框架结构体系浅谈框架结构的体系与布置

时间：2019-05-17 03:28:26　来源：雅意学习网本文已影响人

　　　　摘要：本文根据作者多年工作经验，从单跨框架、梁偏心处理、框架填充墙等五个方面探讨了框架结构的体系与布置，提出了一些自己的想法，希望能为广大建筑设计者提供帮助。
　　关键词：建筑设计；框架结构；体系；布置
　　Abstract: in this paper, according to the author years of work experience, from single span framework, beam eccentric processing, frame fill walls in five aspects such as discussed the system frame structure and layout, and put forward some ideas of his own, the hope can the building designers help.
　　Keywords: architectural design; Frame structure; System; layout
　　
　　
　　中图分类号：TU2文献标识码：A 文章编号：
　　引言
　　随着社会的不断进步与发展，高层建筑在当今社会已经得到普遍重视，然而在设计过程中还存在很多不合理的地方，框架结构的布置与体系往往不合理，下文做一阐述。
　　1. 单跨框架
　　《高层建筑混舜土结构技术规程》（JGJ 3-2002）（以下简称规程）规定：抗震设计的框架结构不宜采用单跨框架。在高层建筑中，在纵横两个方向都应布置成框架结构，不得采用
　　横向为框架，纵向为铰接排架的结构休系。高层建筑结构纵横两个方向都承受很大的竖向荷载和水平荷载，因此都应做成刚接框架结构，保持尽可能多次超静定。特别在抗震设计时，由于纵向框架不仅不能削弱，相反必须加强。在商层建筑框架结构中不存在纵向设连系梁的做法，纵横两向都是框架梁，截面都不能太小。1999年我国的台湾地震，就有不少单跨框架倒塌的震害实例，因此提出了这一规定。现浇钢筋混凝土框架总高度，根据地震烈度和抗
　　震等级，一般规定为25-60m左右。非抗震区高度可达70m。
　　但是，带剪力墙的单跨框架结构可不受此限制，因为它有剪力墙作为第一道防线，它的
　　高度也不宜太高。
　　2. 梁柱节点一梁偏心处理
　　根据规程规定，框架梁、柱中心线宜重合。当梁柱中心线不能重合时，在计算中应考虑
　　偏心对梁柱节点核心区受力和构造的不利影响以及梁荷载对住子的偏心影响。梁、柱中心线
　　之间的偏心距，9度抗震设计时不应大于柱截面在该方向宽度的1/4；非抗震设计和6- 8度抗展设计时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，可采取增设梁的水平加腋等措施。设置水平加腋后，仍须考虑梁柱偏心的不利影晌。
　　如果采用梁水平加腋，规程规定了①加腋的尺寸要求；③节点核心区承载力验算时节点有效宽度的计算要求〔见图1）。
　　（1）梁的水平加腋厚度可取梁截面高度。其水平尺寸宜满足下式和图1水平加腋梁要求：
　　bx/lx≤1/2（1）
　　bx/bb≤2/3（2）
　　bb+bx+x≥bc/2（3）
　　式中bx-----梁水平加腋宽度；
　　lx------梁水平加腋长度；
　　bb-----梁截面宽度；
　　bc------沿偏心方向柱截面宽度；
　　x-----非加腋侧梁边到柱边的距离。当梁柱偏心较大时，一般x较小。
　　（2）梁采用水平加腋时，框架节点有效宽度bj宜符合下式要求:
　　当x=0时，按下式计算：
　　 bj≤bb+bx （4）
　　当x≠0时，bj取式（5）和式（6）二式计算的较大值，且应满足公式（7）的要求：
　　 bj=bb+bx+x（5）
　　 bj=bb+2x（6）
　　 bj≤bb+0.5hc （7）
　　式中hc-----柱截面高度。
　　在实际工程中，框架梁、柱中心线有时不能重合，产生偏心的实例较多，需要有一个解
　　决问题的方法。本条是根据国内外试验的综合结果提出的。根据试验结果，采用水平加腋方
　　法，能明显改善梁柱节点的承受反复荷载性能，因此将其列人规程，供设计人员选用。9度
　　抗震设计时，不应采用梁柱偏心较大的结构。
　　3. 框架填充墙
　　框架结构与砌体结构是两种截然不同的结构体系，两种体系所用之承重材料完全不同，其抗侧刚度、变形能力等相差很大，如将这两种结构在同一建筑中混合使用而不以防震缝将
　　其分开，对建筑物的抗震能力将产生很不利的影响。
　　框架结构如采用砌体填充墙，当布置不当时，常能造成结构竖向刚度变化过大，或形成
　　短柱；或形成较大的刚度偏心。由于填充墙是由建筑专业布置，结构图纸上不予给出，容易
　　被忽略。国内外皆有由此而造成的震害例子。规程中提出此点，目的是提醒结构工程师注意
　　防止砌体（尤其是砖砌体）填充墙对结构设计的不利影响。
　　框架结构的填充墙及隔墙宜选用轻质墙体。抗震设计时，框架结构如采用砌体填充墙，其布置应符合下列要求：
　　（1）避免形成上、下层刚度变化过大；
　　（2）避免形成短柱；
　　（3）减少因抗侧刚度偏心所造成的扭转。
　　抗震设计时，砌体填充墙及隔墙应具有自身橡定性，并应符合下列要求：
　　（1）砌体的砂浆强度等级不应低于M5，墙顶应与框架梁或楼板密切结合；
　　（2）砌体填充墙应沿框架柱全高每隔500mm左右设置2根直径6mm的拉筋，拉筋伸入墙内的长度，6、7度时不应小于墙长的1/5且不应小于700mm,8、9度时宜沿墙全长贯通；
　　（3）墙长大于5m时，墙顶与梁（板）宜有钢筋拉结；墙长大于层高的2倍时，宜设置钢筋混凝土构造柱；墙高超过4m时，墙体半高处（或门洞上皮）宜设置与柱连接且沿墙全长贯通的钢筋混凝土水平连系梁。
　　4. 关于混合承重问题
　　新规程规定框架结构按抗震设计时，不应采用部分由砌体墙承重之混合形式。其出屋顶之小室〔电梯机房等），也不应采用砌体墙承重，应采用框架承重。此条系强制性条文，设计者应特别注意。
　　5. 其他事项
　　抗震设计的框架结构中，当仅布置少量钢筋混凝土剪力墙时，结构分析计算应考虑该剪力墙与框架的协同工作。如楼、电梯间位置较偏而产生较大的刚度偏心时，宜采取将此种的力墙减薄、开竖缝、开结构洞、配置少量单排钢筋等措施，减小剪力墙的作用，并宜增加与剪力墙相连的柱子的配筋。
　　现浇框架梁、柱、节点的混凝土强度等级，按1级抗震等级设计时，不应低于C30；按2-4级和非抗震设计时，不应低于C20。
　　现浇框架梁的混凝土强度等级不宜大于C40；框架柱的混凝土强度等级，抗震设防烈度为9度时不宜大于C60；抗展设防烈度为8度时不宜大于C70。
　　6. 结语
　　建筑设计中框架结构的体系与布置关乎建筑的质量与抗震效果，在设计中应当好好把握，由于作者自身经验的不足，文中难免有不当之处，还请读者批评指正。
　　
　　参考文献：
　　[1] 高层建筑结构学组.高层建筑结构设计建议(体系选择与构造措施).上海上海科学技术出版社，1986
　　[2]何广乾，陈祥福，徐至钧.高层建筑设计与施工.北京:科学出版社，1992
　　[3]赵西安.高层结构设计.中国建筑科学研究院，1995
　　注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。

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