(完整版)房屋建筑框架结构基本形式分类及主要优缺点
第三章 框架结构
竖向荷载作用下的计算方法
（1）*分层法 （2）迭代法 （3）系数法
分层法
（1）计算假定： （A）框架的侧移忽略不计，即不考虑框 架侧移对内力的影响 （B）每层梁上的荷载对于其它层梁柱内力 的影响忽略不计，仅考虑对于本层梁柱 内力的影响 （C）所有节点均为固端。
分层法
• 2）计算要点：将多层框架沿高度分成若 干单层无侧移的敞口框架，框架梁上作 用的荷载、柱高及梁跨均与原结构相同。
思考
攀枝花地区为7度（第二组）抗震设防区， 欲建一总长50米，总宽12米，下部两层 为商场（层高4.2米），以上各层为写字 间（层高3.3米），总高50米的框架结构 建筑，问是否可行？
框架结构的一般规定
变形缝的设置： A.沉降缝：避免基础不均匀沉降 B.伸缩缝：避免温度应力过大 现浇式结构：室内55米，露天35米 C.防震缝 ：避免房屋之间地震碰撞 框架结构防震缝的最小宽度：高度不超过15米时 采用70mm，超过15米时，6度、7度、8度、9 度相应每增加高度5米、4米、3米、2米，宜加 宽20mm。
制限无ci / bi
D值法框架柱梁内力计算
*同反弯点法
D值法举例
• 已知一榀三层框架在二层上分配的地震 力为160KN，试按照D值法求B柱分配的 剪力值及其反弯点高度，其中各柱梁线 刚度为 ib1 =10.0x105,ib2=7x105,ic=6x105。
D值法举例
D值法举例
解：（1）求各柱的D值：按照表一般层求 柱抗侧移刚度修正系数 c
分层法举例
• 如图所示一榀三层框架计算简图，已知 其柱截面均为350mmx400mm,梁截面均 为250mmx600mm,梁两边均不带翼缘， 试确定其二层A节点处的梁负弯矩值。
房屋的结构形式
对小高层住宅的结构设计，首先摆在结构工程师面前的是结构选型的问题，到底何种结构体系在适用性、经济性、抗震性能等几方面为最佳呢？下面就对中高层住宅建筑中几种常用的结构进行简要分析。
一、结构比较1框架结构框架结构的特点是一般用于多层结构及小高层结构。
框架结构布置灵活，具有较大的室内空间，使用较为方便。
填充墙可采用轻质隔墙，减轻结构自重。
但内凸的框架柱直接影响到户型的实际使用面积及家具布置，而且其侧移能力较差，当层数较多时，水平荷载将起很大的影响，会造成梁、柱的截面尺寸很大，在经济技术上不如其他结构体系合理。
2异型柱框架结构这种结构体系是框架结构的一个派生结构形式，它除了具有框架结构的特点外，与墙同宽的异型柱很好地解决了建筑平面使用问题。
根据行业标准《砼异型柱结构技术规程》JGJl49－2006第3.1.2条抗震设计为6度时，异型柱结构适用的房屋最大高度为24m，本工程建筑总高为34.80m.故不宜采用异型柱框架结构。
3框架剪力墙结构这种结构体系一般用于高层结构，在近几年的高层结构设计中应用广泛，此方案的特点是利用楼电梯间做钢筋砼核心筒抵抗大部分水平荷载，框架柱主要承受竖向荷载。
这种结构既具有框架结构布置灵活，使用方便的特点，又具有较大的刚度和较强的抗震能力。
但内凸的框架柱同样影响到户型的实际使用面积及家具布置。
4异型柱框架剪力墙结构这种结构体系是框架剪力墙的一个派生结构形式，此方案的特点是利用楼电梯间做钢筋砼核心筒抵抗大部分水平荷载，异型柱主要承受竖向荷载，水平位移及层间位移大大减小。
同时，与墙同宽的异型柱又能更好地解决建筑平面使用问题。
5普通剪力墙结构这种结构体系一般用于高层结构住宅，尤其在30层左右的高层住宅结构设计中应用广泛。
此方案的特点是根据建筑平面布局而设置钢筋砼墙，与墙同宽的剪力墙很好地解决了建筑平面使用问题。
该总高度仅34.8m，抗震设防烈度为6度区，若采用纯剪力墙结构，造价高，故不作为该工程的首选结构类型。
结构工程师基础知识辅导：高层建筑的常见结构形式及特点
结构工程师基础知识辅导：高层建筑的常见结构形式及特点高层建筑的结构体系主要有：框架结构、框架—剪力墙结构、剪力墙结构、、框支剪力墙结构、筒体结构等。
框架结构，是由纵梁、横梁和柱组成的结构，这种结构是梁和柱刚性连接而成骨架的结构。
框架结构的优点：强度高，自重轻，整体性和抗震性好，柱网布置灵活，便于获得较大的使用空间；施工简便，较经济；框架结构的弱点：抗侧移刚度小，侧移大；对支座不均匀沉降较敏感等。
根据分析，框架房屋高度增加时，侧向力作用急剧地增长，当建筑物达到一定高度时，侧向位移将很大，水平荷载产生的内力远远超过竖向荷载产生的内力。
一般适用于10层以下、以及10层左右的房屋结构。
框架—剪力墙结构，又称框剪结构，框架-剪力墙结构体系是指由框架和剪力墙共同作为竖向承重结构的多（高）层房屋结构体系。
它是在框架纵、横方向的适当位置，在柱与柱之间设置几道钢筋混凝土墙体（剪力墙）。
在这种结构中，框架与剪力墙协同受力，剪力墙承担绝绝大部分水平荷载，框架则以承担竖向荷载为主，这样，能够减少柱子的截面。
剪力墙在一定水准上限制了建筑平面布置的灵活性。
框架-剪力墙结构体系则充分发挥框架和剪力墙各自的特点，既能获得大空间的灵活空间，又具有较强的侧向刚度。
所以这种结构形式在房屋设计中比较常用。
这种体系一般用于办公楼、旅馆、住宅以及某些工艺用房。
框架一剪力墙结构，一般用于25层以下房屋结构。
剪力墙结构，是由纵向、横向的钢筋混凝土墙所组成的结构，即结构采用剪力墙的结构体系。
墙体除抵抗水平荷载和竖向荷载外，还对房屋起围护和分割作用。
剪力墙结构优点是整体性好，侧向刚度大，适宜做较高的高层建筑，水平力作用下侧移小，并且因为没有梁、柱等外露构件，能够不影响房屋的使用功能。
缺点是因为剪力墙位置的约束，使得建筑内部空间的划分比较狭小，不能提供大空间房屋，结构延性较差。
所以较适宜用于宾馆与住宅。
全剪力墙结构常用于25～30层结构。
筒体结构，是用钢筋混凝土墙围成侧向刚度很大的筒体的结构形式。
框架结构与剪力墙结构的优缺点
优点：
(1)整体性好；
(2)侧向刚度大，水平力作用下侧移小；
(3)由于没有梁、柱等外露与凸出，便于房间内部布置。
缺点：
(1)不能提供大空间房屋；
(2)结构延性较差。
剪力墙结构适用范围：剪力墙结构由于承受竖向力、水平力的能力均较大，横向刚度大，因此可以建造比框架结构更高、更多层数的建筑。但是只能以小房间为主的房屋，如住宅、宾馆、单身宿舍。而宾馆中需要大空间的门厅。餐厅、商场等往往设置在另外的建筑单元中。一般在30m高度范围内都适用。
框架结构与剪力墙结构的优缺点
下面介绍框架结构优缺点：
优点：
(1)空间分隔灵活，自重轻，有利于抗震，节省材料；
(2)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；
(3)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；
(4)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。
缺点：
(1)框架节点应力集中显着；
(2)框架结构的侧向刚度小，属柔性结构框架，在强烈地震作用下，结构所产生水平位移较大，易造成严重的非结构性破性；
(3)钢材和水泥用量较大，构件的总数量多，吊装次数多，接头工作量大，工序多，浪费人力，施工受季节、环境影响较大；
框架结构适用范围：不适宜建造高层建筑，一般适用于建造不超过15层的房屋。
各种结构体系的优缺点、受力和变形特点、使用层数和应用范围
高层建筑结构（P45页）2.2试述各种结构体系的优缺点、受力和变形特点、使用层数和应用范围。
答：1.框架结构：优点：较空旷且建筑平面布置灵活，可做成具有较大空间的会议室、餐厅、办公室和实验室等，同事便于门窗的灵活设置，里面也可以处理得富于变化，可以满足各种不同用途的建筑的需求。
缺点：由于其结构的受力特性和抗震性能的限制，使得它的使用高度受到限制。
受力特点：框架结构的抗力来自于梁、柱通过节点玉树的框架作用。
单层框架柱底完全固结，单层梁的刚度也大到可以完全限制柱顶的转动，此时在侧向荷载作用下，柱的饭晚点在柱的中间，其承受的弯矩为全部外弯矩的一半，另一半由柱子的轴力形成的力偶来抵抗。
这种情况下的梁、柱之间的相互作用即为框架作用的理想状态——完全框架作用。
一般来说，当梁的线刚度为柱的线刚度的5倍以上时，可以近似地认为梁能完全限制柱的转动，此时就比较接近完全框架作用。
实际的框架作用往往介于完全框架作用与悬臂梁排架柱之间，梁、柱等线性构件受建筑功能的限制，截面不能太大，其线刚度比较小，故而抗侧刚度比较小。
变形特点：在水平荷载的作用下将产生较大的侧向位移。
其中：一部分是框架结构产生的整体弯曲变形，即柱子的轴向拉伸和压缩所引起的侧移，在完全框架做哟更情况下，拉压力偶抵抗一般的外力矩，此时的整体弯曲还是比较明显的。
另一部分是剪切变形，即框架的整体受剪，层间梁、柱杆件发生弯曲而引起水平位移。
在完全框架作用情况下，柱子的弯曲尚需来说是比较难抵抗的。
通过合理设计，框架结构本身的抗震性能良好，能承受较大的变形。
使用层数和应用：建筑高度10层以下或70m以下。
2.剪力墙结构：优点：剪力墙结构具有良好的抗震性能。
房间内没有梁柱棱角，比较美观且便于室内布置和使用。
缺点：剪力墙是比较宽大的平面构件，使建筑平面布置、交通组织和使用要求等受到一定的限制。
同时，剪力墙的间距受到楼板构件跨度的限制，不容易形成大空间，受力、变形特点：构建的抗弯刚度与截面告诉的3次方成正比。
框架结构PPT
下图为一框架结构房屋示意图 框架结构是最常见的竖 向承重结构。其优点如下：
1.结构轻巧，便于布置； 2.整体性比砖混结构和 内框架承重结构好； 3.可形成大的使用空间； 4.施工较方便； 5.比较经济.
框架结构为多层，高层超静定结构。 荷载：竖向荷载（恒载. 活载），水平荷载（风 载. 地震水平力）。 框架结构要求： 1.框架梁宜拉通，对直； 2.框架柱宜上、下对中，梁柱轴线宜在同一竖向 平面内； 3.因使用功能或 建筑造型，框架 结构可做 成抽梁 抽柱、内收.外挑.
2. 按施工方法分类
1）全现浇式：整体性好、抗震性好；工期 长、费木板。 2）半现浇式：梁、柱现浇，板预制；或柱现 浇，梁、板预制。节约模板，楼板生产工厂化， 施工进度快，可降低成本。 3）全装配式：梁、板、柱全现浇，现场拼装。 整体性差，抗震不利。机械化施工，进度快。 4）装配整体式：预制板面上需做一40mm厚整 浇层。整体性比现浇式差，但比装配式好。
框架梁、柱的截面形式： 1. 梁：一般为矩形截面 现浇楼盖：计算截面形式（跨中T形，支座 矩形） 预制楼盖：十字形、花篮形、 叠合梁 2. 柱截面：方形、矩形、圆形、多边形…
为节省材料，减小梁高，可对框架 梁或整个框架施加预应力。 劲性钢筋混凝土结构，组合结构。
跨度与层高的确定
在结构计算简图中，杆件用其轴线来 表示。柱之轴线之间的距离即框架梁的跨 度；当上下层柱截面变化时，一般以最小 截面的型心线确定。框架层高即为框架柱 的长度，可取相应的建筑层高。底层层高 应取基础顶面至二层楼面之间的距离。
建筑结构的分类与特点
建筑结构的分类与特点建筑结构是指用于承载和支撑建筑物自重和荷载的构件系统。
根据不同的构造原理和功能需求，建筑结构可以被分为多种不同的分类。
本文将介绍建筑结构的分类以及各自的特点。
一、按结构类型分类1. 框架结构框架结构是建筑中最常见的结构类型之一。
它由梁、柱和框架构件组成。
框架结构通过梁将水平荷载传递给垂直的柱子，并通过柱子将荷载传递到地基。
这种结构具有自重轻、刚度高的特点，能够承受大荷载和抵抗地震力。
框架结构广泛应用于高层建筑和桥梁等工程中。
2. 梁柱结构梁柱结构是一种简单且常用的结构形式。
它主要由水平的梁和竖直的柱子组成。
梁柱结构通过梁将荷载传递到柱子上，再由柱子承担整个结构的重量。
梁柱结构具有强度高的特点，能够实现跨度较大的开间。
它广泛应用于住宅、商业建筑等场所。
3. 空间结构空间结构是一种以点、线、面为基本构件的建筑结构形式。
它通过点、线、面的组合形成三维的空间结构系统。
空间结构可以根据节点的连接方式分为网壳结构、网架结构和拉杆结构等。
这种结构形式一般应用于大跨度的建筑，如体育馆、展览馆等。
4. 筒仓结构筒仓结构是一种特殊的建筑结构形式，它以圆柱体为主要构件，可以实现大跨度的无柱空间。
筒仓结构具有自重轻、抗震性能优异的特点，常用于仓库、厂房等需要大空间的场所。
二、按结构材料分类1. 钢结构钢结构是一种应用广泛的建筑结构形式。
它采用钢材作为主要结构材料，具有强度高、刚度大、抗震性能好的特点。
钢结构可以实现大跨度、超高层的建筑，同时还具有可拆卸和可回收利用的优势。
2. 砖混结构砖混结构是以砖和混凝土为主要材料构成的建筑结构形式。
它具有施工方便、经济实用的特点，广泛应用于住宅和小型商业建筑中。
砖混结构的主要优点是抗火性能好，但相比于钢结构，它的自重较大且刚度较小。
3. 钢筋混凝土结构钢筋混凝土结构是以钢筋和混凝土为主要材料构成的建筑结构形式。
它综合了钢结构和混凝土结构的优点，具有强度高、耐久性好的特点。
建筑结构形式分类
建筑结构形式分类建筑结构是指建筑物中支撑和承载荷载的构件和系统，它决定了建筑物的稳定性、安全性和使用性能。
根据建筑结构的形式和特点，可以将建筑结构分为以下几类。
一、框架结构框架结构是建筑中最常见的一种结构形式，它由柱、梁和框架组成。
框架结构的特点是刚性好、稳定性强，适用于大跨度的建筑。
常见的框架结构有钢结构框架和混凝土框架。
钢结构框架通常用于高层建筑和大跨度的场馆，具有自重轻、施工速度快的优点；而混凝土框架结构则适用于多层住宅和办公楼等建筑。
二、壳体结构壳体结构是一种以曲面为主要构造形式的建筑结构，它具有自重轻、刚度高、抗震性能好的优点。
常见的壳体结构有穹顶、拱壳、抛物面和双曲面等形式。
壳体结构广泛应用于大型体育馆、展览馆和剧院等建筑，它不仅能够满足功能需求，还能够形成独特的建筑形象。
三、悬索结构悬索结构是利用预应力钢缆或钢索来支撑建筑物的一种结构形式。
悬索结构的特点是跨度大、自重轻、构造简单。
常见的悬索结构有斜拉桥和悬索桥。
斜拉桥是利用倾斜的钢缆来支撑桥面荷载的一种桥梁形式，它具有美观大方、造价较低的优点；而悬索桥则是利用悬挂在主塔上的大跨度钢缆来支撑桥面的一种桥梁形式，它具有跨度大、刚度高的特点。
四、筒体结构筒体结构是由圆筒形构件组成的一种建筑结构形式，它具有自重轻、稳定性好的特点。
常见的筒体结构有水塔、烟囱和立交桥等。
水塔是储存供水的设施，它通常采用筒体结构，具有稳定的结构性能和美观的外观；烟囱是用于烟气排放的设施，它的筒体结构能够有效地排除废气；立交桥是由多个桥墩和梁组成的道路交叉设施，它的桥墩采用筒体结构，既能够承载荷载，又能够增加美观度。
五、剪力墙结构剪力墙结构是利用墙体来承担荷载的一种结构形式，它具有刚性好、抗震性能强的特点。
剪力墙结构广泛应用于高层建筑和地下室等场所。
剪力墙一般设置在建筑的立面或内部，能够有效地分散荷载并提高建筑的整体稳定性。
建筑结构形式的分类主要包括框架结构、壳体结构、悬索结构、筒体结构和剪力墙结构等。
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房屋建筑框架结构基本形式分类及主要优缺点
房屋的框架按跨数分有单跨、多跨；按层数分有单层、多层；按立面构成分有对称、不对称；按所用材料分有钢框架、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
好。
特点
框架结构是指由梁和柱以刚接或者铰接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适用过程中出现的水平荷载和竖向荷载。
采用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、陶粒等轻质板材等材料砌筑或装配而成。
框架建筑的主要优点：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，轻钢结构住
框架结构体系的缺点为：框架节点应力集中显著；框架结构的侧向刚度小，属柔性结构框架，在强烈地震作用下，结构所产生水平位移较大，易造成严重的非结构性破坏；钢材和水泥用量较大，构件的总数量多，吊装次数多，接头工作量大，工序多，浪费人力，施工受季节、环境影响较大；不适宜建造高层建筑，框架是由梁柱构成的杆系结构，其承载力和刚度都较低，特别是水平方向的（即使可以考虑现浇楼面与梁共同工作以提高楼面水平刚度，但也是有限的），它的受力特点类似于竖向悬臂剪切梁，其总体水平位移上大下小，但相对于各楼层而言，层间变形上小下大，设计时如何提高框架的抗侧刚度及控制好结构侧移为
轴力很大，而且梁和柱由水平荷载所产生的弯矩和整体的侧移亦显著增加，从而导致截面尺寸和配筋增大，对建筑平面布置和空间处理，就可能带来困难，影响建筑空间的合理使用，在材料消耗和造价方面，也趋于不合理，故一般适用于建造不超过15层的房屋。
房屋建筑框架结构基本形式分类及主要优缺点。