構架結構

　　框架結構是指由梁、柱組成的純框架結構。其主要優點是建筑平面布置靈活，能夠較大程度地滿足建筑使用的要求。但框架結構的側移剛度小，水平作用下抵抗變形的能力較差，在強震下結構頂點水平位移與層間相對水平位移都較大。為了同時滿足承載能力和側移剛度的要求，柱子截面往往很大，很不經濟，也減少了使用面積。所以在地震區的框架結構不宜太高。

　　特點

　　分類

　　房屋的框架按跨數分有單跨、多跨;按層數分有單層、多層;按立面構成分有對稱、不對稱;按所用材料分有鋼框架、鋼筋混凝土框架、預應力混凝土框架、膠合木結構框架或鋼與鋼筋混凝土混合框架等。

　　受力特點

　　水平方向仍然是樓板，然后樓板應該搭在這個梁上，梁支撐在兩邊的柱子上，這就把重量遞給了柱子，沿著高度方向傳到基礎的部分，即梁、板、柱構成的承重體系。框架結構的特點非常突出：所有的墻都不承重跟廠房的承重沒有關系，那個承重，是板搭在梁上，梁傳給了柱子，墻都是后坐上去的用于其他的輕質材料，墻都不會承重，應用的時候都很靈活，如想要大房間不要墻，就要大房間，不想要大房間，想要小的，就可以在其中用其它的輕質材料來進行房間的劃分，房間劃分成若干個小房間，因此它的墻不承重，及起著一個劃分空間的作用，僅起著一個保溫，隔熱，隔聲的部分。注意：框架結構：指梁、板、柱的承重體系。框架建筑的主要優點是空間分隔靈活，自重輕，有利于抗震，節省材料;同時具有可以較靈活地配合建筑平面布置的優點，利于安排需要較大空間的建筑結構;同時框架結構的梁、柱構件易于標準化、定型化，便于采用裝配整體式結構，以縮短施工工期。框架結構體系的缺點為：

　　①框架節點應力集中顯著;

　　②框架結構的側向剛度小，屬柔性結構框架，在強烈地震作用下，結構所產生水平位移較大，易造成嚴重的非結構性破性;

　　③對于鋼筋混凝土框架，當高度大、層數相當多時，結構底部各層不但柱的軸力很大，而且梁和柱由水平荷載所產生的彎矩亦顯著增加，從而導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。

　　④鋼材和水泥用量較大，構件的總數量多，吊裝次數多，接頭工作量大，工序多，浪費人力，施工受季節、環境影響較大。

　　應用特點

　　框架結構可設計成靜定的三鉸框架或超靜定的雙鉸框架與無鉸框架。框架鋼結構常用于大跨度的公共建筑、多層工業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、飛機庫、停車場、輕工業車間等。

　　抗震構造措施

　　1.梁的截面尺寸，宜符合下列各項要求：

　　(1)截面寬度不宜小于200mm;

　　(2)截面高寬比不宜大于4;

　　(3)凈跨與截面高度之比不宵小于4.

　　2.采用梁寬大于柱寬的扁梁時，樓板應現澆，梁小線宜與柱中線重合，扁梁應雙向布置，且不宜用于一級框架結構。扁梁的截面尺寸應符合下列要求，并應滿足現行有關規范對撓度和裂縫寬度的規定：

　　3.梁的鋼筋配置，應符合下列各項要求：

　　(1)粱端縱向受拉鋼筋的配筋率不應大于2.5%。且計入受壓鋼筋的梁端混凝土受壓區高度和有效高度之比，一級不應大于0.25.二、二級不應大于0.35.

　　(2)梁端截面的底面和頂面縱向鋼筋配筋量的比值，除按計算確定外，一級小應小于0.5，二、三級不應小于O.3.

　　(3)梁端箍筋加密區的長度、箍筋最大間距和最小直徑應按表12-29采用，當梁端縱向受拉鋼筋配筋率大于2%時，表中箍筋最小直徑數值應增大2mm.

　　4.梁的縱向鋼筋配置，尚應符合下列各項要求：

　　(1)沿梁全長頂面和底面的配筋，一、二級不應少于2φ4，且分別不應少于梁兩端頂面和底面縱向配筋中較大截面面積的1/4，三、四級不應少于2φ12;

　　(2)一、二級框架梁內貫通中柱的每根縱向鋼筋直徑，對矩形截面柱，不宜大于柱在該方向截面尺寸的1/20;對圓形截面柱，不宜大于縱向鋼筋所在位置柱截面弦長的1/20.

　　5.梁端加密區的箍筋肢距，一級不宜大于200mm和20倍箍筋直徑的較大值，二、三級不宜大于250mm和20倍箍筋直徑的較大值，四級不宜大于300mm.

　　6.柱的截面尺寸，宜符合下列各項要求：

　　(1)截面的寬度和高度均不宜小于300mm;圓柱直徑不宜小于350mm.

　　7.柱的鋼筋配置，應符合下列各項要求：

　　(1)柱縱向鋼筋的最小總配筋率應按表12-31采用，同時每一側配筋率不應小于0.2%;對建造于Ⅳ類場地且較高的高層建筑，表中的數值應增加0.1.

　　注：采用HRB400級熱軋鋼筋時應允許減少0.1，混凝土強度等級高于C60時應增加0.10.

　　(2)二級框架柱的箍筋直徑不小于10mm且箍筋肢距不大于200mm時，除柱根外最大間距應允許采用150mm;三級框架柱的截面尺寸不大于400mm時，箍筋最小直徑應允許采用6mm;四級框架柱剪跨比不大于2時，箍筋直徑不應小于8mm.

　　(3)框支柱和剪跨比不大于2的柱，箍筋間距不應大于100mm.

　　8.柱的縱向鋼筋配置，尚應符合下列各項要求：

　　(1)宜對稱配置。

　　(2)截面尺寸大于400mm的柱，縱向鋼筋間距不宜大于200mm.

　　(3)柱總配筋率不應大于5%。

　　(4)一級且剪跨比不大于2的柱，每側縱向鋼筋配筋率不宜大于1.2%。

　　(5)邊柱、角柱及抗震墻端柱在地震作用組合產生小偏心受拉時，柱內縱筋總截面面積應比計算值增加25%。

　　(6)柱縱向鋼筋的綁扎接頭應避開柱端的箍筋加密區。

　　9.柱的箍筋加密范圍，應按下列規定采用：

　　(1)柱端，取截面高度(圓柱直徑)，柱凈高的1/6和500mm三者的最大值。

　　(2)底層柱，柱根不小于柱凈高的1/3;當有剛性地面時，除柱端外尚應取剛性地面上下各500mm.

　　(3)剪跨比不大于2的柱和因設置填充墻等形成的柱凈高與柱截面高度之比不大于4的柱，取全高。

　　(4)框支柱，取全高。

　　(5)一級及二級框架的角柱，取全高。

　　11.柱箍筋加密區箍筋肢距，一級不宜大于200mm，二、三級不宜大于250mm和20倍箍筋直徑的較大值，四級不宜大于300mm.至少每隔一根縱向鋼筋宜在兩個方向有箍筋或拉筋約束;采用拉筋復合箍時，拉筋宜緊靠縱向鋼筋并鉤住箍筋。

　　12.柱箍筋加密區的體積配箍率，

　　(1)普通箍指單個矩形箍和單個圓形箍;復合箍指由矩形、多邊形、圓形箍或拉筋組成的箍筋;復合螺旋箍指由螺旋箍與矩形、多邊形、圓形箍或拉筋組成的箍筋;連續復合矩形螺旋箍指全部螺旋箍為同一根鋼筋加工而成的箍筋;

　　(2)框支柱宜采用復合螺旋箍或井字復合箍，其最小配箍特征值應比表內數值增加0.02，且體積配箍不應小于1.5%;

　　(3)剪跨比不大于2的柱宜采用復合螺旋箍或井字復合箍，其體積配箍率不應小于1.2%，9度時不應小于1.5%;

　　計算復合螺旋箍的體積配箍率時，其非螺旋箍的箍筋體積應乘以換算系數0.8.

　　13.柱箍筋非加密區的體積配箍率不宜小于加密區的50%;箍筋間距，一、二級框架柱不應大于10倍縱向鋼筋直徑，三、四級框架柱不應大于15倍縱向鋼筋直徑。

　　14.框架節點核芯區箍筋的最大間距和最小直徑宜按本章6.3.8條采用，一、二、三級框架節點核芯區配箍特征值分別不宜小于 0.12、0.10和0.08且體積配箍率分別不宜小于0.6%、0.5%和0.4%。柱剪跨比不大于2的框架節點核芯區配箍特征值不宜小于核心區上、下柱端的較大配箍特征值。

　　設計的要點和過程

　　1.結構設計說明

　　主要是設計依據，抗震等級，人防等級，地基情況及承載力，防潮抗滲做法，活荷載值，材料等級，施工中的注意事項，選用詳圖，通用詳圖或節點，以及在施工圖中未畫出而通過說明來表達的信息。如混凝土的含堿量不得超過3kg/m3等等。

　　2.各層的結構布置圖包括

　　(1).預制板的布置(板的選用、板縫尺寸及配筋)。標注預制板的塊數和類型時, 不要采用對角線的形式。因為此種方法易造成線的交叉, 宜采用水平線或垂直線的方法, 相同類型的房間直接標房間類型號。應全樓統一編號，可減少設計工作量，也方便施工人員看圖。板縫盡量為40, 此種板縫可不配筋或加一根筋。布板時從房間里面往外布板, 盡量采用寬板, 現澆板帶留在靠窗處, 現澆板帶寬最好≥200(考慮水暖的立管穿板)。如果構造上要求有整澆層時, 板縫應大于60。整澆層厚50, 配雙向φ6@250, 混凝土C20。純框架結構一般不需要加整澆層。構造柱處不得布預制板。地下車庫由于防火要求不可用預制板。框架結構不宜使用長向板，否則長向板與框架梁平行相接處易出現裂縫。建議使用PMCAD的人工布板功能布預制板，自動布板可能不能滿足用戶的施工圖要求，僅能滿足定義荷載傳遞路線的要求。對樓層凈高很敏感、跨度超過6.9米或不符合模數時可采用SP板，SP板120厚可做到7.2米跨。

　　(2).現澆板的配筋(板上、下鋼筋，板厚尺寸)。板厚一般取120、140、160、180四種尺寸或120、150、180三種尺寸。盡量用二級鋼包括直徑φ10(目前供貨較少)的二級鋼，直徑≥12的受力鋼筋，除吊鉤外，不得采用一級鋼。鋼筋宜大直徑大間距，但間距不大于 200，間距盡量用200。(一般跨度小于6.6米的板的裂縫均可滿足要求)。跨度小于2米的板上部鋼筋不必斷開，鋼筋也可不畫，僅說明鋼筋為雙向雙排 φ8@200。板上下鋼筋間距宜相等，直徑可不同，但鋼筋直徑類型也不宜過多。頂層及考慮抗裂時板上筋可不斷，或50%連通，較大處附加鋼筋，拉通筋均應按受拉搭接鋼筋。板配筋相同時，僅標出板號即可。一般可將板的下部筋相同和部分上部筋相同的板編為一個板號，將不相同的上部筋畫在圖上。當板的形狀不同但配筋相同時也可編為一個板號。應全樓統一編號。當考慮穿電線管時，板厚≥120，不采用薄板加墊層的做法。電的管井電線引出處的板，因電線管過多有可能要加大板厚至180(考慮四層32的鋼管疊加)。宜盡量用大跨度板，不在房間內(尤其是住宅)加次梁。說明分布筋為 φ6@250，溫度影響較大處可為φ8@200。板頂標高不同時，板的上筋應分開或傾斜通過。現澆挑板陽角加輻射狀附加筋(包括內墻上的陽角)。現澆挑板陰角的板下宜加斜筋。頂層應建議甲方采用現澆樓板，以利防水，并加強結構的整體性及方便裝飾性挑沿的穩定。外露的挑沿、雨罩、挑廊應每隔10～15米設一 10mm的縫，鋼筋不斷。盡量采用現澆板，不采用予制板加整澆層方案。衛生間做法可為70厚 10高差(取消墊層)。8米以下的板均可以采用非預應力板。 L、T或十字形建筑平面的陰角處附近的板應現澆并加厚，雙向雙排配筋，并附加45度的4根16的抗拉筋。現澆板的配筋建議采用PMCAD軟件自動生成，一可加快速度，二來盡量減小筆誤。自動生成樓板配筋時建議不對鋼筋編號，因工程較大時可能編出上百個鋼筋號，查找困難，如果要編號，編號不應出房間。配筋計算時，可考慮塑性內力重分布，將板上筋乘以0.8~0.9的折減系數，將板下筋乘以1.1~1.2的放大系數。值得注意的是，按彈性計算的雙向板鋼筋是板某幾處的最大值，按此配筋是偏于保守的，不必再人為放大。支承在外圈框架梁上的板負筋不宜過大，否則將對梁產生過大的附加扭距。一般：板厚>150時采用φ10@200;否則用φ8@200。

　　PMCAD生成的板配筋圖應注意以下幾點：

　　1.單向板是按塑性計算的，而雙向板按彈性計算，宜改成一種計算方法。

　　2.當厚板與薄板相接時，薄板支座按固定端考慮是適當的，但厚板就不合適，宜減小厚板支座配筋，增大跨中配筋。

　　3.非矩形板宜減小支座配筋，增大跨中配筋。

　　4.房間邊數過多或凹形板應采用有限元程序驗算其配筋。PMCAD生成的板配筋圖為PM?.T。板一般可按塑性計算，尤其是基礎底板和人防結構。但結構自防水、不允許出現裂縫和對防水要求嚴格的建筑, 如坡、平屋頂、櫥廁、配電間等應采用彈性計算。室內輕隔墻下一般不應加粗鋼筋，一是輕隔墻有可能移位，二是板整體受力，應整體提高板的配筋。只有垂直單向板長邊的不可能移位的隔墻，如廁所與其他房間的隔墻下才可以加粗鋼筋。坡屋頂板為偏拉構件，應雙向雙排配筋。

　　(3).關于過梁布置及輕隔墻。現在框架填充墻一般為輕墻，過梁一般不采用預制混凝土過梁，而是現澆梁帶。應注明采用的輕墻的做法及圖集，如北京地區的京94SJ19，并注明過梁的補充筋。當過梁與柱或構造柱相接時，柱應甩筋，過梁現澆。不建議采用加氣混凝土做圍護墻，裝修難做并不能用在廁所處。

　　(4).雨蓬、陽臺、挑檐布置和其剖面詳圖。注意：雨棚和陽臺的豎板現澆時，最小厚度應為80，否則難以施工。豎筋應放在板中部。當做雙排筋時，高度<900，最小板厚100;高度>900時，最小板厚120。陽臺的豎板應盡量現澆，預制擋板的相交處極易裂縫。雨棚和陽臺上有斜的裝飾板時，板的鋼筋放斜板的上面，并通過水平挑板的下部錨入墻體圈梁(即挑板雙層布筋)。兩側的封板可采用泰柏板封堵，鋼筋與泰柏板的鋼絲焊接，不必采用混凝土結構。挑板挑出長度大于2米時宜配置板下構造筋，較長外露挑板(包括豎板)宜配溫度筋。挑板內跨板上筋長度應大于等于挑板出挑長度，尤其是挑板端部有集中荷載時。內挑板端部宜加小豎沿，防止清掃時灰塵落下。當頂層陽臺的雨搭為無組織排水時，雨搭出挑長度應大于其下陽臺出挑長度100，頂層陽臺必須設雨搭。挑板配筋應有余地，并應采用大直徑大間距鋼筋，給工人以下腳的地方，防止踩彎。挑板內跨板跨度較小，跨中可能出現負彎距，應將挑板支座的負筋伸過全跨。挑板端部板上筋通常兜一圈向上，但當鋼筋直徑大于等于12時是難以施工的，應另加筋。

　　(5).樓梯布置。采用X型斜線表示樓梯間，并注明樓梯間另詳。盡量用板式樓梯，方便設計及施工，也較美觀。

　　(6).板頂標高。可在圖名下說明大多數的板厚及板頂標高，廚廁及其它特殊處在其房間上另外標明。

　　(7).梁布置及其編號，應按層編號，如L-1-XX，1指1層，XX為梁的編號。柱布置及編號。

　　(8).板上開洞(廚、廁、電氣及設備)洞口尺寸及其附加筋，附加筋不必一定錨入板支座，從洞邊錨入La即可。板上開洞的附加筋，如果洞口處板僅有正彎距，可只在板下加筋;否則應在板上下均加附加筋。留筋后澆的板宜用虛線表示其范圍，并注明用提高一級的膨脹混凝土澆筑。未澆筑前應采取有效支承措施。住宅躍層樓梯在樓板上所開大洞，周邊不宜加梁，應采用有限元程序計算板的內力和配筋。板適當加厚, 洞邊加暗梁。

　　(9).屋面上人孔、通氣孔位置及詳圖。

　　(10).在平面圖上不能表達清楚的細節要加剖面，可在建筑墻體剖面做法的基礎上，對應畫結構詳圖。

　　3.基礎平面圖及詳圖

　　(1).在柱下擴展基礎寬度較寬(大于4米)或地基不均勻及地基較軟時宜采用柱下條基。并應考慮節點處基礎底面積雙向重復使用的不利因素，適當加寬基礎。

　　(2).當基礎下有防空洞或枯井等時，可做一大厚板將其跨過。

　　(3).混凝土基礎下應做墊層。當有防水層時，應考慮防水層厚度。

　　(4).建筑地段較好，基礎埋深大于3米時，應建議甲方做地下室。地下室底板，當地基承載力滿足設計要求時，可不再外伸以利于防水。每隔30~40米設一后澆帶，并注明兩個月后用微膨脹混凝土澆注。設置地下室可降低地基的附加應力，提高地基的承載力(尤其是在周圍有建筑時有用)，減少地震作用對上部結構的影響。不應設局部地下室，且地下室應有相同的埋深。可在筏板區格中間挖空墊聚苯來調整高低層的不均勻沉降。

　　(5).地下室外墻為混凝土時，相應的樓層處梁和基礎梁可取消。

　　(6).抗震縫、伸縮縫在地面以下可不設縫，連接處應加強。但沉降縫兩側墻體基礎一定要分開。

　　(7).新建建筑物基礎不宜深于周圍已有基礎。如深于原有基礎，其基礎間的凈距應不少于基礎之間的高差的1.5至2倍，否則應打抗滑移樁，防止原有建筑的破壞。建筑層數相差較大時，應在層數較低的基礎方格中心的區域內墊焦碴來調整基底附加應力。

　　(8).獨立基礎偏心不能過大，必要時可與相近的柱做成柱下條基。柱下條形基礎的底板偏心不能過大，必要時可作成三面支承一面自由板(類似筏基中間開洞)。兩根柱的柱下條基的荷載重心和基礎底板的形心宜重合，基礎底板可做成梯形或臺階形，或調整挑梁兩端的出挑長度。

　　(9).采用獨立柱基時，獨立基礎受彎配筋不必滿足最小配筋率要求，除非此基礎非常重要，但配筋也不得過小。獨立基礎是介于鋼筋混凝土和素混凝土之間的結構。面積不大的獨立基礎宜采用錐型基礎，方便施工。

　　(10).獨立基礎的拉梁宜通長配筋，其下應墊焦碴。拉梁頂標高宜較高，否則底層墻體過高。

　　(11).底層內隔墻一般不用做基礎，可將地面的混凝土墊層局部加厚。

　　(12).考慮到一般建筑沉降為鍋底形、結構的整體彎曲和上部結構和基礎的協同作用，頂、底板鋼筋應拉通(多層的負筋可截斷1/2或1/3)，且縱向基礎梁的底筋也應拉通。

　　(13).基礎平面圖上應加指北針。

　　(14).基礎底板混凝土不宜大于C30，一是沒用，二是容易出現裂縫。

　　(15).可用JCCAD軟件自動生成基礎布置和基礎詳圖。生成的基礎平面圖名為JCPM.T，生成的基礎詳圖名為JCXT?.T。

　　(16).基礎底面積不應因地震附加力而過分加大，否則地震下安全了而常規情況下反而沉降差異較大，本末倒置。

　　請參照《建筑地基基礎設計規范GBJ7-89》和各地方的地基基礎規程

　　與框剪結構的區別

　　框剪結構與框架結構的主要區別就是多了剪力墻,框架結構的豎向剛度不強,高層或超高層的框架結構建筑更是如此!為了解決這個問題故使用剪力墻.

　　框架結構住宅是指以鋼筋混凝土澆搗成承重梁柱，再用預制的加氣混凝土、膨脹珍珠巖、浮石、蛭石、陶爛等輕質板材隔墻分戶裝配成而的住宅。適合大規模工業化施工，效率較高，工程質量較好。

　　框架結構由梁柱構成，構件截面較小，因此框架結構的承載力和剛度都較低，它的受力特點類似于豎向懸臂剪切梁，樓層越高，水平位移越慢，高層框架在縱橫兩個方向都承受很大的水平力，這時，現澆樓面也作為梁共同工作的，裝配整體式樓面的作用則不考慮，框架結構的墻體是填充墻，起圍護和分隔作用，框架結構的特點是能為建筑提供靈活的使用空間，但抗震性能差。

　　1.框架-剪力墻結構，出稱為框剪結構 它是框架結構和剪力墻結構兩種體系的結合，吸取了各自的長處，既能為建筑平面布置提供較大的使用空間，又具有良好的抗側力性能。框剪結構中的剪力墻可以單獨設置，也可以利用電梯井、樓梯間、管道井等墻體。因此，這種結構已被廣泛地應用于各類房屋建筑。

　　2.框剪結構的變形是剪彎型。

　　眾所周知，框架結構的變形是剪切型，上部層間相對變形小，下部層間相對變形大。剪力墻結構的變形為彎曲型，上部層間相對變形大，下部層間相對變形小。對于框剪結構，由于兩種結構協同工作變形協調，形成了彎剪變形，從而減小了結砍的層間相對位移比和頂點位移比，使結構的側向剛度得到了提高。

　　3.水平荷載主要由剪力墻來承受。 從受力特點看，由于框剪結構中的剪力墻側向剛度比框架的側向剛度大得多，在水平荷載作用下，一般情況下，約80%以上用剪力墻來承擔。因此，使框架結構在水平荷載作用下所分配的樓層剪力，沿高度分布比樣均勻，各層梁柱的彎矩比較接近，有利于減小梁柱規格，便于施工。