【正文】 即平面框架的柱距 (開間 )與跨度 (進(jìn)深 )和層高，首先要滿足生產(chǎn)工藝和其他使用功能的要求，其次是滿足建筑平面功能的要求，還要力求做到柱網(wǎng)平面簡單規(guī)則、受力合理，同時施工方便，有利于裝配化、定型化和施工工業(yè)化。 (3)盡量統(tǒng)一柱網(wǎng)及層高，以減少構(gòu)件種類規(guī)格，簡化設(shè)計及施工。 （二） 框架結(jié)構(gòu)體系布置 結(jié)構(gòu)布置原則 (1)結(jié)構(gòu)平面形狀和立面體型宜簡單、規(guī)則，使各部分剛度均勻?qū)ΨQ，減少結(jié)構(gòu)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)的可能性。 變形縫的設(shè)置 在多層與高層建筑中，為防止結(jié)構(gòu)因溫度變化和混凝土收縮而產(chǎn)生裂縫，常隔一定距離用溫度縫分開；在高層部分和低層部分之間，由于沉降不同，往往由沉降縫分開；建筑物各部分層數(shù)、質(zhì)量、剛度差異過大，或有錯層時，用防震 縫分開。 結(jié)構(gòu)的豎向布置要做到剛度均勻而連續(xù)，避免剛度突變，避免薄弱層。對于滿足表 12 的高層建筑，一般可不進(jìn)行整體穩(wěn)定驗算和傾覆驗算。因此，高層建筑的高寬比不宜過大。確定結(jié)構(gòu)布置方案的過程就是一個結(jié)構(gòu)概念設(shè)計的過程。地震區(qū)的建筑，在結(jié)構(gòu)設(shè)計時，還應(yīng)保證建筑物具有良好的抗震性能。 3 表 11 建筑結(jié)構(gòu)體系適用的最大高度（ m） 結(jié) 構(gòu) 體 系 非抗震 設(shè)防 抗 震 設(shè) 防 6 度 度 8 度 9 度 鋼筋混 凝土結(jié) 構(gòu) 框 架 現(xiàn) 澆 60 60 55 45 25 裝配整體 50 50 35 25 不應(yīng)采 用 框架 —— 剪力墻 和框架 —— 筒體 現(xiàn) 澆 130 130 120 100 50 裝配整體 100 100 90 70 不應(yīng)采用 現(xiàn) 澆 剪 力 墻 無框支墻 140 140 120 100 60 部分框支墻 120 120 100 80 不應(yīng)采用 鋼結(jié)構(gòu) 框 架 110 110 110 90 50 框架 —— 支撐 框架 —— 剪力墻 240 220 220 200 140 表 12 高寬比限值 結(jié) 構(gòu) 體 系 非抗震 設(shè)防 抗 震 設(shè) 防 7 度 8 度 9 度 鋼筋混 凝土結(jié) 構(gòu) 框 架 5 5 4 2 框架 —— 剪力墻 和框架 —— 筒體 5 5 4 3 剪 力 墻 6 6 5 4 鋼 結(jié) 構(gòu) 民 用 房 屋 6 二、結(jié)構(gòu)布置 結(jié)構(gòu)體系確定后，應(yīng)當(dāng)密切結(jié)合建筑設(shè)計進(jìn)行結(jié)構(gòu)總體布置，使建筑物具有良好的造型和合理的傳力路線。因此， 框架結(jié)構(gòu)的最大高度受到限制。當(dāng)層數(shù)較多、側(cè)向荷載較大時，為滿足側(cè)向剛度和強(qiáng)度要求，需加大截面，很不經(jīng)濟(jì)。鋼框架多用于辦公樓、旅館、商場等公共建筑。 (3)鋼框架：鋼框架的受力骨架為鋼梁、鋼柱，根據(jù)梁柱連接型式可分為半剛接框架和剛接框架。 (2)鋼筋混凝土框架：鋼筋混凝土框架按其施工方法可分為：現(xiàn)澆框架、裝配式框架及裝配整體式框架三種。框架結(jié)構(gòu)可通過合理的設(shè)計，使之具有良好的延 性，成為“延性框架”。 (1)框架結(jié)構(gòu)體系的特點：框架是由梁、柱構(gòu)件通過節(jié)點連接形成的骨架結(jié)構(gòu)，框架結(jié)構(gòu)的特點是由梁、柱承受豎向和水平荷載，墻僅起維護(hù)作用。 1 畢業(yè)設(shè)計總依據(jù)及設(shè)計步驟（供參考） 框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計步驟： 開始 確定結(jié)構(gòu)方案與結(jié)構(gòu)布置 初步選定梁柱截面尺寸及材料強(qiáng)度等級 計算各層重力荷載代表值及結(jié)構(gòu)剛度參數(shù) 豎向荷載計算 計算結(jié)構(gòu)自振周期及振型 計算多遇地震烈度下的結(jié)構(gòu)彈性地震作用 不滿足 多遇烈度地 震作用下結(jié)構(gòu)層間彈性變形驗算 滿足 上述地震作用下結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析 豎向荷載作用下內(nèi)力分析 內(nèi)力組合 按組合內(nèi)力進(jìn)行梁柱配筋計算 基礎(chǔ)設(shè)計 進(jìn)行重要部位的抗震強(qiáng)度驗算 需要作薄弱層變形驗算否 否 不滿足 按罕遇地震烈度驗算薄弱 層彈塑性層間位移角 或 延性構(gòu)造措施 特殊延性構(gòu)造 結(jié)束 第一步、確定結(jié)構(gòu)方案與結(jié)構(gòu)布置 一、建筑結(jié)構(gòu)體系選型 (一 ) 合理選用結(jié)構(gòu)材料 建筑結(jié)構(gòu)材料是形成結(jié)構(gòu)的物質(zhì)基礎(chǔ)，根據(jù)不同結(jié)構(gòu)類型的特點，正確選用材料， 2 就成為經(jīng)濟(jì)合理地選型的一個重要方面。按材料分類的結(jié)構(gòu)類型如下： 砌體結(jié)構(gòu)體系 按建筑材料分類的結(jié)構(gòu)類型 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系 鋼結(jié)構(gòu)體系 鋼 —— 混凝土組合結(jié)構(gòu)體系 (二 ) 合理選擇結(jié)構(gòu)受力體系 現(xiàn)代建筑中，建筑物的造型可劃分為兩大類：多層及高層建筑、單層大跨度建筑，按結(jié)構(gòu)受力形式分類，常用的結(jié)構(gòu)體系大體如下： 混合結(jié)構(gòu)體系 框架結(jié)構(gòu)體系 多層及高層建筑 剪力墻結(jié)構(gòu)體系 (包括框架 —— 剪力墻、全剪力墻結(jié)構(gòu) ) 筒體結(jié)構(gòu)體系 (包括框筒、筒中筒、成束或組合筒體結(jié)構(gòu) ) 巨型結(jié)構(gòu)體系 單層大跨度建筑 平面結(jié)構(gòu)體系：門式剛架、薄腹梁結(jié)構(gòu)、 桁 架結(jié)構(gòu)、拱結(jié)構(gòu) 空間結(jié)構(gòu)體系：殼體結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、懸索結(jié)構(gòu)、膜結(jié)構(gòu) 框架結(jié)構(gòu)體系 多層與小高層常采用框架結(jié)構(gòu)體系。其整體性和抗震性均好于混合結(jié)構(gòu)，且平面布置靈活，可提供較大的使用空間，也可構(gòu)成豐富多變的立面造型。在地震作用下，這種延性框架具有良好的抗震性能。 地震區(qū)框架結(jié)構(gòu)宜優(yōu)先考慮選擇現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)體系，其次是裝配整體式框架結(jié)構(gòu)體系，現(xiàn)已很少采用裝配式框架結(jié)構(gòu)體系；非地震區(qū)的框架結(jié)構(gòu)則可以根據(jù)施工條件等因素具體選定。鋼框架的抗震性能優(yōu)于鋼筋混凝土框架；鋼梁、鋼柱相對混凝土梁、柱截面較 小，增大了有效使用面積；鋼框架自重較輕，大大降低了基礎(chǔ)造價；且施工周期短，具有良好的綜合經(jīng)濟(jì)效益。 (4)框架結(jié)構(gòu)體系選用限值：框架結(jié)構(gòu)體系的抗側(cè)剛度主要取決于梁柱的截面尺寸，一般梁柱截面慣性矩較小，在水平荷載作用下的側(cè)向變形較大，抗側(cè)移能力較弱，屬較柔結(jié)構(gòu)。而且高度增加時，框架結(jié)構(gòu)頂點位移和層間相對位移較大，使得非結(jié)構(gòu)構(gòu)件 (如填充墻、建筑裝飾、管道設(shè)備等 )在地震時破壞較嚴(yán)重。 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的合理層數(shù)是 6～ 15 層，最經(jīng)濟(jì)是 10 層左右；規(guī)范規(guī)定不超過 12 層的鋼結(jié)構(gòu)房屋可采用鋼框架結(jié)構(gòu)；框架結(jié)構(gòu)高寬比不宜超過表 12 的限值；抗震等級見表 1— 3 所示。 建筑結(jié)構(gòu)的總體布置，是指其對高度、平面、立面和體型等的選擇，除應(yīng)考慮到建筑使用功能、建筑美學(xué)要求外，在結(jié)構(gòu)上應(yīng)滿足強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性要求 。設(shè)計要達(dá)到先進(jìn)合理，首先取決于清晰合理的概念，而不是僅依靠力學(xué)分析來解決。 （一） 結(jié)構(gòu)總體布置原則 控制高寬比 在高層建筑中，結(jié)構(gòu)的位移常常成為結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要控制因素、而且隨著建筑高度的增加，傾覆力矩將迅速增大。一般應(yīng)滿足表 12的要求。 減少平面和豎向布置的不規(guī)則性 4 結(jié)構(gòu)平面應(yīng) 盡量設(shè)計成規(guī)則、對稱而簡單的形狀，使結(jié)構(gòu)的剛度中心和質(zhì)量中心盡量重合，以減少因形狀不規(guī)則產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)的可能性。結(jié)構(gòu)上部形成縮小面積的突出部分，這種剛度突變在地震作用下會產(chǎn)生鞭梢效應(yīng)，要采取特殊的措施加強(qiáng)。溫度縫、沉降縫和防震縫將高層建筑劃分為若干個結(jié)構(gòu)獨立的部分，成為獨立的結(jié)構(gòu)單元。 (2)控制結(jié)構(gòu)高寬比，以減少水平荷載下的側(cè)移，其高寬比限值見表 12。 (4)房屋的總長度宜控制在最大溫度伸縮縫間距內(nèi)，當(dāng)房屋長度超過規(guī)定值時，可設(shè)伸縮縫將房屋分成若干溫度區(qū)段。 鋼筋混凝土承重框架的布置 柱網(wǎng)確定后，沿房屋縱橫方向布置梁系，形成橫向框架和縱向框架，分別承受各自方向上的水平作用。 (1)橫向框架承重方案：橫向框架承重方案是在橫向上布置主梁，在縱向上設(shè)置連系梁。由于橫向框架跨數(shù)較少，主梁沿框架橫向布置有利于增加房屋橫向抗側(cè)移剛度。不利的一面是由于主梁截面尺寸較大，對于給定的凈空要求使結(jié)構(gòu)層高增加。樓面的豎向荷載主要沿縱向傳遞。不利的一面是進(jìn)深尺寸受到板長度的限制，同時房屋的橫向 剛度較小。樓板的豎向荷載沿兩個方向傳遞。 由于這種方案沿兩個方向傳力，因此各桿件受力較均勻，整體性能也較好，通常按空間框架體系進(jìn)行內(nèi)力分析。高層建筑承受的水平荷載較大，應(yīng)設(shè)計為雙向抗側(cè)力體系，主體結(jié)構(gòu)不應(yīng)采用鉸接，也不應(yīng)采用橫向為剛接、 縱向為鉸接的結(jié)構(gòu)體系。 第二步、初步選定梁柱截面尺寸及材料強(qiáng)度等級 一、 初估梁柱截面尺寸 （ 1）框架梁截面尺寸：框架梁的截面尺寸應(yīng)該根據(jù)承受豎向荷載的大小、梁的跨度、框架的間距、是否考慮抗震設(shè)防要求以及選用的混凝土材料強(qiáng)度等諸多因素綜合考慮確定。梁寬 b=(1/2～ 1/3)h。 (2)框架柱截面尺寸：框架柱的截面形式通常大多為方形、矩形。多層房屋中，框架柱截面的寬度和高度不宜小于 300mm；高層建筑中，框架柱截面的高度不宜小于400mm，寬度不宜小于 350mm。柱凈高與截面高度之比宜大于 4。 在計算中，還應(yīng)注意框架柱的截面尺寸應(yīng)符合規(guī)范對剪壓比 ( 0/ cccc hbfV )、剪跨比 6 ( cVhM/?? )、軸壓比 ( cccN hbfN /?? )限值的要求，如不滿足應(yīng)隨時調(diào)整截面尺寸，保證柱的延性。 φ—— 地震及中、邊柱的相關(guān)調(diào)整系數(shù)， 7 度中間柱取 邊柱取 ， 8 度中間柱取 、邊柱取 ； G—— 結(jié)構(gòu)單位面積的重量 (豎向荷載 )，根據(jù)經(jīng)驗估算鋼筋混凝土高層建筑約為12～ 18kN／ m2。 鋼筋的強(qiáng)度等級：縱向鋼筋宜采用 II、 III 級變形鋼筋，箍筋宜采用 I、 II 級鋼筋。 選取計算單元（所需計算的一榀或幾榀框架），畫出計算簡圖，標(biāo)出計算跨度、柱的計算高度，并對柱編號（材料 、截面和高度相同的編同一號）。 容重????? lhbG )( 混凝土容重： 25KN/m3 梁柱自重可列表，以方便后面的計算。 墻體容重墻厚）（墻寬墻高 ????? 單位面積上墻重量墻體面積 ?? 黏土磚的容重： 19KN/m3 同上列表： 墻 體 每片面積 片 數(shù) 重量 女兒墻 高寬 = 每層片數(shù)層數(shù) = 底層縱墻 底層橫墻 其他層縱墻 其他層橫墻 荷載分層總匯 屋面重力荷載代表值 Gi=屋面恒載 +50%屋面活荷載 +縱橫梁自重 +樓面下半層的柱及縱橫墻自重； 各樓層重力荷載代表值 Gi=樓面恒荷載 +50%樓面活荷載 +縱橫梁自重 +樓面上下各半層的柱及縱橫墻自重； 總重力荷載代表值 ???ni iGG 1 二、剛度參數(shù)計算 梁的線剛度計算： 各層梁分別列表計算：（表的形式根據(jù)具體情況合理調(diào)整） 8 框 架 橫梁 跨度 l (m) 截面 hb? (m2) E （ KN/m2） 1230 bhI ? bI （ m4） lEIk bb ? 中 框 架 左 bI?2 右 bI?2 邊 框 架 左 bI? 右 bI? 柱的線剛度計算 各層柱分別列 表計算： 層 次 柱號 Z 截面 hb? 柱高 H (m) E （ KN/m2） 123bhIc ? HEIk cc ? 底層 二層 … 橫向框架柱的側(cè)移剛度值 根據(jù) D 值法，第 i 層第 j 根柱的側(cè)移剛度為： 212hkD cij ?? 式中， α