建筑结构方案选型和结构布置

结构布置
多层框架结构承担水平荷载和竖向荷载，水平荷载由柱距、梁柱截面所产生的刚性框架承担，竖向荷载主要考虑此梁的布置。

刚度，发生单位位移所需要的力，是柔度的倒数。

多层框架结构布置三原则：
第一原则：框架柱两向均应有框架梁拉结，水平力的传递应有连续的路径坐地铁，框架应成榀两条腿，外框架柱以拉压轴力抵抗倾覆力矩，提高刚度。

悬臂、排架、框架的变化。

男女抱在一起，马其顿方阵
一榀框架，柱距6米，水平力1000KN ，柱截面500x500 构件轴力：弯矩越大，轴力越大，地铁
U n R
e g
i s t e
r e
d
构件弯矩：刚度提高了，位移减小了，以弯矩增大为代价，央视，蹲着的女的，趴着的女的
构件剪力，按构件刚度分配，刚性隔板
位移，框架中梁的作用，剪力墙中连梁是主角
U n R e g
i s
t e
r e
d
排架 200x500 400x700 1000x2500 梁端剪力=柱轴力 0 134966 215496 248925 柱顶弯矩（柱底） (1.5E9) 4E8(1E9) 6.5E8(8.6E8) 7.4E8(7.5E8) 柱剪力 500340 510546 506067 500340 框架位移 35.5 20.82 12.79 9.4865
水平力一定时，柱剪力与梁刚度无关，剪切变形相等，位移的不同来自于弯曲变形； 柱轴力和弯矩与梁刚度相关，弯矩总数值一定的情况下剪力相等，框架梁起到分配弯矩确定反弯点的作用柱底弯矩大则位移最大，极端反弯点位于柱中点处底部固端约束了，梁的约束难以比固定强。

梁刚度不足时，柱底弯矩大于柱顶弯矩，是导致位移增加的主要原因，因为反弯段减少。

柱底弯矩的增大
框架结构的抗侧刚度来自柱的抗弯刚度和与之相适宜的一定刚度的梁。

由于每层均有反弯点，导致框架的位移曲线为剪切形。

剪力下大上小，所以位移也是这样
抗震布置原则：
1、多道防线，框架无多道防线，只能是均衡性原则，刚度，电梯布置架不住人多，弱小的数量多
2、梁耗能原则，动势能转换，强柱弱梁、强剪弱弯
3、砼都有的，扭转原则
4、填充墙原则，最好是柔性接头、砼填充墙，窗间墙的短柱
U
n R
e g
i s
t e
r e
d
构件截面估算：
框架梁：连续梁高度可按照1/15-1/18跨度估算，截面宽度取高度的1/3-1/2 次梁：单跨1/12，连续1/15
框架柱：1、预估恒、活荷载下的柱设计内力值：1.3X 荷载面积X （恒标准值+活标准值） 2、非抗震设计时：Ac=N/fc
3、抗震设计时： Ac=PN/(fc)，P 为边柱1.3，内柱1.2
构件截面确定：
柱由整体刚度（位移满足1/550），抗震措施（轴压比）来确定；所有的混凝土构件的特性，延性决定了钢筋是主角，不能功高盖主 框架梁由刚度，抗震措施（配筋率）来确定； 次梁由配筋率确定。

梁的高度还有考虑门窗洞口的高度
对于多层建筑主要受到竖向荷载的作用，关键参数柱距大小关系到基础承担荷载的范围，从而受地基承载力的制约，柱距同时影响到框架梁跨度，梁跨影响到层高，层高又影响到刚度，刚度变化会导致地震力发生变化，柱距还会影响到水平构件的布置，水平构件布置不同可能会影响到竖向振动的频率，遇到有设备基础的厂房可能发生共振等等。

梳理清楚这些环环相扣的概念，分清主次矛盾，是结构工程师在方案阶段的主要任务。

第二原则：次梁不抵抗水平荷载，但是其布置影响主梁的刚度，主框架梁、次框架梁 墙体下一般都需要设置墙体，仅在轻质隔墙墙体厚度、长度、高度均比较小时，才允许以板内加粗钢筋的形式处理。

对于框架结构，建筑轴网距离的一般在8－10米，对于这种经济轴网，梁板的布置方式有以下几种：
U
n R
e g
i s
t e
r e
d
方案A 大板
方案B 井字梁 两向刚度受力较为均衡
U
n R
e g
i s
t e
r e
d
方案C 十字梁
经济性优于井字梁，结构受力劣于井字梁
两向双次梁单向肋梁
方案E
可增加先天高宽比较大的方向的刚度，使两个方向的刚度接近 方案E70年代以来大量用于工业厂房
单向板纵向布置
U
n R
e g
i s
t e
r e
d
框架梁跨度减小，受力有利，但是，次梁跨度增大了
方案F 单次梁布置
空间简洁，集中荷载大
方案E 跨度较大时采用的大井字梁
U
n R
e g
i s
t e
r e
d
方案F 斜交井字梁
第三原则：在结构布置允许的情况下其他专业优先原则 1、甲方需要
根据隔墙布置次梁尽量不露明梁，如中间只有一道隔墙的适合方案E ，旅馆建筑 2、建筑观感 因人而异
3、不可预知的板上荷载
工业厂房未知因素较多，推荐使用方案B 4、管线布置
如管线X 向布置，推荐方案D ，次梁和次框架梁可同高 5、楼板面外振动要求 防微振动厂房特别注意 6、风水 万箭穿心
7、单跨框架要避免 弱，顶不住数量多
U
n R
e g
i s
t e
r e
d
刚度和相对刚度
次梁与主梁的相对刚度，次梁与楼板的相对刚度
d
e
r
e
t
s
i
g
e
R
n
U
d
e
r
e
t
s
i
g
e
R
n
U
实例结构布置详解
d
e
r
e
t
s
i
g
e
R
n
U
次梁形成连续梁,大洞口边要做封边梁,门,墙下要布置梁,门要做门框,下部与连廊相接处用悬挑处理,故悬挑内侧的梁拉通为好,以免作为其支座的梁受扭,注意梁定位时,应该保证过厅的美观,不要漏梁,将梁墙不平线放在洞口和库房内,,疑问:建筑标注了结构梁
d
e
r
e
t
s
i
g
e
R
n
U
d
e
r
e
t
s
i
g
e
R
n
U
楼梯间加结构柱－汶川地震
d
e
r
e
t
s
i
g
e
R
n
U
d
e
r
e
t
s
i
g
e
R
n
U
d
e
r
e
t
s
i
g
e
R
n
U
U
n R
e g
i s
t e
r e
d。