1、第第3 3章章 框架结构框架结构3.1 概述概述3.2 框架结构的组成与布置框架结构的组成与布置3.3 抗震设防区框架体系房屋抗震设防区框架体系房屋设计设计3.4框架结构构件截面设计框架结构构件截面设计1ppt课件3.13.1概述钢筋混凝土高层建筑常用的结构体系钢筋混凝土高层建筑常用的结构体系：1.1.框架结构体系框架结构体系n 由框架梁、柱、楼板等主要构件组成。由框架梁、柱、楼板等主要构件组成。n其特点是其特点是: :柱网布置灵活，便于获得较大的使用空柱网布置灵活，便于获得较大的使用空间间延性较好延性较好。横向侧移刚度较小。因此适用需要大。横向侧移刚度较小。因此适用需要大空间的、层数不宜太多
2、、房屋的高度不宜太高的建筑，空间的、层数不宜太多、房屋的高度不宜太高的建筑，例如商场、车站、展览馆、停车库、宾馆的门厅、餐例如商场、车站、展览馆、停车库、宾馆的门厅、餐厅等。厅等。n 框架应当纵横双向布置，形成双向抗侧力体系。高层框架应当纵横双向布置，形成双向抗侧力体系。高层建筑不宜采用框架结构。建筑不宜采用框架结构。n框架结构在水平力作用下侧向变形的特征为剪切型。框架结构在水平力作用下侧向变形的特征为剪切型。n框架结构的框架结构的缺点缺点因构件截面尺寸不可能太大故强度和因构件截面尺寸不可能太大故强度和刚度受到一定限制，因此房屋的高度受到限制。刚度受到一定限制，因此房屋的高度受到限制。2ppt
3、课件框架柱网布置举例3ppt课件按施工方法不同，框架结构可分为按施工方法不同，框架结构可分为现浇式、装配式现浇式、装配式和和装配整体式装配整体式三种。三种。（1 1）框架结构的受力特点）框架结构的受力特点在竖向荷载和水平荷载作用下，框架结构各构件将产生内力和变形。框在竖向荷载和水平荷载作用下，框架结构各构件将产生内力和变形。框架梁主要内力为弯矩和剪力，轴力很小；框架柱的主要内力为轴力、弯矩和架梁主要内力为弯矩和剪力，轴力很小；框架柱的主要内力为轴力、弯矩和剪力。框架结构的侧移一般由两部分组成：由水平力引起的楼层剪力，使梁、剪力。框架结构的侧移一般由两部分组成：由水平力引起的楼层剪力，使梁、柱构
4、件产生弯曲变形，形成框架结构的整体剪切变形柱构件产生弯曲变形，形成框架结构的整体剪切变形u us s；由水平力引起的倾；由水平力引起的倾覆力矩，使框架柱产生轴向变形（一侧柱拉伸，另一侧柱压缩），形成框架覆力矩，使框架柱产生轴向变形（一侧柱拉伸，另一侧柱压缩），形成框架结构的整体弯曲变形结构的整体弯曲变形u ub b。当框架结构房屋的层数不多时，其侧移主要表现为整体剪切变形，整体当框架结构房屋的层数不多时，其侧移主要表现为整体剪切变形，整体弯曲变形的影响很小。弯曲变形的影响很小。 4ppt课件框架结构的侧移框架结构的侧移5ppt课件6ppt课件2.2.剪力墙结构体系剪力墙结构体系n1)1)剪力墙
5、剪力墙承受承受竖向荷载竖向荷载及及水平荷载水平荷载的能力都较大。的能力都较大。 2)2)其特点其特点是整体性好，侧向刚度大，水平力作用下侧是整体性好，侧向刚度大，水平力作用下侧移小，并且由于没有梁、柱等外露与凸出，便于房间内移小，并且由于没有梁、柱等外露与凸出，便于房间内部布置。部布置。 3)3)缺点缺点是不能提供大空间房屋。结构延性较差。是不能提供大空间房屋。结构延性较差。n1)1)当地下室或下部一层、几层，需要当地下室或下部一层、几层，需要大空间时大空间时( (如商场、如商场、停车库等停车库等) )即形成部分即形成部分框支剪力墙结构框支剪力墙结构。 2)2)在框支在框支剪力墙剪力墙结构和剪
6、力墙结构两种不同结构的过结构和剪力墙结构两种不同结构的过渡层必须渡层必须设置转换层设置转换层. .n剪力墙结构由于剪力墙结构由于承受竖向力、水平力的能力均较大承受竖向力、水平力的能力均较大，横，横向刚度大，因此可以建造比向刚度大，因此可以建造比框架结构更高、更多层数框架结构更高、更多层数的的建筑。只能建筑。只能以小房间为主以小房间为主的房屋，如住宅、宾馆、单身的房屋，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。设置在另外的建筑单元中。7ppt课件1014层是本工程的结构转换层，结构受力形式转换，异型柱、巨
7、型柱通过柱上起斜柱和大梁上起斜柱的方式转换成截面较小的框架柱，构件本身的配筋相对比较密集，尤其体现在13、14层竖向结构部分8ppt课件n为了适用任何方向的水平力为了适用任何方向的水平力( (或地震作用或地震作用) )，因此对于矩形平，因此对于矩形平面，剪力墙在纵横双向均应设置；对于圆形平面，剪力墙应面，剪力墙在纵横双向均应设置；对于圆形平面，剪力墙应沿径向及环向设置；三角形平面，宜沿三个主轴方向设置剪沿径向及环向设置；三角形平面，宜沿三个主轴方向设置剪力墙。力墙。n剪力墙结构在水平力作用下侧向变形的特征为弯曲型剪力墙结构在水平力作用下侧向变形的特征为弯曲型。9ppt课件10ppt课件11pp
8、t课件3.3.框架剪力墙结构体系框架剪力墙结构体系n 1)1)框架结构框架结构的主要特点是能获得大空间的房屋，房的主要特点是能获得大空间的房屋，房间布置灵活。而其主要弱点是抗侧移刚度较小，侧间布置灵活。而其主要弱点是抗侧移刚度较小，侧移较大。移较大。 2)2)剪力墙结构剪力墙结构侧向刚度大，可减小侧移。但是全剪侧向刚度大，可减小侧移。但是全剪力墙结构无法布置大空间房屋。力墙结构无法布置大空间房屋。 3)3)框架框架剪力墙剪力墙结构体系恰好是对两者取长补短，结构体系恰好是对两者取长补短，既能布置大空间房屋与小空间房屋，布置灵活，又既能布置大空间房屋与小空间房屋，布置灵活，又具有较大的侧向刚度，弥
9、补纯框架结构之不足，具有较大的侧向刚度，弥补纯框架结构之不足， 4 4）框架）框架剪力墙结构体系广泛用于剪力墙结构体系广泛用于层数较多、房层数较多、房屋总高较高屋总高较高的建筑，而且的建筑，而且可以灵活布置大小空间房可以灵活布置大小空间房间间，适应较多的建筑功能要求。，适应较多的建筑功能要求。12ppt课件n对于地震区建筑来说，框架一剪力墙结构具对于地震区建筑来说，框架一剪力墙结构具有有两道抗震防线两道抗震防线即剪力墙与框架。即剪力墙与框架。n框架框架剪力墙结构的剪力墙结构的主要缺点主要缺点，由于功能要，由于功能要求，剪力墙布置位置往往受到限制，往往不求，剪力墙布置位置往往受到限制，往往不可避
10、免地造成刚心、质心不重合，产生偏心可避免地造成刚心、质心不重合，产生偏心扭矩。同时其侧向刚度还是偏小房屋建造扭矩。同时其侧向刚度还是偏小房屋建造高度受到限制。高度受到限制。n框架一剪力墙结构在水平力作用下侧向变形框架一剪力墙结构在水平力作用下侧向变形的特征为的特征为弯剪型弯剪型。13ppt课件14ppt课件4 4筒体结构体系筒体结构体系n 简体结构包括简体结构包括框架一核心筒结构框架一核心筒结构与与筒中筒结构筒中筒结构。n1 1）框架一核心筒结构）框架一核心筒结构由实体的核心筒和外框架由实体的核心筒和外框架构成。构成。 2 2）一般将楼）一般将楼电梯间电梯间及及一些服务用房一些服务用房集中在核
11、集中在核心筒内；其他需较大空间的办公用房、商业用房心筒内；其他需较大空间的办公用房、商业用房等布置在外框架部分。等布置在外框架部分。 3 3）由于核心简实际上是两个方向的剪力墙构）由于核心简实际上是两个方向的剪力墙构成封闭的空间结构，具有更好的整体性与抗侧刚成封闭的空间结构，具有更好的整体性与抗侧刚度。度。n框架框架- -核心筒结构体系核心筒结构体系适用于高度较高，功能较适用于高度较高，功能较多的建筑。多的建筑。15ppt课件n1)1)筒中筒结构是由筒中筒结构是由实体的内筒实体的内筒与与空腹的空腹的外筒外筒组成。空腹外筒由密排柱及高度较组成。空腹外筒由密排柱及高度较大的横梁组成。大的横梁组成。
12、 2)2)筒中筒结构体系具有更大的整体性与筒中筒结构体系具有更大的整体性与侧向刚度，因此适用于高度很大的建筑。侧向刚度，因此适用于高度很大的建筑。 3)3)如果将若干筒体组合成成组筒结构体如果将若干筒体组合成成组筒结构体系，则侧向刚度更大，可适用于特别高系，则侧向刚度更大，可适用于特别高的超高层建筑。的超高层建筑。16ppt课件17ppt课件 1999年初，上海市又一座标志性建筑傲然屹立黄浦江畔，人们期待已久的 世界第四、亚洲第二、中国内地第二（上海环球金融中心刷新的历史）的88层金茂大厦（Jinmao Tower）终于推向市场，这幢集现代办公楼、豪华五星级酒店、商业会展、高档宴会、观光、娱乐
13、、商场等综合设施于一体，深富中华民族文化内涵，溶汇西方建筑艺术的智慧型摩天大楼，已成为当今沪上最方便舒适、最灵活安全的办公、金融、商贸、娱乐和餐饮的理想活动场所。18ppt课件3.2 3.2 框架结构的组成与布置3.2.13.2.1框架结构的组成与分类框架结构的组成与分类 3.2.1.13.2.1.1框架结构的组成框架结构的组成 梁、柱连接而成的梁、柱连接而成的， 框架结构一般要求框架结构一般要求：框架柱在纵横两个方向应有：框架柱在纵横两个方向应有框架梁连接，梁柱中心线宜重合，框架柱宜纵横框架梁连接，梁柱中心线宜重合，框架柱宜纵横对齐、上下对中。对齐、上下对中。为了满足使用功能或建筑造型上的要
14、求：为了满足使用功能或建筑造型上的要求：抽梁、抽抽梁、抽柱、内收、外挑、斜梁柱、内收、外挑、斜梁等形式。等形式。刚性连接刚性连接铰接连接：排架结构铰接连接：排架结构19ppt课件3.2.1.23.2.1.2框架结构的分类框架结构的分类1.1.按施工方法的不同分类按施工方法的不同分类(1)(1)全现浇式框架全现浇式框架：框架全部构件（梁、板、柱）：框架全部构件（梁、板、柱）均在现场现浇成整体。均在现场现浇成整体。1)1)整体性和抗震性能好；整体性和抗震性能好；2)2)构件尺寸不受标准构件限制构件尺寸不受标准构件限制; ;3)3)现场工程量大，模板耗费多，工期较长。现场工程量大，模板耗费多，工期较
15、长。使用最广泛，大量用于多高层建筑及抗震地区使用最广泛，大量用于多高层建筑及抗震地区。(2)(2)装配式框架装配式框架：框架全部构件（梁、板、柱）：框架全部构件（梁、板、柱）采用预制装配采用预制装配. .1)1)可加速施工进度，提高建筑工业化程度；可加速施工进度，提高建筑工业化程度；2)2)节点构造刚性差（预埋件），抗震性能差。节点构造刚性差（预埋件），抗震性能差。在抗震设防地区不宜采用在抗震设防地区不宜采用。20ppt课件(3)(3)半现浇框架半现浇框架：梁、柱现浇，楼板预制。：梁、柱现浇，楼板预制。1)1)梁、柱整体性较好，适用于抗震建筑（不如全梁、柱整体性较好，适用于抗震建筑（不如全现浇
16、式框架）；现浇式框架）； 2)2)楼板预制可节约模板，降低成本。楼板预制可节约模板，降低成本。应用较少。应用较少。(4)(4)装配整体式框架装配整体式框架：预制梁、板、柱，装配时通：预制梁、板、柱，装配时通过局部现浇混凝土使构件联结成整体。过局部现浇混凝土使构件联结成整体。1)1)保证了节点的刚接，结构整体性好；保证了节点的刚接，结构整体性好；2)2)可省去连接件；可省去连接件；3)3)增加了后浇混凝土工序（施工较复杂）；增加了后浇混凝土工序（施工较复杂）；4)4)比全现浇可节省模板及加快进度。比全现浇可节省模板及加快进度。应用较为广泛应用较为广泛。21ppt课件2.2.按承重方式不同分类（1
17、 1）全框架结构）全框架结构：楼面：楼面荷载全部由框架荷载全部由框架承担，外承担，外墙起围护作用，有较好的整体性和抗震性。墙起围护作用，有较好的整体性和抗震性。（2 2）内框架结构）内框架结构： 房屋房屋内部由梁、柱内部由梁、柱组成为框架承重体系，外部由组成为框架承重体系，外部由砖墙承重，砖墙承重，楼（屋）面荷载由框架与砖墙楼（屋）面荷载由框架与砖墙共同承担；共同承担； 由于钢筋混泥土与砖两种不同材料弹性模量不同，由于钢筋混泥土与砖两种不同材料弹性模量不同，两者刚度及在荷载作用下的两者刚度及在荷载作用下的变形不协调变形不协调，房屋，房屋整体性整体性和总体刚度都比较差，抗震性能差和总体刚度都比较
18、差，抗震性能差； 对抗震要求的房屋不宜采用。对抗震要求的房屋不宜采用。22ppt课件（3 3）底层框架结构）底层框架结构：底层为框架底层为框架- -抗震墙抗震墙结构，结构，上层为砖混结构上层为砖混结构房房屋。底层建筑需要较大平面空间而采用框架结构，屋。底层建筑需要较大平面空间而采用框架结构，上层为节省造价，仍用混合结构；上层为节省造价，仍用混合结构；房屋上刚下柔，抗震性能差；房屋上刚下柔，抗震性能差；在中小城镇中对在中小城镇中对底层为商用门面上部为住宅底层为商用门面上部为住宅的的的多层建筑使用仍非常广泛。的多层建筑使用仍非常广泛。23ppt课件3.2.23.2.2框架结构的布置3.2.2.13
19、.2.2.1框架柱的布置框架柱的布置u 柱网布置满足建筑功能要求柱网布置满足建筑功能要求：柱网布置应与：柱网布置应与建筑隔墙布置相协调建筑隔墙布置相协调。u柱网布置应规则整齐、间距适中，传力体系明柱网布置应规则整齐、间距适中，传力体系明确，结构受力合理确，结构受力合理：沿建筑物的两个主轴方向：沿建筑物的两个主轴方向都应设置框架，柱网的尺寸还受到梁跨度的限都应设置框架，柱网的尺寸还受到梁跨度的限制，一般常使梁跨度在制，一般常使梁跨度在69m69m为宜。为宜。u柱网布置应便于施工柱网布置应便于施工：设计时应尽量考虑到构：设计时应尽量考虑到构件尺寸的模数化，标准化，减少构件规格，使件尺寸的模数化，标
20、准化，减少构件规格，使梁、板布置简单、规则。梁、板布置简单、规则。24ppt课件 柱网和层高通常按柱网和层高通常按300mm300mm进级，民用建筑柱网尺寸包括开间和进深，进级，民用建筑柱网尺寸包括开间和进深，柱网尺寸常用范围为柱网尺寸常用范围为6 68m8m；层高常采用；层高常采用3.0m3.0m、3.3m3.3m、3.6m3.6m、3.9m3.9m、4.2m4.2m等。等。25ppt课件3.2.2.2 梁格结构布置梁格结构布置 横向为主要承重框架，横向为主要承重框架，纵向为连系梁纵向为连系梁 房屋横向刚度大，侧房屋横向刚度大，侧移小；移小； 横梁高度大，室内有横梁高度大，室内有效净空小。效
21、净空小。 非抗震时使用非抗震时使用 优先采用横向框架承优先采用横向框架承重方案重方案横向框架承重方案横向框架承重方案横向承重横向承重26ppt课件 纵向为主要承重框架，横纵向为主要承重框架，横向为连系梁向为连系梁 连系梁截面较小，框架梁连系梁截面较小，框架梁截面尺寸大，室内有效净截面尺寸大，室内有效净空高；空高； 对纵向地基不均匀沉降较对纵向地基不均匀沉降较有利；有利； 房屋横向刚度小，侧移大。房屋横向刚度小，侧移大。 设计中较少采用设计中较少采用纵向框架承重方案纵向框架承重方案纵向承重纵向承重27ppt课件 主要承重框架纵横两个方向主要承重框架纵横两个方向布置，两个方向上均需布置布置，两个方
22、向上均需布置框架承重梁以承受楼面荷载框架承重梁以承受楼面荷载 整体性好，受力好；整体性好，受力好； 适用于整体性要求适用于整体性要求 较高和楼较高和楼面荷载较大的情况面荷载较大的情况或楼面有或楼面有较大开洞，或当柱网布置为较大开洞，或当柱网布置为正方形或接近正方形时，常正方形或接近正方形时，常采用这种方案。采用这种方案。 应用较广泛应用较广泛纵横向框架共同纵横向框架共同承重方案承重方案双向承重双向承重28ppt课件框架结构设计中注意的问题复杂平面扭转问题、应力集中沿高度侧向刚度突变避免错层与夹层梁柱及节点的抗震细部构造设变形缝（伸缩缝、沉降缝或抗震缝）三维地震作用组合29ppt课件抗侧结构不对
23、称，引起扭转效应30ppt课件抗侧结构不对称，引起扭转效应31ppt课件马那瓜中央银行大厦试问：那一幢破坏严重呢？马那瓜美洲银行大厦32ppt课件 1）平面不规则4个楼梯间偏置塔楼西端，西端有填充墙。4层以上的楼板仅为5cm厚，搁置在高45cm长14m小梁上。 2）竖向不规则塔楼上部（4层楼面以上），北、东、西三面布置了密集的小柱子，共64根，支承在4层楼板水平处的过渡大梁上，大梁又支承在其下面的10根1m 1.55m的柱子上（间距9.4m）。上下两部分严重不均匀，不连续。 主要破坏：第4层与第5层之间(竖向刚度和承载力突变),周围柱子严重开裂，柱钢筋压屈； 横向裂缝贯穿3层以上的所有楼板(有
24、的宽达1cm),直至电梯井东侧； 塔楼西立面、其他立面窗下和电梯井处的空心砖填充墙及其它非结构构件均 严重破坏或倒塌。 震后计算分析结果:1.结构存在十分严重扭转效应;2.塔楼3层以上北面和南面大多数柱子抗剪能力大大不足,率先破坏；3.水平地震作用下,柔而长的楼板产生可观的竖向运动等。 马那瓜中央银行大厦 结构是均匀对称的，基本的抗侧力体系包括4个L形的桶体，对称地由连梁连接起来，这些连梁在地震时遭到剪切破坏，是整个结构能观察到的主要破坏。分析表明：1.对称的结构布置及相对刚强的联肢墙，有效地限制了侧向位移，并防止了明显的扭转效应；2.避免了长跨度楼板和砌体填充墙的非结构构件的损坏；3.当连梁
25、剪切破坏后，结构体系的位移虽有明显增加，但由于抗震墙提供了较大的侧向刚度，位移量得到控制。美洲银行33ppt课件 18层的美洲银行大楼的主要抗侧力结构是钢筋混凝土内筒，内筒由4个L形小井筒和小井筒之间的连梁组成。 1972年马那瓜地震中，美洲银行大楼仅在317层四个L形小井筒之间的连梁出现斜裂缝，L形小井筒没有发现裂缝和破坏，震后修复连梁后即投入使用。 34ppt课件 中央银行大楼是l5层钢筋混凝土单跨框架，钢筋混凝土电梯井筒和楼梯间布置在平面的一端； 1972年马那瓜地震中，中央银行大楼严重破坏，五层框架柱严重开裂、纵筋压屈，电梯井的墙体开裂、混凝土剥落，非结构构件破坏、甚至塌毁。 中央银行
26、大楼35ppt课件 两幢建筑震害悬殊，结构体系不同是一个原因，主要原因是结构布置不同。中央银行大楼电梯井筒和楼梯间布置在平面的一端，结构刚度严重不对称，地震作用下，结构的扭转效应加重了单跨框架结构的震害。美洲银行大楼的结构平面布置对称、均匀，扭转反应小；钢筋混凝土内筒的刚度大，地震作用下的变形小；四个L形小井筒用连梁联系，管道穿过连梁中间，削弱了连梁，地震中连梁开裂，耗散能量，降低了地震力。 36ppt课件尼加拉瓜地震 美洲银行37ppt课件2005-7-8尼加拉瓜地震 中央银行38ppt课件2005-7-8刚度沿水平与竖向 突变后的震害39ppt课件2005-7-840ppt课件2005-7
27、-81972年圣菲南多8度地震，奥立弗医疗中心震害（1972 San Fernando earthquake， Olive View Hospital）41ppt课件3.2.2.3 3.2.2.3 变形缝的设置1 1伸缩缝伸缩缝 定义定义：为防止建筑构件：为防止建筑构件因温度变化因温度变化，热胀冷缩，热胀冷缩使房屋出现裂缝或破坏，在沿建筑物长度方向使房屋出现裂缝或破坏，在沿建筑物长度方向相隔一定距离相隔一定距离预留垂直缝隙预留垂直缝隙。这种因温度变化。这种因温度变化而设置的缝叫做伸缩逢。而设置的缝叫做伸缩逢。 作法作法： 从基础顶面开始，将墙体、楼板、屋从基础顶面开始，将墙体、楼板、屋顶全部断
28、开使其分成若干段。顶全部断开使其分成若干段。伸缩缝间距为伸缩缝间距为60m60m左右；宽度左右；宽度20mm 20mm 30 mm30 mm。 42ppt课件钢筋混凝土结构伸缩缝最大间距mm结构类别室内或土中露天排架结构装配式10070框架结构装配式7550现浇式5535剪力墙结构装配式6540现浇式4530挡土墙、地下室墙壁等类型装配式4030现浇式3020P43P43表格下面的注：（表格下面的注：（1 1） （2 2） （3 3） （4 4）43ppt课件2 2沉降缝沉降缝 定义定义： 为防止建筑物各部分由于地基不均匀为防止建筑物各部分由于地基不均匀沉降引起房屋破坏所设置的垂直缝称为沉降缝
29、沉降引起房屋破坏所设置的垂直缝称为沉降缝. .作法作法： 从基础底部断开，并贯穿建筑物全高。从基础底部断开，并贯穿建筑物全高。使两侧各为独立的单元，可以垂直自由的沉降使两侧各为独立的单元，可以垂直自由的沉降. .设置原则设置原则： （1 1）建筑物平面的转折部位；）建筑物平面的转折部位； （2 2）建筑的高度和荷载差异较大处；）建筑的高度和荷载差异较大处； （3 3）过长建筑物的适当部位；）过长建筑物的适当部位； （4 4）地基土的压缩性有着显著差异）地基土的压缩性有着显著差异 ；（5 5）建筑物基础类型不同以及分期建造房屋）建筑物基础类型不同以及分期建造房屋的交界处。的交界处。 44ppt课
30、件3 3、防震缝、防震缝 定义定义： 在地震烈度在地震烈度8 8度的地区，为防止建筑物各部度的地区，为防止建筑物各部分由于地震引起房屋破坏所设置的垂直缝称为防震缝。分由于地震引起房屋破坏所设置的垂直缝称为防震缝。 作法作法：从基础顶面断开，并贯穿建筑物全高。最小缝：从基础顶面断开，并贯穿建筑物全高。最小缝隙尺寸为隙尺寸为50 50 100 mm100 mm（查有关规范）。缝的两侧应有（查有关规范）。缝的两侧应有墙，将建筑物分为若干体型简单、结构刚度均匀的独墙，将建筑物分为若干体型简单、结构刚度均匀的独立单元。立单元。 设置原则设置原则： （1 1）房屋立面高差在）房屋立面高差在6m6m以上以上
31、 ；（2 2）房屋有错层，并且楼板高差较大；）房屋有错层，并且楼板高差较大； （3 3）各组成部分的刚度截然不同。）各组成部分的刚度截然不同。 规定规定：在地震设防区，当建筑物需设置伸缩缝或沉降：在地震设防区，当建筑物需设置伸缩缝或沉降缝时，应统一按缝时，应统一按防震缝防震缝对待对待 。在多层及高层建筑结构中，尽可能将在多层及高层建筑结构中，尽可能将“三缝合一三缝合一”，尽量少设缝或不设缝，可以简化构造，便于施工，降尽量少设缝或不设缝，可以简化构造，便于施工，降低造价、增强结构整体性和刚度；低造价、增强结构整体性和刚度；45ppt课件3.3 3.3 抗震设防区框架体系房屋设计3.3.13.3.
32、1框架结构房屋最大适用高度框架结构房屋最大适用高度：框架房屋高度增加时，侧向力作用的重要性急剧的增长。框架房屋高度增加时，侧向力作用的重要性急剧的增长。框架结构在水平荷载作用下，表现出框架结构在水平荷载作用下，表现出“抗侧刚度小，水抗侧刚度小，水平位移大平位移大”的弱点，是一种柔性结构体系，房屋层数越的弱点，是一种柔性结构体系，房屋层数越多这个弱点越明显，对框架越不利。多这个弱点越明显，对框架越不利。框架结构的合理层数是框架结构的合理层数是615615层，最经济是层，最经济是1010层左右。框层左右。框架的一般高宽比为架的一般高宽比为35.35.结构体系结构体系烈度烈度6度度7度度8度度(0.
33、2g/0.3g)9度度框架结构框架结构605040/3525房屋最大适用高度（房屋最大适用高度（m)m)房屋高度房屋高度指室外地面至主要屋面的高度。指室外地面至主要屋面的高度。46ppt课件3.3.2 3.3.2 框架结构抗震等级框架结构抗震等级l在同样地震烈度下不同结构类型的钢筋混泥土房屋在同样地震烈度下不同结构类型的钢筋混泥土房屋有不同的抗震要求。因此有不同的抗震要求。因此建筑抗震设计规范建筑抗震设计规范根根据据房屋设防烈度，结构类型和房屋高度房屋设防烈度，结构类型和房屋高度，将框架结，将框架结构和框架构和框架- -抗震墙结构分为抗震墙结构分为一、二、三和四级一、二、三和四级并规定并规定不
34、同抗震等级的结构应符合相应的计算和构造措施。不同抗震等级的结构应符合相应的计算和构造措施。结构体系与类型结构体系与类型设防烈度设防烈度框框架架结结构构烈度烈度6789高度（高度（m)24242424242424框架框架四四三三三三二二二二一一一一剧场、体育场剧场、体育场等大跨度建筑等大跨度建筑三三二二一一一一框架结构的抗震等级框架结构的抗震等级47ppt课件3.3.3 3.3.3 规则结构与不规则结构结构平面要求结构平面要求：1.1.平面宜简单、规则、对称，减小偏心平面宜简单、规则、对称，减小偏心2.2.平面长度不宜过长，突出部分长度不宜过大。平面长度不宜过长，突出部分长度不宜过大。3.3.不
35、宜采用角部重叠的平面图形或细腰形平面不宜采用角部重叠的平面图形或细腰形平面图形图形设防烈度L/B6、76.00.352.08、95.00.301.5max/ Blbl /48ppt课件结构竖向布置要求1.1.竖向体系宜规则、均匀、对称，避免过竖向体系宜规则、均匀、对称，避免过大的外挑和内收大的外挑和内收2.2.结构上部楼层收进部位到室外面的高度结构上部楼层收进部位到室外面的高度要求，见要求，见P46P46页表页表3.93.9图的要求图的要求当不满足上述要求时，应调整建筑平、立当不满足上述要求时，应调整建筑平、立面尺寸和刚度沿房屋平面和高度的分布，面尺寸和刚度沿房屋平面和高度的分布，选择合理的建
36、筑结构方案，避免设防震缝。选择合理的建筑结构方案，避免设防震缝。49ppt课件3.3.4 3.3.4 框架结构布置要求1.1.房屋的平面、立面宜简单规则房屋的平面、立面宜简单规则：平面和立面不规则的体型，在水平荷载作用下，由于平面和立面不规则的体型，在水平荷载作用下，由于体型突变，受力比较复杂，因此建筑体型在平面及立体型突变，受力比较复杂，因此建筑体型在平面及立面上尽量避免部分突出及刚度突变；不能避免时应在面上尽量避免部分突出及刚度突变；不能避免时应在结构布置上局部加强。结构布置上局部加强。2.2.楼、电梯间不宜布置在结构单元的两端和拐角部位楼、电梯间不宜布置在结构单元的两端和拐角部位：在地震
37、作用下，由于结构单元的两端扭转效应最大，在地震作用下，由于结构单元的两端扭转效应最大，拐角部位受力更复杂，而各层楼板在楼、电梯间处都拐角部位受力更复杂，而各层楼板在楼、电梯间处都要中断，致使受力不利，容易发生震害。要中断，致使受力不利，容易发生震害。3.3.各层楼板应尽量设置在同一标高上，尽可能不采用复式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框架4.4.房屋高低层不宜用牛腿相连，宜用缝分开房屋高低层不宜用牛腿相连，宜用缝分开：由于高低层：由于高低层相连，高度和自重相差悬殊，振动时频率不同，必然相连，高度和自重相差悬殊，振动时频率不同，必然互相推拉挤压，使牛腿连接处产生很大的应力集
38、中。互相推拉挤压，使牛腿连接处产生很大的应力集中。50ppt课件3.43.4框架结构构件截面尺寸3.4.1 3.4.1 框架梁截面尺寸（矩形、框架梁截面尺寸（矩形、T T形和花形和花篮形）篮形）设计应根据建筑功能及结构形式确定梁截面形设计应根据建筑功能及结构形式确定梁截面形状。确定框架梁尺寸状。确定框架梁尺寸可参考同类房屋已有的设可参考同类房屋已有的设计资料确定计资料确定。可按下列方法估算：可按下列方法估算：框架梁（主梁）截面尺寸框架梁（主梁）截面尺寸：主梁截面高度：主梁截面高度：h h（1/81/81/121/12）L L（计算跨（计算跨度），且度），且1/41/4梁净跨，不宜小于梁净跨，不
39、宜小于400mm400mm主梁截面宽度：主梁截面宽度：b b（1/21/21/31/3）h h，且，且200mm200mm51ppt课件框架连系梁（次梁）截面尺寸框架连系梁（次梁）截面尺寸：次梁截面高度：次梁截面高度：h h（1/121/121/181/18）L L次梁截面宽度：次梁截面宽度：b b（1/21/21/31/3）h h，且，且200mm200mm梁宽和梁高均以梁宽和梁高均以5050为模数，为模数，b=120mmb=120mm、150mm150mm、180mm180mm、200mm200mm、250mm250mm、300mm300mm、350mm350mm等尺寸；等尺寸；h=250
40、mmh=250mm、300mm300mm、350mm350mm、400mm750mm400mm750mm、800mm800mm、900mm900mm、1000mm1000mm等尺寸。等尺寸。为了降低楼层高度，也为了比较容易实现延性框为了降低楼层高度，也为了比较容易实现延性框架要求的强柱弱梁措施，有时要求设计宽度较大架要求的强柱弱梁措施，有时要求设计宽度较大的扁梁。的扁梁。在一般荷载作用下，满足上述要求的梁可不进行在一般荷载作用下，满足上述要求的梁可不进行挠度计算挠度计算52ppt课件3.4.2 3.4.2 框架柱截面尺寸估算框架柱采用框架柱采用正方形或矩形正方形或矩形，有时也采用，有时也采用正
41、多边正多边形、圆形和工字形形、圆形和工字形，柱截面尺寸应考虑以下要，柱截面尺寸应考虑以下要求：求：1.1.截面高度不宜小于截面高度不宜小于300MM300MM，圆柱截面直径不，圆柱截面直径不宜小于宜小于350MM350MM；2.2.柱净高与截面高度之比宜大于柱净高与截面高度之比宜大于4 4，在有抗震，在有抗震设计要求时不得小于设计要求时不得小于3 3；3.3.矩形柱的截面高度与宽度之比不宜大于矩形柱的截面高度与宽度之比不宜大于3 3；53ppt课件框架柱截面尺寸估算框架柱截面尺寸估算 多层建筑多层建筑：iHb 181121c cc21bh 框架柱的截面边长不宜小于框架柱的截面边长不宜小于350
42、 mm，圆柱的截面直径，圆柱的截面直径不宜小于不宜小于350 mm，剪跨比，剪跨比宜大于宜大于2截面的高宽比截面的高宽比不宜大于不宜大于3Hi 第第i层层高；层层高；hc 柱截面高度；柱截面高度；bc 柱截面宽度。柱截面宽度。54ppt课件sNcA21.S.sGcNN 在初步设计时，柱支撑的楼面面积计算由竖向荷在初步设计时，柱支撑的楼面面积计算由竖向荷载产生的轴力载产生的轴力 ，然后估算柱截面面积，然后估算柱截面面积初估柱子的轴向力初估柱子的轴向力， 按下式估算：按下式估算： 式中式中 分项系数，取为分项系数，取为1.25;1.25; 单位面积自重，取单位面积自重，取1214kN/m2;121
43、4kN/m2; 柱的楼面负载面积，柱的楼面负载面积，m2;m2; 柱截面以上楼层数；柱截面以上楼层数； 考虑角柱的影响系数，抗震考虑角柱的影响系数，抗震等级为等级为 一级、二级设计角柱时取一级、二级设计角柱时取1.31.3，其余情况取，其余情况取1.01.0； 由于水平力使轴力增大的系由于水平力使轴力增大的系数，进行非抗震设计、数，进行非抗震设计、6 6度及度及7 7度抗震设计时取度抗震设计时取1.051.05；8 8度抗震设计取度抗震设计取1.11.1；9 9度抗震设计取度抗震设计取1.21.2。 G12ScNcA高层建筑高层建筑：55ppt课件初估柱截面面积初估柱截面面积 ， 按下式估算：
44、按下式估算：（a a）仅有风荷载作用或抗震等级为四级时：）仅有风荷载作用或抗震等级为四级时：（b b）有地震作用，抗震等级为一三级时：）有地震作用，抗震等级为一三级时： 抗震等级为一级时：抗震等级为一级时： 抗震等级为二级时：抗震等级为二级时： 抗震等级为三级时：抗震等级为三级时：式中：式中： 柱组合的轴向力设计值；柱组合的轴向力设计值； 柱截面全面积；柱截面全面积； 柱混凝土抗压强度设计值柱混凝土抗压强度设计值。 柱柱截面面积截面面积 确定确定后即可估计柱边长尺后即可估计柱边长尺寸。寸。 cAcNN)1.105.1(ccfNA/cNN)2 . 11 . 1 (ccfNA7 . 0/ccfNA
45、8 . 0/ccfNA9 . 0/cNcAcfcAcA56ppt课件框架结构房屋是空间结构体系，一般应按三维空间结构进行分析。但框架结构房屋是空间结构体系，一般应按三维空间结构进行分析。但对于平面布置较规则的框架结构房屋，为了简化计算，通常将实际的空间对于平面布置较规则的框架结构房屋，为了简化计算，通常将实际的空间结构简化为若干个横向或纵向平面框架进行分析，每榀平面框架为一计算结构简化为若干个横向或纵向平面框架进行分析，每榀平面框架为一计算单元。单元。 就承受竖向荷载而言，当横向（纵向）框架承重，且在截取横向（纵就承受竖向荷载而言，当横向（纵向）框架承重，且在截取横向（纵向）框架计算时，全部竖
46、向荷载由横向（纵向）框架承担，不考虑纵向向）框架计算时，全部竖向荷载由横向（纵向）框架承担，不考虑纵向（横向）框架的作用。当纵、横向框架混合承重时，应根据结构的不同特（横向）框架的作用。当纵、横向框架混合承重时，应根据结构的不同特点进行分析，并对竖向荷载按楼盖的实际支承情况进行传递，这时竖向荷点进行分析，并对竖向荷载按楼盖的实际支承情况进行传递，这时竖向荷载通常由纵、横向框架共用承担。载通常由纵、横向框架共用承担。框架结构的计算简图框架结构的计算简图混凝土结构设计混凝土结构设计 Design of Concrete StructureDesign of Concrete Structure57ppt课件计算单元计算单元 框架结构的计算单元及计算模型框架结构的计算单元及计算模型58ppt课件框架结构计算简图框架结构计算简图59ppt课件
