【文章內(nèi)容簡介】 性能，尤其是結(jié)構(gòu)的抗扭性能。 圖 25 同濟綜合樓 七、框架結(jié)構(gòu)優(yōu)缺點及發(fā)展趨勢 1. 框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點 框架建筑的主要優(yōu)點：空間分隔靈活，自重輕，節(jié)省 材料 ；具有可以較靈活 同濟大學(xué)土木工程 學(xué) 院 結(jié)構(gòu)選型 地配合建筑 平面 布置的優(yōu)點，利于安排需要較大空間的 建筑結(jié)構(gòu) ；框架結(jié)構(gòu)的梁、柱構(gòu)件易于標(biāo)準(zhǔn)化、定型化，便于采用裝配整體式結(jié)構(gòu)，以縮短施工工期；采用現(xiàn)澆混凝土 框架時，結(jié)構(gòu)的整體性、剛度較好，設(shè)計處理好也能達到較好的抗震效果，而且可以把梁或柱澆注成各種需要的截面形狀。 框架 結(jié)構(gòu)體系 的缺點為：框架節(jié)點應(yīng)力集中顯著；框架結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度小，屬柔性結(jié)構(gòu)框架，在強烈地震作用下，結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生水平位移較大，易造成嚴(yán)重的非結(jié)構(gòu)性破色數(shù)量多，吊裝次數(shù)多，接頭工作量大，工序多，浪費人力，施工 受季節(jié)、環(huán)境影響較大；不適宜建造 高層建筑 ， 框架是由 梁柱 構(gòu)成的桿系結(jié)構(gòu)，其承載力和剛度都較低，特別是水平方向的（即使可以考慮現(xiàn)澆樓面與梁共同工作以提高樓面水平剛度，但也是有限的），它的受力特點類似于豎向懸臂剪切梁，其總體水平位移上大下小，但相對于各 樓層 而言，層間變形上小下大，設(shè)計時如何提高框架的抗側(cè)剛度及控制好結(jié)構(gòu)側(cè)移為重要因素，對于鋼筋混凝土框架，當(dāng)高度大、層數(shù)相當(dāng)多時，結(jié)構(gòu)底部各層不但柱的軸力很大，而且梁和柱由水平荷載所產(chǎn)生的彎矩和整體的側(cè)移亦顯著增加，從而導(dǎo)致截面尺寸和配筋增大，對建筑平面布置和空間處理，就可能帶來困難，影響 建筑空間 的合理使用，在材料消耗和造價方面，也趨于不合 理，故一般適用于建造不超過 15 層的房屋。 2. 發(fā)展新趨勢 1）巨型結(jié)構(gòu)定義與分類 由于普通框架結(jié)構(gòu)在建造高層建筑時的力學(xué)性能并不理想，便限制了框架結(jié)構(gòu)在高層中的利用和發(fā)展，巨型結(jié)構(gòu)作為一種新型結(jié)構(gòu)體系在高層建筑中受到越來越多的應(yīng)用。 巨型結(jié)構(gòu)按主要受力體系形式可分為巨型桁架結(jié)構(gòu)、巨型框架結(jié)構(gòu)、巨型懸掛結(jié)構(gòu)和巨型分離式結(jié)構(gòu)；按材料可分為巨型鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、巨型鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)、巨型鋼一鋼筋混凝土混合結(jié)構(gòu)及巨型鋼結(jié)構(gòu)。 2）巨型桁架結(jié)構(gòu)分類 整幢結(jié)構(gòu)用巨柱、巨梁和巨型支撐等巨型桿件組成空間桁架，相鄰立面的支撐交 匯在角柱，形成巨型空間桁架結(jié)構(gòu)。 巨型桁架結(jié)構(gòu)體系可分為三種類型： （ 1）大型交替支撐框筒型，是對框筒結(jié)構(gòu)所做的一種改進，以大型斜支撐代窗裙梁傳遞剪力，達到減小剪力滯后效應(yīng)的目的。 （ 2）大型空間桁架型，此體系由大型立體支撐、少量豎向巨柱、外墻、平面內(nèi)小立柱等及內(nèi)部鋼框架所組成。主要受力體系是支撐和豎向巨柱構(gòu)成的空間桁架。 同濟大學(xué)土木工程 學(xué) 院 結(jié)構(gòu)選型 （ 3）斜格桁架筒型，將大型支撐密布于結(jié)構(gòu)外立面，可以有豎向的柱子，共同組成斜格桁架筒來抵抗水平荷載，具有剪力滯后效應(yīng)弱的優(yōu)點，施工較復(fù)雜。 3）巨型桁架結(jié)構(gòu)實例 香港中銀大廈 香港中銀大 廈（見圖 26）地上 70 層，樓高 315 米，加頂上兩桿的高度共有 米。平面是一個正方形，對角劃成 4 組三角形，每組三角形的高度不同，節(jié)節(jié)高升。整座大樓采用由八片平面支撐和五根型鋼混凝土柱所組成的混合結(jié)構(gòu)“大型立體支撐體系 ”。 圖 26 香港中銀大廈 4）巨型桁架結(jié)構(gòu)優(yōu)點 （ 1）斜撐通過軸力傳遞大部分風(fēng)荷載，同時也作為斜柱承受重力荷載，因而結(jié)構(gòu)有巨大的抗推剛度。（ 2）主次結(jié)構(gòu)體系使結(jié)構(gòu)傳力明確。主結(jié)構(gòu)抵抗風(fēng)荷載和自重荷載，次結(jié)構(gòu)僅傳遞 樓層荷載至主結(jié)構(gòu)，因而可減小次結(jié)構(gòu)（樓面結(jié)構(gòu)） 的梁柱尺寸，給房間靈活布置提供方便。（ 3）由于主結(jié)構(gòu)為軸力桿系，比彎曲桿系更能充分利用材料，因而能大幅降低造價，更為經(jīng)濟實用。（ 4）對支撐框筒結(jié)構(gòu)而言，由于斜撐代替窗裙梁傳遞剪力，削弱剪力滯后效應(yīng)，使結(jié)構(gòu)對框架作用的要求大幅度降低，可以允許柱距比框筒結(jié)構(gòu)更大。若為空間桁架結(jié)構(gòu)，所有荷載均由少量豎向巨柱傳遞到基礎(chǔ)，因而可獲得最大的底層自由空間。 八、 參考文獻 [1] 方科升 .框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計淺析 [J].城市建設(shè)理論研究 ,2020(5). [2] 賈大煥 鮑永健 .鋼支撐混凝土框架結(jié)構(gòu)的減震改造分析 [J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2020， 3： 7779. [3] 惠卓，秦衛(wèi)紅，呂志濤 .巨型建筑結(jié)構(gòu)體系的研究與展望 [J].東南大學(xué)學(xué)報，2020， 30(4). [4] 沈祖炎，陳榮毅 .巨 型結(jié)構(gòu)的應(yīng)用與發(fā)展 [J].同濟大學(xué)學(xué)報 ， 2020， 29（ 3） [5] 曾強，黃川，程睿，鮑廣鑒 .巨型桁架體系次結(jié)構(gòu)施工過程力學(xué)分析 [J].施工 同濟大學(xué)土木工程 學(xué) 院 結(jié)構(gòu)選型 技術(shù)， 2020,39（ 7） . [6] Ling Yu,Tao Yin. Damage Identification in Frame Structures Based on FE Model Updating [M]. Journal of vibration and acoustics , 2020,32(5). [7]Yang Youfa， Xu Dian， Huang Jing， Liang modal truncation error in the directly analytical method for damage identification of frame structures[J].Engineering ,08(4). 第三部分 巨型框架結(jié)構(gòu) 一、巨型框架結(jié)構(gòu)的定義 巨型框架結(jié)構(gòu)是在結(jié)構(gòu)設(shè)計、應(yīng)用中出現(xiàn)的一種新的結(jié)構(gòu)形式，由梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)發(fā)展而來。普通的框架結(jié)構(gòu)是指由梁和柱以剛接或者鉸接相 連接而構(gòu)成承重體系的結(jié)構(gòu)，即由梁和柱組成框架共同抵抗使用過程中出現(xiàn)的水平荷載和豎向荷載。如果將框架結(jié)構(gòu)的某些柱子的截面面積增大，每隔數(shù)層將框架梁的截面面積增大，這樣就出現(xiàn)了區(qū)別于原結(jié)構(gòu)中普通梁柱的巨型梁和巨型柱。像這樣，由巨型梁和巨型柱組成的主框架（一級框架）以及普通梁和普通柱組成的次框架（二次框架）共同構(gòu)成承重體系的結(jié)構(gòu)，稱為巨型框架結(jié)構(gòu)。 二、巨型框架結(jié)構(gòu)的發(fā)展 巨型框架結(jié)構(gòu)是 20 世紀(jì) 60 年代末出現(xiàn)的巨型結(jié)構(gòu)體系。在日本，新加坡，美國等發(fā)達的國家和地區(qū)得到了較為迅速的發(fā)展。如日本東京 NEC 大廈高180m，新加坡的海外聯(lián)合銀行高 280m，日本構(gòu)想的空中城市 1000（高度為1000m）和美國紐約擬建的電視城大廈（高度為 609m）都是巨型框架結(jié)構(gòu)。 近年來，我國的香港，深圳，廈門等發(fā)達地區(qū)也陸續(xù)建成了一些巨型框架結(jié)構(gòu)的建筑物。比較有代表性的有香港匯豐銀行總部大樓，深圳亞洲大酒店（高），深圳新華大廈（高 127m），廈門國際金融大廈（高 91m），四川航空公司大樓，陽泉信托投資大樓等。 三、巨型框架的結(jié)構(gòu)特點及分類 1．巨型框架的結(jié)構(gòu)特點 巨型框架是由大型構(gòu)件巨型梁、巨型柱等組成的主結(jié)構(gòu)與由常規(guī)梁、柱構(gòu)件組成的次結(jié)構(gòu)共同工作的結(jié)構(gòu)體系。巨柱通常由樓、電梯井或大截面實體柱組成，巨梁一般每隔幾個或者十幾個樓層設(shè)置一道，梁高一般占一個或者幾個樓層高。主框架結(jié)構(gòu)截面幾何尺度、面積、慣性矩等很大而次框架構(gòu)件截面幾何尺度、面積、慣性矩等相對很小，兩者不是同一數(shù)量級。巨型框架結(jié)構(gòu)作為一種新型的結(jié) 同濟大學(xué)土木工程 學(xué) 院 結(jié)構(gòu)選型 構(gòu)體系，它的主要優(yōu)點如下： （ 1）傳力明確 它的主框架是由不同于普通梁柱概念的巨型梁和巨型柱組成，它所承受的內(nèi)力要遠大于包含在主框架內(nèi)的各層次框架中普通框架柱和普通梁的內(nèi)力。巨型框架結(jié)構(gòu)的主框架通常為主要抗側(cè)力體系，次框架只起輔助 作用和大震下的耗能作用，并負責(zé)將次框架的荷載傳遞給主框架。這樣，主次框架共同組成一種超常規(guī)的具有巨大抗側(cè)力剛度及整體工作性能的結(jié)構(gòu)。 （ 2）能滿足建筑功能的要求。 現(xiàn)代高層建筑往往在同一豎直線上需要大小不一的室內(nèi)空間，而且建筑功能的布置往往與結(jié)構(gòu)的正常布置產(chǎn)生矛盾，為了解決這一矛盾，高層建筑中經(jīng)常在結(jié)構(gòu)出現(xiàn)轉(zhuǎn)換的樓層設(shè)置轉(zhuǎn)換層。巨型框架中次框架已經(jīng)不是結(jié)構(gòu)的主要受力構(gòu)件，它的出現(xiàn)使得這種矛盾得到了很好的解決，隔數(shù)層設(shè)置的巨型梁就可以充當(dāng)轉(zhuǎn)換層的角色。巨型框架結(jié)構(gòu)的小層樣式可以千變?nèi)f化，不僅美觀，而且可以避免 結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換層對結(jié)構(gòu)的受力性能的不利影響。由于小柱已不是主要的抗力構(gòu)件，這樣在豎向上可以在某一層或者幾層不設(shè)次框架柱，形成大空間，方便不同業(yè)主將其布置為商場，酒店，會議室，娛樂場所等不同的需要。 隨著現(xiàn)代建筑層數(shù)的增加和高度的增加，風(fēng)荷載對建筑的影響逐漸加大。而巨型框架結(jié)構(gòu)的高層建筑物可以在半高處開設(shè)一個橫穿房屋的洞口，這樣就可以大大減少風(fēng)力因素對結(jié)構(gòu)受力的影響。 （ 3）整體性能好 在高層建筑中，水平荷載不但是主要受力荷載，而且往往還成為結(jié)構(gòu)設(shè)計的控制