特點:空間分隔靈活,自重輕,節省材料;具有可以較靈活地配合建築平面佈置的優點,利於安排需要較大空間的建築結構;框架結構的梁、柱構件易於標準化、定型化,便於採用裝配整體式結構,以縮短施工工期。
採用現澆混凝土框架時,結構的整體性、剛度較好,設計處理好也能達到較好的抗震效果,而且可以把梁或柱澆注成各種需要的截面形狀。
現狀及發展趨勢:混凝土框架結構廣泛用於住宅、學校、辦公樓,也有根據需要對混凝土梁或板施加預應力,以適用於較大的跨度。
框架鋼結構常用於大跨度的公共建築、多層工業廠房和一些特殊用途的建築物中,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。
擴充套件資料
框架結構設計要求
1、強柱弱梁節點設計
這是為了實現在罕遇地展作用下,讓梁端形成塑形鉸,柱端處於非彈性工作狀態, 而沒有屈服,但節點還處於彈性工作階段。
強柱弱梁措施的強弱,也就是相對於梁端截面實際抗彎能力而言柱端截面抗彎能力增強幅度的大小,是決定由強震引起柱端截面屈服後塑性轉動能否不超過其塑性轉動能力,而且不致形成“ 層側移機構”。
從而使柱不被壓潰的關鍵控制措施。柱強於梁的幅度大小取決於梁端縱筋不可避免的構造超配程度的大小,以及結構在梁、柱端塑性鉸逐步形成過程中的塑性內力重分佈和動力特徵的相應變化。
因此,當建築許可時,儘可能將柱的截面尺寸做得大些,使柱的線剛度與梁的線剛度的比值儘可能大於1,並控制柱的軸壓比滿足規範要求,以增加延性。驗算截面承載力時,人為地將柱的設計彎矩按強柱弱梁原則調整放大,加強柱的配筋構造。
粱端縱向受拉鋼筋的配筋不得過高,以免在罕遇地展中進入屈服階段不能形成塑性鉸或塑性鉸轉移到立柱上。注意節點構造,讓塑性鉸向梁跨內移。
2、強剪弱彎剪力牆設計
為了提高抗震牆的變形能力,避免發生剪下破壞,對於一道截面較長的抗震牆,應該利用洞口設定弱連梁,使牆體分為小開口牆、多肢牆或單肢牆,並使每個牆段的高寬比不小於2 。所謂弱連梁,是指在地震作用下各層連梁的總約束彎矩不大於該牆段總地震彎矩的20%。
連梁不能太強,以免水平地震作用下某個牆肢出現全截面受拉,這是比較危險的。但是,考慮到耗能,連梁又不能太弱,連梁弱到成為一般小梁時,牆肢就變成單肢牆。
而單肢牆的延性很差,僅為多肢牆的一半,且單肢牆僅具有一道抗震防線,超靜定次數少,在地震作用下是很不利的。目前,有許多設計人員將結構中門洞連梁、窗洞連梁都改為截面高度極小的二力杆件,這對結構抗震是很不好的。
在實際設計中,對連梁的剛度都要進行折減,這是因為剪力牆的剛度一般都很大,在水平力作用下,剪力牆中的連梁會因為很大的內力而超過截面允許值。
可靠的辦法是讓這些連梁先屈服,要使連梁能形成塑性鉸而不發生脆性破壞,連梁首先就必須滿足強剪弱彎的要求,對連梁的剛度進行折減實際上就是降低其抗彎能力。
強剪弱彎是保證構件延性,防止脆性破壞的重要原則,它要求人為加大各承重構件相對於其抗彎能力的抗剪承載力,使這些部位在結構經歷罕遇地震的過程中以足夠的保證率不出現脆性剪下失效。對於多層鋼筋混凝土框架結構中的多層鋼筋混凝土框架結構梁應注意抗剪驗算和構造,使其滿足相關規範要求。
特點:空間分隔靈活,自重輕,節省材料;具有可以較靈活地配合建築平面佈置的優點,利於安排需要較大空間的建築結構;框架結構的梁、柱構件易於標準化、定型化,便於採用裝配整體式結構,以縮短施工工期。
採用現澆混凝土框架時,結構的整體性、剛度較好,設計處理好也能達到較好的抗震效果,而且可以把梁或柱澆注成各種需要的截面形狀。
現狀及發展趨勢:混凝土框架結構廣泛用於住宅、學校、辦公樓,也有根據需要對混凝土梁或板施加預應力,以適用於較大的跨度。
框架鋼結構常用於大跨度的公共建築、多層工業廠房和一些特殊用途的建築物中,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。
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框架結構設計要求
1、強柱弱梁節點設計
這是為了實現在罕遇地展作用下,讓梁端形成塑形鉸,柱端處於非彈性工作狀態, 而沒有屈服,但節點還處於彈性工作階段。
強柱弱梁措施的強弱,也就是相對於梁端截面實際抗彎能力而言柱端截面抗彎能力增強幅度的大小,是決定由強震引起柱端截面屈服後塑性轉動能否不超過其塑性轉動能力,而且不致形成“ 層側移機構”。
從而使柱不被壓潰的關鍵控制措施。柱強於梁的幅度大小取決於梁端縱筋不可避免的構造超配程度的大小,以及結構在梁、柱端塑性鉸逐步形成過程中的塑性內力重分佈和動力特徵的相應變化。
因此,當建築許可時,儘可能將柱的截面尺寸做得大些,使柱的線剛度與梁的線剛度的比值儘可能大於1,並控制柱的軸壓比滿足規範要求,以增加延性。驗算截面承載力時,人為地將柱的設計彎矩按強柱弱梁原則調整放大,加強柱的配筋構造。
粱端縱向受拉鋼筋的配筋不得過高,以免在罕遇地展中進入屈服階段不能形成塑性鉸或塑性鉸轉移到立柱上。注意節點構造,讓塑性鉸向梁跨內移。
2、強剪弱彎剪力牆設計
為了提高抗震牆的變形能力,避免發生剪下破壞,對於一道截面較長的抗震牆,應該利用洞口設定弱連梁,使牆體分為小開口牆、多肢牆或單肢牆,並使每個牆段的高寬比不小於2 。所謂弱連梁,是指在地震作用下各層連梁的總約束彎矩不大於該牆段總地震彎矩的20%。
連梁不能太強,以免水平地震作用下某個牆肢出現全截面受拉,這是比較危險的。但是,考慮到耗能,連梁又不能太弱,連梁弱到成為一般小梁時,牆肢就變成單肢牆。
而單肢牆的延性很差,僅為多肢牆的一半,且單肢牆僅具有一道抗震防線,超靜定次數少,在地震作用下是很不利的。目前,有許多設計人員將結構中門洞連梁、窗洞連梁都改為截面高度極小的二力杆件,這對結構抗震是很不好的。
在實際設計中,對連梁的剛度都要進行折減,這是因為剪力牆的剛度一般都很大,在水平力作用下,剪力牆中的連梁會因為很大的內力而超過截面允許值。
可靠的辦法是讓這些連梁先屈服,要使連梁能形成塑性鉸而不發生脆性破壞,連梁首先就必須滿足強剪弱彎的要求,對連梁的剛度進行折減實際上就是降低其抗彎能力。
強剪弱彎是保證構件延性,防止脆性破壞的重要原則,它要求人為加大各承重構件相對於其抗彎能力的抗剪承載力,使這些部位在結構經歷罕遇地震的過程中以足夠的保證率不出現脆性剪下失效。對於多層鋼筋混凝土框架結構中的多層鋼筋混凝土框架結構梁應注意抗剪驗算和構造,使其滿足相關規範要求。