畢業(yè)設(shè)計(jì)-----框架結(jié)構(gòu)調(diào)研報(bào)告

摘要： 框架結(jié)構(gòu)在滿足經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性和安全性條件的情況下，以它的優(yōu)勢(shì)成為為小高層民居、低層公共設(shè)施的首選。

關(guān)鍵詞：框架結(jié)構(gòu); 首選

0 引言
隨著人們對(duì)住房的需求量不斷加大，安全意識(shí)更加提高，對(duì)民建的抗震減災(zāi)害要求隨之提高。而民用建筑中的框架結(jié)構(gòu)的建筑，在滿足經(jīng)濟(jì)性、安全性和實(shí)用性的條件下，更是受人親睞。它廣泛用于住宅、學(xué)校、辦公樓，也有根據(jù)需要對(duì)混凝土梁或板施加預(yù)應(yīng)力，以適用于較大的跨度。

1.框架結(jié)構(gòu)
1.1概述
框架結(jié)構(gòu)是指由梁和柱以剛接或者鉸接相連接而成構(gòu)成承重體系的結(jié)構(gòu)，即由梁和柱組成框架共同抵抗適用過(guò)程中出現(xiàn)的水平荷載和豎向荷載。采用結(jié)構(gòu)的房屋墻體不承重，僅起到圍護(hù)和分隔作用，一般用預(yù)制的加氣混凝土、膨脹珍珠巖、空心磚或多孔磚、浮石、蛭石、陶粒等輕質(zhì)板材等材料砌筑或裝配而成。這個(gè)房屋全部采用這種結(jié)構(gòu)形式的稱為框架結(jié)構(gòu)或純（全）框架結(jié)構(gòu)。
1.2分類
框架結(jié)構(gòu)根據(jù)施工方法的不同可以分為整體式、裝配式和裝配整體式三種。
整體式框架又稱全現(xiàn)澆框架，由現(xiàn)場(chǎng)支模澆注而成，因而整體性好，抗震能力強(qiáng)。
裝配式框架的梁、柱等均為預(yù)制，施工時(shí)把預(yù)制的構(gòu)件吊裝就位，并通過(guò)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行連接。這種框架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是機(jī)械化程度高，施工速度快，但整體性較差，抗震性能亦弱，工程應(yīng)用較少。
裝配整體式框架兼有整體式和裝配式的優(yōu)點(diǎn)，預(yù)制構(gòu)件吊裝就位后，通過(guò)在預(yù)制梁上澆筑疊合層等措施，使框架連成整體。工程中應(yīng)用較多的是現(xiàn)澆混凝土柱和裝配整體式梁板組成的裝配整體式框架體系。

1.3特點(diǎn)
框架建筑的主要優(yōu)點(diǎn)：空間分隔靈活，自重輕，節(jié)省材料；具有可以較靈活地配合建筑平面布置的優(yōu)點(diǎn)，利于安排需要較大空間的建筑結(jié)構(gòu)；框架結(jié)構(gòu)的梁、柱構(gòu)件易于標(biāo)準(zhǔn)化、定型化，便于采用裝配整體式結(jié)構(gòu)，以縮短施工工期；采用現(xiàn)澆混凝土框架時(shí)，結(jié)構(gòu)的整體性、剛度較好，設(shè)計(jì)處理好也能達(dá)到較好的抗震效果，而且可以把梁或柱澆注成各種需要的截面形狀。
框架結(jié)構(gòu)體系的缺點(diǎn)為：框架節(jié)點(diǎn)應(yīng)力集中顯著；框架結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度小，屬柔性結(jié)構(gòu)框架，在強(qiáng)烈地震作用下，結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生水平位移較大，易造成嚴(yán)重的非結(jié)構(gòu)性破壞，適用于非抗震設(shè)計(jì)；鋼材和水泥用量較大，構(gòu)件的總數(shù)量多，吊裝次數(shù)多，接頭工作量大，工序多，浪費(fèi)人力，施工受季節(jié)、環(huán)境影響較大；不適宜建造高層建筑， 框架是由梁柱構(gòu)成的桿系結(jié)構(gòu)，其承載力和剛度都較低，特別是水平方向的（即使可以考慮現(xiàn)澆樓面與梁共同工作以提高樓面水平剛度，但也是有限的），它的受力特點(diǎn)類似于豎向懸臂剪切梁，其總體水平位移上大下小，但相對(duì)于各樓層而言，層間變形上小下大，設(shè)計(jì)時(shí)如何提高框架的抗側(cè)剛度及控制好結(jié)構(gòu)側(cè)移為重要因素，對(duì)于鋼筋混凝土框架，當(dāng)高度大、層數(shù)相當(dāng)多時(shí)，結(jié)構(gòu)底部各層不但柱的軸力很大，而且梁和柱由水平荷載所產(chǎn)生的彎矩和整體的側(cè)移亦顯著增加，從而導(dǎo)致截面尺寸和配筋增大，對(duì)建筑平面布置和空間處理，就可能帶來(lái)困難，影響建筑空間的合理使用，在材料消耗和造價(jià)方面，也趨于不合理，故一般適用于建造不超過(guò)15層的房屋。

2應(yīng)用范圍和選擇因素
框架結(jié)構(gòu)選擇和適用范圍一般考慮以下因素：
（1）.考慮建筑功能的要求。例如多層建筑空間大、平面布置靈活時(shí)。
（2）. 考慮建筑高度和寬度比、抗震設(shè)防類別、抗震設(shè)防烈度、場(chǎng)地條件等因素。
（3）.框架結(jié)構(gòu)體系是介于砌體結(jié)構(gòu)和框架—剪力墻結(jié)構(gòu)之間的可選結(jié)構(gòu)體系。框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)符合安全適用、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、方便施工的原則。
（4）.非抗震設(shè)計(jì)時(shí)，用于多層及高層建筑�？拐鹪O(shè)計(jì)時(shí)，一般情況下框架結(jié)構(gòu)多用多層及小高層建筑（抗震7度區(qū)以下）
（5）.框架結(jié)構(gòu)由于抗側(cè)剛度較差，因此在地震區(qū)不宜設(shè)較高的框架結(jié)構(gòu)。 在7度設(shè)防區(qū)，對(duì)于一般的民用建筑，層數(shù)不宜超過(guò)7層，總高度不宜超過(guò)28米。在8度設(shè)防區(qū)內(nèi)，層數(shù)不宜超過(guò)五層，總高度不宜超過(guò)20米，超過(guò)以上數(shù)據(jù)，雖然計(jì)算指標(biāo)滿足規(guī)范要求，但是不經(jīng)濟(jì)。

3.框架結(jié)構(gòu)的布置
按照結(jié)構(gòu)布置不同，框架結(jié)構(gòu)可以分為橫向承重、縱向承重和縱橫雙向承重三種布置方案。
3.1 橫向承重
橫向承重中，豎向荷載主要由橫向框架承擔(dān)，樓板為預(yù)制時(shí)應(yīng)沿橫向布置，樓板為現(xiàn)澆時(shí)，一般需設(shè)次梁將荷載傳至橫向框架。橫向框架還要承受橫向的水平風(fēng)荷載和地震作用。在房屋的縱向，則可設(shè)置連系梁與橫向框架連接，這些連系梁與豬實(shí)際上形成了縱向框架，承受平行于房屋縱向的水平風(fēng)荷載和地震荷載作用。由于房屋端部的橫墻受風(fēng)面積較小，而縱向框架的跨度一般較多，縱向水平風(fēng)荷載所產(chǎn)生的框架內(nèi)力不大，�？珊雎圆挥�(jì)，但縱向地震作用引起的框架內(nèi)力則應(yīng)進(jìn)行計(jì)算。
3.2 縱向承重
在縱向承重方案中，豎向荷載主要由縱向框架承擔(dān)，預(yù)制樓板布置方式和次梁設(shè)置方向與橫向承重框架相反�？v向框架也要承受縱向的水平風(fēng)荷載和縱向地震作用，而在房屋橫向設(shè)置的連系梁與柱形成橫向框架，以承受房屋橫向水平風(fēng)荷載和橫向地震作用。
3.3 縱橫向承重框架
當(dāng)柱網(wǎng)為正方形或接近正方形，或樓面荷載較大的情況下，可采用縱橫向承重方案，這時(shí)樓面常為現(xiàn)澆雙向板樓蓋或井字梁樓蓋，兩個(gè)方向的框架同時(shí)承受豎向荷載和水平荷載，形成縱橫向承重框架。

4.國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r
國(guó)內(nèi)大多數(shù)住宅樓、辦公樓采用的是鋼筋混凝土土框架結(jié)構(gòu)。國(guó)外不少已經(jīng)采用鋼作為框架材料�？蚣芙Y(jié)構(gòu)通過(guò)合理的設(shè)計(jì)。使之具有良好的延性，成為“延性排架”，在地震作用下，由于其優(yōu)點(diǎn)，目前幾乎是絕大部分工業(yè)和民用建筑的首選。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力的進(jìn)一步增強(qiáng)，技術(shù)水平進(jìn)一步提高，人們的安全意識(shí)進(jìn)一步增強(qiáng)，框架結(jié)構(gòu)勢(shì)必會(huì)在未來(lái)建筑中仍然扮演重要的角色。

5.框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算
框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本步驟
（1）確定結(jié)構(gòu)方案與結(jié)構(gòu)布置
（2)初步確定梁柱截面尺寸及材料強(qiáng)度等級(jí)
(3) 重力荷載計(jì)算
(4) 框架側(cè)移剛度計(jì)算
(5) 計(jì)算自振周期
(6) 風(fēng)荷載作用下彈性位移驗(yàn)算
(7) 多遇地震作用下彈性位移驗(yàn)算
(8) 豎向荷載作用下框架內(nèi)力計(jì)算
(9)． 內(nèi)力組合 60m及9度以下幾種組合方式十. 梁柱截面配筋 節(jié)點(diǎn)構(gòu)造
(10). 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)
(11). 罕遇地震作用下薄弱層彈塑性變形驗(yàn)算

6框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)
建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)防目的為減輕建筑物的地震災(zāi)害、避免人員傷亡。自汶川地震以來(lái)，國(guó)人對(duì)地震的再一次關(guān)注。我們看到磚混結(jié)構(gòu)、或者一些設(shè)計(jì)要求達(dá)不到地震強(qiáng)度的建筑物，在地震面前顯得是蒼白無(wú)力。經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)決定上層建筑，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力的進(jìn)一步增強(qiáng)，人們對(duì)抗震防災(zāi)的標(biāo)準(zhǔn)和要求更加嚴(yán)格�？梢哉J(rèn)為，從最基本的砌體結(jié)構(gòu)到現(xiàn)在的框架結(jié)構(gòu)，進(jìn)行了一個(gè)過(guò)渡，這個(gè)過(guò)渡的最直接原因就是人們對(duì)抗震要求的提高。
抗震設(shè)計(jì)一般要求
（一）抗震等級(jí)

抗震等級(jí)是確定結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震計(jì)算和抗震措施的標(biāo)準(zhǔn)，可根據(jù)設(shè)防烈度、房屋高度、建筑類別、結(jié)構(gòu)類型在結(jié)構(gòu)中的重要程度來(lái)確定。抗震等級(jí)的劃分考慮了技術(shù)要求和經(jīng)濟(jì)條件，隨著設(shè)計(jì)方法的改進(jìn)和經(jīng)濟(jì)水平的提高，抗震等級(jí)亦將相應(yīng)調(diào)整�？拐鸬燃�(jí)共分為4級(jí)，它體現(xiàn)了不同的抗震要求，其中一級(jí)抗震要求最高�！犊拐鹨�(guī)范》規(guī)定丙類框架建筑的抗震等級(jí)由下表確定。

注：（1）建筑場(chǎng)地為類時(shí)，除6度外可按表內(nèi)降低1度所對(duì)應(yīng)的抗震等級(jí)采取抗震構(gòu)造措施，但相應(yīng)的計(jì)算要求不應(yīng)降低。
（2）接近或等于高度分界時(shí)，應(yīng)允許結(jié)合房屋不規(guī)則程度及場(chǎng)地、地基條件確定抗震等級(jí)。地震作用計(jì)算及荷載效應(yīng)詳見(jiàn)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》

7.結(jié)語(yǔ)
本文探討框架結(jié)構(gòu)的基本性質(zhì)、設(shè)計(jì)要求等方面�，F(xiàn)在框架結(jié)構(gòu)的理論基本成熟，在實(shí)際應(yīng)用中已是屢見(jiàn)不鮮。已是老生常談。