第4章 混凝土框架结构设计
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第四章 混凝土框架结构设计
1）框架的跨度与层高
梁柱构件的轴线取截面几何中心的连线。框架的跨度L按柱的轴线 距离确定。框架的层高h当不设地下室时底层取基础顶面到一层楼盖顶 面的高度；当设有地下室时底层取嵌固部位到一层楼盖顶面的高度;对 其余各层柱为上下两层楼盖顶面之间的高度。
2）梁柱节点
现浇结构和装配整体
4.9 框架结构配筋计算及构造要求
4.10多层框架结构的抗震设计要点
第四章 混凝土框架结构设计
4.1 框架结构体系概述
框架结构是由梁和柱 为主要构件组成的承受竖向 和水平作用的结构。平面框 架是多高层房屋中最基本的 一种结构。在实际工程中绝 大部分框架的梁、柱都是由 现场施工浇筑而成的，称为 现浇框架结构，如图4.1所 示。
（4）结构平面布置尽可能规则对称，结构平面的质量中心和刚度中心 尽可能重合。竖向构件（柱）要上下连续，水平构件（梁）尽可能对齐， 梁柱轴线尽可能重合。应避免平面上过大和连续的开洞，保证结构有可 靠和简捷的传递竖向和水平力的途径；
（5）构件的尺寸尽可能统一，规格尽可能较少利于施工方便和降低结 构造价。
（3）构件计算和验算，其中包括框架梁、板、柱、节点的承载能力极限 状态计算和正常使用极限状态验算；
（4）构件的连接和构造，其中包括钢筋的粘结、锚固要求，以及一些保
证混凝土构件能满足其基本性能的规定，如温度变形、收缩、混凝土保护
层厚度、最小配筋率等构造要求。
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第四章 混凝土框架结构设计
4.2 框架结构布置Baidu Nhomakorabea
第四章 混凝土框架结构设计
4.3 构件选型
4.3.1框架梁
框架结构的框架梁截面高度一般可按计算跨度的1/10～1/18进行
估算，同时还应考虑框架所承担的竖向荷载和水平作用。为了保证框架
结构有较好的受力性能，梁净跨与截面高度之比不宜小于4，梁的截面
宽度不宜小于梁截面高度的1/4，也不宜小于200mm。当框架梁截面高度
初步确定柱截面尺寸。对一般民用建筑框架结构可按11 kN/m2～13
kN/m2，初步估算柱的轴向力设计值。
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第四章 混凝土框架结构设计
4.4 计算简图的确定
框架结构是一个由纵横向框架组成的空间结构体系。一般情况下 为简化计算，对于体形规则的框架结构，可沿柱列分解为不同方向的 平面框架结构分别进行分析。例如图4.4 所示的双向布置的框架结构 体系可把结构分别简化为横向平面框架和纵向平面框架。
和截面宽度在上述范围之内时，一般都易于满足正常使用对挠度和裂缝
宽度限制的有关要求。
4.3.2框架柱
框架柱边长可按建筑层高的 1/15～1/10 估算。矩形截面柱的边长
不宜小于300mm。柱边长与柱净高之比不宜大于1/2，柱截面高宽比不宜
大于3。在抗震设计中，还可以按上部结构荷载通过轴压力设计值与柱
全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积的比值N/fcA，即轴压比，
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第四章 混凝土框架结构设计 4.2.2结构布置方法
框架结构是一个由纵横向框架组成的空间结构体系。传统的框架 结构有单向布置和双向布置方案，单向布置即仅在横向或纵向布置平面 框架，而双向布置是在纵、横向均布置平面框架的结构。
在有抗震要求的房屋和高层结构设计中，要求框架必须双向布置，形 成双向框架结构方案，以抵抗风荷载及水平地震作用，双向框架结构布 置方案具有较强的空间整体性，可以承受各个方向的水平作用，与纵、 横向布置的单向框架比较，具有较好的抗震性能。 11
在结构分析时，为了避免复杂的空间计算和说明主要受力特点， 通常把整体空间的框架结构沿各个方向的柱列简化为二维的平面框架， 如图4.2所示。
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第四章 混凝土框架结构设计
钢筋混凝土框架结构设计的基本内容包括：
（1）结构方案设计，其中包括结构的总体形状、平面布置、竖向布置、 构件选型等；
（2）结构的作用及其效应分析，包括结构竖向和水平作用效应的计算以 及效应的组合；
式框架结构的梁柱节点、柱
与基础连接处可作为刚接。
当梁、柱间连接部分的刚度
远大于杆件中间截面的刚度
时(如壁式框架)，在计算模
型中可作为刚域处理。梁柱
节点区的刚域长度可按图
4.5所列取用。
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第四章 混凝土框架结构设计
3）梁柱线刚度 由于现浇楼盖和装配整体式楼盖框架结构的框架梁与楼板共同工
作，在计算线刚度时宜考虑楼板作为翼缘对梁截面刚度的有利影响。梁 受压区有效翼缘计算宽度bf′可按《混凝土结构设计规范》(GB500102010)表5.2.4所列情况中的最小值取用。刚度增大系数应根据梁有效翼 缘尺寸与梁截面尺寸的相对比例确定。也可按表4.1所列的梁惯性矩系 数近似考虑刚度的增大，表中的I0为梁按矩形截面计算的惯性矩。
4.2.1结构布置原则
1）结构布置的设计条件和依据
• 在结构方案设计阶段，首先必须对房屋的建筑使用功能、建筑 平面、立面、剖面设计及其空间的相互关系准确地了解和把握。对 结构设计的使用年限、自然环境条件、建设场地的工程地质等这些 基本的结构设计条件和资料，有充分地准备和详细地解读。其次根 据建筑设计方案从结构规则性的概念设计要求，对整体结构的形体 进行分析，分析框架结构的平面形状、高度、平面沿高度的变化、 层数、高宽比、总长度、长宽比等这些指标。然后再根据这些指标， 依据相关设计标准判断应采用的建筑结构安全等级、建筑抗震设防 类别、钢筋混凝土结构的抗震等级、建筑防火分类等级和耐火等级、 地下室防水等级、地基基础的设计等级这些强制性的设计等级标准。 这些是进行结构布置及结构设计的基本条件和依据。9
第4章 混凝土框架结构设计 Reinforced concrete frame Structure
框架结构
混凝土结构设计
第四章 混凝土框架结构设计
4.1 框架结构体系概述
4.2 框架结构布置
4.3 构件选型
4.4 计算简图的确定
本
4.5 荷载计算
章
4.6内力计算
内 容
4.7内力组合 4.8 框架结构侧移的控制和验算
第四章 混凝土框架结构设计
2）在结构布置时一般应满足以下原则：
（1）满足建筑使用功能，结构的单元划分、平面、竖向立面、剖面布 置与建筑设计一致；
（2）满足给排水、暖通、消防、供配电各建筑设备专业的要求；
（3）结构单元划分力求形体规则简单、变形缝设置合理、尽可能地避 免或减小风荷载和水平地震作用产生的扭转效应，以及由温度变化、混 凝土收缩、结构差异沉降等这些作用可能产生的不利影响；
第四章 混凝土框架结构设计
1）框架的跨度与层高
梁柱构件的轴线取截面几何中心的连线。框架的跨度L按柱的轴线 距离确定。框架的层高h当不设地下室时底层取基础顶面到一层楼盖顶 面的高度；当设有地下室时底层取嵌固部位到一层楼盖顶面的高度;对 其余各层柱为上下两层楼盖顶面之间的高度。
2）梁柱节点
现浇结构和装配整体
4.9 框架结构配筋计算及构造要求
4.10多层框架结构的抗震设计要点
第四章 混凝土框架结构设计
4.1 框架结构体系概述
框架结构是由梁和柱 为主要构件组成的承受竖向 和水平作用的结构。平面框 架是多高层房屋中最基本的 一种结构。在实际工程中绝 大部分框架的梁、柱都是由 现场施工浇筑而成的，称为 现浇框架结构，如图4.1所 示。
（4）结构平面布置尽可能规则对称，结构平面的质量中心和刚度中心 尽可能重合。竖向构件（柱）要上下连续，水平构件（梁）尽可能对齐， 梁柱轴线尽可能重合。应避免平面上过大和连续的开洞，保证结构有可 靠和简捷的传递竖向和水平力的途径；
（5）构件的尺寸尽可能统一，规格尽可能较少利于施工方便和降低结 构造价。
（3）构件计算和验算，其中包括框架梁、板、柱、节点的承载能力极限 状态计算和正常使用极限状态验算；
（4）构件的连接和构造，其中包括钢筋的粘结、锚固要求，以及一些保
证混凝土构件能满足其基本性能的规定，如温度变形、收缩、混凝土保护
层厚度、最小配筋率等构造要求。
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第四章 混凝土框架结构设计
4.2 框架结构布置Baidu Nhomakorabea
第四章 混凝土框架结构设计
4.3 构件选型
4.3.1框架梁
框架结构的框架梁截面高度一般可按计算跨度的1/10～1/18进行
估算，同时还应考虑框架所承担的竖向荷载和水平作用。为了保证框架
结构有较好的受力性能，梁净跨与截面高度之比不宜小于4，梁的截面
宽度不宜小于梁截面高度的1/4，也不宜小于200mm。当框架梁截面高度
初步确定柱截面尺寸。对一般民用建筑框架结构可按11 kN/m2～13
kN/m2，初步估算柱的轴向力设计值。
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第四章 混凝土框架结构设计
4.4 计算简图的确定
框架结构是一个由纵横向框架组成的空间结构体系。一般情况下 为简化计算，对于体形规则的框架结构，可沿柱列分解为不同方向的 平面框架结构分别进行分析。例如图4.4 所示的双向布置的框架结构 体系可把结构分别简化为横向平面框架和纵向平面框架。
和截面宽度在上述范围之内时，一般都易于满足正常使用对挠度和裂缝
宽度限制的有关要求。
4.3.2框架柱
框架柱边长可按建筑层高的 1/15～1/10 估算。矩形截面柱的边长
不宜小于300mm。柱边长与柱净高之比不宜大于1/2，柱截面高宽比不宜
大于3。在抗震设计中，还可以按上部结构荷载通过轴压力设计值与柱
全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积的比值N/fcA，即轴压比，
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第四章 混凝土框架结构设计 4.2.2结构布置方法
框架结构是一个由纵横向框架组成的空间结构体系。传统的框架 结构有单向布置和双向布置方案，单向布置即仅在横向或纵向布置平面 框架，而双向布置是在纵、横向均布置平面框架的结构。
在有抗震要求的房屋和高层结构设计中，要求框架必须双向布置，形 成双向框架结构方案，以抵抗风荷载及水平地震作用，双向框架结构布 置方案具有较强的空间整体性，可以承受各个方向的水平作用，与纵、 横向布置的单向框架比较，具有较好的抗震性能。 11
在结构分析时，为了避免复杂的空间计算和说明主要受力特点， 通常把整体空间的框架结构沿各个方向的柱列简化为二维的平面框架， 如图4.2所示。
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第四章 混凝土框架结构设计
钢筋混凝土框架结构设计的基本内容包括：
（1）结构方案设计，其中包括结构的总体形状、平面布置、竖向布置、 构件选型等；
（2）结构的作用及其效应分析，包括结构竖向和水平作用效应的计算以 及效应的组合；
式框架结构的梁柱节点、柱
与基础连接处可作为刚接。
当梁、柱间连接部分的刚度
远大于杆件中间截面的刚度
时(如壁式框架)，在计算模
型中可作为刚域处理。梁柱
节点区的刚域长度可按图
4.5所列取用。
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第四章 混凝土框架结构设计
3）梁柱线刚度 由于现浇楼盖和装配整体式楼盖框架结构的框架梁与楼板共同工
作，在计算线刚度时宜考虑楼板作为翼缘对梁截面刚度的有利影响。梁 受压区有效翼缘计算宽度bf′可按《混凝土结构设计规范》(GB500102010)表5.2.4所列情况中的最小值取用。刚度增大系数应根据梁有效翼 缘尺寸与梁截面尺寸的相对比例确定。也可按表4.1所列的梁惯性矩系 数近似考虑刚度的增大，表中的I0为梁按矩形截面计算的惯性矩。
4.2.1结构布置原则
1）结构布置的设计条件和依据
• 在结构方案设计阶段，首先必须对房屋的建筑使用功能、建筑 平面、立面、剖面设计及其空间的相互关系准确地了解和把握。对 结构设计的使用年限、自然环境条件、建设场地的工程地质等这些 基本的结构设计条件和资料，有充分地准备和详细地解读。其次根 据建筑设计方案从结构规则性的概念设计要求，对整体结构的形体 进行分析，分析框架结构的平面形状、高度、平面沿高度的变化、 层数、高宽比、总长度、长宽比等这些指标。然后再根据这些指标， 依据相关设计标准判断应采用的建筑结构安全等级、建筑抗震设防 类别、钢筋混凝土结构的抗震等级、建筑防火分类等级和耐火等级、 地下室防水等级、地基基础的设计等级这些强制性的设计等级标准。 这些是进行结构布置及结构设计的基本条件和依据。9
第4章 混凝土框架结构设计 Reinforced concrete frame Structure
框架结构
混凝土结构设计
第四章 混凝土框架结构设计
4.1 框架结构体系概述
4.2 框架结构布置
4.3 构件选型
4.4 计算简图的确定
本
4.5 荷载计算
章
4.6内力计算
内 容
4.7内力组合 4.8 框架结构侧移的控制和验算
第四章 混凝土框架结构设计
2）在结构布置时一般应满足以下原则：
（1）满足建筑使用功能，结构的单元划分、平面、竖向立面、剖面布 置与建筑设计一致；
（2）满足给排水、暖通、消防、供配电各建筑设备专业的要求；
（3）结构单元划分力求形体规则简单、变形缝设置合理、尽可能地避 免或减小风荷载和水平地震作用产生的扭转效应，以及由温度变化、混 凝土收缩、结构差异沉降等这些作用可能产生的不利影响；