框架結(jié)構(gòu)是由許多梁和柱共同組成的框架來承受房屋全部荷載的結(jié)構(gòu)。高層的民用建筑和多層的工業(yè)廠房,磚墻承重已不能適應(yīng)荷重較大的要求,往往采用框架作為承重結(jié)構(gòu)。房屋荷載包括人、家具、物品、機(jī)械設(shè)備的重量及樓板、墻體和本身自重等。砌在框架內(nèi)的墻,僅起圍護(hù)和分隔作用,除負(fù)擔(dān)本身自重外,不承受其他荷重。為減輕框架荷重,應(yīng)盡量采用輕質(zhì)墻,如用泡沫混凝土砌塊(墻板)或空心磚砌筑。一般框架以現(xiàn)場澆筑居多,為了加速工程進(jìn)度,節(jié)約模板與頂撐,也可采取部分預(yù)制(如柱)部分現(xiàn)澆(梁),或柱梁預(yù)制接頭現(xiàn)澆的施工方式。

框架結(jié)構(gòu)又稱構(gòu)架式結(jié)構(gòu)。房屋的框架按跨數(shù)分有單跨、多跨;按層數(shù)分有單層、多層;按立面構(gòu)成分為對稱、不對稱;按所用材料分為鋼框架、混凝土框架、膠合木結(jié)構(gòu)框架或鋼與鋼筋混凝土混合框架等。其中最常用的是混凝土框架(現(xiàn)澆式、裝配式、整體裝配式,也可根據(jù)需要施加預(yù)應(yīng)力,主要是對梁或板)、鋼框架。裝配式、裝配整體式混凝土框架和鋼框架適合大規(guī)模工業(yè)化施工,效率較高,工程質(zhì)量較好。

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優(yōu)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筑成各種需要的截面形狀。

缺點

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(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,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;不適宜建造超高層建筑, 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稍高,故一般適用于建造不超過15層的房屋,超高建筑建議采用框架剪力墻結(jié)構(gòu)。

應(yīng)用范圍

框架結(jié)構(gòu)可設(shè)計成靜定的三鉸框架或超靜定的雙鉸框架與無鉸框架。混凝土框架結(jié)構(gòu)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;框架鋼結(jié)構(gòu)常用于大跨度的公共建筑、多層工業(yè)廠房和一些特殊用途的建筑物中,如劇場、商場、體育館、火車站、展覽廳、造船廠、飛機(jī)庫、停車場、輕工業(yè)車間等。

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