2第二章框架结构体系(5)

二、 按框架的施工方法划分
共分四种类型: （—）现浇整体式框果 这种框架全部构件均在现场现浇成整体．整体性与抗震性好．构 件尺寸不受标准模数所限制，对房屋各种使用功能的适用性大，故框 架的施工多用此法。 （二）装配式框架 这种框架构件采取预制安装、可加速施工进度和提高建筑工业化 程度。不过，这种框架的构件节点连接构造难以达到刚节点的要求， 目前节点构造的作法仍在不断研究改进中。故这冲施工方法现在还未 普及应用。 （三）半现浇框架 所谓半现浇框架结构是指梁、柱现浇、楼板预制或者是现浇柱预 制梁板的结构。它主要的优点是节点构造简单．比全现浇框架可以节 约模板20％左右，比全装配框架可以节约钢材和水泥20%左右。同时 还增强了结构整体性，提高了抗震能力。这是目前比较受欢迎的框架 形式。 （四）装配整体式框架 是指将预制梁、板、柱装配就位后，通过局部现浇混凝土使构件 联结成整体的框架。它的主要持点是保证了节点的刚接，结构整体性 好，可省去连接件，但增加了现场浇捣混凝土的工作量。这种框架更 适合于地震区采用。
（二）长柱单梁式 即梁按跨度预分； 柱按二层或数层一根划分。 它的持点是减少柱子的接 头，增加了结构的整体 性．但柱子长、重量大， 运输较困难，吊装内力较 大，用钢量可能增多，所 以长度不宜超过16m。 （三）组合单元式 是将整个框架分成若 干组单元如“H”字形、 “十”字形，“门”字形 等。它的特点是接头大量 减少，增强了结构刚度而 且有可能将接头设在内力 较小的部位。但是构件的 制作复杂，运输困难，而 且要求大吨位的起重设备。
砼框架结构伸缩缝最大间距/m： 装配式：室内或土中75，露天50 现浇式：室内或土中55，露天35 三、砼构件截面尺寸：可由刚、强度要求控制： 框架梁截面：h=L/8~L/12;b=h/2~h/3 框架柱截面：b×h=（1.2~1.4）N/fc N为柱压力值 fc为柱砼抗压强度值
四、抗震设防区框架房屋体型和结构布置要求
根据连续梁端部适 当悬挑有利于减少跨度 中弯矩的原理，把建筑 底层以上的室内空间向 周边延伸，这是现代建 筑中比较多用的一种设 计手法。偏移底层外柱 的做法，将产生柱子打 破竖向连续的结构问题。 如果采用悬挑设计的做 法，就可不必割断柱子 的连续性而取得底层收 进的效果。这种设汁手 法，不仅对结构有利， 而且扩大了建筑使用面 积，同时室内空间艺术 处理也有新意。
框架结构的优点是：跨度大、自重轻、整体
性和抗震性好，它在建筑上的最大优点是在 于它不靠砖墙承重，建筑平面布置灵活，可 以获得较大的使用空间．所以它的应用极为 广泛。
第二节 框架的类型
一、按框架构件组成划分
有两种类型： （一）一般框架：梁柱结构 这种框架由梁、板、柱三种基本构件组成。梁板形成 有梁楼盖。这种由梁、柱组成骨架形式的框架结构，广泛用 于多层与高层房屋建筑上，是一种典型的框架结构型式。本 章讨论的主要任务也是这种框架结构。 （二）特殊框架：板柱结构 这种由板和柱子组成的结构实质是无梁楼盖结构。由 于板柱连接刚度比梁柱的连接刚度为小，故抗侧移刚度更小， 作为主结构只能用于多层。又由于“柱上板带”作为框架横 梁来考虑，所以其内力分析类似框架结构，因而从结构受力 角度看，它是一种特殊框架结构，而且这种结构广泛用于冷 藏库．仓库等建筑物。
装配式与装配整体式框架的接头型式
(1)梁与柱的接头。 ①暗牛腿刚接方式
②明牛腿刚接方式
(2)柱与柱的接头方式：榫式焊接连接
(3)梁与板的接头方式：叠合梁式
第三节 框架的布置、柱网尺寸及构件截面尺寸
框架本身是平面结构，由框架组成的网格式 的房屋，应该说是空间结构体系。但框架结构力 学计算一般并没有按空间结构去分析，也没考虑 它的空间作用，只是简单地把框架本身按平面结 构去分析而己。因此，在框架结构房屋的设计中， 框架结构布置的好坏直接影响结构是否合理和 建筑物是否合理适用。所以，如何进行框架的 布置(选择哪个方向的框架作主要承重框架)，就 有一个选择与比较的问题。
(三)主要承重框架纵横两向布置
这种布置的纵横两向框架都作为主要承 重框架。 这种布置主要考虑受力的需要。当房屋 平面为正方形(或接近正方形)，或者当房屋 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，故应采用纵横两个方向的 布置。另外，对于楼面有沉重设备或楼面 有大开洞的厂房，框架不能只在· 个方向布 置，而需纵横两向布置。

3．抗侧力结构的布置应使房屋中各部 分的刚度均匀，不应过分悬殊。因为在地 震力作用下，结构是作为一个整体而工作 的，地震力按刚度分配到各个部分。当各 部分的刚度相差悬殊时，在刚性部分和柔 性部分之间会产生较大的水平力差异，并 在它们之间出现剪力和弯矩，增加了结构 受力的复杂性。
在工业厂房中、一般来说，这个问题都 发生在框架结构的厂房附有混合结构的附属 用房(例如楼、电梯间和生活办公用房)的情 况。因此，在抗震设防区，宜用防震缝使两 者隔开成独立的单元。
四、框架的构件划分与节点构造
装配式与装配整体式框架是由 预制构件装配起来的，那么如何划分 构件对结构的受力及对构件的生产、 吊装等有着重要的影响。构件通常有 以下几种划分方式： （一）短柱单梁式 即柱按层高、梁按跨度分成单 个构件。它的特点是梁柱都是直线形 构件、重量轻、便于制作、运输和安 装，但接头多，而且都在框架的节点 部位，受力大，施工比较复杂。
4.在烈度较高的抗震设防区、楼、电梯间不宜 布置在结构单元的两端和拐角部位。 在地震力作用下．由于结构单元的两端扭矩效 应最大，拐角部位受力更是复杂，而各层楼板在楼、 电梯间处都要中断，致使受力不利，容易发生震害。 如果楼、电梯间必须布置在两端和拐角处，则应采 取加强措施。
5．应注意控制房 屋的侧向变位和层间相 对变位，并对填充墙采 取适当的加强措施(如在 填充墙内设轻钢或钢筋 混凝土骨架，并与框架 联结等) 控制房屋的侧向变 形量和层间相对变位， 可起到如下作用： (1)防止竖向荷载引起的 附加弯矩的加剧； (2)防止填充墙的装修材 料的破坏， (3)避免相邻房的互相碰 撞； (4)减轻摇晃的感觉。
2．抗侧力结构的布 置应尽可能使房屋的刚度 中心与水平力合力作用线 接近或重合。 如房屋刚度中心与水 平力作用线相距较远、则 在水平力作用下．房屋还 要受到一个附加扭矩作用 ， 使房屋产生扭转变形，并 在框架柱中产生由于扭矩 产生的附加内力。当地震 烈度较高时．即使通过计 算增加柱子配筋，但仍有 可能使一些构件破坏，持 别是非结构构件，如填充 墙、门窗等。
第二章 框架结构体系
第一节 框架的结构特点与优点

框架的结构特点就在于“刚节点”。从而刚 架横梁产生的正弯矩得以减少，对梁的好处是很 明显的。刚节点给柱虽然带来弯矩，但对钢筋混 凝土柱来说也不会带来坏处，因为钢筋混凝土柱 不仅抗压能力很强，而且抗弯能力也很好。所以， 框架结构不仅梁的跨度可以扩大，而且房屋的层 数也可以增加。但抗侧移刚度小，只能做小高层
二、柱网尺寸
框架的柱网布置应力求做到简单，柱网尺寸应符合经济原 则和尽量符合模数。 (一)多层厂房的柱网尺寸 柱距：一般采用6m 跨度：按柱网形式而分．有下列两种： 1．内廊式柱网——常用跨度为6．0+2．4+6．0(m)或 6．9+3．0+6．9(m) 2．等跨式柱网——常用跨度为6m，7．5m，9m， 12m四种(从经济考虑不宜超过9m，最常用为6m)。 (二)多层民用房屋的柱网尺寸 柱距：3．3—6m(旅馆建筑时，它往往等于两个客房的宽 度，故常为6——8m)。 跨度：6—12m (从经济考虑不宜超过9m)。 最后、必须提出注意的是．无论工业或民用房屋．柱网布置 时，均应考虑一个问题，就是房屋长度较大时．均需考虑设置 伸缩缝，以避免温度开裂，伸缩缝间距详见《混凝土结构设计 规范》。因为伸缩缝将房屋上部结构断开，分成独立的结构单 元，所以在缝的两侧应各自设置框架。
8．柱子的净高与截面长边的比值宜大于 4。 震害和试验表明，柱子的净高与其截面 长边的比值小于4时，柱子通常发生脆性的剪 切破坏。因此，当房屋内布置有设备层且层高 较低时，应注意这种短柱的出现。此外，在楼 层中不适当地布置—些连系梁或与柱相连的刚 度较大的过梁等，也可能导致短柱的出现，设 计时应予注意。 在非抗震设防区，风力起主要作用时， 则宜适当考虑1—5项的要求。
(二)主要承重框架纵向布置
这种布置由于横向连系梁截面高度较小。 对于有集中通风要求的厂房，可便于通风管道沿 纵向通过而不致减小楼层的净空。有利于楼层净 高的有效利用。此外，房间的使用切分亦比较灵 活。不过，这种房屋的横向刚度很差， 一般只 能用于层数不多的无抗震要求的厂房，民用房屋 一般不采用这种结构布置。
一、框架的布置
按承重框架布置方向的不同，有以下三种： (一)主要承重框架横向布置
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一般房屋平面宽度比长度短很多。从房屋的总 体几何形状而言，纵向刚度易于保证。而横向刚度 显得薄弱，故通常把承重框架沿横向布置，可以有 效地提高房屋横向的抗侧力强度与刚度。这种布置 不仅结构上合理，而且建筑上有利于立面处理和室 内采光(对纵墙开窗限制较小)，因而一般工业与民 用房屋多采用此种结构布置。
第四节 框架结构的运用与建筑艺术技 巧的配合
框架结构既可用于多层建筑，也可以用 于高层建筑，它有很多的优点，应用非常 广泛。 如果能够运用和发挥框架结构，去塑 造富有艺术的建筑造型，两者都可相得益 彰，收到建筑与结构共同的良好效果。下 面讨论有关几个框架结构运用与建筑艺术 技巧的有效配合问题。
一、框架带悬挑与建筑艺术的有效结合
三、按承重结构划分
（一）全框架 全框架是房屋的楼 (屋)面荷载全部由框架承 担，外墙仅起围护作用。 它具有较好的整体性和 抗震性。全框架是名符 其实的纯框架体系。
（二）内框架：房屋内部由梁、柱组成的框架 承重，外围由砖墙承重，楼面荷载由框架与 砖墙共同承担，这种框架称为内框架或半框 架。因其力学计算简图形象如龙骨，故也称 之为“龙骨架” 。房屋层数不多而且外墙够 厚时．为减少三大材料用量，可考虑采用内 框架的做法。不过，这种房屋由于钢筋混凝 土与砖两种不同材料弹性模量不同，两者刚 度不协调．所以房屋整体性和总体刚度都比 较差，有抗震要求的房屋不宜采用。
6．各层楼板应 尽量设置在同一标 高上，尽可能不采 用复式框架。如图 所示的复式框架， 因楼板中断，柱子 刚度又相差过大， 容易引起震害。
7．房屋高低层不宜用牛腿相连．宜用 防震缝分开。由于高低层相连．高度和重量 相差悬殊，震动时频率不同，必然互相推拉 挤压．使牛腿连接处产生很大的应力集中， 在反复的拉力、压力作用下，容易引起牛腿 破坏 。
在抗震设防区．框架体系房屋的建筑体型以及 结构布置应注意如下要求。 1．房屋的平、立面应用简单的体型。 平面和立面不规则的体型，在水平荷载作用下， 由于于体型突变，受力比较复杂．因此此建筑体型 在平面及立面上尽量避免部分突出及刚度突变。
若不能避免时，则应在结构布置上局部 加强。例如，在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震 动引起的内力．在沿突出部分两侧的框架梁、 柱要适当加强。平面拐角处的楼板，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 内考虑地震力作用下突变部分局部摆动的影响。 研究显示．突出部分的体型越细长，则摆动影 响愈大，鞭端效应明显；当突出部分高度较小， 如小于下面高度的1／5时，则摆动影响可不考 虑。
震害调查表明、房屋顶部突出结构，包括女儿 墙以及屋顶的烟囱、水箱、电梯间等，如采用砖墙 承重的混和结构，地震时破坏率最大，几乎从地震 烈度6度开始，就有所破坏，待别是较高的女儿墙 及高出屋顶的烟囱，7度普遍损坏，8—9度几乎都 损坏。因此，房屋顶部不宜有局部突出和刚度突变， 当不能避免时．凸出部分应逐步收小，使刚度不发 生突变．并做抗震验算。凸出部分不宜采用混合结 构。