巨型框架结构
浅析巨型框架结构
冯天栋
摘要：根据目前高层建筑结构的发展趋势，介绍了巨型框架建筑结构的概念、组成、特点及应用情况。分析了巨型框架结构的优缺点和亟待解决的问题。为巨型框架结构的分析及应用提供参考。
关键词：巨型框架；结构形式
Summary of mega-frame structure
Feng Tiandong
Abstract: According to the trend of the development high-rise buildings, the concepts, compositions, characters and applications of the mega-frame structure are presented in this paper. Some advantages and disadvantages, together with some subjects are discussed. Provide reference to analysis and application of mega-frame structure.
Key word: Mega-frame; structure type
一、高层建筑的发展
高层建筑是近代经济发展和科学技术进步的产物，是近代工业化和城市化结合发展产物，是一种缓解人口增长、土地资源日趋紧张的有效方式。[2]至今已有100 余年的历史。一般认为，世界上第一座近代高层建筑是1883年在美国芝加哥建成的铸铁框架承重的家庭保险大楼（Home Insurance Building）。随着世界建筑高度越来越高，逐渐出现了超高层建筑，超高层建筑一般泛指高度在200m 、层数在50 层以上的建筑。1996 年以前世界上已建成的高层建筑中,最高的是美国芝加哥的西尔斯大厦(110层,高443m),当前828m高的哈利法塔（迪拜塔）(图- 1)成为世界新高度。
高层建筑结构设计特点:[6]
（1）水平荷载成为决定因素。一方面，因为楼房自重和楼面使用荷载在竖构件中所引起的轴力和弯矩的数值，仅与楼房高度的一次方成正比；而水平荷载对结构产生的倾覆力矩，以及由此在竖构件中引起的轴力，是与楼房高度的两次方成正比；另一方面，对某一定高度楼房来说，竖向荷载大体上是定值，而作为水平荷载的风荷载和地震作用，其数值是随结构动力特性的不同而有较大幅度的变化。
（2）轴向变形不容忽视。高层建筑中，竖向荷载数值很大，能够在柱中引起较大的轴向变形，从而会对连续梁弯矩产生影响，造成连续梁中间支座处的负弯矩值减小，跨中正弯矩之和端支座负弯矩值增大；还会对预制构件的下料长度产生影响，要求根据轴向变形计算值，对下料长度进行调整；另外对构件剪力和侧移产生影响，与考虑构件竖向变形比较，会得出偏于不安全的结果。
（3）侧移成为控制指标。与较低楼房不同，结构侧移已成为高楼结构设计中的关键因素。随着楼房高度的增加，水平荷载下结构的侧移变形迅速增大，因而结构在水平荷载作用下的侧移应被控制在某一限度之内。
（4）结构延性是重要设计指标。相对于较低楼房而言，高楼结构更柔一些，在地震作用下的变形更大一些。为了使结构在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力，避免倒塌，特别需要在构造上采取恰当的措施，来保证结构具有足够的延性。
图- 1
二、高层建筑矩形框架结构体系
高层建筑结构竖向结构体系常采用：框架体系、剪力墙结构体系、框架----剪力墙结构体系、筒体结构体系、悬挂结构以及巨型框架结构体系等结构体系[5]。其中矩形框架结构体系结构体系是近些年新出现并开始逐渐应用于实际工程的一种结构体系。
巨型框架结构是20世纪60年代末出现的巨型结构体系在结构设计、应用中出现的一种新的结构形式,由梁式转换层结构发展而来[3]。巨型框架结构也称为主次框架结构，主框架为巨型框架，次框架为普通框架。主框架结构截面几何尺度、面积、惯性矩等很大而次框架构件截面几何尺度、面积、惯性矩等相对很小，两者不是同一数量级。巨柱通常由楼、电梯井或大截面实体柱组成，巨梁一般每隔几个或者十几个楼层设置一道，梁高一般占一个或者几个楼层高。巨型框架是由大型构件巨型梁、巨型柱等组成的主结构与由常规梁、柱构件组成的次结构共同工作的结构体系。一级框架承受了主要的荷载，二级框架仅起到辅助作用以及地震作用下的耗能作用，其传力路径不是简单的梁、柱路径。竖向受力时二级框架将所受竖向力传到主框架梁，最后通过主框架柱将所受竖向力传到地基。侧向力方面由于主框架抗侧刚度相对于次框架较大，且二者不是一个数量级，主框架承担了主要的侧向力。由于其结构传力形式的迥异使得巨型框架结构的分析计算与一般框架结构有较大的差异。[1]
三、巨型框架结构的优越性和弊端分析
3、1巨型框架结构的优越性
（1）巨型框架结构体系有很好的建筑适应性和结构的性能
在主体巨型结构的平面布置和沿高度布置均为规则的前提下，建筑布置和建筑空间在不同楼层可以有所变化，形成不同的建筑平面和空间，例如有些建筑在某些层需要大空间，甚至实现穿透结构的大洞口。图- 2为深圳亚洲大酒店巨型框架结构的平面图和次框架剖面图。位于三个翼端部的筒(楼、电梯间)和位于平面中心的剪力墙作为四根巨柱，每隔6层用一层高的4根大梁和楼板组成箱形大梁。巨梁之间的次框架为5层，次框架顶上有一层没有柱子，形成大的空旷面积。
图- 2 深圳亚洲大酒店结构平面图和次框架剖面图
(a) 平面图；(b) 次框架剖面图
（2）矩形框架结构体系的整体刚度比一般建筑房屋大，建筑结构整体性好[2]。从巨型截面梁的截面刚度公式EI=E*bh3/12分析知道，刚度与截面高度的三次方成正比。巨型框架结构的主框架构件的截面尺寸比常规建筑大很多，因此，其刚度必然比一般建筑结构大很多。[3]
（3）巨型框架结构体系可先施工其主框架，待主框架完成后分开各个工作面同时施工次框架，巨型结构的施工方法可大大加快施工进度。[2]（4）巨型结构中可将多种结构形式及不同材料进行组合，实现建筑的多功能化，满足有特殊功能要求的建筑。[2]
（5）巨型框架结构传力明确。巨型结构是一种新型结构体系，主框架为主要的抗侧力体系和承重体系。此结构只起到辅助作用和大震下的耗能作用，并负责将荷载传给主结构，传力路径十分明确。[4]
（6）具有更高的稳定性和效能。可节约材料，降低造价，使建筑物更加经济适用。[3]
3、2巨型框架结构存在的弊端
当巨型结构越来越成为建筑师的青睐对象时，人们往往忽视巨型结构存在的弊端。[2]
（1）高层建筑不利于消防的，超高层建筑的消防难度不言而喻。所以巨型框架结构的消防要立足自救，其消防设施必须严格满足超高层超高层建筑室内
防火规范的规定；巨型框架结构的玻璃幕墙易造成光污染；巨型框架结构
的中低层居室内的日晒得不到保证；电磁辐射、风环境对城市环境和周围
建筑产生不利影响。
（2）)超高层巨型结构形体复杂化、构件立体化，与常规建筑有较大差异，目前没有现成的规范规定巨型结构的抗风、抗震设计，待专门部门研究后一
般结构振动控制方法是否有效。
（3）关于巨型结构的力学模型建立和结构分析方法的研究，是一个迫切的课题。
从解析角度分析巨型结构将碰到难以克服的困难，因为巨型结构存在明显
的结构层次。受计算机容量和运算速度的限制，有限元法很难进行空间弹
塑性分析。
（4）无法合理确定结构刚度。与国外超高层建筑相比，我国的设计方案偏于刚性，相应的地震作用也偏大，如何进行合理优化设计、得到合理刚度是亟
待解决的问题。
四、巨型框架结构的主要结构形式
巨型框架结构的主要形式为：纯钢结构巨型框架、钢筋混凝土巨型框架、刚----混凝土组合结构巨型框架等。[2]
4.1纯钢结构巨型框架
巨型框架的“梁”是由四榀桁架、四片斜格式多重腹杆桁架围成的立体桁架，矩形框架的“柱”是由四片支撑围成的立体支撑或由一个小框筒构成。一般有桁架式、斜格式和框筒式（如图- 3）。代表建筑：日本神户TC大厦，如图- 4。
图- 3 纯钢结构巨型框架结构的三个基本形式
图- 4
4、2钢筋混凝土巨型框
钢筋混凝土墙围成的芯筒与外围的大型主框架和小型次框架组成。大型的主框架各层巨梁之间设置小型的次框架，承担各个分区段的若干楼层的竖向荷载。代表建筑:厦门国际金融大厦。
图- 5 厦门国际金融大厦结构布置
4、3刚----混凝土组合结构巨型框架
钢----混凝土组合结构矩形框架体系，柱采用钢筋混凝土筒体，梁采用钢桁
架。它综合利用了钢结构和混凝土结构各自的优点，具有较好的刚性和延性，有较高承载能力。代表建筑：新加坡华侨银行。
图- 6 新加坡华侨银行
五、亟待解决的几个问题
巨型结构属于大型复杂结构，对其受力性能、地震破坏机理、力学分析以及结构设计等比普通结构要复杂得多，目前国内外的理论研究成果还很少，随着工程应用的推广，必将出现许多亟待解决的问题。[3]
5. 1巨型结构的计算模型和分析方法
由于巨型结构中存在明显的结构层次,结构特性不再像传统体系那样比较单一。若从解析角度分析将碰到难以克服的困难。若采用较成熟的有限元法，如杆系有限元法进行空间弹塑性分析，受到计算机容量和运算速度的限制，在工程设计中还不能作为实用方法采用。特别是支撑桁架，考虑支撑屈曲引起的承载力降低，在数值分析上有困难，工程极少采用。另外，巨型结构内部次结构的墙和柱均很少，楼板在结构整体中的作用与一般结构相比存在较大的差别，目前已有的剪切杆模型、刚性楼板模型和弹性力学剪切板模型均显得过于粗糙。因此，关于巨型结构的力学模型建立和结构分析方法的研究,是一个很迫切的课题。
5. 2巨型结构复杂节点的受力性能和设计方法的研究
构件节点是保证高层钢结构安全的关键部位,对结构受力性能有着重要影响。杆件连接处易于产生局部变形和应力集中现象，它的性能不能以弹性理论为基础予以解析，只能以塑性设计为依据将接头模型化，寻求与强度准则相符的平衡解。巨型结构节点不同于一般节点，必须开展理论和试验研究,并提出相应的设计方法，以确保其安全、耐久、经济实用。
5. 3高层巨型结构的抗震设计和结构振动控制
超高层巨型结构趋向于高柔化、形体复杂化和构件立体化。与常规结构有较大差异，其抗风和抗震设计方法尚无现成规范可依，一般结构振动控制方法是否
有效，都有待进行专门的研究。
5. 4巨型结构的基础形式及设计方法
超高层巨型结构的柱网布置趋向于周边化和大距离离散化，使得每根巨型柱传递的轴力特别巨大，原有基础类型和构造是否满足，这就为基础设计提出了新问题。同时对软土地基上的土-----结构相互作用也需要专门研究。
5. 5巨型结构在多次地震作用下的损伤累积方法研究
在一次地震中受损的结构如果再经历若干次地震（如余震序列等），就很可能会倒塌。在1987 年美国加州Whittier Narrows 地震中就发生过多起。1994年美国Northridge地震和1995年日本阪神大地震,充分说明了考虑多次地震乃至多因素作用（如地震、火灾、强风等）下的结构损伤累积的研究，才能真正地保证结构的安全性和耐久性。
5. 6超高层巨型结构合理刚度的研究
对超高层建筑，风和地震是控制结构截面内力和配筋的主要因素，而巨型结构的整体刚度和层间刚度分布等对地震和风作用下内力、变形大小和特征均有重要的影响，与国外超高层建筑相比，我国设计方案通常偏于刚性，相应的地震作用也偏大。如何进行合理优化设计，以得到合理刚度是很关键的一个课题。
六、研究与应用前瞻
随着巨型框架建筑结构形式的应用越老越广泛，巨型框架结构这一具有很好的建筑适应性和潜在的高效结构性能的结构形式，正在越来越引起国际建筑业的关注，对其内力分析日益成为人们研究计算巨型框架结构的焦点和难题，而目前对巨型框架结构的研究还仅限于对具体工程和局部构件、节点的研究，而对其体系的研究较少；故有关巨型框架建筑结构受力分析及特点方面的研究越来越受到人们的关注，对结构计算模型的建立的研究也逐渐成为热门。
未来的高层建筑将需要更多的灵活性来形成多样化的居住环境，或包括更多的实用功能。集各种结构体系的优点于一身的简单而有效的结构形式将成为发展方向。巨型结构作为一种新型高效的抗侧力结构体系，已在建筑中逐步显示出其特有的优越性，具有良好的应用前景。
参考文献
[1]张晓雷，巨型框架结构研究综述。[J].四川建材。2011年4月。
[2]宋萌，李博，郑必杰，浅谈巨型结构体系[J].科技资讯。2009.
[3]沈祖炎，陈荣毅。巨型结构的应用与发展。[j].同济大学学报。
2001年3月。
[4]董爱梅。浅析巨型建筑结构。[J].山西建筑。2004年9月。
[5]霍达，何益斌等。高层建筑结构设计。[M].2004年8月。
[6]程文襄，康谷贻等。混凝土结构中册。[M].2006年9月。
三层框架结构工程设计综合实例讲解
建筑工程 设计说明 一、建筑层数：三层结构形式：框架结构 建设总高度：12.45m 安全等级：二级 室内外高差：450mm 屋面防水等级：二级 耐火等级：二级设计抗震烈度：8度 二、1.尺寸单位：图中尺寸单位除注明者外，柱高以米计，其他均以毫米计。 2.室内±0.0001高出室外0.45m,±0.000相应的绝对标高放线时由甲方与施工单位现场确定。 3.墙体材料：250厚混凝土砌块。 4.地面排水：a.各有水房间找1%坡，坡向地漏。 b.入口处平台向室外找坡1%，找坡后完成面高处低于室内完成面20mm。 5.门窗：a.外门窗坐樘中。 b.内门坐樘开启方向为平开。 c.所有开启扇处均加以设纱扇、纱窗。 6.油漆维护：所有外露铁件均刷银粉漆，做法图集。 7.构造柱做法详见图16。 8.防潮层做法：在墙体0.060处铺设20厚1∶2水泥砂浆加5%防水粉。 三、建筑构造用料做法： 1.地面：地16＃陶瓷地砖地面用于卫生间外地面见详细做法 地26＃陶瓷地砖卫生间地面用于卫生间见详细做法 2.楼面：楼16＃陶瓷地砖楼面用于除卫生间外楼面 楼26＃陶瓷地砖卫生间楼面用于卫生间 楼36＃PVC塑胶卷材楼面（做详见说明）用于净化区部分楼面 3.踢脚：踢脚16＃.面砖踢脚用于除卫生间外楼地面部分 4.墙裙：裙16＃釉面砖墙裙用于卫生间部分 5.室内墙面：内墙16＃水泥砂浆墙面用于除踢脚墙裙以外部分 6.天棚：顶16＃.彩钢板吊顶吊顶采用50厚彩钢复合析，内填不燃材料 顶26＃.水泥砂浆顶棚要求耐火等级不低于1.0小时，用于净化区，吊顶高2.2m。 7.外墙面：外墙16＃涂料外墙面见立面图 涂料16＃乳胶漆 8.屋面：屋16＃.高聚改性沥青卷材防水层面 9.台阶：台16＃.地砖面层台阶
多层混凝土框架结构设计文献综述
多层混凝土框架结构设计 1.前言 随着社会的发展,钢筋混凝土框架结构的建筑物越来越普遍.由于钢筋混凝土结构与砌体结构相比较具有承载力大、结构自重轻、抗震性能好、建造的工业化程度高等优点；与钢结构相比又具有造价低、材料来源广泛、耐火性好、结构刚度大、使用维修费用低等优点。因此，在我国钢筋混凝土结构是多层框架最常用的结构型式。近年来，世界各地的钢筋混凝土多层框架结构的发展很快，应用很多。 一般框架结构是由楼板、梁、柱及基础4种承重构件组成的，由主梁、柱与基础构成平面框架，各平面框架再由连续梁连接起来而形成的空间结构体系。文献[1]认为，在合理的高度和层数的情况下，框架结构能够提供较大的建筑空间，其平面布置比较的灵活，可适合多种工艺与使用功能的要求。 多层钢筋混凝土框架结构设计可以分为四个阶段：一是方案设计，二是结构分析，三是构件设计，四是绘施工图。结构分析和构件设计是结构设计中的计算阶段，在现代，已由电子计算机承担这一工作，常采用PKPM建模计算。但是，结构的计算并不能代替结构的设计。文献[2]中认为：良好的结构设计的重要前提，应该是合理组织与综合解决结构的传力系统、传力方式，良好的结构方案是良好结构设计的重要前提。2.关于框架结构设计文献回顾 2.1框架结构的优缺点 框架结构体系是由横梁与柱子连接而成.梁柱连接处(称为节点)一般为刚性连接,有时为便于施工和其他构造要求,也可以将部分节点做成铰接或者半铰接.柱支座一般为固定支座,必要时也可以设计成铰支座.框架结构可以分为现浇整体式,装配式,现浇装配式. 文献[3]中提到:框架结构的布置灵活,容易满足建筑功能和生工艺的多种要求.同时,经过合理设计,框架结构可以具有较好的延性和抗震性能.但是,框架结构承受水平力(如风荷载和水平地震作用)的能力较小.当层树较多或水平力较大时,水平位移较大,在强烈地震作用下往往由于变形过大而引起非结构构件(如填充墙)的破坏.因此,为了满足承载力和侧向刚度的要求,柱子的截面往往较大,既耗费建筑材料,又减少使用面积.这就使框架结构的建筑高度受到一定的限制.目前,框架结构一般用于多层建筑和不考虑抗震设防,层数较少的的高层建筑(比如,层数为10层或高度为30米以下) 2.3框架结构的布置 多层框架结构的平面布置形式非常的灵活，文献[4]中将框架结构按照承重方式的不同分为以下三类：(1)横向框架承重方案,以框架横梁作为楼盖的主梁,楼面荷载主要由横向框架承担.由于横向框架数往往较少,主梁沿横向布置有利于增强房屋的横向刚度.同时,主梁沿横向布置还有利于建筑物的通风和采光.但由于主梁截面尺寸较大,当房屋需要大空间时,净空较小,且不利于布置纵向管道. (2)纵向框架承重方案以框架纵梁作为楼盖的主梁,楼面荷载由框架纵梁承担.由于横梁截面尺寸较小,有
框架结构文献综述
浅谈我国多层混凝土框架结构设计1.前言 随着社会的发展,钢筋混凝土框架结构的建筑物越来越普遍.由于钢筋混凝土结构与砌体结构相比较具有承 载力大、结构自重轻、抗震性能好、建造的工业化程度高等优点；与钢结构相比又具有造价低、材料来源广泛、耐火性好、结构刚度大、使用维修费用低等优点。因此，在我国钢筋混凝土结构是多层框架最常用的结构型式。近年来，世界各地的钢筋混凝土多层框架结构的发展很快，应用很多。 一般框架结构是由楼板、梁、柱及基础4种承重构件组成的，由主梁、柱与基础构成平面框架，各平面框架再由连续梁连接起来而形成的空间结构体系。文献[1]认为，在合理的高度和层数的情况下，框架结构能够提供较大的建筑空间，其平面布置比较的灵活，可适合多种工艺与使用功能的要求。 多层钢筋混凝土框架结构设计可以分为四个阶段：一是方案设计，二是结构分析，三是构件设计，四是绘施工图。结构分析和构件设计是结构设计中的计算阶段，在现代，已由电子计算机承担这一工作，常采用PKPM建模计算。但是，结构的计算并不能代替结构的设计。文献[2]中认为：良好的结构设计的重要前提，应该是合理组织与综合解决结构的传力系统、传力方式，良好的结构方案是良好结构设计的重要前提。 2.关于框架结构设计文献回顾 2.1框架结构的优缺点 框架结构体系是由横梁与柱子连接而成.梁柱连接处(称为节点)一般为刚性连接,有时为便于施工和其他构 造要求,也可以将部分节点做成铰接或者半铰接.柱支座一般为固定支座,必要时也可以设计成铰支座.框架结构可以分为现浇整体式,装配式,现浇装配式. 文献[3]中提到:框架结构的布置灵活,容易满足建筑功能和生工艺的多种要求.同时,经过合理设计,框架结构 可以具有较好的延性和抗震性能.但是,框架结构承受水平力(如风荷载和水平地震作用)的能力较小.当层树 较多或水平力较大时,水平位移较大,在强烈地震作用下往往由于变形过大而引起非结构构件(如填充墙)的 破坏.因此,为了满足承载力和侧向刚度的要求,柱子的截面往往较大,既耗费建筑材料,又减少使用面积.这就 使框架结构的建筑高度受到一定的限制.目前,框架结构一般用于多层建筑和不考虑抗震设防,层数较少的的高层建筑(比如,层数为10层或高度为30米以下) 2.3框架结构的布置 多层框架结构的平面布置形式非常的灵活，文献[4]中将框架结构按照承重方式的不同分为以下三类：(1)横向框架承重方案,以框架横梁作为楼盖的主梁,楼面荷载主要由横向框架承担.由于横向框架数往往较少,主梁沿横向布置有利于增强房屋的横向刚度.同时,主梁沿横向布置还有利于建筑物的通风和采光.但由于主梁截面尺寸较大,当房屋需要大空间时,净空较小,且不利于布置纵向管道.
框架结构的文献综述
【内容摘要】：框架结构是由梁和柱组成承重体系的结构。主梁、柱和基础构成平面框架，各平 面框架再由联系梁连接起来而形成框架体系。随着建筑业的发展，目前多层和高层建筑逐渐增多。 人们可以根据自己的喜好充分利用其使用空间，满足了使用者在使用上的不同要求。因此，框架结构房屋越来越多的受到人们的青睐。 【关键词】：框架结构、混凝土、应力、抗震、框架梁 一、引言 框架结构是指由梁和柱刚接而成承重体系的结构，即由梁和柱组成框架结构共同承受使用过程中 出现的水平荷载和竖向荷载。钢筋混凝土框架结构是由楼板、梁、柱及基础四种承重构件组成的。 由主梁、柱与基础构成平面框架，各平面框架再由 连续梁连接起来形成空间结构体系。 该结构形式，可形成较大的内部空间，能灵活的布置建筑平面，并具有传力明确、延性、抗震 性和整体性好的优点，因此，无论是在工业建筑还是民用建筑中，框架结构都是一种常用的结构 形式。 二、主题部分 1.框架结构的概念 框架结构是指由梁和柱以钢筋相连接而成，构成承重体系的结构，即由梁和柱组成框架共同抵抗使用 过程中出现的水平荷载和竖向荷载。框架结构的房屋墙体不承重，仅起到围护和分隔作用， 一般用预制的加气混凝土、膨胀珍珠岩、空心砖或多孔砖、浮石、蛭石、陶粒等轻质板材砌筑或 装配而成。 框架结构又称构架式结构。房屋的框架按跨数分有单跨、多跨；按层数分有单层、多层；按立面 构成分为对称、不对称；按所用材料分为钢框架、混凝土框架、胶合木结构框架或钢与钢筋混凝土混合 框架等。其中最常用的是混凝土框架（现浇整体式、装配式、装配整体式，也可根据需要 施加预应力，主要是对梁或板）、钢框架。装配式、装配整体式混凝土框架和钢框架适合大规模 工业化施工，效率较高，工程质量较好。 2.框架结构的优缺点 (1)框架结构的主要优点： 空间分隔灵活，自重轻，有利于抗震，节省材料；具有可以较灵活地配合建筑平面布置的优点， 利于安排需要较大空间的建筑结构；框架结构的梁、柱构件易于标准化、定型化，便于采用装配 整体式结构，以缩短施工工期；采用现浇混凝土框架时，结构的整体性、刚度较好，设计处理好 也能达到较好的抗震效果，而且可以把梁或柱浇注成各种需要的截面形状。 (2)框架结构的缺点为：
框架构件设计
框架构件设计 6. 3 框架的基本抗震构造措施抗规 一、延性结构的概念 延性：是指构件和结构屈服后，具有承载能力不降低或基本不降低、且具有足够塑性变形能力的一种性能。一般用延性比表示。 二、延性对结构抗震性能的影响 延性越好，结构的抗震能力也就越好。 在大震下，即使结构构件达到屈服，仍然可以通过屈服截面的塑性变形来消耗地震能，避免发生脆性破坏。在大震后的余震发生时，因为塑性铰的出现，结构的刚度明显变小，周期变长，所受地震力会明显减小，震害减轻。 因此在地震区，结构必须具备一定的延性。并且设防烈度越高、结构高度越大，对延性的要求也越高。 二、延性对结构抗震性能的影响 结构的耗能能力用往复荷载作用下构件或结构的力-变形滞回曲线包含的面积度量。在相同的变形情况下，滞回曲线包含的面积越大，则耗能能力越大，对抗震有利。 梁的耗能能力大于柱的耗能能力，构件弯曲破坏的耗能能力大于剪切破坏的耗能能力。 三、延性框架设计的一般原则 1、强柱弱梁 从抗弯角度来讲，要求柱端截面的屈服弯矩要大于梁端截面的屈服弯矩，使塑性铰尽可能出现在梁的端部，从而形成强柱弱梁。 在梁端出现塑性铰，一方面框架结构不会变成倒塌机制，而且塑性铰的数目多，消耗地震能的能力强；另一方面，受弯构件具有较高的延性，结构的延性有保障。 必须注意以下几点： 1、对工人的管理不亚于对混凝土强度的控制； 2、柱子与楼板体系的混凝土应分别浇灌； 3、混凝土的保护层必须得到保证； 4、钢筋的绑扎务必按照规定办理； 5、混凝土的蜂窝现象不可草率处理。 2、强剪弱弯 要求构件的抗剪能力要比其抗弯承载能力对应的剪力强，从而推迟或避免梁、柱构件过早发生剪切破坏。 构件弯曲破坏的耗能能力大于剪切破坏的耗能能力。 3、强节点（核芯区）、强锚固 节点区域受力复杂，容易发生破坏。节点的可靠与否是关系梁、柱能否可靠工作的前提，必须做到强节点。钢筋锚固的好坏是构件能否发挥承载力的关键。 4、局部加强 提高和加强柱根部（加密箍筋）以及角柱、框支柱等受力不利部位的承载能力和抗震构造措施。
老庄结构之框架实例
第一个实例的问题汇总 一、结构布置时框架柱两侧需有框架梁拉结 特别是边跨开洞、有楼电梯间等情况，更需要控制扭转变形框架刚度需要均衡分布 单跨框架
框架布置局部砖混 二、结构计算时的偶然偏心 1、《高规》 2、对于《抗规》中的建筑结构，《抗规》没有明确规定在计算单向水平地震作用时是否应该计算偶然偏心的影响，抗规文中根本没有“偶然偏心”一词，仅5.2.3条文说明中出现：
SATWE软件尚不具备将边榀框架乘以增大系数来考虑水平地震作用扭转影响的功能，故这种增大系数在实际工程中应用起来并不方便。 抗规条文说明3.4.2： 李国胜在《多高层钢筋混凝土结构设计中疑难问题的处理及算例》3.13条明确指出：高层建筑结构水平地震作用下的最大位移，应在单向水平地震作用下，不考虑偶然偏心的影响，采用考虑扭转耦联振动影响的振型分解反应谱法进行计算，并应采用刚性楼板假定。 三、梁柱偏心和柱与节点的偏心
四、框架梁贯通面钢筋的选择 而次梁和楼板是共同承担竖向荷载的不承担地震水平力，无需粗钢筋贯通，架立箍筋即可 梁截面高度：1、窗户；2、连续梁1/15~1/18；3、配筋率2%以下；4、配筋不超过2排；
次梁4米以下跨度用200，6米以下跨度用250，8米左右跨度用250或300（注意面积配箍率）；框架梁6米左右跨度可用250，8米左右跨度可用300或350（400）（四肢箍）。 五、纵筋配筋率 非框架梁 最小配筋率用h，最大配筋率 六、箍筋 框架梁
注意纵筋直径的8倍； Psv=肢数x单肢面积/(截面宽x箍筋间距) 七、梁架立钢筋 八、柱 1、刚度需要； 2、轴压比 加密区与纵筋直径有联系
框架结构各种结构构件尺寸经验选定.
柱截面尺寸 柱截面尺寸初选，要同时满足最小截面、侧移限值和轴压比等诸多因素影响。 一般可通过满足轴压比限值惊醒截面估计。 由《建筑抗震规范》（GB50011-2001第637条和表637知，当抗震等级为三级时框架柱的轴压比最大限值［卩N为0.9。 由《混凝土结构设计》教材第281页（4-11和式（4-12估算框架柱的截面尺寸： 式（4-12 N = P FgEn其中 N—地震作用组合下柱的轴向压力设计值； B—考虑地震作用组合后柱的轴向压力增大系数，边柱取1.3,等跨内柱取1.2; F—按简支状态计算的柱的负载面积。 本设计柱网尺寸大部分为7.5m >7.5m,部分8.4m 84m。 gE—折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值，可近似取12-15KN/ m2 ;在此取gE =12 KN/ m2。 n—演算截面以上楼层层数。 由式（4-11 N/（fcAc < [ MN]Ac > N/[卩N] X fc 由《抗规》知，框架柱按二级抗震等级设计时，其混凝土强度等级不应低于 C20。在本设计中框架梁和柱的混凝土强度等级均采用 C30。 由《建筑抗震设计》教材第四章第七节知矩形截面框架柱的截面尺寸宜符合以下两点要求:截面的宽度和高度均不宜小于300mm ;
截面长边与短边的边长比不宜大于3。 为此对于首层选用800mm< 800mm部分采用900mm< 900mm。 对于其他层，考虑到施工方便，柱截面不宜变化太多。通过初步估算以及PKPM 验算,最终确定框架的截面尺寸为： 首层-八层:选用800mm<800mm部分采用900mm< 900mm。 梁截面尺寸 框架梁(主梁截面尺寸: 主梁截面高度:h =(1/10~1/12 L =(1/10~1/12 8400=(840~700mm,取h =800mm; 主梁截面宽度:b =(1/2~1/3 h =(1/2~1/3 800=(400~267mm,取 b =400mm。次梁截面 尺寸 (1大部分房间次梁布置形式采用一字形，则次梁的跨度与主梁相同，L =7500mm。同理，取次梁高度h =600mm ;次梁宽度b =300mm。 (2在五层学术报告厅抽柱处采用井字形楼盖，相邻次梁间距为2500mm和2800mm (井字梁间距一般在2米左右。 井字梁截面高度:h =L/16=7500/16=469mm,取h =600mm; 井字梁截面宽度:b =(1/2~1/3 h =(1/2~1/3 600=>(300~200mm,取h =300mm。 4.1.3板厚 板厚根据板的跨度而定，次梁布置方式不同，板的跨度也不同，从而板的厚度也不同。混凝土结构设计规范中规定了确定板厚的方法 简支单向板h/L > 1/35两端连续单向板h/L > 1/40简支双向板h/L > 1/45多跨连续
多层住宅框架结构设计实例与分析
多层住宅框架结构设计实例与分析 摘要：本文基于现行规范，结合近年来参与的油田住宅项目工程实例，利用概念设计，对多层住宅框架结构的梁、柱等重要结构构件设计以及电算过程中需注意的问题进行了总结探讨，为以后类似的工程设计积累经验。 关键字：现浇板共同作用梁铰接轴压比剪跨比 Abstract：Based on the present regulation, in this paper, according to the oil field house project construction sample, through the concept design, it is necessary to conclude and discuss in the multi-layer house frame construction beam, column design and zooming process for references. Key Words: cast plate combined action; beam pin joint; axel pressure ratio; snip span ratio 一、概述 胜南社区南苑新区二期住宅，以90型2单元为例，七层框架结构，建筑物总高度为19.8m，总建筑面积为2668m2。抗震设防烈度为七度、设计地震分组为第二组，设计基本地震加速度值为0.10g。场地土类型为软弱场地土，场地类别为III类。钢筋混凝土结构抗震等级：三级；地基基础设计等级:丙级；结构的设计使用年限:50年。二、梁设计 在框架梁的弹性受力分析和承载力计算时，是否考虑现浇板的共同作用效应？如果和对梁端跨进行调整？下面结合本工程从概念设计的角度做粗浅的探讨，以利于工程的优化设计。 2.1关于现浇板共同作用的考虑 目前框架结构均采用梁板整体现浇，在水平荷载作用下，通过框架梁和现浇板的共同受弯来约束柱顶的转动，使柱子产生自上而下的反弯曲。由于梁板的共同作用，不仅提高了框架梁的截面刚度，还提高了梁端负弯矩承载能力。在现浇板共同作用下，对梁的设计采取以下措施进行调整： 2.1.1为实现“强柱弱梁”的目的，形成具有延性的结构，梁端弯矩在SATWE 程序的调整信息下调整，梁端弯矩的条幅系数取0.85； 2.1.2 本工程现浇楼板采用刚性楼板假定，考虑到现浇楼板对梁抗扭的有利作用，对梁的扭矩进行折减，折减系数取0.4； 2.1.3 梁和楼板连成一体按照“T”形截面梁工作，因此对梁的刚度进行放大，边框架梁刚度放大系数取1.2，中间框架梁取1.4.
框架结构构件截面尺寸选择
钢筋混凝土框架结构构件截面尺寸选择 1、梁的截面尺寸 (1) 梁的一般要求 在设计钢筋混凝土梁时，首先要确定梁的截面尺寸。其一般步骤是：先由梁的高跨比h/l0确定梁的高度h，再由梁的高宽比h/b确定梁的宽度b（b为矩形截面梁的宽度或T形、I形截面梁的腹板宽度），并将其模数化。对变形和裂缝宽度要求严格的梁，尚应按规定进行扰度验算及裂缝宽度验算。 ①梁的高跨比 下表列出了梁的高跨比下限值，该值可以满足一般正常使用下的变形要求。但对变形要求高的梁，尚应进行扰度验算。 梁的高跨比下限值 构件类型/支承情形简支一端连续两端连续悬臂 1/12 1/3.5 1/15 1/6 独立梁及整体肋形梁的 主梁 整体肋形梁的次梁1/16 1/8.5 1/20 1/8 注：1. 表中数值适用于普通混凝土和fy<=400N/mm2的普通钢筋； 2. 当梁的跨度超过9m时，表中系数宜乘1.2； 3. 对比重γ为15~20kN/m3的轻质混凝土结构，表中系数宜乘以（1.65-0.03γ）且不小于1的系数。 ②梁截面的高宽比 梁截面的高宽比h/b对矩形截面，可选2.0~3.5；对T形截面，可选2.5~4.0。 ③模数要求 当梁高h<=800mm时，h为50mm的倍数；当h>800mm时，h为100mm的倍数。当梁宽b>=200mm时，梁的宽度为50mm的倍数；200mm以下宽度的梁，有b=100mm、150mm、180mm三种。 ④主、次梁的截面尺寸关系 在现浇混凝土结构中，主梁的宽度不应小于200mm，通常为250mm及以上；次梁宽度不应小于150mm。主梁的高度应至少比次梁高50mm或100mm（当主梁下部可能为双排钢筋时）。 (2) 框架梁的截面尺寸 除满足梁的一般要求外，框架梁的截面高度h一般在（1/12~1/8）l0间，截面宽度b可取（1/2~1/4）h；截面宽度b不宜小于200mm；截面高度和截面宽度之比不宜大于4，梁净跨度ln与截面高度之比不宜小于4。 为了确定框架梁的截面尺寸是否选择合适，可在截面尺寸选择后作简单验算：将初步估算的竖向荷载设计值的0.8倍，作用于相应简支梁，进行受弯受剪计算，若其配筋适中，则截面选择合理；配筋过大或过小时，均宜调整截面尺寸。 2、框架柱的截面尺寸 (1) 截面尺寸的一般规定 在抗震设计中，框架柱的截面宽度和高度均不宜小于300mm，圆柱的截面直径不宜小于350mm；柱的截面高度与宽度的比值不宜大于3；柱的剪跨比宜大于2。 柱截面宽度一般不小于框架主梁截面宽度+100mm，通常在（1/15~1/20）H
框架结构经典工程案例
蓬皮社艺术文化中心 设计者解释他的设计意图时说：“我们把建筑看作同城市一样的、灵活的、永远变动的框架。……它们应该适应人的不断变化的要求，以促进丰富多样的活动。 平面分析 建筑表面面积：约90，000平方米；体积：430，000立方米； 楼层高度：共8层，其中6层为地上建筑；共166米长，42米高，60米宽；室内面积：每层7，500平方米的巨大平台；2000年1月1日维修后重新开放，增加了8，000平方米的空间； 整座建筑占地7500平方米，建筑面积共10万平方米。 顶层平面图 总平面图
整座建筑共分为四大部分，分别为：公共图书馆，建筑面积约16000平方米；现代艺术博物馆，约18000平方米；工业美术设计中心，除音乐和声响研究中心单独设置外，其他部分集中在一个长166米、宽44．8米、高7米的巨大空间。它的每一 层面积都有7500平方米，整座建筑上下均衡，占地l公顷，由13根立柱和84根长48米、重72吨的钢梁构成桁架，由28根圆形钢管柱支承。 交通流线分析 外部交通流线图 蓬皮杜中心前院，占据了总建筑面积的一半，这座被誉为意大利复兴时期，理想城市回想的广场，今天已经成为了巴黎人享受午后阳光的理想场所之一。在广场上人们没有任何的限制，这是属于他们自己的免费空间。他和意大利西耶那的康波大广场异曲同工，有一个平缓的坡度，吸引着路人慢慢走到入口。建筑师认为“把面积全都用上是错误的，真正的城市空间是前院，正是前院使蓬皮杜中心的成功成为可能。有了前院，人们才有城市归属感。入口是城市的延续，而前院则展示了城市的生活，正是前院把人们引向了蓬皮杜。
建筑是把通常设在内部的功能部分全部设在建筑外面，每一层面向前院的方位，都设有宽阔的人行走廊，外层有大型电梯，通过半透明的大管道，参观者能够上到顶楼，就像是在骑游乐场的木马。 剖面分析 建 筑 物 的 底 层 是 一 个 大通间，天花上也同样布满了蓝色和黄色的管道，空间上部的各色指示牌，已暗示着时代的转型，给人一种新颖与激动的印象。3层以上是现代艺术展览馆部分，进入展厅后，迎面就是一幅巨大的黑白画面，这种大大小小的黑色圆盘组合画象征着机器时代的特征，在白色塑料板的背后还打着灯光，使得画面对比更加强烈，而且具有立体感。转向右面的对景是一幅红绿相间对比强烈的抽象图案，它似乎在说明当代社会和艺术是丰富多彩的，艺术家的
框架结构设计研究文献综述(朱攀峰)
学校代码：11517 学号：201010810131 HENAN INSTITUTE OF ENGINEERING 文献综述 学生姓名朱攀峰 专业班级土木1041 学号201010810131 学院土木工程学院 指导教师(职称)赵红垒讲师 完成时间 2014 年 2 月 25 日
框架结构设计文献综述 摘要：随着科学技术的日新月异，框架结构在当代建筑中得到普遍应用。框架结构是由楼板、梁、柱及基础几种承重构件组成的，由主梁、柱与基础构成平面框架，各平面框架再由连续梁连接起来而形成的空间结构体系。本文描述了框架结构设计中的相关内容，并从设计中的要点问题、技术问题和施工现实问题，进行了相关的分析和讨论。 关键词：框架结构；设计内容；要点问题；技术问题；施工问题。 前言 近年来，我国建筑在结构设计工作中，逐步实现了与世界先进理念的接轨与融合，建筑结构的体系与模式也呈现出了多项发展的新形势。建筑平面布置与竖向体形也越来越复杂，给结构设计提出更高的要求。框架结构是由楼板、梁、柱及基础几种承重构件组成的，由主梁、柱与基础构成平面框架，各平面框架再由连续梁连接起来而形成的空间结构体系。文献[1]认为：在合理的高度和层数的情况下，框架结构能够提供较大的建筑空间，其平面布置比较的灵活，可适合多种工艺与使用功能的要求。 一、框架结构设计 1.1 框架结构注意问题 1.1.1 框架结构方案的构思 （1）简明的结构受力和传力。框架结构关系越简单，传力结构清晰,文献[2]中认为：良好的结构设计的重要前提，应该是合理组织与综合解决结构的传力系统、传力方式，良好的结构方案是良好结构设计的重要前提。在荷载作用下，结构通过板→梁→柱流程传力，传力结构清晰有利于经济利用建筑材料。 （2）在民用和公共建筑的柱网平面布局中，柱网应尽量按等距（纵、横）布置，尽量减少边跨柱距，并充分利用连续梁的受力特点减少结构中的弯距。 （3）结构方案应结合建筑功能、工程地质情况等要求综合考虑。 1.1.2 概念设计上着重注意的问题 （1）强柱弱梁措施。文献[3]中认为：强柱即使框架柱的抗弯和抗剪能力比梁的抗弯和抗剪能力强,柱子的破坏大多是因剪压复合受力所致，多发生脆性破坏，脆性破坏大多是突然发生的，而强柱弱梁，可以延缓破坏时间，给人们以躲避和加固的时间。 （2）强剪弱弯措施。框架结构中的框架梁应注意抗剪验算和构造，使其满足相关
整体装配式框架结构施工工法
---------------------考试---------------------------学资学习网---------------------押题------------------------------ 第一章 装配式第一节整体装配式框架结构施工工法 一、特点 整体装配式框架结构施工具有以理特点： （一）标准化施工： 以标准层每层、每跨为单元，根据结构特点和便于构件制作和安装的原则将结构拆分成不同种类的构件（如墙、梁、板、楼梯等）并绘制结构拆分图。相同类型的构件尽量将截面尺寸和配筋等统一成一个或少数几个种类，同时对钢筋都进行逐根的定位，并绘制构件图，这样便于标准化的生产、安装和质量控制。（二）现场施工简便： 构件的标准化和统一化注定了现场施工的规范化和程序化，使施工变得更方便操作，使工人能更好更快的理解施工要领和安装方法。 （三）质量可靠： 构件图绘制详细，构件工厂加工，都使构件质量充分得到保障。构件类型相对较少，形式统一使现场施工标准化、规范化，这更便于现场质量的控制。外墙采用混凝土外墙，外墙的窗框、涂料或瓷砖均在构件厂与外墙同步完成，很大程度上解决了窗框漏水和墙面深水的质量通病。 （四）安全： 外墙采用预制混凝土外墙，取消了砌体抹灰工作，同时涂料、瓷砖、窗框等外立面工作已经在加工厂完成，大大减少了危险多发区建筑外立面的工作量和材料堆放量，使施工安全更有保证。 （五）制作精度高： 预制构件的加工要求构件截面尺寸误差控制在±3mm 以内，钢筋位置偏差在±2mm 以内，构件安装误差水平位置控制在±3mm 以内，标高误差控制在±2mm 以内。 （六）环保节能效果突出： 大部分材料在构件厂加工，标准化统一化的加工减少了材料的浪费；现场基本取模板除在梁柱交接的初装修均采用装配施工大大减少了建筑垃圾的产生；消湿作业， 核心区使用外，基本不再使用，大大降低了木材的利用率；钢筋和混凝土的现场用量大大减少，降低了水、电的现场使用量，同时也减少了施工噪音。 （七）计划和程序管理严密： 各种施工措施埋件要反映在构件图中，这就要求方案的可执行型强，并且施工时严格按照方案和施工程序施工。构件的加工计划、运输计划和每辆车构件的装车顺序紧密的与现场施工计划和吊装计划相结合，确保每个构件严格按实际吊装时间进场，保证了安装的连续性确保整体工期的实现。 二、工艺原理 梁、板等水平构件采用叠合形式，既构件底部（包含底筋、箍筋、底部混凝土）
开题报告结构框架.doc
开题报告结构框架 随着我国经济的快速发展，人们对生活水平的要求也越来越高。对建筑物的要求也越来越高，那么与之相关的框架结构又该怎样去设计呢? 1、选题意义和背景。 钢筋混凝土框架结构由于其平面布置灵活、自重相对较轻等优点在我国有较为广泛的应用，例如办公楼、医院、学校校舍及工业厂房等。然而，框架结构也有其缺点，比如，抗侧刚度小、节点区域应力集中显着、并在强烈多维地震动作用下结构容易产生过大的非线性水平位移等。在实际震害中，框架梁往往先于框架柱产生破坏，并不能很好地保证强柱弱梁的抗震设防要求。一般来说，各类建筑物在地震动作用下产生的破坏甚至倒塌是造成人民生命财产受到损失的首要原因。据统计，各类结构物倒塌造成的人员伤亡占地震中伤亡总数的95%.实际震害调查结果显示，倒塌比例较高的建筑类型主要有砖混结构、底框砖混结构和框架结构。框架结构的倒塌主要以整体倒塌模式为主，外围围护结构及填充墙的破坏也比较显着。倒塌是由于结构在地震作用下丧失承担重力荷载的能力而引起的。而整体倒塌通常由地震作用下结构产生较大的层间位移引起，同时受到P-4效应放大和构件强度刚度承载力退化的影响，结构逐渐失稳直至侧向倾覆。震害调查报告显示在框架结构破坏的案例中存在大量外围围护结构以及填充墙破坏的情况，这不仅造成了人们身体上和心理上的伤害，还对震后建筑修复带来一定的问题。所以，我们有必要对框架结构的抗震性能以及轴压比、框架填充墙等因素对框架结构抗倒塌性能的影响进行深入的研究。这不仅可以预测框架结构在未
来地震作用中的地震反应，对可能遭受的结构破坏甚至整体倒塌进行预防，还可以对框架结构在地震作用下的抗震性能水平进行更准确地分析评价，从而有针对性地指导完善结构设计方案以及对既有建筑的改造加固。 2、综述/研究基础。 2.1增量动力分析的国内外研究现状 地震作为一种随机往复载荷，对于结构的破坏是一个损伤累积的过程，用强度准则和变形准则很难描述这一现象。IDA方法可以对框架结构进行从弹性状态到弹塑性状态直至倒塌的全过程分析。对于这方面内容国内外学者都做了大量的研究。 1977年，Bertero将同一条地震动作用下的多次非线性时程分析结果放在一起，以试图了解逐级放大的地震作用对结构非线性发展的影响规律以及结构从弘性、非弹性直至发生整体倒塌的全过程中结构的性能。这种分析方法被称为IDA丈法。 清华大学叶列平、陆新征等通过汉川地震极震区框架结构抗倒塌的研究得出增强结构整体性及冗余度可明显提高结构抗倒塌储备系数的结论。冯世平等人研究了钢筋混凝土框架结构在强烈地震作用下的倒塌反应。对结构处于不稳定状态(下降段)时的动力反应进行了讨论，还探讨了极限曲率延性比和强度降低率在结构地震倒塌反应中的应用。 2.2地震易损性分析的国内外研究现状 20世纪70年代初地震易损性曲线首先被用于对核电站的地震概率风险评估，随着易损性理论的发展，越来越多的学者开展了对核电站以及其它重大结构(如混凝土重力坝、变电站结构以及古塔等)的地震易损性分析研究。作为生命线工程，桥梁结构的地震易损性研究也受到了各国学者的广泛重视。国内外学
四层框架结构设计计算书实例汇总
多层框架设计实例 某四层框架结构，建筑平面图、剖面图如图1所示，试采用钢筋混凝土全现浇框架结构设计。 1．设计资料 （1）设计标高：室内设计标高±0.000相当于绝对标高4.400m，室内外高差600mm。（2）墙身做法：墙身为普通机制砖填充墙，M5水泥砂浆砌筑。内粉刷为混合砂浆底，纸筋灰面，厚20mm，“803”内墙涂料两度。外粉刷为1：3水泥砂浆底，厚20mm，马赛克贴面。 （3）楼面做法：顶层为20mm厚水泥砂浆找平，5mm厚1：2水泥砂浆加“107”胶水着色粉面层；底层为15mm厚纸筋面石灰抹底，涂料两度。 （4）屋面做法：现浇楼板上铺膨胀珍珠岩保温层（檐口处厚100mm，2%自两侧檐口向中间找坡），1：2水泥砂浆找平层厚20mm，二毡三油防水层。 （5）门窗做法：门厅处为铝合金门窗，其它均为木门，钢窗。 （6）地质资料：属Ⅲ类建筑场地，余略。 （7）基本风压：（地面粗糙度属B类）。 （8）活荷载：屋面活荷载，办公楼楼面活荷载，走廊楼面活 荷载。 图1 某多层框架平面图、剖面图 2．钢筋混凝土框架设计 （1）结构平面布置如图2所示，各梁柱截面尺寸确定如下。
图2 结构平面布置图 边跨（AB、CD）梁：取 中跨（BC）梁：取 边柱（A轴、D轴）连系梁：取 中柱（B轴、C轴）连系梁：取 柱截面均为 现浇楼板厚100mm。 结构计算简图如图3所示。根据地质资料，确定基础顶面离室外地面为500mm，由此求得底层层高为4.3m。各梁柱构件的线刚度经计算后列于图3。其中在求梁截面惯性矩时考虑 到现浇楼板的作用，取（为不考虑楼板翼缘作用的梁截面惯性矩）。 边跨（AB、CD）梁：
框架结构各种结构构件尺寸经验选定.
柱截面尺寸 柱截面尺寸初选, 要同时满足最小截面、侧移限值和轴压比等诸多因素影响。一般可通过满足轴压比限值惊醒截面估计。 由《建筑抗震规范》 (GB50011-2001第 6.3.7条和表 6.3.7知,当抗震等级为三级时,框架柱的轴压比最大限值[μN]为 0.9。 由《混凝土结构设计》教材第 281页(4-11和式(4-12估算框架柱的截面尺寸: 式(4-12 N =βFgEn, 其中 N—地震作用组合下柱的轴向压力设计值; β—考虑地震作用组合后柱的轴向压力增大系数,边柱取 1.3,等跨内柱取 1.2; F—按简支状态计算的柱的负载面积。 本设计柱网尺寸大部分为 7.5m×7.5m,部分 8.4m×8.4m。 gE—折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值,可近似取 12-15KN/ m2 ;在此取 gE =12 KN/ m2 。 n—演算截面以上楼层层数。 由式(4-11 N/(fcAc ≤[μN] 得Ac ≥N/[μN]×fc 由《抗规》知,框架柱按二级抗震等级设计时,其混凝土强度等级不应低于 C20。在本设计中框架梁和柱的混凝土强度等级均采用 C30。 由《建筑抗震设计》教材第四章第七节知矩形截面框架柱的截面尺寸宜符合以下两点要求:截面的宽度和高度均不宜小于 300mm ;
截面长边与短边的边长比不宜大于 3。 为此,对于首层选用 800mm×800mm,部分采用 900mm×900mm。 对于其他层,考虑到施工方便,柱截面不宜变化太多。通过初步估算以及 PKPM 验算,最终确定框架的截面尺寸为: 首层 -八层:选用 800mm×800mm,部分采用 900mm×900mm。 梁截面尺寸 框架梁(主梁截面尺寸: 主梁截面高度:h =(1/10~1/12 L =(1/10~1/12 ×8400=(840~700mm, 取 h =800mm; 主梁截面宽度:b =(1/2~1/3 h =(1/2~1/3 ×800=(400~267mm, 取 b =400mm 。次梁截面尺寸 (1大部分房间次梁布置形式采用一字形,则次梁的跨度与主梁相同, L =7500mm 。同理,取次梁高度 h =600mm ;次梁宽度 b =300mm 。 (2在五层学术报告厅抽柱处采用井字形楼盖,相邻次梁间距为 2500mm 和2800mm (井字梁间距一般在 2米左右。 井字梁截面高度:h =L/16=7500/16=469mm, 取 h =600mm; 井字梁截面宽度:b =(1/2~1/3 h =(1/2~1/3 ×600=(300~200mm, 取 h =300mm 。4.1.3 板厚 板厚根据板的跨度而定,次梁布置方式不同,板的跨度也不同,从而板的厚度也不同。混凝土结构设计规范中规定了确定板厚的方法: 简支单向板h/L≥1/35;两端连续单向板h/L≥1/40;简支双向板h/L≥1/45;多跨连续双向板h/L≥1/50。为了设计偏于安全,对所有的板厚均按 h/L=1/35进行估算。
框架结构文献综述
附件一文献综述 [1]杜鹃琴、刘绍凯、许永霞—如何做好质量管理工作与混凝土框架结构设计[J]，建筑科学管理与设计，中文科技期刊，2011，10 管理已成为一门新兴的学科，具有很强的综合性和实用性，质量管理是建筑工程施工中最为重要的一个管理。建筑工程中施工质量管理工作的好坏，关系着工程质量的优劣。将人、材、机的控制与施工工序、环境的控制管理好，对工程质量方面有非常重要的影响。 现代建筑采用框架结构设计的越来越多，怎样做好框架结构设计就非常重要了。框架结构的设计经常出现，同时也非常重要的是框架结构分析，主要是设计依据、抗震等级、人防等级、地基情况及承载力、防潮抗渗做法、活荷载值、材料等级、施工中的注意事项、通用详图或节点、以及在施工图中未画出而通过说明来表达的信息。设计时应注意现代建筑常因设计不当而照成施工环节质量难以保证，从而给工程留下安全隐患的问题。 [2]刘龙—浅谈框架结构的常见质量问题及控制措施[J],工程建筑质量控制，中国论文下载中心，2011，09 目前房屋建筑工程趋向高层、超高层发展，其结构形式多采用框架（框剪）结构。但因设计和施工疏忽而造成的质量问题也屡见不鲜。对框架结构质量问题产生的原因及危害进行分析，并提出相应的预控及处理办法。 其中，对于节点处梁瑞部钢筋过密，会出现不能充分发挥钢筋的抗拉强度、易在核芯区形成蜂窝和孔洞、易在梁上部形成通常裂缝等问题。对于受力钢筋接头处理不当，会使构件产生裂缝，严重的会使结构失稳等问题。对于楼板实际厚度大于设计厚度，会造成材料的浪费、实际荷载超过设计荷载、尺寸或位置偏差等问题。对于梁、柱和板的混凝土强度等级不一致的现浇框架结构中，容易出现的质量问题。 解决上述问题的方法，除了设计是考虑周全外，还要进行精确的技算以及合理的安排。做好防范措施的同时，想好问题出现后的应对措施。 [3]饶远文—浅谈结构设计优化技术及其在房屋结构设计中的应用[J]，建筑结构设计优化，中国论文下载中心，2011，10 建筑结构的造价在建筑工程中占有较大的比例。结构设计优化技术的应用可以产生可观的经济效益。建筑设计部门和设计人员应严格遵守“经济、适用、合理”的设计原则，精心设计，应用现代化科技手段，选择合理的建筑结构设计方
钢结构各构件及其做法的图解(图文)
1、建筑体系 1-1、门式刚架体系 1-1-1、基本构件图 1-1-2、说明 力学原理 门式刚架结构以柱、梁组成的横向刚架为主受力结构，刚架为平面受力体系。为保证纵向稳定，设置柱间支撑和屋面支撑。 刚架 刚架柱和梁均采用截面H型钢制作，各种荷载通过柱和梁传给基础。 支撑、系杆 刚性支撑采用热轧型钢制作，一般为角钢。柔性支撑为圆钢。系杆为受压圆钢管，与支撑组成受力封闭体系。 屋面檩条、墙梁 一般为C型钢、Z型钢。承受屋面板和墙面板上传递来的力，并将该力传递给柱和梁。 1-1-3、门式刚架的基本形式 a.典型门式刚架
b.带吊车的门式刚架 c.带局部二层的门式刚架 1-1-4、基本节点 a.柱脚节点
b.梁、柱节点 ■局部二层节点参照多层框架体系。 1-1-5、刚架衍生形式
■吊车和局部二层可在衍生形式刚架中布置。 ■山墙刚架其本质也是多连跨刚架，不过中间柱与刚架柱比截面旋转了90度。 1-2、多层框架体系 1-2-1、框架图示
1-2-2、说明 力学模型 a.纯刚接框架：纵横两个方向均采用刚接的框架。 b.刚接-支撑框架：横向采用刚接，纵向采用铰接，并在纵向设置支撑，以传递水平力。 c.支撑式框架：纵横向均采用铰接，两向均设置支撑传递水平力。 d.有时为保证足够的刚度，在刚接框架中亦设置支撑。 框架柱 框架柱可采用H型截面、箱形截面、十字形截面、圆管形截面等。所有上部结构的力都通过框架柱传递给基础。 框架梁 框架梁一般采用H型截面。楼盖和屋盖上的力通过框架梁传递给框架柱。 支撑 支撑采用一般采用热轧型钢制作，其功能是传递层间水平力和保证结构的刚度。 1-2-3、基本节点 a.柱脚节点 ■柱脚节点同门式刚架体系。 b.柱、梁节点
《框架结构》——案例
第二单元形状与结构 5、框架结构 教学目标：1、认识实际生活中的框架结构，了解框架结构的特点。 2、认识三角形的稳定性，掌握用三角形加强框架的方法。了解斜杠的“拉” 和“推”的作用。 3、设计、制作一个可以支撑重物的框架结构，培养学生动手能力。 教学用具：一次性木筷、橡筋、剪刀、图文资料 教学过程： 一、导入新课 1、展示各种框架结构的图片，问：你们认识这些是什么建筑吗？这些建筑在构造上有什么共同的特点？ 2、这种骨架式构造叫框架结构。今天我们就来研究框架结构。 二、认识框架结构的特点 1、谈话：你们还知道哪些框架结构的物体？这些框架起了什么作用？（如果改成实体的结构会怎样？） 学生回答。（能支撑起物体，花费的材料又少） 2、提问：观察框架中最小的格子是什么形状的？为什么大都做成三角形？ 学生根据已有知识经验进行猜测。 三、研究简单框架 1、实践体会 ⑴利用筷子捆三角形框架和长方形框架 ⑵观察它们受到力的作用时有什么不同？ ⑶哪一个容易变形？ ⑷可以把长方形框架加固吗？ 2、根据要求分组操作，并作好各种形状框架的记录。 3、思考：⑴增加的斜杆起什么作用？ （起到“拉”“推”的作用，使框架不变形） ⑵为什么巨大的框架中都有三角形？（三角形最稳定） 四、做一个坚固的正方体框架 1、思考：我们如何制作一个坚固的正方体框架呢？ 2、讲述：制作一个较复杂的结构，应当先画草图，计算材料。运用我们的数学知识，计算需要多少横杆、竖杆、斜杆？ 学生画草图，计算需要多少材料。 3、提问：做一个坚固的正方体框架要多少根横杆？多少根竖杆？多少根斜杆？它们的长短一样吗？ 学生汇报计算结果。 4、思考：从节约材料方面考虑，哪些地方最需要斜杆，哪些地方不一定需要斜杆？ 学生思考并交流。 5、学生分组制作，教师巡回指导。 6、提问：每根斜杆起什么作用？框架中有多少个三角形？ 学生举例说明斜杆的加固作用。 7、比一比，哪组的正方体框架的承重最多，用的材料最少。
框架结构设计研究文献综述
学院 本科毕业设计文献综述框架结构设计研究 院（系、部）名称：城市建设学院 专业名称：土木工程 学生姓名： 学生学号： 指导教师：
框架结构设计研究 摘要：随着科学技术的日新月异，框架结构在当代建筑中得到普遍应用。框架结构是由楼板、梁、柱及基础几种承重构件组成的，由主梁、柱与基础构成平面框架，各平面框架再由连续梁连接起来而形成的空间结构体系。本文描述了框架结构设计中的相关内容，并从设计中的要点问题、技术问题和施工现实问题，进行了相关的分析和讨论。关键词：框架结构；设计内容；要点问题；技术问题；施工问题。 Abstract：Then the ever-changing science and technology, contemporary architecture in the framework of universal application. Framework by floor, beams, columns and formed the basis of several load-bearing elements, the main beams, columns and constitute the basis of plane frame, the plane frame beam connected by the continuous formation of spatial structure system. This paper describes a framework for structural design related content, and the main points from the design issues, technical problems and practical construction issues, related analysis and discussion. Keywords:frame structure ,design elements of the technical ,key problem,content ofproblem ,construction problem。 0前言 近年来，我国建筑在结构设计工作中，逐步实现了与世界先进理念的接轨与融合，建筑结构的体系与模式也呈现出了多项发展的新形势。建筑平面布置与竖向体形也越来越复杂，给结构设计提出更高的要求。框架结构是由楼板、梁、柱及基础几种承重构件组成的，由主梁、柱与基础构成平面框架，各平面框架再由连续梁连接起来而形成的空间结构体系。在合理的高度和层数的情况下，框架结构能够提供较大的建筑空间，其平面布置灵活，可适合多种工艺与使用功能的要求。 1框架结构设计 1.1 框架结构注意问题 1.1.1 框架结构方案的构思 （1）简明的结构受力和传力。框架结构关系越简单，传力结构清晰。在荷载作用下，结构通过板→梁→柱流程传力，传力结构清晰有利于经济利用建筑材料。（2）在民用和公共建筑的柱网平面布局中，柱网应尽量按等距（纵、横）布置，尽量减少边跨柱距，并充分利用连续梁的受力特点减少结构中的弯距。（3）结构方案应结合建筑功能、工程地质情况等要求综合考虑。