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1、第3章 框架结构体系,目录,3.1 框架结构的结构特点3.2 框架结构的类型 3.2.1 全现浇式框架 3.2.2 半现浇式框架 3.2.3 装配式框架 3.2.4 装配整体式框架3.3 框架结构的布置，柱网尺寸及构件截面尺寸 3.3.1 框架结构的组成 3.3.2 框架结构的布置 3.3.3 框架结构的柱网尺寸及构件截面尺寸,3.4 框架结构的运用与建筑艺术技巧的配合 3.4.1 框架悬挑与建筑艺术的有效结合 3.4.2 在复杂的平面体型上进行简单的框架柱网布置3.5 框架结构的适用层数和高宽比要求 3.5.1 框架结构房屋最大适用高度 3.5.2 框架结构抗震等级 3.5.3 规则结构与不
2、规则结构 3.5.4 框架结构的布置要求3.6 无梁楼盖结构 3.6.1 现浇无梁楼盖结构 无梁楼盖结构实例,3.1 框架结构的结构特点,优点：强度高，自重轻，整体性和抗震性好。由于它不靠砖墙承重，建筑平面布置灵活，可以获得较大的使用空间，应用极为广泛。应用于：办公楼，旅馆，医院，学校，商店和住宅建筑。缺点：抗侧刚度较小，在水平荷载作用下位移大，抗震性能差，这种体系在房屋高度和地震区使用受到限制。框架结构体系是六层以上的多层与高层的一种理想的结构体系。,3.2 框架结构的类型,框架结构按施工方法的不同，分为全现浇式、半现浇式、装配式和装配整体式四种。,名称,结构组成,优点,缺点,全现浇式半现浇
3、式装配式装配整体式,承重构件梁、板、柱均在现场绑扎钢筋、支模、浇筑、养护而成,整体性、抗震性好,现场工程量大，模板耗费多，工期较长,梁柱现浇，板为预制的结构,减少混凝土浇筑量，节约模板、降低成本,整体性、抗震性不如全现浇式好,梁柱板均为预制，通过焊接拼装连成整体,节约模板、工期短、便于机械化生产、改善劳动条件,构件预埋件多、用钢量大、整体性和抗震性差,预制的梁板柱安装就位后，焊接或绑扎节点区钢筋，通过对节点区浇灌混凝土，使之结合成整体,兼具有现浇式和装配式的一些优点,节点区现场浇筑混凝土施工复杂,3.3.1 框架结构的组成,组成,梁,基础,柱,刚性节点,固定连接,3.3 框架结构的布置、柱网尺
4、寸及构件截面尺寸,3.3 框架结构的布置、柱网尺寸及构件截面尺寸,3.3.2 框架结构的布置 框架结构布置包括框架柱布置和梁格布置两个方面。1、框架柱的布置框架结构柱网的布置应满足以下几个方面的要求：（1）柱网布置应满足建筑功能的要求（2）柱网布置应规则、整齐、间距适中，传力体系明确，结构受力合力（3）柱网布置应便于施工,3.3 框架结构的布置、柱网尺寸及构件截面尺寸,3.3.2 框架结构的布置2、梁格布置沿建筑物长向的称为纵向框架，沿建筑物短向的称为横向框架。按楼面竖向荷载传递路线的不同，框架的布置方案有以下三种：（1）横向框架承重方案（2）纵向框架承重方案（3）纵横向框架承重方案,特点：横
5、向梁为主梁，纵向梁为次梁（连系梁）,优点：承重框架横向布置可有效提高纵房屋横向的抗侧力强度和刚度；有利于立面处理和室内采光,3.3 框架结构的布置、柱网尺寸及构件截面尺寸,（1）横向框架承重方案,3.3 框架结构的布置、柱网尺寸及构件截面尺寸,（2）纵向框架承重方案,特点：纵向梁为主梁，横向梁为次梁（连系梁）,优点：有利于楼层净高的有效利用，房屋的使用划分比较灵活；缺点：横向很差刚度；适用范围：层数不多的无抗震要求的厂房,3.3 框架结构的布置、柱网尺寸及构件截面尺寸,（3）纵横向框架承重方案,两个方向的框架梁均承受楼面荷载，如图(c)中的预制板布置以及如图(d)中的现浇井字板均是将板面荷载向
6、纵横向框架梁上传递。混合承重方案具有较好的整体工作性能，当楼面作用荷载较大时，常采用此种方案。,3.3 框架结构的布置、柱网尺寸及构件截面尺寸,3.3.2 框架结构的布置 3、变形缝的设置 变形缝包括：伸缩缝、沉降缝、防震缝三种。伸缩缝也叫温度缝，其设置主要与结构的长度有关。沉降缝的设置：主要与基础受到的上部荷载及场地的地址条件有关。当上部荷载差异较大，或地基土德物理力学指标相差较大，则应设置沉降缝。温度缝与沉降缝的宽一般不小于50mm。,3.3 框架结构的布置、柱网尺寸及构件截面尺寸,3.3.2 框架结构的布置 3、变形缝的设置 防震缝的设置：主要与建筑平面形状、质量分布、刚度、地理位置等有
7、关；防震缝的设置，应力求使各结构单元简单、规则，刚度和质量分布均匀，避免发生地震作用下的扭曲效应。在设置时宜尽可能地将“三缝合一”，应尽量少设缝或不设缝。,3.3 框架结构的布置、柱网尺寸及构件截面尺寸,3.3.2 框架结构的布置 3、变形缝的设置变形缝包括：伸缩缝、沉降缝、防震缝三种。伸缩缝也叫温度缝，其设置主要与结构的长度有关。沉降缝的设置：主要与基础受到的上部荷载及场地的地址条件有关。当上部荷载差异较大，或地基土德物理力学指标相差较大，则应设置沉降缝。温度缝与沉降缝的宽一般不小于50mm。,3.3 框架结构的布置、柱网尺寸及构件截面尺寸,3.3.3 框架结构的柱网尺寸及构件截面尺寸（一）
8、基本要求：框架的柱网布置应力求简单、规则、整齐要满足生产工艺和建筑平面布置的要求要使结构受力合理，施工方便柱网尺寸应符合经济原则和尽量符合模数,（二）分类内廊式柱网、等跨式柱网、对称不等跨式柱网多层厂房的柱网尺寸：柱距6m，等跨式柱网：6m，7.5m，9m，12m多层民用房屋的柱网尺寸：柱距3.3-6m，6-12,结构受力合理（均匀、对称、对直、贯通，尽量避免缺梁抽柱）,方便施工,对称三跨。房间进深：6m、6.6m、6.9m走廊跨度：2.4m、2.7m、3.0m开间方向柱距：3.68m适用范围：旅馆、教学、办公、医院,内廊式,客房与卫生间,客房与卫生间,走道,7500,2000,7500,39
9、00,3900,5000,5000,7000,6000,4000,5000,2000,7000,6000,4000,教室,走道,6000,6000,3900,2400,走道,6000,6000,7800,2400,教室,等跨式柱网：常用跨度为6米、7.5米、9米、12米开间方向柱距：6m适用范围：厂房、仓库、商店,等跨式柱网,对称不等跨式柱网,注意：无论是工业或民用建筑的柱网布置，当房屋长度较大（55米）时，均需设置伸缩缝，在缝的两侧应各自设置框架,总结,结构布置原则,开间、进深尽可能统一：构件类型规格尽可能少,平面应简单、规则、对称：尽可能使受力合理,刚度沿高度分布均匀：避免突变、错层、局部
10、夹层,控制房屋高宽比H/B4：保证必要的抗侧移刚度,设置必要的变形缝,伸缩缝 沉降缝 防震缝,伸缩缝 装配式 室内75m 露天50m 整体式 装配整体式 室内55m 露天35m,变形缝对构造、施工、结构整体性等不利，基础防水不易处理，实际采用可靠的构造措施和施工措施（如设置后 浇带）减少或 避免设缝,2、构件截面尺寸框架横梁截面：梁高h=(1/121/8)l梁跨梁宽b=(1/31/2)h梁高框架柱截面的宽与高=(1/151/20)H层高,1、框架带悬挑与建筑艺术的有效结合2、框架悬挑的外伸长度3、在复杂建筑平面体型上进行简单的框架柱网布置,3.4 框架结构的运用与建筑艺术的配合,框架两端纵横两
11、向同时悬挑外形对称减少侧移角柱受力合理建筑造型合理协调,连续梁端部适当悬挑有利于减少跨中弯矩,1、底层收进：立面效果底层的楼盖悬挑出很厚的周边雨罩,从力学结构角度，悬臂外伸越长，悬臂的挠度越大，不经济经济合理的悬臂外伸长度以悬臂弯矩与内梁跨中弯矩的大小差不多为宜一般，均布荷载作用情况下，悬臂外伸长度不应大于1/2内跨长度，也不应小于1/4内跨长度，约为1/3内跨长度比较合适,2、框架悬挑的外伸长度,3、在复杂的建筑平面体型上进行简单的框架柱网布置,越简单规则整齐对结构越有利，经济效果越好建筑艺术的效果：周边复杂的形式在复杂的建筑平面上力求简单的框架柱网布置,3.5 框架结构的适用层数和高宽比要
12、求,3.5.1 框架结构房屋最大适用高度 框架结构的合理层数为6-15层，最经济的层数是10层左右，一般高宽比是3-5.,3.5 框架结构的适用层数和高宽比要求,3.5.2 框架结构抗震等级 参考建筑抗震设计规范GB50011-2001,1.结构平面布置简单、规则、对齐、对称，有利于抵抗水平荷载平面形状：板式、塔式板式是指房屋宽度较小，而长度较大的建筑为了增加板式结构的侧向刚度和稳定，避免“一字形”建筑，可以做成折板式或曲线式。塔式则是指平面的长度和宽度相接近的建筑在塔式建筑中，常用圆形、方形、长宽比较小的矩形、Y形、井形、三角形或其他各种形状。,3.5.3 规则结构与不规则结构（一）结构平面
13、布置的原则,3.5 框架结构的适用层数和高宽比要求,北京国际饭店：,.不宜采用角部重叠的平面图形，或者是细腰的图形,.控制房屋的长宽比L/B不宜超过5.0,（一）结构平面布置的原则,图例：抗震建筑平面,图例：不利抗震建筑平面,抗侧力结构的布置应尽可能使房屋的刚度中心与地震力合力作用线接近或重合（隔墙布置位置应注意）,（一）结构平面布置的原则,图例：不利抗震的结构布置,.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,（一）结构平面布置的原则,.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,（一）结构平面布置的原则,1.沿房屋的竖向高度刚度和质量分布均匀，不要发
14、生过大的突变，尽量避免夹层、错层、抽柱现象,（二）结构立面布置的原则,图例：结构薄弱层反应,2、各层楼板应尽可能设置在同一标高上，尽可能不采用复式框架,（二）结构立面布置的原则,图例：长、短柱共存现象,3、下刚顶柔结构，容易出现“辫梢”效应。震害调查表明：房屋顶部突出结构震害严重南开大学主楼,突出部分的体型越细长，则摆动影响越大，鞭梢效应越明显，当突出部分高度小于下部高度的1/5时，其摆动影响可不考虑,（二）结构立面布置的原则,底柔上刚结构，底部容易破坏,4、房屋顶部不宜有局部突出和刚度突变，如不能避免，突出部分应逐步收小，并需作抗震验算,（二）结构立面布置的原则,竖向规则建筑：,立面局部收紧
15、尺寸不大于该方向总尺寸的25%；,楼层刚度不小于相邻上层刚度的70%，且连续三层的总刚度下降不超过50%。,（二）结构立面布置的原则,H是指建筑物地面到檐口高度B是指建筑物平面的短方向总宽,、控制结构高宽比HB,高宽比超过限值需进行整体稳定性和抗倾覆验算,（二）结构立面布置的原则,6、房屋高低层宜用防震缝分开,7、柱子净高与截面长边的比值宜大于4,3.5 框架结构的适用层数和高宽比要求,3.5.4 框架结构的布置要求（1）房屋的平面、立面宜简单规则（2）楼、电梯间不宜布置在结构单元的两端和拐角部位。（3）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（4）房屋高低层不宜用牛腿相连，宜用缝分开。,3.6 无梁楼盖结构,无梁楼盖结构由板、柱帽及柱子组成。,本章重点,1、框架结构的优点、缺点2、框架结构按施工方法的不同可分为哪四种？说出其结构组成、优点和缺点。3、按楼面竖向荷载传递路线的不同，框架布置方案分为哪三种？各自的优点、缺点是什么？4、变形缝包括哪三种？,
