《多层框架结构》PPT课件

计算尺寸
框架梁截面尺寸可按(0.5~0.7)M0进行初步估算； M0为简支梁跨中弯矩。 框架柱截面的尺寸可按(1.2~1.4)N进行初步估算； N为柱轴向压力。
11.2.3 层高
工业建筑
需根据吊车起重高度、管道布置、采光通风及设备尺寸等 来确定， 一般底层中，因有较大设备，故其高度也较楼层为高。
11.1 框架结构的类型
按框架的承重结构 全框架（纯框架）
楼、屋面荷载全部由框架承担； 外墙仅起围护作用； 整体性和抗震性好；属于纯框架。
内框架（半框架、龙骨架）
楼、屋面荷载由框架和外墙共同承担； 计算简图形象如龙骨，故也称之为“龙骨架” ； 房屋层数不多且外墙足够厚时，可采用内框架； 两种材料刚度不协调，整体性和总体刚度比较差。 有抗震要求的房屋不宜采用。
11.2.5荷载作用下框架结构反应分析
结论
框架房屋高度增加时，侧向作用力急剧地增长。建筑物达 到一定高度时，侧向位移将很大，因而是水平荷载控制设 计，是刚度控制设计。框架的结构优越性表现不出来。
框架结构合理层数是6~15层，最经济是10层左右。 框架结构的一般高宽比约为5~7。
水平荷载作用下，框架结构是一种柔性结构体系
11.2.1 柱网尺寸
A 多层工业厂房
既要满足生产工艺和建筑平面布置的要求，又要 使结构受力合理，施工方便。 生产工艺的要求是厂房平面设计的主要依据。 柱网平面布置主要有内廊式、等跨式、对称不等 跨式
11.2.1 柱网尺寸
A 多层工业厂房 内廊式
内廊式柱网常为对称三跨（A+B+A）： A—边跨跨度（房间进深）常为6m、6.6 m、6.9m， B—中间跨为走廊，跨度常为2.4m、2.7m、3.0m。 开间方向，柱距为6m。
抗侧力刚度小，水平位移大，层数越多越明显；
高层建筑必须立足于提高抗侧力刚度。
房屋刚度大小主要取决于结构体系形式，而特定体系的效能与材 料消耗量有直接关系，因而结构的最优化设计应以最小的材料消 耗量获得最大的房屋刚度。
11.3 抗震设防区框架结构的布置
钢筋混凝土框架结构一般抗侧刚度较差，节 点受压、受剪等应力状态复杂，在烈度较高 的地震作用下，框架梁柱节点均易于产生各 种破坏， 在方案及选型设计时，框架结构体系的建筑 体型及结构布置应符合抗震构造要求。
柱距，3.3~8m； 跨度：6~12m（从经济考虑不宜超过9m）。
柱网平面布置主要有内廊式、等跨式
11.2.1 柱网尺寸
B 多层民用建筑 内廊式
常用于旅馆、办公楼、宿舍、教室、医院，为对称三跨 （A+B+A）： A—边跨跨度（房间进深）常为6m、6.6 m、6.9m， B—中间跨为走廊，跨度常为2.4m、2.7m、3.0m。 开间方向，柱距一般为两个开间的宽度。
11.2.5荷载作用下框架结构反应分析
水平荷载作用下
变形或弯矩与层数多少有极大的关系； 框架层数越多，水平位移越大，内力也随层数的 增加而迅速增长； 层数超过一定程度时，水平荷载产生的内力远远 超过竖向荷载产生的内力，这时，水平荷载对设 计起主要控制作用，而竖向荷载对设计已失去控 制作用，框架结构的优越性就不能表现出来。 框架的适用层数，就是从这意义上提出的。
11.1 框架结构的类型
按框架构件组成分类 梁板式结构
由梁、板、柱三种基本构件组成。这种骨架形式的框架结 构，广泛用于多层与高层房屋建筑上，是典型的框架结构 型式。 本章讨论的主要是这种框架结构型式。
无梁式结构
由板、柱组成，实质是无梁楼盖结构。 柱与楼板整体连接（板柱的连接刚度比梁柱的连接刚度 小），柱除承受轴向力外，柱端弯矩按“等代框架法”进 行计算。 从结构选型的角度来说，无梁楼盖不是骨架体系。 从结构受力角度看，其内力分析与框架结构类似，也是框 架结构的一种。
11.2 框架结构的布置
概述
框架本身是平面结构，由框架组成的网格式的房屋，属于 空间结构体系； 纵横两向框架都作为主要承重框架，考虑它的空间作用， 在力学计算时按空间结构分析； 近似计算时，按平面结构分析； 有抗震设防要求时，房屋两个方向的受力相差较小，两个 方向的框架都应具有足够的强度与刚度； 框架纵横向均应采用刚接节点。 铰接节点只能承受压力及剪力，而不能承受弯矩，节点处 梁柱杆件间不发生相对位移，可产生相对转动； 现浇框架节点，梁柱在节点处不能产生相对转动，节点处 弯矩也不为零，故按刚性节点考虑。
11.3.1房屋体型
平面不规则类型
不规则类型 定 义
扭转不规则 楼层的最大弹性水平位移或(层间位移)，大 于该楼层两端弹性水平位移(或层间位移)平 均值的1.2倍 凹凸不规则 结构平面凹进的一侧尺寸，大于相应投影方 向总尺寸的30% 楼板局部 楼板的尺寸和平面刚度急剧变化，例如，有 不连续 效楼板宽度小于该层楼板典型宽度的50%， 或开洞面积大于该层楼面面积的30%， 或较大的楼层错层
结构受力特点
框架结构是由梁与柱相互刚接而成的，框架的承 载能力和结构效能主要依赖于梁与柱的强度和节 点刚度。 框架结构在竖向荷载与水平荷载作用下的反应是 完全不同的。
11.2.4 适用层数与高宽比
结构受力特点——变形
A）竖向荷载作用下框架的变形 B）水平荷载作用下框架的变形
11.2.4 适用层数与高宽比
等跨式
适用于商场，开敞式办公楼 进深和开间方向的柱距常为6m、7.5m、9 m、12m， 从经济考虑不宜超过9m。
11.2.2 构件截面尺寸
构造尺寸
考虑强度与刚度的需要 框架梁高h＝1/8~1/12 l， l为梁跨； 框架梁宽b=1/2~1/3h； 框架柱截面的尺寸b（ h ）=1/15~1/20 H，H为层 高。
民用建筑
应注意梁的高度和梁下的净高尺寸， 应结合楼梯布置及门窗高度的要求， 有暖气及通风管道的建筑物，在确定层高时还应考虑到管 道尺寸和管道互相交叉时所占空间。 也要照顾到室内吊顶高度。
11.2.4 适用层数与高宽比
每一种结构体系都有其适用范围
框架的适用层数较多，但框架的层数多到一定程 度后，经济上就不一定可取。
11.2.1 柱网尺寸
柱网布置应力求做到简单、规则、整齐，柱 网尺小应符合经济原则，尽量符合模数； 柱网尺寸及层高应根据建筑功能要求，施工 条件及材料设备等各方面因素来确定。 房屋长度较大时，需考虑设置伸缩缝，以避 免温度开裂，因为伸缩缝将房屋上部结构断 开，分成独立的结构申无，所以在缝的两侧 应各自设置框架。
11
11.1 11.2 11.3 11.4
多层框架结构体系
框架结构的类型 框架结构的布置 抗震设防区框架结构的布置 框架结构的运用与建筑艺术技巧
11 多层框架结构体系
定义
梁和柱为主要构件，组成 是高层建筑结构的常用形式之一。
框架结构方案的优点
建筑平面布置灵活，能形成较大的空间（如商场、 餐厅等），可以根据生产工艺和建筑使用功能要 求比较灵活地布置柱网开间、进深梁尺寸及选定 层高；建筑立面也容易处理； 结构自重较轻，在一定的高度范围内造价较低； 结构整体性和抗震性好。
结构受力特点——竖向荷载作用下的弯矩
11.2.4 适用层数与高宽比
结构受力特点——水平荷载作用下的弯矩
11.2.5荷载作用下框架结构反应分析
竖荷载作用下
框架的变形或弯矩与框架的层数多少没有太大的 关系； 即随着框架层数的增加，框架的变形或弯矩无显 著的变化。 从这个意义上说，框架的优越性是非常明显的。
等跨式
等跨式柱网适用于厂房、仓库 进深常为6m、7.5m、9 m、12m，从经济考虑不宜超过9m。 开间方向的柱距常为6m。
对称不等跨式
常用于建筑平面宽度较大的厂房
11.2.1 柱网尺寸
B 多层民用建筑
民用房屋种类繁多，功能要求各有不同，难以硬 性统一 一般情况下，柱网尺寸的适宜范围为：
3.1 框架结构的类型
按框架的施工方法 现浇整体式框架
构件均在现场浇注成整体，整体性和抗震性好， 构件尺寸不受限制。对使用功能的适用性大。
装配式框架
框架构件采取预制安装，施工进度快，工业化程度高。 构件节点连接构造应达到刚性节点的要求。 节点连接构造的作法仍在不断研究改进中。 现在未普及应用。
侧向刚度 不规则
11.3.1房屋体型
建筑体型在平面及立面上尽量避免部分突出及刚度 突变。不能避免时，则应在结构布置上局部加强。
平面和竖向不规则的体型，在水平荷载作用下，由于体型 突变，受力比较复杂。 平面上有突出部分的房屋，应考虑到突出部分在地震力作 用下由局部振动引起的内力，在沿突出部分两侧的框架梁、 柱要适当加强。平面拐用处的楼板，应尽量避免开洞。 立面上有局部突出和刚度突变的阶形建筑，应考虑地震力 作用下突变部分局部摆动的影响。突出部分的体型愈细长， 则摆动影响放大，鞭端效应明显；因此，房屋顶部不宜有 局部突出和刚度突变，不能避免时，突出部分应逐步收小， 使刚度不发生突变 突出部分不宜采用砌体结构。
11.2.5荷载作用下框架结构反应分析
当房屋的层数更多或高宽比更大时
从强度方面来看；由于层数和高度的增加，竖向 荷载和水平力（风荷载、地震作用）产生的内力 都要相应加大。特别是水平荷载产生的内力，当 高度达到一定数值后，在框架内将产全相当可观 的内力。 从刚度方面来看；随着层数的增加，高宽比也在 逐渐增大；在水平荷载作用下，框架结构本身柔 性较大，水平位移成为重要的控制因素。 因此，当层数较高时，如果要满足强度和刚度要 求，框架下面几层的梁、柱截面尺寸就会增大到 不经济甚至不合理的地步。
11.3.1房屋体型
竖向不规则类型
不规则类型 定 义
该层的侧向刚度小于相邻上一层的70%，或 小于其上相邻三个楼层侧向刚度平均值的 80%；除顶层外，局部收进的水平向尺寸大 于相邻下一层的25％ 竖向抗侧力 竖向抗侧力构件(柱、抗震墙、抗震支撑)的 构件不连续 内力由水平转换构件(梁、桁架等)向下传递 楼层承载力 抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上一 楼层的80%。 突变