§13.1 框架结构的分类和布置
第十三章 多层框架结构
13.1 结构体系及布置
3 框架结构的布置
沉降缝的设置 主要与基础受到的上部荷载及场地地质条件有 关。当上部荷载差异较大，则应设沉降缝；沉降缝可利用挑梁或 搁置预制板、梁等方法做成。 伸缩缝与沉降缝的宽度一般大于55mm。 防震缝的设置 主要与建筑平面形状、高差、刚度、质量分布 等因素有关。设置防震缝后，应使各结构单元简单规则，刚度和 质量分布均匀，以避免地震作用下的扭转效应。 为避免各单元之间互相碰撞，防震缝宽度不得小于70mm，同 时对于框架结构房屋，当高度超过15m时，6度、7度、8度和9度 相应每增加高度5m、4m、3m和2m，防震缝宽度宜加宽20mm。
6框架结构最不利内力组合5222最不利荷载位置法最不利荷载位置法为求某一截面的最不利内力可以根据影响线方法直接确为求某一截面的最不利内力可以根据影响线方法直接确定产生此最不利内力的活荷载布置其详细过程见定产生此最不利内力的活荷载布置其详细过程见图由由图图可见只要对整个框架进行两次棋盘形活荷载布置便可见只要对整个框架进行两次棋盘形活荷载布置便可以求得整个框架中所有梁的可以求得整个框架中所有梁的跨中最大正弯矩跨中最大正弯矩
13.1 结构体系及布置
3 框架结构的布置
1）框架结构布置的原则 ①柱网应规则、整齐、间距合理，传力体系合理；减少开间、 进深的类型。 柱网尺寸指的是建筑的 开间和进深（或称跨 度）。框架结构柱网平 面布置多采用跨度组合 式，也采用内廊式。(a)、 (b)、(d)为典型的跨度组 合式, (e)为典型的内廊 式。
13.1 结构体系及布置
3 框架结构的布置
3)承重框架的布置 （2）纵向框架承重方案(图13-2b) 这种框架特点是楼板（预制板）放在纵向框架梁上，房屋 的横向布置连系梁。当为大开间柱网时可考虑采用此方案。 采用该方案时，横向连系梁必须与柱子刚接，且截面不能 太小，以保证房屋横向刚度。由于在横向仅设置截面高度较 小的连系梁，有利于楼层净高的有效利用，可设置较多的架 空管道，适用于工业厂房。该方案的缺点是横向刚度差，进 深尺寸受到限制。
工学多层框架结构房屋
• 装配整体式框架：梁、柱、板预制，构件就位后，焊接 或绑扎节点区钢筋，浇筑节点区混凝土，形成整体结构。 兼具上述两种框架结构优点，但是，其节点区现场混凝 土施工复杂。
• 另外，有一段时间用到梁柱现浇、预制板式框架结构， 有人称之为半现浇、半整体式结构。
13.1.2 框架结构的布置
按照承重方案的不同划分为三种: 横向承重、纵 向承重和纵横向双向承重。
利用挑梁或搁置预制梁、板的方法进行建筑上
钢筋混凝土框架结构伸缩缝最大间距（m)
环境条件 框架类别
装配式 现浇式
室内或土中
75 55
露天
50 35
图 沉降缝做法
(a) 设挑梁（板）；(b) 设预制板（梁）
• 伸缩缝的设置主要与结构长度相关。当结构的长度超过规范规定 的容许值时，应验算温度应力并采取相应的构造措施。
• 9、框架结构设计中值得注意的问题
•
复杂平面：扭转问题、应力集中
•
沿高度侧向刚度突变
•
避免错层与夹层
•
梁柱及节点的抗震细部构造
•
设变形缝(三缝的设置）
•
三维地震作用的组合
一、结构的形式和布置
1. 结构形式布置
框架结构综述精品PPT课件
1/2 1/2
1/2
1/2
1/2
3. 将各杆端弯矩叠加并绘弯矩图 及不平衡力矩计算
不平衡力矩再次分配后： -4.430-1.149×0.668=-5.198
再作一次弯矩分配，但不再传递
不平衡力矩再次分配后： 5.579-1.149×0.332=5.198
对杆端而言，弯矩以顺时针为正，反之为负。
三、框架内力分析-水平荷载作用
M
A
1 12
ql
2
M
B
1 12
ql
2
反符号分配：
12.1880.3328.142
1/2
1/2
1/2
1/2
(1.1 28 4.8 07 6.1 79 2.5 9)306 .472
1/3
3.081
1/3
1/3
对结点而言，则以逆时针为正，反之为负。
1/3
底 层 计 算 过 程：
1/2 1/2
1/3
1/3
第 13 章 多层框架结构
主要内容：
结构组成和结构布置 框架结构的计算简图及荷载 竖向荷载作用下框架结构内力的近似计算 水平荷载作用下框架结构内力和侧移的近似计算
荷载效应组合和构件设计 框架结构的构造要求
重点：
结构组成和结构布置
框架结构的计算简图及荷载 分层法、反弯点法，Ｄ值法
13.1 多层框架结构组成及布置
度之比无限大，各柱上下两端均不发生角位移，或转角近 似为0； （2）确定各柱的反弯点位置时，认为除底层柱以外的其余各 层柱反弯点位于层高的中点； （3）不考虑梁的轴线变形，同一层各节点的水平位移相等。
当梁的线刚度比柱的线刚度大很多时（例如ib/ic>3）， 梁柱节点的转角很小。否则，该方法误差较大。
框架结构设计
总 体 弯 曲 变 形
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• 13.4.1由框架梁柱弯曲变形引起的位移
j Vj
D
i 1
m
ji
•13.4.2由轴线变形引起的位移Δ
• 在确定框架的计算简图时，梁的跨度取柱轴线之间的距离；底层
的层高从基础顶面算起倒二层板底的距离，其余各层的层高取相 邻两层楼盖板底倒板底的距离。
• 13.1.3.3构件截面抗弯刚度的确定
• 计算框架梁截面惯性矩I时应考虑楼板的影响。 • 对现浇楼盖梁，中框架取I=2I0，边框架取I=1.5I0.。
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建筑结构
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第十三章 框架结构设计
• 13.1框架的结构形式和布置原则
• 13.1.1框架结构的组成特点
横向框架承重
纵向框架承重
纵横向混合承重（预制板、现浇板）
纵横向混合承重（井式楼盖）
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• 13.1.2.2竖向布置
• 框架结构竖向布置是指确定结构沿竖向的变化情况，在满足建筑
功能要求的同时，应尽可能使其规则简单。
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多层框架结构解析
Sn
三、荷载
竖向荷载 水平荷载
自重 楼面活荷载 风荷载 地震作用
楼面竖向荷载
对于单向板则仅短跨方向的梁承受均布荷载； 对于双向板，短跨方向梁承受三角形分布荷载， 长跨方向梁承受梯形分布荷载； 如果存在次梁，框架梁承受次梁传来的集中荷载。
水平荷载简化为节点荷载
一、基本假定 框架没有侧移 每一层框架梁上的竖向荷载只对
2、当杆件两端发生单位侧移时，杆件内的剪力称为抗侧刚度，
用 D 表示。如果杆件两端没有转角，杆件内的剪力为：
VAB
M AB
M BA h
12i h2
u AB
抗侧刚度 D
为：
D
12ic h2
对于j层第k柱，其侧移为 u jk ，相应的剪力可表示为 V jk D jk u jk （物理条件）
3、根据平衡条件、几何条件和物理条件，若层高相同，可求得
一端固定一端弹簧铰
0.9 4i
1/ 3
多层框架在各层竖向荷载同时作用下的内力，可以分解 为一系列开口框架进行计算
因实际上柱端是有转角的，所以：除底层柱子外，其 余各层柱的线刚度乘以0.9的折减系数，弯矩传递系数 取为1/3。
。。
三、计算方法
梁柱弯矩
1、用弯矩分配法计算各开口框架的内力； 2、内力叠加后对于不平衡弯矩较大的节点，可再作一次 分配，但不传递
横向框架
二、结构形式、轴线尺寸及截面特征
h4
•结构形式：梁柱刚接，柱固接于基础 h3
顶面。
h2
h1
•轴线尺寸
l1
l2
l3
跨度：等截面柱，截面形心线；变截面柱，较小部分截面形心。
层高：横梁形心线（也可取楼板顶面）
建筑结构第13章 多层框架结构
框架结构平面布置
13.1 多高层建筑结构体系简介
13.1.2 多高层建筑的结构体系
2. 剪力墙结构体系
剪力墙结构是由一系列横向和纵向的剪力墙体组成的受力体系，剪力墙体一 般采用钢筋混凝土现浇施工。因而剪力墙结构的整体性好、刚度大、承载力高， 尤其在水平力作用下的侧向变形较小、加之抗震性能好，是高层建筑中常见的一 种结构形式。但剪力墙结构受楼板等构件跨度的限制，剪力墙的间距一般为3～8m， 因而多用于高层小空间房屋，如高层和小高层住宅、高层旅馆建筑等，为满足公 共建筑大空间的使用要求，工程中也有用底层框架替代剪力墙，以获得底层大空 间的剪力墙结构体系，但这样组合的结构体系一般具有下柔上刚的特点，对房屋 抗震极为不利。
13.1 多高层建筑结构体系简介
13.1.2 多高层建筑的结构体系
4. 筒体结构体系 筒体结构体系是由竖向筒体为主组成的承受竖向和水平作用的高层建 筑结构。筒体结构的筒体分剪力墙组成的薄壁筒和由密柱框架或壁式框架 围成的框筒等。筒体结构是一种空间受力性能较好的结构体系，它比框架 结构或剪力 闭箱形悬臂构件，具有良好的抗弯抗扭性能，因而适应于更大高度的建筑 物。
13.2 多层框架的结构布置
13.2.1 多层框架结构的组成
多层框架由横梁和立柱组成。梁柱交接处的框架节点通常为刚接， 有时也将部分节点做成铰接或半铰接。柱底一般为固定支座，必要时也 设计成铰支座。框架可以是等跨或不等跨的，也可以是层高相同或不完 全相同；有时因工艺和使用要求，也可以做成在某层缺柱或某跨缺梁的 形式。
第13章 多层框架结构
13.1 多高层建筑结构体系简介
13.1.1 多高层建筑结构的概念
目前，世界各国对多层和高层建筑的划分标准尚不统一。我国《高层 建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2002）规定：10层及10层以上或房屋 高度大于28m的建筑物，称为高层建筑；9层及9层以下或房屋高度不超过 28m的建筑物，称为多层建筑。 随着社会生产力的发展和建筑科学技术的进步以及人们生活水平的提 高，高层建筑迅速发展。高层建筑具有节约用地、减少市政基础设施投资、 美化城市环境等优点。但随着建筑物高度增加，结构在水平力作用下的内 力与侧移增大，工程造价提高，对建筑科学与技术水平的要求也越来越高。 我国上海于1998年建成的金茂大厦，建筑面积28.7万m2，88层，总高 度412.5m，3～50层为办公室，53～85层为五星级酒店，88层为公众的观 光层。此结构系筒体结构，建筑平面尺寸53.4m×53.4m，内筒27m×27m。 辅楼有商场、会展中心、会议中心等。这幢具有强烈时代感和地方特色的 塔式建筑，已成为上海浦东金融贸易区的重要标志建筑之一。
建筑结构选型之框架结构体系
目录
• 框架结构的定义与特点 • 框架结构的类型与分类 • 框架结构的优缺点分析 • 框架结构的选型依据 • 框架结构的抗震性能分析 • 框架结构的工程实例
01 框架结构的定义与特点
定义
01
框架结构是指由梁和柱以刚接或 铰接相连接而成构成承重体系的 结构形式。
02
框架结构的梁和柱可以是方形、 矩形、三角形、圆形或其他形状 ，但必须满足结构稳定性要求。
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建筑外观
框架结构的梁和柱通常暴露在外 ，适合设计现代化的外观，满足 建筑美学要求。
地质条件
地基承载力
框架结构的自重较轻，对地基承载力 要求较低，适用于地质条件较差的地 区。
抗震性能
框架结构的抗震性能较好，适用于地 震多发区的建筑。
施工条件
施工队伍技术水平
框架结构的施工需要一定的技术水平，适合技术水平较高的 施工队伍。
混凝土框架
以混凝土为主要受力构件， 适用于高层、大跨度、大 荷载的建筑。
不同类型框架结构的比较
木框架
轻便、灵活，但承载能力 较低，易受腐蚀和虫蛀。
钢框架
承载能力强，自重轻，但 易受腐蚀，需要定期维护。
混凝土框架
承载能力强，耐久性好， 但自重大，施工周期长。
03 框架结构的优缺点分析
优点
灵活性高
框架结构适用于地震区的建筑，能够满足 抗震要求。
适用于工业厂房和仓库
适用于地质条件较为稳定的地区
框架结构适用于工业厂房和仓库等需要大 空间的建筑。
框架结构适用于地质条件较为稳定的地区 ，对地基要求较高。
04 框架结构的选型依据
框架结构体系
• （２）刚度方面：随着房屋高度的增加，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。
• 要满足强度和刚度的要求，就必须增大构件的截面尺寸，太 大不经济，甚至不合理。
等跨式柱网：常用跨度为6米、7.5米、9米、12米 开间方向柱距：6m
适用范围：厂房、仓库、商店
对称不等跨式柱网
框架结构的运用与建筑艺术技巧的配合
一、框架带悬挑与建筑艺术的有效结合
底层收进：立面效果 底层的楼盖悬挑出很厚的周边雨罩
连续梁端部适当悬 挑有利于减少跨中 弯矩
•框架两端纵横两向 同时悬挑 •外形对称减少侧移 •角柱受力合理 •建筑造型合理协调
框架梁的截面形式： 1.矩形——一般情况 2.T型\L型——楼板为现浇（楼板的一部分作为框架梁的翼缘） 3.十字形\花篮形——预制板楼盖，为减少楼盖结构高度，增加建筑净空 框架柱的截面形式： 1.矩形、正方形——一般情况 2.圆形、多边形——设计要求
框架结构的特点、优点和分类
一、特点 １受力特点 ２框架结构的变形特征 二、框架结构的优缺点 三、适用范围
越简单规则整齐对结构越有利，经济效果越好 建筑艺术的效果：周边复杂的形式 在复杂的建筑平面上力求简单的框架柱网布置
框架结构的受力特点
一、框架结构的受力特点 • 框架结构是由梁和柱相互刚接而成的,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。
1.竖向荷载
框架层数的增加而框架的变形和弯矩没有显著的变化 框架的变形和弯矩与框架的层数多少没有太大的关系
框架结构
框架结构框架结构竖直方向的柱与水平方向的梁、板砖石框架：石材刚性度差，梁柱之间不是刚节点，仅仅是由钢筋混凝土梁和柱刚性连接的骨架。
结构特点：刚节点形成几何不变体，约束杆件转动，减少横梁正弯矩。
优点：1、建筑平面布置灵活，易于设置大房间、使有方便。
2、构件类型少，易与标准化、定型化。
3、可以采用预制构件，也易于采用定型模板而做成现浇结构。
4、现浇结构整体性好，抗震性好。
适用范围：办公楼、餐厅、车间、营业厅、教室框架类型：1、按框架构件组成分：梁板式结构、无梁式结构。
2、按施工方式：a、现浇整体式框架：优点（结构整体性好，抗震性能好，节约钢材。
）缺点（工期长，工作量大）b、装配式构架：优点（构件可预先订制，质量容易保证，施工方便，工期短）缺点（增加了框架节点连接性，用钢量大，整体性差）c、装配整体式框架：具备前两项的优点3、按承重结构：全框架、内框架承重框架横向布置：优点（横向抗侧刚度、强度好；有利于通风采光和立面处理）适用范围：一般工业与民用建筑，工业厂房承重框架纵向布置：优点（便于通风管道纵向布置，有利于楼层净高的有效利用，房屋的使用划分比较灵活）缺点（横向很差刚度）承重方案纵横布置：优点（纵横向刚度好，整体性好）高层建筑结构体系框架结构：由梁和柱刚性连接的骨架结构。
优点（强度高，自重轻，整体性和抗震性好，建筑上最大优点是不靠砖墙承重，建筑平面布置灵活，可获得较大使用空间）缺点（抗侧刚度低，只适用于20层以下的建筑，6—15层，10层最佳）砌体结构承重布置：横向、纵向、纵横向、内框结构框架结构受力特点：横梁产生的正弯矩减少，柱虽产生弯矩但影响不大。
双向抗侧力体系：对有抗震设防要求的框架结构，纵向横向均设计刚接柱架。
框架结构层数的增加和框架的变形和弯矩没有太大关系影响。
但是对于水平荷载则相反，层数越多，产生水平位置越大，框架内力也随之增加，水平荷载起决定作用。
高宽比：5-7 抗钢性能低，层高高，刚度强度高，刚度起决定性。
第十三章多层框架结构资料
2021/3/8
2
1、框架结构分类
1）现浇框架：在现场原位支模并整体浇筑而成的混
凝土结构。
优点：整体性，抗震性好
缺点：施工周期长，费料、费力
2）装配式框架：由预制混凝土构件或部件装配、连
接而成的混凝土结构。
优点：工业化，速度化，成本低
缺点：整体性差，抗震性差
3）装配整体式：由预制混凝土构件或部件通过钢筋、 连接件或施加预应力加以连接，并在连接部位浇筑 混凝土而形成整体受力的混凝土结构。
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抗震设计时，框架不应采用部分由砌体承重的混合 形式。框架中的楼梯、电梯间及局部突出屋面的电 梯机房、楼梯间、水箱间和设备间等，应采用框架 承重，不应采用砌体墙承重。屋顶设置的水箱或其 他设备应可靠地支承在顶层结构上。
甲、乙类建筑以及高度大于24m的丙类建筑，不应 采用单跨框架结构；高度不大于24m的丙类建筑不 宜采用单跨框架结构。
跨为走廊跨度，常为2.4m、2.7m、3.0m。
(2) 等跨式柱网适用于厂房、仓库、商店，其
进深常为6m、7.5m、9m、12m等，柱距常
为6m。
(3) 对称不等跨柱网常用于建筑平面宽度较大
的厂房，常用的网有
(7.5+7.5+12.0+7.5+7.5)×6.0m
，
( 8.1+12.0+8.1 )×6.0m。
❖ （3） 纵横向框架混合承重方案
❖ 即在两个方向均布置为承重框架，这种方案整体性好，对抗 震有利。
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14
2021/3/8
15
无
密
梁 楼
板柱结构
肋 楼
第十三章 多层框架结构
第十三章多层框架结构学习目标通过本章学习应了解框架结构体系选择方法、结构布置原则及计算简图的确定，并应掌握竖向荷载作用下框架内力分析的分层法和二次弯矩分配法，水平力作用下框架内力分析的D值法等内力和变形的近似计算方法。
熟悉和领会荷载效应组合的原则、构件截面设计的方法及框架结构的构造要求。
第一节框架结构体系及布置我国《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3一2002把10层及10层以上的房屋定义为高层建筑，一般认为10层以下房屋属于多层建筑。
一、框架结构体系（一）框架结构组成框架结构是由梁、柱、节点及基础组成的结构形式，横梁和立柱通过节点连为一体，形成承重结构，将荷载传至基础（图13-1）。
框架可以是等跨或不等跨的，也可以是层高相同或不完全相同的，有时因工艺和使用要求，也可能在某层抽柱或某跨抽梁，形成缺梁缺柱的框架（图13-1b）。
（二）框架结构类型1、纯(全)框架结构整个房屋全部采用框架结构的称为纯(全)框架结构。
框架结构根据施工方法的不同可分为整体式、装配式和装配整体式三种。
（1）整体式框架又称全现浇框架，它由现场支模浇注而成，整体性好，抗震能力强。
（2）装配式框架的梁、柱等构件均为预制，施工时把预制的构件吊装就位，并通过节点进行连接。
（3）装配整体式框架兼有整体式和装配式框架的优点，预制构件在现场吊装就位后，通过在预制梁上浇注叠合层等措施，便框架连成整体。
2、底层框架结构底层框架结构房屋是指底层为框架-抗震墙结构(图13-2)，上层为承重的砌体墙和钢筋混凝土楼板的混合结构房屋。
3、内框架结构房屋内部由梁、柱组成的框架承重，外部由砌体承重，楼(屋)面荷载由框架与砌体共同承担(图13-3)。
这种框架称为半框架或内框架结构。
（三）框架结构布置按照结构布置不同，框架结构可以分为横向承重、纵向承重和纵横双向承重三种布置方案。
二、变形缝1、沉降缝沉降缝是为了避免地基不均匀沉降在房屋构件中引起裂缝而设置的，当房屋因上部荷载不同或因地基存 在差异而有可能产生过大的不均匀沉降时，应设沉降缝将建筑物从基础至屋顶全部分开，使得各部分能够自由沉降，不致在结构中引起过大内力，避免混凝土构件出现裂缝。
框架结构
横向框架承重：
主梁沿房屋横向布臵
横向：沿房屋的短边方向 纵向：沿房屋的长边方向
纵向框架承重：
主梁沿房屋纵向布臵
伸缩缝：针对温度引起的变形
结 构 的 变 形 缝
沉降缝：针对基础不均匀沉降 引起的变形 防震缝：针对地震引起的变形 分割缝：防止连续倒塌而设臵的
伸缩缝
变形大
变形小
沉降缝
塔楼的沉降大
塔 楼 裙楼
b只能取350 、 400 、 450
1 1 h ~ 层高 20 15
Ac
框架柱的截面尺寸选择
1.1 ~ 1.2N
fc
2 b ~ 1 h 3
N 1.25N v
Ac 柱的横截面面积
Nv 由重力荷载产生的轴向 力标准值
N 柱所受轴向压力设计值
防震缝在100mm 防震缝 基础上 加宽20mm
例：在一12m高度的框架结构楼房旁边， 贴建一个30m高的框架结构，两栋楼房之 间要设防震缝，该地区7度设防，求防震 缝的宽度
按低的楼房考虑，因12m小于 15m，故防震缝的宽度为 100mm
例：在一20m高度的框架结构楼房旁边， 贴建一个30m高的框架结构，两栋楼房之 间要设防震缝，该地区7度设防，求防震 缝的宽度 按20m高的楼房考虑防震缝的宽度
裙楼的沉降小
裙楼
防震缝
抗撞墙
抗规6.1.4规定：需要按较低房屋的高度 设臵防震缝的宽度，当框架结构高度不 超过15m时，防震缝宽度不小于100mm， 当高度超过15m时，设防烈度分别为6度、 7度、8度和9度分别每增加高度5m、4m、 3m和2m，缝宽宜加宽20mm
框架结构 高度超15m时 6度高度 每增加5m 7度高度 每增加4m 防震缝 加宽20mm 8度高度 每增加3m 防震缝 加宽20mm 9度高度 每增加2m 防震缝 加宽20mm
框架结构
框架结构的布置 承重框架的布置
柱网确定后，用梁把柱连接起来，即形成框架 结构。 在一般情况下，柱在两个方向均应有梁拉结，即 房屋纵横方向均应布置梁系。 因此框架结构是一个空间受力体系。但为计算方 便起见，可把实际框架结构看成 纵横两个方向的平面框架。平行于短轴方向的叫 框架称为横向框架，平行于长轴 方向的框架称为纵向框架。横向框架和纵向框架 分别承受各自方向上的水平作用。
1962年建成的尼加拉瓜马那瓜中央银行，是一栋15层的钢筋混凝土 建筑，建筑平面形状为规则的矩形，采用框架结构体系，两个钢筋 混凝土实体的电梯井和两个楼梯间均为集中在平面的一侧，同时在 该侧的山墙还砌有填充墙，造成结构刚心偏于一侧，地震时受到了 强烈扭转震动，建筑物破坏严重，修复费用高达原房屋造价的80% 震后拆除。
于布置生产流水线。
常用尺寸：跨度（进深）：6.0m、7.5m、9.0m和12.0m四种 开间（柱距）：6.0m 层高：3.6m、3.9m、4.5m、4.8m、和5.4m
内廊式
跨度组合式
框架结构的布置 柱网及层高---民用建筑 民用建筑的种类很多，功能要求各有不同，柱网及层高变化也大， 但对一般民用建筑也可定型化。柱网和层高一般以300mm为模数。 如住宅、旅馆的框架设计开间可采用:6.3m、6.6m和6.9m三种 进深可采用:4.8m、5.1m、6.0m、6.6m和6.9m五种 层高采用：3.0m、3.3m、3.6m、3.9m和4.2m五种
三层，全现浇钢筋混凝土 结构的，这幢钢筋混凝土 集合住宅，在施工建造时， 采用了一种比较新颖的施 工建造方式。 即使用一种 SINP 板材，在墙体和楼盖 施工的当时，起模板作用， 完成模板作用之后不拆除， 又起保温隔热的作用。
框 架 结 构
1.1 框架结构的组成与布置
框架结构的墙体一般不承重，只起分隔和围 护作用，墙体在框架主体施工完成后砌筑而成。 框架填充墙通常采用较轻质的材料，以减轻房屋 的重量，减小地震作用。填充墙与框架梁、柱之 间应采用必要的连接构造，以增加墙体的整体性 和抗震性。
1.1 框架结构的组成与布置
2. 框架结构的布置
1.2 框架结构的组成ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ布置
框架结构一般是高次超静定结构，因 此必须先确定构件的截面形式和尺寸后才能 进行结构分析。
1.2 框架结构的组成与布置
1. 框架梁、柱的截面形状及尺寸
1）框架梁
框架梁的截面形状一般为矩形。当结构整体 现浇时，楼板可作为梁的翼缘，梁截面就成为T形 或倒L形；在装配式框架中，框架梁截面可做成矩 形、T形或花篮形。框架梁的截面尺寸应满足框架 结构的强度和刚度要求。
（2）纵向框架承重方案。纵向框架承重方案是指在纵向 布置框架梁，在横向布置次梁或连系梁，楼板沿横向布置，如 图6-3（b）所示。
在纵向框架承重方案中，次梁或连系梁的高度较小，有 利于设备管线的穿行，可获得较高的室内净空，且开间布置较 灵活，可以有效地利用室内空间，但其横向刚度较差，故只适 用于层数较少的建筑。
框架梁的截面宽度可取bb=(1/3～1/2)hb，为了保证 端部节点传力可靠，梁宽bb不宜小于柱宽的1/2，且不宜小 于200 mm。
1.2 框架结构的组成与布置
2）框架柱
框架柱的截面形式一般采用矩形或正方形，其截面尺 寸可参考同类建筑确定或由柱所承受的轴力估算，也可近 似取柱截面高度hc=(1/15～1/10)H（H为层高），且不宜 小于400 mm；柱截面宽度可取bc=(1/1.5～1)hc，且不宜 小于300 mm。为了避免柱发生剪切破坏，柱净高与截面 长边之比宜大于4。
第13章 框架结构
化较大时，在地震作用下，由于结构各部位产生的变形不协调，导致结构 一些部位破坏。在这种情况下，设置抗震缝，将基础顶面以上的结构断开， 把房屋分成若干个独立的单元体，使其在地震作用下互不影响，地震作用 明确。 《规范》要求下列情况宜设抗震缝：
但对于平面布置较规则的框架结构房屋，为了简化计算，通常将实际 的空间结构简化为若干个横向或纵向平面框架进行分析，同时忽略各 构件的抗扭作用。每榀平面框架为一计算单元。
就承受竖向荷载而言，当横向（纵向）框架承重，且在截取横 向（纵向）框架计算时，全部竖向荷载由横向（纵向）框架承担，不 考虑纵向（横向）框架的作用。当纵、横向框架混合承重时，应根据 结构的不同特点进行分析，并对竖向荷载按楼盖的实际支承情况进行 传递，这时竖向荷载通常由纵、横向框架共用承担。
当框架结构房屋的层数不多时，其侧移主要表现为整体剪切变形，整 体弯曲变形的影响很小。
13.1 结构组成和结构布置
第13章 框架结构
框架结构的侧移
113.1结构组成和结构布
第13章 框架结构
（2）框架结构体系的优缺点
建筑平面布置灵活，能获得大空间（特别适用于商场、餐厅等），也
可按需要做成小房间；
建筑立面容易处理；结构自重较轻；
进行； ➢ 结构尽可能简单、规则、均匀、对称，构件类型少；
113.1结构组成和结构布置
第13章 框架结构
2 结构布置（structural configuration）
柱网布置 考虑因素：生产工艺使用要求，建筑、结构及施工条件等；采用预制 构件，符合模数制；柱网尺寸应力求简单规则，受力合理及有利于施工 工业化。
13.1结构组成和结构布置
第13章多层框架结构讲义
全现浇框架节约模板，省去了现场支模的
麻烦。
13.1.3 框架结构的结构布置
1．柱网布置
框架结构的柱网布置原则： ①满足使用和建筑平面布置的要求： ②使结构受力合理； ③施工方便。
1．柱网布置
(1)柱网布置应满足生产工艺的要求
在多层工业厂房设计中，生产工艺的
要求是厂房平面设计的主要依据。其典型
或房屋高度或荷载有较大变化等处。
沉降缝设置方法：
可用挑梁（使缝两侧相互无联系）或搁置梁板（形
成铰接状态）等办法做成（图13-9 ）。
沉降缝宽度取决于基础的转动，按缝两侧较低部分
高度确定。
3.变形缝
防震缝的设置，主要与建筑平面形状、高差、刚
度、质量分布等因素有关。
防震缝的设置原则：应使各结构单元简单、规则， 刚度和质量分布均匀，以避免地震作用下的扭转 效应。
的柱网布置形式有内廊式、等跨式、对称
不等跨式等（图13-3）。
1．柱网布置
（2）柱网布置应满足建筑平面布置的要求
（图13-4 ）
（3）柱网布置要使结构受力合理
（4）柱网布置应方便施工
1．柱网布置
3）柱网布置要使结构受力合理
①应考虑到结构在竖向荷载作用下内力分布均匀 合理，各构件材料强度均能充分发挥。如图13-5、 13-6。
4.半现浇框架
(1)概念
半现浇框架是将房屋结构中的梁、板 和柱部份现浇，部份预制装配而形成的框 架。 常见的做法： 一种是梁、柱现浇，板预制；另一种是柱 现浇，梁、板预制。
§13.1框架结构的分类和布置
§13.1框架结构的分类和布置第13章多层框架结构房屋学习目标（1）掌握框架结构的布置与计算简图、内力组合；（2）理解框架在水平和竖向荷载作用下的内力计算，框架结构的侧移计算；（3）了解框架结构的构造要求。
§13.1 框架结构的分类和布置一、框架结构分类钢筋混凝土框架结构按施工方法不同可分为现浇整体式、装配式和装配整体式等。
二、框架结构布置1.框架结构布置的原则（1）结构平面形状和立面体型宜简单、规则，使各部分刚度均匀对称，减少结构产生扭转的可能性。
（2）尽量统一柱网及层高，减少构件种类规格，简化设计及施工。
（3）提高结构总体刚度，以减小水平荷载作用下的侧移，非地震区房屋高宽比一般不宜超过5。
（4）应考虑地基不均匀沉降、温度变化和混凝土收缩等影响。
①对于装配式框架，当房屋长度超过75 m；现浇整体式框架，房屋长度超过55 m时，应设置伸缩缝，将房屋划分为两段或若干段，缝宽不小于50 mm。
②当同一建筑物中，因基础类型、埋深不一致或土层变化很大，以及房屋层数、荷载相差悬殊时，应设沉降缝将相邻部分分开，沉降缝不但应贯通上部结构，而且应贯通基础本身，缝宽应大于100 mm。
2.柱网与层高框架结构的柱网尺寸，即平面框架的柱距（开间）与跨度（进深），主要由生产工艺、使用要求决定，并应符合一定的模数要求。
其原则是力求做到柱网平面简单规则，有利于装配化、定型化和施工工业化。
3.框架的布置可把空间框架结构看成纵横两个方面的平面框架，平行于建筑物短轴（宽度）方向的框架称为横向框架，平行于建筑物长轴（长度）方向的框架称为纵向框架，横向框架和纵向框架是基本的承重结构。
（1）横向框架承重方案在这种布置方案中，框架承重梁沿房屋横向布置，连系梁沿纵向布置。
一般房屋长向柱列的柱数较多，无论是强度还是刚度都比宽度方向强一些，而房屋的横向（宽度方向）相对较弱，采用横向框架承重增大了房屋在横向的抗侧移刚度，室内的采光和通风较好，因而，常被广泛选用。
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第13章多层框架结构房屋
学习目标
（1）掌握框架结构的布置与计算简图、内力组合；
（2）理解框架在水平和竖向荷载作用下的内力计算，框架结构的侧移计算；
（3）了解框架结构的构造要求。
§13.1 框架结构的分类和布置
一、框架结构分类
钢筋混凝土框架结构按施工方法不同可分为现浇整体式、装配式和装配整体式等。
二、框架结构布置
1.框架结构布置的原则
（1）结构平面形状和立面体型宜简单、规则，使各部分刚度均匀对称，减少结构产生扭转的可能性。
（2）尽量统一柱网及层高，减少构件种类规格，简化设计及施工。
（3）提高结构总体刚度，以减小水平荷载作用下的侧移，非地震区房屋高宽比一般不宜超过5。
（4）应考虑地基不均匀沉降、温度变化和混凝土收缩等影响。
①对于装配式框架，当房屋长度超过75 m；现浇整体式框架，房屋长度超过55 m时，应设置伸缩缝，将房屋划分为两段或若干段，缝宽不小于50 mm。
②当同一建筑物中，因基础类型、埋深不一致或土层变化很大，以及房屋层数、荷载相差悬
殊时，应设沉降缝将相邻部分分开，沉降缝不但应贯通上部结构，而且应贯通基础本身，缝宽应大于100 mm。
2.柱网与层高
框架结构的柱网尺寸，即平面框架的柱距（开间）与跨度（进深），主要由生产工艺、使用要求决定，并应符合一定的模数要求。
其原则是力求做到柱网平面简单规则，有利于装配化、定型化和施工工业化。
3.框架的布置
可把空间框架结构看成纵横两个方面的平面框架，平行于建筑物短轴（宽度）方向的框架称为横向框架，平行于建筑物长轴（长度）方向的框架称为纵向框架，横向框架和纵向框架是基本的承重结构。
（1）横向框架承重方案
在这种布置方案中，框架承重梁沿房屋横向布置，连系梁沿纵向布置。
一般房屋长向柱列的柱数较多，无论是强度还是刚度都比宽度方向强一些，而房屋的横向（宽度方向）相对较弱，采用横向框架承重增大了房屋在横向的抗侧移刚度，室内的采光和通风较好，因而，常被广泛选用。
（2）纵向框架承重方案
在这种布置方案中，框架承重梁沿房屋纵向布置，连系梁沿横向布置。
由于横向连系梁截面高度较小，有利于楼层净高的有效利用以及设备管线的穿行；当地基土的物理力学性能在房屋纵向有明显差异时，可利用纵向框架的刚度来调整房屋的不均匀沉降。
但纵向框架承重房屋横向刚度较差，进深尺寸受预制板长度的限制，一般民用建筑很少采用这种结构方案。
（3）纵、横向框架混合承重方案
在这种布置方案中，框架承重梁沿房屋的横向和纵向布置，房屋在两个方向上均有较大的抗侧移刚度，具有较大的抗水平力的能力，整体工作性能好，这种布置方案一般采用现浇整体式框架，用于柱网呈方形或接近方形的大面积房屋中，如仓库、购物中心、厂房等建筑。
三、框架梁、柱截面尺寸及材料强度
1.框架梁柱截面形式及尺寸
（1）框架梁
T形和倒L形。
在装配式框架中可采用矩形、T形、梯形和花篮形。
框架梁截面尺寸可参考受弯构件初步确定，主要承重框架梁按“主梁”估算截面，一般取梁高h =（1/8～1/12 ）l，当楼面上有较重设备或活荷载较大时（如工业厂房）， h =（1/7～1/10 ）l，式中l为梁的跨度。
非主要承重框架梁可按“次梁”要求选择截面尺寸，一般取梁高h = （1/12～1/18 ）l，截面宽度b = （1/2～1/3）h，且不应小于200 mm ，一般梁的截面宽度取50 mm的倍数，梁的截面高度取100 mm的倍数。
梁的混凝土强度等级不宜低于C20 ，预制梁可提高到C30～C50。
（2）框架柱
柱子的截面形式一般采用正方形或矩形，由于建筑要求，也可设计成圆形、正多边形等。
柱子截面尺寸的确定方法，一般是根据柱的轴向压力设计值估算。
按非抗震设计时： N/Afc≤（0.9～0.95）
式中 A ———柱的截面面积；
fc ———混凝土轴心抗压强度设计值；
N———柱的轴向压力设计值，可按该柱受荷面积大小，根据竖向荷载的经验数据估算。
一般柱截面宽度取50 mm的倍数，柱截面高度取100 mm的倍数。
根据经验，框架柱截面不能太小，一般取h≥400 mm， b≥350 mm ，且柱净高与截面长边之比宜大于4。
柱子所用的混凝土不宜低于C20 ，高层框架结构低层受力很大，为减小柱截面尺寸，提高柱子承载能力，往往对低层逐渐提高混凝土强度等级至C30 ， C40以至C50。
§13.2 框架结构的计算简图
一、计算单元的确定
将纵向框架和横向框架分别按平面框架进行分析计算。
横向平面框架可以选取一个有代表性的典型区段作为计算单元。
纵向平面框架的计算单元常有中列柱和边列柱的区别，中列柱纵向框架的计算宽度可取为两侧跨距的一半，边列柱纵向框架的计算宽度可取为一侧跨距的一半。
二、节点的简化
按平面框架进行结构分析时，框架节点可简化为刚接节点、铰接节点和半铰接节点。
现浇框架结构中，梁和柱内的纵向受力钢筋都将穿过节点或锚入节点区，应简化为刚接节点。
而装配式框架结构的节点可简化成铰接节点或半铰接节点。
装配整体式框架结构中，梁（柱）中的钢筋在节点处或为焊接或为搭接，并将现场浇筑部分混凝土，节点左右梁端可有效地传递弯矩，因此可认为是刚接节点，当然这种节点的刚性不如现浇式框架好。
框架支座可分为固定支座和铰支座。
当为现浇钢筋混凝土柱时，一般按固定支座考虑；当为预制柱杯形基础时，则应视构造措施不同分别简化为固定支座和铰支座。
三、跨度与层高的确定
框架的层高即框架柱的长度可取相应的建筑层高，但底层的层高则应取基础顶面到一层楼盖顶面之间的距离，当基础标高未能确定时，可近似取底层的层高加1.0m。
对于倾斜的或折线形横梁，当其坡度小于1/ 8时，可简化为水平直杆。
对于不等跨框架，当各跨跨
度相差不大于10%时，可简化为等跨框架，简化后的跨度取原框架各跨跨度的平均值。
四、框架梁、柱的截面惯性矩
框架梁截面惯性矩的计算，应考虑楼板与梁的共同作用，并按下列取值计算：
（1）现浇整体式框架
中框架梁（为T形截面梁）： Ib=2I0边框架梁（为倒L形截面梁）： Ib =1.5I0
式中 Ib ———框架梁截面惯性矩；
I0———按矩形截面梁计算的截面惯性矩。
（2）装配整体式框架
中框架梁：Ib=1.5 I0边框架梁：Ib=1.2 I0
五、荷载计算
作用于框架结构上的荷载有竖向荷载和水平荷载。
竖向荷载包括结构自重及楼（屋）面活荷载，一般为分布荷载，有时也有集中荷载。
水平荷载包括风荷载和水平地震作用，一般可简化成作用于框架节点的水平集中力。
【例13.1】某校教学楼为五层现浇框架结构，柱网尺寸为（6.80 + 3.00 + 6.80） m ×3.60 m，层高为3.90 m，楼盖为预制空心板，横向框架承重，无抗震设防要求，图13.8为结构平面布置
图。
要求：（1）确定梁柱截面尺寸及刚度计算；（2）进行横向框架的荷载计算（取中部框架一榀）。
【解】：
1.框架计算简图及梁柱截面估算
（1）计算简图
（2）框架梁、柱截面估算
（3）梁、柱刚度计算
2. 荷载计算
（1）屋盖梁荷载
①屋盖荷载标准值
②屋盖梁自重（包括梁侧粉刷）
③屋盖梁的线荷载
（2）标准层楼盖梁荷载
①楼盖荷载标准值
②楼盖梁自重与屋盖梁相同
③楼盖梁线荷载
（3）风荷载计算。