多层钢筋混凝土框架结构设计
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多层钢筋混凝土框架结构设计
梁、柱截面尺寸
框架梁、柱截面尺寸应根据承载力、刚度及延性等要求确定。 初步设计时，通常由经验或估算先选定截面尺寸，以后进行承载力、 变形等验算，检查所选尺寸是否合适。
梁截面尺寸确定 框架结构中框架梁的截面高度hb可根据梁的计算跨度lb、活荷载 大等，按hb = (1/18~1/10)lb确定。为了防止梁发生剪切脆性破坏，hb 不宜大于1/4净跨。主梁截面宽度可取bb = (1/3~1/2)hb，且不宜小于 200mm。为了保证梁的侧向稳定性，梁截面的高宽比（hb/bb）不宜 大于4。
5.2.2 框架结构的计算简图 1．计算单元 框架结构房屋是由梁、柱、楼板、基础等构件组成的空间结
构体系，一般应按三维空间结构进行分析。但对于平面布置较规则 的框架结构房屋[图 5.2.3]，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，每榀平面框架为一 计算单元，如图 5.2.3（a）所示。
多层钢筋混凝土框架结构设计
多层钢筋混凝土框架结构设计
5.1.2 框架结构的承重方案 （1）横向框架承重。主梁沿房屋横向布置，板和连系梁沿房屋纵 向布置[图 5.1.2(a)]。由于竖向荷载主要由横向框架承受，横梁截面 高度较大，因而有利于增加房屋的横向刚度。这种承重方案在实际结 构中应用较多
多层钢筋混凝土框架结构设计
多层钢筋混凝土框架结构设计
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5.2 框架结构的计算简图
在框架结构设计中，应首先确定构件截面尺寸及结构计算简 图，然后进行荷载计算及结构内力和侧移分析。
5.2.1 梁、柱截面尺寸
框架梁、柱截面尺寸应根据承载力、刚度及延性等要求确定。 初步设计时，通常由经验或估算先选定截面尺寸，以后进行承载力、 变形等验算，检查所选尺寸是否合适。
就承受竖向荷载而言，当横向（纵向）框架承重时，截取横 向（纵向）框架进行计算，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，
多层钢筋混凝土框架结构设计
应wenku.baidu.com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、横向框架共同承担。
多层钢筋混凝土框架结构设计
以上是将框架结构视为竖向承重结构（vertical load-resisting structure）来讨论其承重方案的。框架结构同时也是抗侧力结构 （lateral load-resisting structure），它可能承受纵、横两个 方向的水平荷载（如风荷载和水平地震作用），这就要求纵、横两 个方向的框架均应具有一定的侧向刚度和水平承载力。因此，《高 层规程》规定，框架结构应设计成双向梁柱抗侧力体系，主体结构 除个别部位外，不应采用铰接。
宾馆建筑多采用三跨框架。有两种跨度布置方式：一种是边跨大、 中跨小，可将卧室和卫生间一并设在边跨，中间跨仅作走道用； 另一种则是边跨小、中跨大，将两边客房的卫生间与走道合并设 于中跨内，边跨仅作卧室，如北京长城饭店[图 5.1.1(b)]和广州 东方宾馆[图 5.1.1(c)]。
办公楼常采用三跨内廊式、两跨不等跨或多跨等跨框架，如 图 2.1.1(a),(b),(c)。采用不等跨时，大跨内宜布置一道纵梁， 以承托走道纵墙。
（2）纵向框架承重。主梁沿房屋纵向布置，板和连系梁沿房屋横 向布置[图 5.1.2(b)]。这种方案对于地基较差的狭长房屋较为有 利，且因横向只设置截面高度较小的连系梁，有利于楼层净高的有 效利用。但房屋横向刚度较差，实际结构中应用较少。
（3）纵、横向框架承重。房屋的纵、横向都布置承重框架[图 5.1.2(c)]，楼盖常采用现浇双向板或井字梁楼盖。当柱网平面为 正方形或接近正方形、或当楼盖上有较大活荷载时，多采用这种承 重方案。
多层钢筋混凝土框架结构设计
框架柱的截面宽度和高度均不宜小于300mm，圆柱截面直经 不宜小于350mm，柱截面高宽比不宜大于3。为避免柱产生剪切破 坏，柱净高与截面长边之比宜大于4，或柱的剪跨比宜大于2。
梁截面惯性矩 在结构内力与位移计算中，与梁一起现浇的楼板可作为
框架梁的翼缘，每一侧翼缘的有效宽度可取至板厚的6倍； 装配整体式楼面视其整体性可取等于或小于6倍；无现浇面层 的装配式楼面，楼板的作用不予考虑。
在某一方向的水平荷载作用下，整个框架结构体系可视为若干个 平面框架，共同抵抗与平面框架平行的水平荷载，与该方向正交的 结构不参与受力。每榀平面框架所抵抗的水平荷载，当为风荷载时， 可取计算单元范围内的风荷载[图 5.2.3(a)]；当为水平地震作用 时，则为按各平面框架的侧向刚度比例所分配到的水平力。
多层钢筋混凝土框架结构设计
柱截面尺寸 柱截面尺寸可直接凭经验确定，也可先根据其所受轴力按轴心
受压构件估算，再乘以适当的放大系数以考虑弯矩的影响。即
0.9～0.95≥ N / Ac fc
N = 1.25Nv 式中 Ac为柱截面面积；N为柱所承受的轴向压力设计值；Nv为 根据柱支承的楼面面积计算由重力荷载产生的轴向力值；1.25为重力 荷载的荷载分项系数平均值；重力荷载标准值可根据实际荷载取值， 也可近似按（12~14）kN/m2计算；fc为混凝土轴心抗压强度设计值。
设计中，为简化计算，也可按下式近似确定梁截面惯性矩I：
I I0
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式中：I0为按矩形截面（图 5.2.2 中阴影部分）计算的梁截面惯 性矩；β 为楼面梁刚度增大系数，应根据梁翼缘尺寸与梁截面尺 寸的比例，取β =1.3~2.0，当框架梁截面较小楼板较厚时，宜取 较大值，而梁截面较大楼板较薄时，宜取较小值。通常，对现浇楼 面的边框架梁可取 1.5，中框架梁可取 2.0；有现浇面层的装配式 楼面梁的β 值可适当减小.
在框架结构布置中，梁、柱轴线宜重合，如梁须偏心放置时，梁、 柱中心线之间的偏心距不宜大于柱截面在该方向宽度的 1/4。如偏 心距大于该方向柱宽的 1/4 时，可增设梁的水平加腋（图 5.1.3）。 试验表明，此法能明显改善梁柱节点承受反复荷载的性能。
梁水平加腋厚度可取梁截面高度，其水平尺寸宜满足下列要求： bx / lx ≤ 1/2 ， bx / bb ≤ 2/3 ， bb + bx + x ≥ bc/2 式中符号意义见图 5.1.3。
梁、柱截面尺寸
框架梁、柱截面尺寸应根据承载力、刚度及延性等要求确定。 初步设计时，通常由经验或估算先选定截面尺寸，以后进行承载力、 变形等验算，检查所选尺寸是否合适。
梁截面尺寸确定 框架结构中框架梁的截面高度hb可根据梁的计算跨度lb、活荷载 大等，按hb = (1/18~1/10)lb确定。为了防止梁发生剪切脆性破坏，hb 不宜大于1/4净跨。主梁截面宽度可取bb = (1/3~1/2)hb，且不宜小于 200mm。为了保证梁的侧向稳定性，梁截面的高宽比（hb/bb）不宜 大于4。
5.2.2 框架结构的计算简图 1．计算单元 框架结构房屋是由梁、柱、楼板、基础等构件组成的空间结
构体系，一般应按三维空间结构进行分析。但对于平面布置较规则 的框架结构房屋[图 5.2.3]，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，每榀平面框架为一 计算单元，如图 5.2.3（a）所示。
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5.1.2 框架结构的承重方案 （1）横向框架承重。主梁沿房屋横向布置，板和连系梁沿房屋纵 向布置[图 5.1.2(a)]。由于竖向荷载主要由横向框架承受，横梁截面 高度较大，因而有利于增加房屋的横向刚度。这种承重方案在实际结 构中应用较多
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5.2 框架结构的计算简图
在框架结构设计中，应首先确定构件截面尺寸及结构计算简 图，然后进行荷载计算及结构内力和侧移分析。
5.2.1 梁、柱截面尺寸
框架梁、柱截面尺寸应根据承载力、刚度及延性等要求确定。 初步设计时，通常由经验或估算先选定截面尺寸，以后进行承载力、 变形等验算，检查所选尺寸是否合适。
就承受竖向荷载而言，当横向（纵向）框架承重时，截取横 向（纵向）框架进行计算，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，
多层钢筋混凝土框架结构设计
应wenku.baidu.com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、横向框架共同承担。
多层钢筋混凝土框架结构设计
以上是将框架结构视为竖向承重结构（vertical load-resisting structure）来讨论其承重方案的。框架结构同时也是抗侧力结构 （lateral load-resisting structure），它可能承受纵、横两个 方向的水平荷载（如风荷载和水平地震作用），这就要求纵、横两 个方向的框架均应具有一定的侧向刚度和水平承载力。因此，《高 层规程》规定，框架结构应设计成双向梁柱抗侧力体系，主体结构 除个别部位外，不应采用铰接。
宾馆建筑多采用三跨框架。有两种跨度布置方式：一种是边跨大、 中跨小，可将卧室和卫生间一并设在边跨，中间跨仅作走道用； 另一种则是边跨小、中跨大，将两边客房的卫生间与走道合并设 于中跨内，边跨仅作卧室，如北京长城饭店[图 5.1.1(b)]和广州 东方宾馆[图 5.1.1(c)]。
办公楼常采用三跨内廊式、两跨不等跨或多跨等跨框架，如 图 2.1.1(a),(b),(c)。采用不等跨时，大跨内宜布置一道纵梁， 以承托走道纵墙。
（2）纵向框架承重。主梁沿房屋纵向布置，板和连系梁沿房屋横 向布置[图 5.1.2(b)]。这种方案对于地基较差的狭长房屋较为有 利，且因横向只设置截面高度较小的连系梁，有利于楼层净高的有 效利用。但房屋横向刚度较差，实际结构中应用较少。
（3）纵、横向框架承重。房屋的纵、横向都布置承重框架[图 5.1.2(c)]，楼盖常采用现浇双向板或井字梁楼盖。当柱网平面为 正方形或接近正方形、或当楼盖上有较大活荷载时，多采用这种承 重方案。
多层钢筋混凝土框架结构设计
框架柱的截面宽度和高度均不宜小于300mm，圆柱截面直经 不宜小于350mm，柱截面高宽比不宜大于3。为避免柱产生剪切破 坏，柱净高与截面长边之比宜大于4，或柱的剪跨比宜大于2。
梁截面惯性矩 在结构内力与位移计算中，与梁一起现浇的楼板可作为
框架梁的翼缘，每一侧翼缘的有效宽度可取至板厚的6倍； 装配整体式楼面视其整体性可取等于或小于6倍；无现浇面层 的装配式楼面，楼板的作用不予考虑。
在某一方向的水平荷载作用下，整个框架结构体系可视为若干个 平面框架，共同抵抗与平面框架平行的水平荷载，与该方向正交的 结构不参与受力。每榀平面框架所抵抗的水平荷载，当为风荷载时， 可取计算单元范围内的风荷载[图 5.2.3(a)]；当为水平地震作用 时，则为按各平面框架的侧向刚度比例所分配到的水平力。
多层钢筋混凝土框架结构设计
柱截面尺寸 柱截面尺寸可直接凭经验确定，也可先根据其所受轴力按轴心
受压构件估算，再乘以适当的放大系数以考虑弯矩的影响。即
0.9～0.95≥ N / Ac fc
N = 1.25Nv 式中 Ac为柱截面面积；N为柱所承受的轴向压力设计值；Nv为 根据柱支承的楼面面积计算由重力荷载产生的轴向力值；1.25为重力 荷载的荷载分项系数平均值；重力荷载标准值可根据实际荷载取值， 也可近似按（12~14）kN/m2计算；fc为混凝土轴心抗压强度设计值。
设计中，为简化计算，也可按下式近似确定梁截面惯性矩I：
I I0
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式中：I0为按矩形截面（图 5.2.2 中阴影部分）计算的梁截面惯 性矩；β 为楼面梁刚度增大系数，应根据梁翼缘尺寸与梁截面尺 寸的比例，取β =1.3~2.0，当框架梁截面较小楼板较厚时，宜取 较大值，而梁截面较大楼板较薄时，宜取较小值。通常，对现浇楼 面的边框架梁可取 1.5，中框架梁可取 2.0；有现浇面层的装配式 楼面梁的β 值可适当减小.
在框架结构布置中，梁、柱轴线宜重合，如梁须偏心放置时，梁、 柱中心线之间的偏心距不宜大于柱截面在该方向宽度的 1/4。如偏 心距大于该方向柱宽的 1/4 时，可增设梁的水平加腋（图 5.1.3）。 试验表明，此法能明显改善梁柱节点承受反复荷载的性能。
梁水平加腋厚度可取梁截面高度，其水平尺寸宜满足下列要求： bx / lx ≤ 1/2 ， bx / bb ≤ 2/3 ， bb + bx + x ≥ bc/2 式中符号意义见图 5.1.3。