框架結(jié)構(gòu)是多層房屋的常用結(jié)構(gòu)形式。在高層建筑中，框架結(jié)構(gòu)單元常常與其它結(jié)構(gòu)單元(支撐剪力墻、筒體)組合，構(gòu)成框架――支撐、框架――剪力墻、框架――筒體等結(jié)構(gòu)體系。多層框架結(jié)購廣泛應(yīng)用于辦公樓、旅館、住宅、廠房、倉庫等民用和工業(yè)建筑中。本文主要探討多層框架的結(jié)構(gòu)組成及布置方法。
　　1.多層框架結(jié)構(gòu)的組成
　　框架結(jié)構(gòu)由柱和梁組成。一般柱子垂直布置，梁水平布置；屋面由于排水或其它方面的要求，也可布置成斜梁；梁柱連結(jié)處一般為剛性連接；有時(shí)為便于施工或由于其它構(gòu)造要求，也可將部分節(jié)點(diǎn)做成鉸節(jié)點(diǎn)或半鉸節(jié)點(diǎn)。當(dāng)梁、柱之間全部為鉸接時(shí)，也稱為多層排架；剛性連接的梁比普通梁式結(jié)構(gòu)要節(jié)約材料，結(jié)構(gòu)的橫向剛度較好，橫梁的高度也較小，因而可增加房屋的凈空，是一種比較經(jīng)濟(jì)的的結(jié)構(gòu)形式。
　　框架可以是等跨或不等跨，層高可以相等或不完全相等，有時(shí)因工藝要求而在某層抽柱或缺梁形成復(fù)式框架�？蚣芙Y(jié)構(gòu)為高次超靜定結(jié)構(gòu)，既承受豎向荷載，又承受側(cè)向作用力（風(fēng)荷載或地震作用等）。為利于結(jié)構(gòu)受力，框架梁宜拉通、對(duì)直，框架柱宜上、下對(duì)中，梁柱軸線宜在同一豎向平面內(nèi)，有時(shí)由于使用功能或建筑造型上的要求，框架結(jié)構(gòu)也可做成抽梁、抽柱、內(nèi)收、外挑等。
　　框架結(jié)構(gòu)有實(shí)腹式、格構(gòu)式以及橫梁為格構(gòu)式、柱為實(shí)腹式的混合式框架。實(shí)腹框架梁的橫截面一般為矩形或梯形截面�；炷�土框架柱的截面形式常為矩形或正方形，有時(shí)由于建筑上的要求，也可設(shè)計(jì)成圓形、八角形、T形等。鋼框架柱的截面形式常采用H形或箱形。實(shí)腹式框架外形簡捷美觀，制造和施工簡單，安裝省工，但材料利用率低。當(dāng)結(jié)構(gòu)跨度較大時(shí)，可采用格構(gòu)式框架。格構(gòu)式框架剛度較大，用鋼省，其外形與凈空布置比實(shí)腹式框架靈活，但制造加工和安裝較為復(fù)雜�；旌鲜娇蚣艿哪康闹饕�是減輕橫梁自重，增加結(jié)構(gòu)剛度。當(dāng)樓蓋為現(xiàn)澆板時(shí)，可將樓板的一部分作為框架梁的翼緣予以考慮，即框架梁截面為T或r形；當(dāng)采用預(yù)制板樓蓋時(shí)，為減小樓蓋結(jié)構(gòu)高度，增加建筑凈空，混凝土框架梁截面常為十字形或花籃形；這時(shí)也可將預(yù)制梁做成T形截面，在預(yù)制板安裝就位以后，再現(xiàn)澆部分混凝土，使后澆混凝土與預(yù)制梁共同工作即成為疊合梁，這樣一方面保證了梁的有效高度和承載力，另一方面可將梁板有效地連成整體，改善結(jié)構(gòu)的抗震（振）性能。預(yù)制梁可以是鋼筋混凝土梁，也可以是鋼梁。
　　在框架結(jié)構(gòu)中，常因功能需要而設(shè)置非承重隔墻。隔墻位置較為固定并常采用砌體填充墻。當(dāng)考慮建筑功能可能變化時(shí)，也可采用輕質(zhì)分隔墻，靈活分隔。砌體填充墻是在框架施工完后砌筑的，砌體填充墻的上部與框架梁底之間必須用砌塊“塞緊”。墻與框架柱有兩種連接方法，一種是柱與墻之間留縫，并用鋼筋柔性連接，計(jì)算時(shí)不考慮填充墻對(duì)框架抗側(cè)剛度的影響；另一種是剛性連接，在多遇水平地震作用下，框架側(cè)向變形時(shí)，填充墻起著斜壓桿的作用，從而提高了框架的抗側(cè)移能力，在罕遇水平地震作用下，填充墻也能對(duì)防止倒塌起積極的作用。
　　
　　2.多層框架結(jié)構(gòu)的布置方法
　　2.1柱網(wǎng)布置
　　柱網(wǎng)是豎向承重構(gòu)件的定位軸線在平面上所形成的網(wǎng)格，是框架結(jié)構(gòu)平面的“脈絡(luò)”�？蚣芙Y(jié)構(gòu)的柱網(wǎng)布置既要滿足建筑平面布置和生產(chǎn)工藝的要求，又要使結(jié)構(gòu)受力合理，構(gòu)件種類少，施工方便。此外，柱網(wǎng)布置應(yīng)力求避免凹凸曲折和高低錯(cuò)落。
　　 2.1.1 柱網(wǎng)布置應(yīng)滿足生產(chǎn)工藝的要求 在多層工業(yè)廠房設(shè)計(jì)中，生產(chǎn)工藝的要求是廠房平面設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，主要有內(nèi)廊式、統(tǒng)間式、大跨度式等幾種。與此相應(yīng)，柱網(wǎng)布置方式可分為內(nèi)廊式、等跨式、對(duì)稱不等跨式等幾種。
　　2.1.2 柱網(wǎng)布置應(yīng)滿足建筑平面布置的要求 在民用建筑中，柱網(wǎng)布置應(yīng)與建筑分隔墻布置相協(xié)調(diào)。
　　例如，在旅館建筑中，建筑平面一般布置成兩邊為客房、中間為走道。這時(shí)，柱網(wǎng)布置可有兩種方案：一種是將柱子布置在走道兩側(cè)，即走道為一跨，客房與衛(wèi)生間為一跨；另一種：是將柱子布置在客房與衛(wèi)生間之間，即將走道與兩側(cè)的衛(wèi)生間并為一跨，邊跨僅布置客房。
　　2.1.3 柱網(wǎng)布置要使結(jié)構(gòu)受力合理 多層框架主要承受豎向荷載。柱網(wǎng)布置時(shí)，應(yīng)考慮到結(jié)構(gòu)在豎向荷載作用下內(nèi)力分布均勻合理，各構(gòu)件材料強(qiáng)度均能充分利用。
　　縱向柱列的布置對(duì)結(jié)構(gòu)受力也有影響，框架柱距一般可取建筑開間，如圖5a所示；但當(dāng)開間小，層數(shù)又少時(shí)，柱截面設(shè)計(jì)時(shí)，常按構(gòu)造配筋，材料強(qiáng)度不能充分利用，同時(shí)過小的柱距也溲建筑平面難以靈活布置，為此可考慮柱距為兩個(gè)開間。
　　 2.1.4 柱網(wǎng)布置應(yīng)便于施工 建設(shè)設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)布置時(shí)均應(yīng)考慮施工方便，以加快施工進(jìn)度，降低工程造價(jià)。例如，對(duì)于裝配式結(jié)構(gòu)，既要考慮到構(gòu)件的最大長度和最大重量，使之滿足吊裝、運(yùn)輸裝備的限制條件，又要考慮到構(gòu)件尺寸的模數(shù)化、標(biāo)準(zhǔn)化，并盡量減少規(guī)格種類，以滿足工業(yè)化生產(chǎn)的要求，提高生產(chǎn)效率，現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)盡管可不受建筑模數(shù)和構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)的限制，但結(jié)構(gòu)布置亦應(yīng)盡量使梁板布置籬簡單、規(guī)則，以方便施工。
　　2.2承重框架的布置
　　在一般情況下，柱在兩個(gè)方向均應(yīng)有梁拉結(jié)，亦即沿房屋縱橫方向均應(yīng)布置梁系。因此，實(shí)際的框架結(jié)構(gòu)是一個(gè)空間受力體系，但為計(jì)算分析方便起見，可把實(shí)際框架結(jié)構(gòu)看成縱橫兩個(gè)萬向的平面框架。沿建筑物長方向的稱為縱向框架，沿建筑物短向的稱為橫向框架�？v向框架和橫向框架分別承受各自方向上的水平力，而樓面豎向荷載則依樓蓋結(jié)構(gòu)布置方式而按不融的方式傳遞：如為現(xiàn)澆平板樓蓋，向距離較近的梁上傳遞；對(duì)于預(yù)制樓蓋，則傳至擱置預(yù)制板的粱上。一般應(yīng)該在承受較大樓面豎向荷載的方向上，布置主梁，而另一方向上則布置次梁。按框架布置方案和傳力線路的不同，框架的布置方案有橫向框架承重，縱向框架承重和縱橫向框架雙向承重等幾種。
　　2.2.1 橫向框架承重方案 橫向框架承重方案是在橫向布置框架主梁，而在縱向布置連系梁，框架在橫向承受全部豎向荷載和橫向水平荷載，縱向框架只承受縱向水平荷載。橫向框架往往跨數(shù)少，主梁沿橫向布置有利于提高橫向抗側(cè)剛度。而縱向框架則往往跨數(shù)較多，所以在縱向僅需按構(gòu)造要求布置連系梁，這有利于房屋室內(nèi)的采光與通風(fēng)。
　　2.2.2 縱向框架承重方案 縱向框架承重方案在縱向上布置框架主梁，在橫向上布置連系梁，框架縱向?yàn)橹骺蚣�，承受全部豎向荷載和縱向水平荷載，橫向框架只承受橫向水平荷載。因?yàn)闃敲婧奢d由縱向梁傳至柱子，所以橫梁高度較小，有利于設(shè)備管線的穿行；當(dāng)在房屋開間方向需要較大空間時(shí)，可獲得較高的室內(nèi)凈高；另外，當(dāng)?shù)鼗�土的物理力學(xué)性能在房屋縱向有明顯差異時(shí)，可利用縱向框架的剛度來調(diào)整房屋的不均勻沉降，縱向框架承重方案的缺點(diǎn)是房屋的橫向剛度較差。
　　2.2.3 縱橫向框架雙向承重方案 縱橫向框架雙向承重方案是在兩個(gè)方向上均需布置框架主梁以承受樓面荷載，兩個(gè)方向的框架均同時(shí)承受豎向荷載和水平荷載。當(dāng)樓面上作用有較大荷載，或當(dāng)柱網(wǎng)布置為正方形或接近正方形時(shí)，常采用這種承重方案，樓面常采用現(xiàn)澆雙向樓板或井式梁樓面。縱橫向框架雙向承重方案具有較好的整體工作性能，框架柱均為雙向偏心受壓構(gòu)件，為空間受力體系。
　　2.3結(jié)構(gòu)布置原則與變形縫的設(shè)置
　　變形縫有伸縮縫、沉降縫、防震縫三種。在多層及高層建筑結(jié)構(gòu)中，房屋平面應(yīng)力求簡單、規(guī)則，盡量少設(shè)縫或不設(shè)縫。例如正方形、矩形、等邊多邊形、圓形和橢圓形等都是良好的平面形狀。復(fù)雜的外形平面，易使房屋樓面的水平力合力中心與剛度中心偏離，使建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，并在平面變化轉(zhuǎn)折處產(chǎn)生應(yīng)力集中。當(dāng)結(jié)構(gòu)單元長度過大時(shí)，將產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力，并且在地震作用下，由于地基各點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的不一致而引起上部結(jié)構(gòu)的不利反應(yīng)。
　　伸縮縫（也稱溫度縫）的設(shè)置，主要與結(jié)構(gòu)的長度有關(guān)。當(dāng)房屋平面尺寸過長時(shí)，為避免溫度和混凝土收縮使房屋產(chǎn)生裂縫，必須設(shè)置伸縮縫，設(shè)置伸縮縫會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)局部構(gòu)造復(fù)雜，施工困難等。目前，工程中常采用分階段施工，設(shè)置后澆帶并在均部構(gòu)造加強(qiáng)的辦法處理。
　　
　　3.結(jié)語
　　綜上所述，要提高多層框架結(jié)構(gòu)建筑的整體水平，就必須在建筑設(shè)計(jì)時(shí)，熟悉結(jié)構(gòu)的各個(gè)組成部分，掌握多層框架結(jié)構(gòu)的布置方法，才能有利于施工建設(shè)工作的開展。
　　
　　參考文獻(xiàn)
　　[1] 于全. 框架剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中框架剪力調(diào)整之探討. 遼寧建材，2002年.
　　[2] 王墨耕. 新編多層及高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè). 合肥：安徽科學(xué)技術(shù)出版社，1992年.
　　
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