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多层及高层框架结构设计


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我国《高层建筑混凝土结构技术规程》将10层及10层以 上或房屋高度大于28m的住宅建筑,以及房屋高度大于24m 的其他高层民用建筑混凝土结构房屋,称之为高层建筑。

框架结构房屋的最大适用高度和最大高宽比
非抗震设计
抗震设防烈度
6度
7度
8度 9度
高度限制(m)
70
高宽比限制
5
60
50
40
第3章 多层和高层框架结构设计
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混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规 则和构造详图: 1.现浇混凝土框架、剪力墙、框架-剪力墙、框支 剪力墙结构(11G101-1 ) 2.现浇混凝土板式楼梯(11G101-2) 3.现浇混凝土楼面与屋面( 11G101-4 ) 4.独立基础、条形基础、桩基承台(11G101-3)
预制 板
风。
2)纵向框架承重
有利于设备管线的穿行;在房屋开间方向需要较大空间时,
可获得较高的室内净高;当基础土的物理力学性能在房屋纵向有
明显差异时,可利用纵向框架的刚度来调整房屋的的不均匀沉降。
但房屋横向刚度较差。
3)纵、横向框架承重
房屋的纵、横向都布置承重框架 ,楼盖常采用现浇双向板或
井字梁楼盖。这种承重方案整体性好,有利于抗震。
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框架结构适用于非抗震时的多层及高层建筑,抗震设计时的
多层及小高层建筑(7度区以下)。7度区以下、小于等于3层的多
层建筑可不采用框架结构。
一般8度区高度超过20m采用框架结构不经济,因此6层以上的
建筑结构宜采用框架—剪力墙可结整理构pp或t 剪力墙结构。
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高层建筑承受的荷载比多层建筑大,刚度比多层建筑小, 水平荷载对高层建筑的影响比对多层建筑的影响大。因此, 对高层建筑,特别是高层结构框架建筑的整体性要求,比对 多层框架结构建筑要高。
抗震设计时,不应采用部分由砌体墙承重、部分由框架承重
的混合承重形式。
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图3.2.1 框架结构的布置
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连系梁一就是联系结构构件之间的系梁,作用是增加结构 的整体性。
连系梁主要起连接单榀框架的作用,以增大建筑物的横向 或纵向刚度;连系梁除承受自身重力荷载及上部的隔墙荷载作 用外,不再承受其他荷载作用。
对建筑的影响。
(5)施工简便。
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(6)经济合理。
3.2.2 结构布置方法
1. 平面布置
①应采用纵横双向刚接的抗侧力结构体系; ②柱网的开间和进深,应根据建筑使用功能要求,结合 受力的合理性、方便施工、经济等因素确定。
2. 竖向布置(结构侧移刚度宜下大上小)
①柱子布置应均匀、对称,同层各柱截面尺寸宜相同,避
网布置)和选择结构承重方案,这些均必须满足建筑平面 及使用要求,同时也须使结构受力合理,施工简单。
(1)满足使用要求,尽可能地与建筑的平、立、剖面划
分相一致。
(2)满足人防、消防要求,使水、暖、电各专业的布置
能有效地进行。
(3)结构应尽可能简单、规则、妥善地处理温度、地基不均匀沉降以及地震等因素
关。
1. 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。框架结构的侧移一般由两部分组成: (1)由水平力引起的楼层剪力,使梁、柱构件产生弯曲
变形,愈到上部层间变形愈小,使整个结构的呈现剪切变形us; (2)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),愈到底部层间变形愈小,使 整个结构的呈现弯曲变形ub。
免短柱,应使各柱抗侧力刚度大致相同,防止在地震作用下由
于各柱抗侧力刚度相差悬殊而被各个击破导致结构破坏。
②框架沿高度方向各层平面柱网布置尺寸宜相同。上下楼
层柱子截面变化时,尽可能使柱中心对齐,或上下仅有较小的
偏心。
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3. 平面框架的承重方案
1)横向框架承重
采用 房屋抗侧移刚度好;这种布置有利于房屋室内的采光和通
造价者网
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学习目标:1. 了解框架结构的特点和适用范围。 2. 熟悉框架结构的布置原则与方法。 3. 熟悉梁、柱截面尺寸及框架结构计算简 4. 图的确定方法。 4. 掌握框架结构在竖向和水平荷载作用下 的内力计算方法。 5. 掌握框架结构的内力组合原则。
6. 熟悉框架结构在水平荷载作用下的侧移
连系梁是结构受力构件之间连接的一种形式,它一般不参 与结构计算,往往是根据规定或经验设定的。
次梁在主梁的上部,主要起传递荷载的作用。
次梁在主梁和次梁的交接处,可以把主梁看成是次梁的支
座(固定支座)。次梁的钢筋伸入主梁的长度只要满足锚固长
度的要求即可。钢筋的锚固长度与梁的跨度无关,只与钢筋的
抗拉设计强度、混凝土的抗拉设计强度及钢筋的直径和外形有
验算方法。 7. 熟悉梁、柱的配筋计算和构造要求。
难 点:框架结构的内力组合方法和梁、柱、节点的
配筋构造
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3.1 概述
框架结构由梁、柱构件通过节点连接构成,如整幢房屋均采 用这种结构形式,则称为框架结构体系或框架结构房屋。
框架结构平面可布整置理p和pt 剖面示意图
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按施工方法不同,框架结构可分为现浇式、装配式和 装配整体式三种。
从设计计算而言,高层框架结构除风荷载取值、楼面活 荷载布置等与多层框架结构略有不同,水平荷载下应补充侧 移验算外,在结构布置、计算简图的确定、竖向和水平荷载 下的内力计算方法、内力组合原则、截面配筋计算及构造要 求等方面,二者基本相同。
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3.2 结构布置方法
3.2.1 结构布置的一般原则 框架结构布置主要是确定柱在平面上的排列方式(柱
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。
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剪切变形
框架结构的侧移
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弯曲变形
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2. 框架结构体系的优缺点
(1) 建筑平面布置灵活,能获得大空间(特别适用于商 场、餐厅等),也可按需要做成小房间;
(2)建筑立面容易处理;结构自重较轻; (3)计算理论比较成熟; (4)在一定高度范围内造价较低。 (5)框架结构的侧向刚度较小,水平荷载作用下侧移较 大,有时会影响正常使用;如果框架结构房屋的高宽比较大, 则水平荷载作用下的侧移也较大,而且引起的倾覆作用也较 严重。 因此,设计时应控制房屋的高度和高宽比。
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