連續(xù)板?。?1/35～ 1/40） L；雙向板 (短邊 )?。?1/40～ 1/45） L；懸挑板?。?1/10～ 1/12） L；樓梯平臺取 1/30L；無粘結(jié)預應力板取 1/40L； L 為板的跨度。板的最小厚度在多層房屋 中為 70 ㎜，高層建筑為 100 ㎜。 16 計算簡圖及荷載的確定 1 計算簡圖的確定 ⑴ 框架計算單元的選取 框架結(jié)構(gòu)是一個空間結(jié)構(gòu)體系，由橫向框架和縱向框架組成。為簡化計算，通常忽略框架結(jié)構(gòu)縱向和橫向之間的空間聯(lián)系，忽略各構(gòu)件的抗扭作用，將縱、橫向框架分別按平面框架進行分 析計算。一般橫向框架的間距相同，作用于各橫向框架上的荷載相同，框架的抗側(cè)剛度相同，因此，除端部框架外，各榀橫向框架都將產(chǎn)生相同的 內(nèi)力和變形，設計時一般取有代表性的一榀橫向框架進行分析即可；而作用于縱向框架上的荷載則各不相同，應分別進 行計算。 對有側(cè)移框架，橫向和縱向框架均應進行計算；無側(cè)移框架，可只進行橫向框架的計算。 ⑵ 梁、柱的簡化 在框架計算簡圖中，框架梁、柱是用其軸線表示的，梁、柱連接區(qū)是用節(jié)點表示的，桿件長度是用節(jié)點間的距離表示的，荷載的作用點也轉(zhuǎn)移到軸線上。在一般情況下，等截面柱的軸線取截面形心線，當上、下層柱截面尺寸不同時，往往取頂層柱的形心線作為柱子的軸線?？蚣芰旱目缍热≈S線間的距離，當各跨跨度相差不超過 10%時，可按等跨框架對待，跨度取原框架各跨跨度的平均值。斜形或折線形橫梁當傾斜度不超過 1/8 時，可當作水平橫 梁。底層柱高取底部嵌固面到二層樓面間的距離，其它層柱高取層高。 必須注意，按以上計算簡圖算出的內(nèi)力是軸線上的內(nèi)力，由于簡圖的軸線不一定是各截面的形心線，因此，在計算配筋或選擇截面尺寸時，應將算得的內(nèi)力轉(zhuǎn)化為設計截面處的內(nèi)力。 ⑶ 多、高層框架結(jié)構(gòu)底部嵌固面的確定 框架結(jié)構(gòu)底部嵌固面的確定是保證計算可靠的前提，按下列情況確定嵌固面位置： ① 結(jié)構(gòu)有一層地下室為箱基時，嵌固面可取在箱基頂板面。 ② 結(jié)構(gòu)有兩層地下室，第二層地下室為箱基，地下室外墻為現(xiàn)澆鋼筋混凝土，地下室一層頂板的整體性較好，地下室平面為矩形，長寬比 不大于 3 時，嵌固面取在地下室一層頂板面。 ③ 結(jié)構(gòu)有一層地下室且地下室底板為筏基，當?shù)叵率翼敯逭w性較強、剛度較大時，嵌固面取在地下室頂板面。 ④ 結(jié)構(gòu)地下室頂板整體性較好、剛度較大，且地下室周圍有現(xiàn)澆鋼筋混凝土墻體，能承受上部結(jié)構(gòu)通過地下室頂板傳來的剪力時，嵌固面可取在地下室頂板面。 17 ⑤ 結(jié)構(gòu)設置半地下室，半地下室墻體截面慣性矩比半地下室上層墻體慣性矩增大 75%以上，或當?shù)叵率胰裨诘叵拢叵率覊w截面慣性矩比全地下室上層墻體慣性矩增大 50%以上時，嵌固面可取在地下室頂板面。 ⑥ 多、高層框架結(jié)構(gòu)建筑如不符合上 述諸條件，則嵌固面均應取在基礎(chǔ)頂面。 ⑷ 節(jié)點的簡化 在現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)體系中，將其簡化為剛接節(jié)點。在裝配式鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)中，一般簡化成鉸接節(jié)點或半鉸接節(jié)點。裝配 整體 式鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)中，也常簡化成剛接節(jié)點。 框架柱與基礎(chǔ)一般采用整體現(xiàn)澆混凝土連接，或預制柱插入基礎(chǔ)杯口再澆筑細石混凝土連接，故通常簡化成剛接節(jié)點。 ⑸ 框架柱的計算長度的確定 ① 無側(cè)移框架 對現(xiàn)澆樓蓋，無論各層， L0= 對裝配式樓蓋 L0= ② 有側(cè)移框架 對現(xiàn)澆 樓蓋，底層柱 L0= 其余各層柱 L0= 對裝配式樓蓋，底層柱 L0= 其余各層柱 L0= 式中 H1—自柱底層嵌固面至一層樓蓋頂面之間的距離； H—上下兩層樓蓋之間的距離。 2 荷載的確定 ⑴ 荷載的類型 凡能使結(jié)構(gòu)或構(gòu)件直接產(chǎn)生內(nèi)力、應變、位移、裂縫等效應的作用，統(tǒng)稱為荷載。 施加于結(jié)構(gòu)上的荷載與作用，有豎向荷載（包括恒載與活 載）、風荷載、地震作用、施工荷載、地基不均勻沉降及由于材料體積變化受阻引起的作用（包括溫度、混凝土的徐變和收縮作用）等。 ① 恒載 恒載包括結(jié)構(gòu)本身的自重和附加于結(jié)構(gòu)上的各種永久荷載，如非承重構(gòu)件的自重、各種飾面材料的重量、樓面的找平層重量、玻璃幕墻及其附件重量、吊在樓面下的各種設備管道重量等等。它可由構(gòu)件和裝修的尺寸和材料的重量直接計算，材料的自重應按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》取值。 ② 活載 18 結(jié)構(gòu)的樓面活荷載應按 《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》 取用。 設計樓面梁、墻、柱及基礎(chǔ)時，樓面活荷載標準值應乘以規(guī)定的折減系數(shù)（即組 合系數(shù)）。折減系數(shù)按 《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》 的規(guī)定取用。設計樓蓋時，樓面活荷載標準值不予折減。 建筑物的屋面活荷載，是其水平投影面上的均布活荷載。屋面均布活荷載不與雪荷載同時考慮。 ③ 施工活荷載 施工活荷載一般取 ～ 2kN/㎡。當施工中采用附著式塔吊、爬式塔吊等對結(jié)構(gòu)受力有影響的起重機械或其它施工設備時，在結(jié)構(gòu)設計中應根據(jù)具體情況驗算施工荷載的影響。 設計屋面板、檁條、鋼筋混凝土挑檐、雨蓬和預制 過 梁時，施工或檢修集中荷載應取 ，并應在最不利位置處進行驗算。當計算挑檐、雨蓬承載力時，應沿板寬每隔 取一個集中荷載；在驗算挑檐、雨蓬傾覆時，應沿板寬每隔 ～ 取一個集中荷載。 ④ 風荷載 風荷載按 《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》 的規(guī)定計算。需要注意的是，應同時考慮迎風面的壓力及背風面的吸力。另外，一般體型較大，高度不大于 30m、高寬比小于 的房屋結(jié)構(gòu)，可取風振系數(shù)為 ；反之，則應按 《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》 取值。 女兒墻對屋面的擋風影響不大，屋面的體型系數(shù)可近似地按沒有女兒墻的屋面采用。 對于高層建筑和高聳結(jié)構(gòu)，基本風壓可乘 的增大系數(shù)作為該建筑物的基本風壓值；對于特別重要和有特殊要求的高層建筑和 高聳結(jié)構(gòu)，其基本風壓可乘 增大系數(shù)。 ⑤ 雪荷載 雪荷載按 《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》 規(guī)定的地區(qū)選取基本雪壓值，按不同的屋面形式選取屋面積雪分布系數(shù)。屋面板和檁條按積雪不均勻分布的最不利情況計算；屋架和拱殼可分別按積雪全跨均勻分布、不均勻分布和半跨均勻分布計算；框架梁柱可按積雪全跨的均勻分布計算。 雪荷載標準值是屋面水平投影面上的值。 上人屋面，雪荷載與屋面活荷載不應同時組合；不上人屋面，應將雪荷載與施工或維修荷載進行比較，取其中較大值參加組合。 ⑥ 建筑物重力荷載代表值 計算地震作用時，建筑物的重力荷載代表值應 取結(jié)構(gòu)和構(gòu)配件自重標準值和各可變荷載組合值之和。 19 多層及高層結(jié)構(gòu)房屋集中到樓蓋及屋蓋處的重力荷載代表值（ Gi）為：恒載的全部、雪荷載的 50%、一般樓面活荷載的 50%（藏書庫、檔案庫取活荷載的 80%）。為了簡化計算，樓面以下本層的柱、墻自重及樓面荷載，集中在樓蓋處；頂層的柱、墻自重、屋面荷載及女兒墻、挑檐重，全部集中在屋蓋處。 計算地震作用時，結(jié)構(gòu)總重力荷載代表值（ GE）為全部重力荷載代表值之和。 結(jié)構(gòu)等效總重力荷載代表值：水平地震作用時，單質(zhì)點取 Geq=，多質(zhì)點取Geq=；豎向地震作 用時，多質(zhì)點取 Geq=。 建筑結(jié)構(gòu)設計時，對不同的荷載效應采用不同的荷載代表值。荷載代表值主要是標準值、準永久值和組合值。當設計上有特殊需要時，也可規(guī)定其他代表值，例如，頻遇值。 荷載標準值是結(jié)構(gòu)設計時采用的荷載基本代表值，是結(jié)構(gòu)在使用期間，在正常情況下出現(xiàn)的最大荷載值，是現(xiàn)行國家標準 《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》 對各類荷載規(guī)定的設計取值。荷載的其它代表值是以標準值乘以適當?shù)南禂?shù)得出的。 可變荷載組合值是當結(jié)構(gòu)承受兩種或兩種以上可變荷載時，由于在結(jié)構(gòu)上的各可變荷載不可能同時達到各自的最大值，因此，必須考慮 荷載組合，通常將某些可變荷載的標準值乘以組合系數(shù)予以折減，折減后的荷載代表值稱為荷載的組合值。 可變荷載準永久值是 正常使用極限狀態(tài)按準永久組合設計時采用的可變荷載代表值。 在結(jié)構(gòu)設計時，應根據(jù)不同的設計要求，選取不同的荷載代表值來計算設計荷載。永久荷載（恒載），在按承載能力極限狀態(tài)設計時，應采用標準值作為代表值。可變荷載（活載），在按承載能力極限狀態(tài)設計時，常以組合值為代表值；在按正常使用極限狀態(tài)設計時，常以準永久值作為代表值；對偶然荷載，應根據(jù)試驗資料并結(jié)合工程經(jīng)驗確定其代表值。 計算設計荷載時，不得漏項 。漏算設計荷載的后果，更為嚴重。 ⑵ 荷載效應組合 所謂荷載效應，是指在荷載的作用下結(jié)構(gòu)的內(nèi)力或位移。通常，在結(jié)構(gòu)計算時，應當首先分別計算上述各種荷載作用下產(chǎn)生的效應（內(nèi)力和位移），然后將這些內(nèi)力和位移分別按建筑物的設計要求，進行組合，得到構(gòu)件效應的設計值（內(nèi)力設計值和位移設計值）。不同設計要求下，所應考慮的荷載和地震作用見表 。 20 表 設計中考慮的荷載和地震作用表 設計要求 豎向荷載 風荷載 水平地震作用 豎向地震作用 非抗震設計 ∨ ∨ 6～ 8 度抗震設防 ∨ ∨ ∨ 9 度抗震設防 ∨ ∨ ∨ ∨ 注：只有在建筑高度超過 60m 時，才同時考慮風與地震產(chǎn)生的效應。 ”∨ ”表示參與效應組合 有地震作用荷載效應組合，見《建筑抗震設計規(guī)范》中 中的規(guī)定。 荷載分項系數(shù)與荷載效應組合系數(shù)見表 。 表 荷載分項系數(shù)及荷載效應組合系數(shù) 類型 編號 組合情況 豎向荷載 水平地震作用 豎向地震作用 風荷載 說明 無地震作用 1 恒載及活載 0 0 0 0 2 恒載、活載及風荷