框架结构的文献综述

框架结构的文献综述作者：日期:

【内容摘要】：框架结构是由梁和柱组成承重体系的结构。主梁、柱和基础构成平面框架，各平面框架再由联系梁连接起来而形成框架体系。随着建筑业的发展，目前多层和高层建筑逐渐增多。人们可以根据自己的喜好充分利用其使用空间，满足了使用者在使用上的不同要求。因此，框架结构房屋越来越多的受到人们的青睐。【关键词】：框架结构、混凝土、应力、抗震、框架梁一、引言框架结构是指由梁和柱刚接而成承重体系的结构，即由梁和柱组成框架结构共同承受使用过程中出现的水平荷载和竖向荷载。钢筋混凝土框架结构是由楼板、梁、柱及基础四种承重构件组成的。由主梁、柱与基础构成平面框架，各平面框架再由连续梁连接起来形成空间结构体系。该结构形式，可形成较大的内部空间，能灵活的布置建筑平面，并具有传力明确、延性、抗震性和整体性好的优点，因此，无论是在工业建筑还是民用建筑中，框架结构都是一种常用的结构形式。二、主题部分.框架结构的概念框架结构是指由梁和柱以钢筋相连接而成，构成承重体系的结构，即由梁和柱组成框架共同抵抗使用过程中出现的水平荷载和竖向荷载。框架结构的房屋墙体不承重，仅起到围护和分隔作用，一般用预制的加气混凝土、膨胀珍珠岩、空心砖或多孔砖、浮石、蛭石、陶粒等轻质板材砌筑或装配而成。框架结构又称构架式结构。房屋的框架按跨数分有单跨、多跨；按层数分有单层、多层；按立面构成分为对称、不对称；按所用材料分为钢框架、混凝土框架、胶合木结构框架或钢与钢筋混凝土混合框架等。其中最常用的是混凝土框架(现浇整体式、装配式、装配整体式，也可根据需要施加预应力，主要是对梁或板)、钢框架。装配式、装配整体式混凝土框架和钢框架适合大规模工业化施工，效率较高，工程质量较好。.框架结构的优缺点⑴框架结构的主要优点：空间分隔灵活，自重轻，有利于抗震，节省材料；具有可以较灵活地配合建筑平面布置的优点，利于安排需要较大空间的建筑结构；框架结构的梁、柱构件易于标准化、定型化，便于采用装配整体式结构，以缩短施工工期；采用现浇混凝土框架时，结构的整体性、刚度较好，设计处理好也能达到较好的抗震效果,而且可以把梁或柱浇注成各种需要的截面形状。(2)框架结构的缺点为：

框架节点应力集中显著;框架结构的侧向刚度小，属柔性结构框架，在强烈地震作用下，结构所产生水平位移较大，易造成严重的非结构性破性；钢材和水泥用量较大，构件的总数量多，吊装次数多，接头工作量大，工序多，浪费人力,施工受季节、环境影响较大;不适宜建造高层建筑，框架是由梁柱构成的杆系结构，其承载力和刚度都较低，特别是水平方向的（即使可以考虑现浇楼面与梁共同工作以提高楼面水平刚度，但也是有限的），它的受力特点类似于竖向悬臂剪切梁，其总体水平位移上大下小，但相对与各楼层而言，层间变形上小下大，设计时如何提高框架的抗侧刚度及控制好结构侧移为重要因素，对于钢筋混凝土框架，当高度大、层数相当多时，结构底部各层不但柱的轴力很大，而且梁和柱由水平荷载所产生的弯矩和整体的侧移亦显著增加，从而导致截面尺寸和配筋增大,对建筑平面布置和空间处理,就可能带来困难,影响建筑空间的合理使用,在材料消耗和造价方面，也趋于不合理，故一般适用于建造不超过15层的房屋。.框架结构的应用框架结构可设计成静定的三铰框架或超静定的双铰框架与无铰框架。混凝土框架结构广泛用于住宅、学校、办公楼，也有根据需要对混凝土梁或板施加预应力，以适用于较大的跨度；框架钢结构常用于大跨度的公共建筑、多层工业厂房和一些特殊用途的建筑物中，如剧场、商场、体育馆、火车站、展览厅、造船厂、飞机库、停车场、轻工业车间等。.抗震等级抗震等级是设计部门依据国家有关规定，按“建筑物重要性分类与设防标准”，根据设防类别、结构类型、烈度和房屋高度四个因素确定，而采用不同抗震等级进行的具体设计。以钢筋混凝土框架结构为例，抗震等级划分为一级至四级，以表示其很严重、严重、较严重及一般的四个级别。在中国建筑业中，已经开始严格执行这个等级标准。.框架结构的前景随着建筑业的发展，目前多层和高层建筑逐渐增多，钢筋混凝土框架结构是其主要形式，虽说它的钢筋及水泥用量都比较大，造价也比混合结构高，但它具有梁柱承重，墙体只起分隔和围护的作用，房间布置比较灵活，门窗开置的大小、形状都较为自由的特点。人们可以根据自己的喜好充分利用其使用空间，满足了使用者在使用上的不同要求。因此，框架结构房屋越来越多的受到人们的青睐。框架结构是由梁和柱组成承重体系的结构。主梁、柱和基础构成平面框架，各平面框架再由联系梁连接起来而形成框架体系。框架结构的最大特点是承重构件与围护构件有明确分工，建筑的内外墙处理十分灵活,应用范围很广。这种结构形式虽然出现较早，但直到钢和钢筋混凝土出现后才得以迅速发展。根据框架布置方向的不同，框架体系可分为横向布置、纵向布置及纵横

双向布置三种。横向布置是主梁沿建筑的横向布置,楼板和连系梁沿纵向布置,具有结构横向刚度好的优点，实际采用较多。纵向布置同横向布置相反，横向刚度较差，应用较少。纵横双向布置是建筑的纵横向都布置承重框架，建筑的整体刚度好，是地震设防区采用的主要方案之一。.框架结构在实际施工中应注意的问题⑴加强短柱的构造措施：在工程施工过程中顶棚可能要吊顶或其它装修，甲方为了节约开支，往往要求柱间填充墙不到顶或者是在墙上任意开门窗洞口，这样往往会造成短柱。由于短柱刚度大，吸收地震作用使其受剪，当混凝土抗剪强度不足时，则产生交叉裂缝及脆性错断，从而引起建筑物或构筑物的破坏甚至倒塌。所以在设计中应采取如下措施:尽量减弱短柱的楼层约束，如降低相连梁的高度、梁与柱采用铰接等;增加箍筋的配置，在短柱范围内箍筋的间距不应大于100mm，柱的纵向钢筋间距W150mm;采用良好的箍筋类型，如螺旋箍筋、复合螺旋箍筋、双螺旋箍筋等。⑵由于建筑的需要，有时需要框架梁外挑,且梁下设置钢筋混凝土柱。在柱的内力和配筋计算中，有些设计人员对其受念不清，误认为此柱为构造柱，并且其配筋为构造配筋，悬臂梁也未按计算配筋,这样有可能导致水平荷载作用下承载力足为事故的发生埋下隐患。实际上在结构的整体计算中，此柱为偏心受压构件，柱与梁端交接处类似于框架梁、柱节点，应考虑悬臂梁梁端的协调变形。所以对于此柱应作为竖向构件参与结构的整体分析，并且柱与梁端交接处应按框架梁、柱的节点处理。（3）在设计框架结构和裙房时，高低跨之间不要采用主楼设牛腿、低层屋面或楼梯梁搁在牛腿上的做法,也不要用牛腿拖梁的方式作为防震缝。因为在地震时各单元之间，尤其是高低层之的震动情况不同，连接处很容易压碎、拉断。因此，凡要设缝，就要分得彻底，凡不设缝，就要连固，绝不能似分非分,似连非连，否则很容易在地震中破坏。（4）填充墙拉筋和预埋件等不应与框架梁、柱的纵向钢筋焊接，宜采用在柱内预留预埋件，待砌筑填充墙时再将拉结筋与之焊接的施工方法。三、总结：以上主要阐述了多层框架结构在设计过程中的基本问题，当然实际工程可能会遇到更多问题，需要结合知识和经验，灵活变通运用。在设计多层框架结构时，应首先判断结构方案的可行性，对可能碰到的问题，提前采取措施予以解决，并对所有计算结果认真分析、判断，准确无误后方可应用于实际工程。只有熟练掌握规范，并在工程实践中不断总结、积累，才能使框架结构设计更加合理，配筋适宜，满足“技术先进、经济合理、安全适用、确保质量”的要求。然而,工程实践经验常先行于理论，工程事故常显示出未能预见的新因素，触发新理论的研究和发展。至今不少工程问题的处理,在很大程度上仍然依靠实践经验。

[l]DeutscheNorm,DIN1045-1.TragwerkausBetonStahlbetonandSpannbeton,Tei1BemessungandKonstruktion,2001.[2]YoshitakaTakahashi,NobuyukiShimizu,KoheiSuzuki.StudyontheStuctrureModelingoftheBeamE1ementFormulatedAbsoluteNodalCoordinateApproach[J],BuildSimul,2005,(1):283.[3]颜德姮，程文瀼.混凝土结构与砌体结构设计[M].北京：中国建筑工业出版社，2008.[4]王可峰.高层结构体系的选择.山西建筑[j],2009,(15)：53-54.[5]李健豪.浅谈某高层建筑结构优化设计.建材与装饰[J],2007,(11):5-6.[6]林同炎.斯多台斯伯利.结构概念和体系[J].北京：中国建筑工业出版社，2008.[7]颜德姮，程文瀼.混凝土结构(上册)[M].北京：中国建筑工业出版社,2009.[8]李四强，李杰等.建筑结构抗震[M].北京：中国建筑工业出版社，2002.[9]朱慈勉，张伟平.结构力学(上下册)[M].第2版.上海:高等教育出版社，2009.[10]梁兴文，史庆轩.土木工程专业毕业设计指导[M].北京:科学出版社,2002.[11]顾祥林.混凝土结构基本原理[M].上海：同济大学出版社,2011.[12]顾祥林.建筑混凝土结构设计[M].上海：同济大学出版社,201