畢業(yè)設(shè)計-----框架結(jié)構(gòu)調(diào)研報告
摘要： 框架結(jié)構(gòu)在滿足經(jīng)濟(jì)性、實用性和安全性條件的情況下，以它的優(yōu)勢成為為小高層民居、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
隨著人們對住房的需求量不斷加大，安全意識更加提高，對民建的抗震減災(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)場支模澆注而成，因而整體性好，抗震能力強。
裝配式框架的梁、柱等均為預(yù)制，施工時把預(yù)制的構(gòu)件吊裝就位，并通過節(jié)點進(jìn)行連接。這種框架結(jié)構(gòu)的特點是機械化程度高，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，預(yù)制構(gòu)件吊裝就位后，通過在預(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
框架建筑的主要優(yōu)點：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，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，結(jié)構(gòu)的整體性、剛度較好，設(shè)計處理好也能達(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)體系的缺點為：框架節(jié)點應(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；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），它的受力特點類似于豎向懸臂剪切梁，其總體水平位移上大下小，但相對于各樓層而言，層間變形上小下大，設(shè)計時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，對于鋼筋混凝土框架，當(dāng)高度大、層數(shù)相當(dāng)多時，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，對建筑平面布置和空間處理，就可能帶來困難，影響建筑空間的合理使用，在材料消耗和造價方面，也趨于不合理，故一般適用于建造不超過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。
（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�？蚣芙Y(jié)構(gòu)設(shè)計應(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)計時，用于多層及高層建筑。抗震設(shè)計時，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)，對于一般的民用建筑，層數(shù)不宜超過7層，總高度不宜超過28米。在8度設(shè)防區(qū)內(nèi)，層數(shù)不宜超過五層，總高度不宜超過20米，超過以上數(shù)據(jù)，雖然計算指標(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)制時應(yīng)沿橫向布置，樓板為現(xiàn)澆時，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�，但縱向地震作用引起的框架內(nèi)力則應(yīng)進(jìn)行計算。
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，這時樓面常為現(xiàn)澆雙向板樓蓋或井字梁樓蓋，兩個方向的框架同時承受豎向荷載和水平荷載，形成縱橫向承重框架。
4.國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r
國內(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)。國外不少已經(jīng)采用鋼作為框架材料�？蚣芙Y(jié)構(gòu)通過合理的設(shè)計。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，目前幾乎是絕大部分工業(yè)和民用建筑的首選。隨著我國經(jīng)濟(jì)實力的進(jìn)一步增強，技術(shù)水平進(jìn)一步提高，人們的安全意識進(jìn)一步增強，框架結(jié)構(gòu)勢必會在未來建筑中仍然扮演重要的角色。
5.框架結(jié)構(gòu)設(shè)計計算
框架結(jié)構(gòu)設(shè)計基本步驟
（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度等級
(3) 重力荷載計算
(4) 框架側(cè)移剛度計算
(5) 計算自振周期
(6) 風(fēng)荷載作用下彈性位移驗算
(7) 多遇地震作用下彈性位移驗算
(8) 豎向荷載作用下框架內(nèi)力計算
(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)點構(gòu)造
(10). 基礎(chǔ)設(shè)計
(11). 罕遇地震作用下薄弱層彈塑性變形驗算
6框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計
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，國人對地震的再一次關(guān)注。我們看到磚混結(jié)構(gòu)、或者一些設(shè)計要求達(dá)不到地震強度的建筑物，在地震面前顯得是蒼白無力。經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)決定上層建筑，隨著我國經(jīng)濟(jì)實力的進(jìn)一步增強，人們對抗震防災(zāi)的標(biāo)準(zhǔn)和要求更加嚴(yán)格。可以認(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)行了一個過渡，這個過渡的最直接原因就是人們對抗震要求的提高。
抗震設(shè)計一般要求
（一）抗震等級
抗震等級是確定結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震計算和抗震措施的標(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)中的重要程度來確定�？拐鸬燃壍膭澐挚紤]了技術(shù)要求和經(jīng)濟(jì)條件，隨著設(shè)計方法的改進(jìn)和經(jīng)濟(jì)水平的提高，抗震等級亦將相應(yīng)調(diào)整�？拐鸬燃壒卜譃�4級，它體現(xiàn)了不同的抗震要求，其中一級抗震要求最高。《抗震規(guī)范》規(guī)定丙類框架建筑的抗震等級由下表確定。
注：（1）建筑場地為類時，除6度外可按表內(nèi)降低1度所對應(yīng)的抗震等級采取抗震構(gòu)造措施，但相應(yīng)的計算要求不應(yīng)降低。
（2）接近或等于高度分界時，應(yīng)允許結(jié)合房屋不規(guī)則程度及場地、地基條件確定抗震等級。地震作用計算及荷載效應(yīng)詳見《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》
7.結(jié)語
本文探討框架結(jié)構(gòu)的基本性質(zhì)、設(shè)計要求等方面�，F(xiàn)在框架結(jié)構(gòu)的理論基本成熟，在實際應(yīng)用中已是屢見不鮮。已是老生常談。
