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第三章第三章 框架结构框架结构本章提要主要从建筑学专业的角度介绍多、高层框架结构体系的组成、分类、结构布置和截面尺寸的估算重点掌握：1.多、高层结构的实用范围；2.多、高层框架结构的布置原则；3.抗震区多、高层框架结构的设计及框架结构梁、柱截面尺寸的初步计算。3.1 概述我国高层建筑混凝土结构技术规程GJ3-2002中将10层和10层以上或高度超过28m的民用建筑划为高层建筑。钢筋混凝土高层建筑常用的结构体系有：1.1.框架结构体系：框架结构体系：优点：建筑平面布置灵活、易于设置较大房间、使用方便构件类型少，易于标准化、定型化；可以采用预制构件，也易于采用定型模板而做成现浇结构，有时还可采用现浇柱及预制梁板的半现浇半预制结构。现浇结构的整体性好，抗震性能好，在地震区应优先采用。缺点：抗侧刚度低，抗震性能较差，适用于层以下建筑适用范围：办公楼、餐厅、车间、营业室、教室和实验室等概念利用建筑物墙体作为承受竖向荷载、抵抗水平荷载的结构，称为剪力墙结构。2、剪力墙结构、剪力墙结构剪力墙结构平面图剪力墙结构平面图优点:整体性好，刚度大，在水平荷载作用下侧向变形小，承载力(强度)要求也容易满足，房间内无梁柱外露。缺点:剪力墙间距不能太大，平面布置不灵活，不能满足公共建筑的使用要求,结构自重往往也较大。剪力墙的优缺点及适用范围剪力墙的优缺点及适用范围房屋刚度比框架-剪力墙体系更好，适用的层数更高，层数超过25层的房屋宜采用全部剪力墙结构理论上可达100150层，但墙体太厚，不经济，以40层以下为宜适用范围：较小开间的住宅及旅馆建筑。概念：为了充分发挥框架结构平面布置灵活和剪力墙结构侧向刚度大的特点，当建筑物需要有较大空间，且高度超过了框架结构的合理高度时，可采用框架和剪力墙共同工作的结构体系。特点：以框架结构为主，以剪力墙为辅助补救框架结构的不足的半刚性结构。剪力墙承担大部分的水平荷载，框架以负担竖向荷载为主。3、框架、框架-剪力墙结构剪力墙结构 受力变形特点、框架剪力墙结构的适用范围适用范围：层，H/B不宜大于45适用范围：25层以下的房屋，最高不宜超过30层地震区的五层以上的工业厂房由于剪力墙的存在，一定程度上限制了建筑平面布置的灵活性，这种体系用于旅馆、公寓、住宅等建筑最为适宜兼有框架和剪力墙的优点，比框架结构的水平承载力和侧向刚度都有很大提高，比剪力墙结构布置灵活，通常可应用于1020 层的办公楼、教学楼、医院和宾馆等建筑中。4、筒体结构、筒体结构1、概念与特点：将剪力墙集中到房屋的内部或外部形成封闭的筒体筒体在水平荷载作用下好像一个竖向悬臂空心柱体，结构空间刚度极大，抗扭性能也好剪力墙集中布置不妨碍房屋的使用空间，建筑平面布置灵活，适用于各种高层公共建筑和商业建筑 实腹筒实腹筒 框筒框筒 桁架筒桁架筒 筒中筒筒中筒2、筒体的基本形式3、筒体结构的类型根据建筑高度不同，可采用不同筒体结构形式内筒体：将电梯井、楼梯井、管道井、服务间等集中成为一个核心筒体。外筒体：四周外墙由密排窗框诸与窗间墙梁组成-多孔墙体。建筑物内部可不设剪力墙。筒中筒：内筒体与外筒体相结合多筒体组合：根据建筑平面要求可采用：多重套筒，组合筒-几个筒体由楼板联合束筒-若干个筒体成束状结构，筒体可错落不齐。筒体结构属于空间受力体系（1）变形特点框筒侧向变形仍以剪切型为主，而核心筒通常则是以弯曲型变形为主（2）受力特点框筒结构是具有箱形截面的悬臂构件，柱子分为受拉和受压柱，形成受拉翼缘框架和受压翼缘框架。将筒的四壁做成桁架，就形成桁架筒。桁架为轴向受力，与框架相比，更节省材料4、筒体的主要特点3.2 框架结构的组成与布置3.2.1框架结构的组成与分类3.2.1.1框架结构的组成 框架结构由梁和柱连接而成的。梁、柱连接处一般为刚性连接，也可以为铰接连接，当为铰接连接时我们通常称为排架结构。框架结构一般要求框架梁宜连通，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，框架柱宜纵横对齐、上下对中等。按按按按框架的施工方法划分框架的施工方法划分框架的施工方法划分框架的施工方法划分（）全现浇式框架：工地现浇优点：结构整体性及抗震性能好，节省钢材；缺点：现场工作量大，模板消耗多，施工周期较长。（2）半现浇式框架：梁、柱现浇、板预制优点：节约模板、降低了成本缺点：整体及抗震性能不如全现浇式框架（3）装配式框架：优点：构件可以在工厂预制，质量容易保证，施工现场的工作量较少，比现浇框架节省模板并能缩短工期；缺点：增加了框架的节点连接，用钢量大整体性较差。（4）装配整体式框架其梁板柱可以在工厂预制，在施工现场将构件吊装就位，再用现浇混凝土将框架连接成整体，因而这种框架兼备了全现浇式和装配式框架的优点。3.2.1.2框架的类型3.2.2 框架结构的布置3.2.2.1 框架柱的布置框架柱网布置应满足的要求：1.建筑功能的要求2.应规则、整齐、间距适中，传力体系明确，结构受力合理。3.应便于施工3.2.2.2、承重（竖向荷载）框架的布置横向框架承重方案纵向布置连系梁。横向抗侧刚度大。有利采光和通风。纵向框架承重方案横向布置连系梁。横向抗侧刚度小。有利获得较高净空。纵横向框架承重方案两个方向均有较好的抗侧刚度。框架承重方案与楼盖布置有关单向板楼盖双向板楼盖3.2.2.3 变形缝的设置当建筑物纵向太长、立面高差太大、体型比较复杂时，为使受力合理我们应对建筑物设置变形缝。变形缝种类：伸缩缝、沉降缝、防震缝伸缩缝也叫温度缝，其设置主要与结构的长度有关沉降缝：主要与基础受到的上部荷载及场地的地质条件有关防震缝：与建筑平面形状、质量分布、刚度、地理位置等有关