第三节框架结构的计算简图4.3.1梁、柱截面尺寸框架梁、柱截面尺寸应根据承载力、刚度及延性等要求确定。初步设计时,通常由经验或估算先选定截面尺寸,以后进行承载力、变形等验算,检查所选尺寸是否合适。1、梁截面尺寸确定2、柱截面尺寸柱截面尺寸可直接凭经验确定,也可先根据其所受轴力按轴心受压构件估算,再乘以适当的放大系数以考虑弯矩的影响。即框架柱的截面宽度和高度均不宜小于300mm,圆柱截面直经不宜小于350mm,柱截面高宽比不宜大于3。为避免柱产生剪切破坏,柱净高与截面长边之比宜大于4,或柱的剪跨比宜大于2。3、梁截面惯性矩在结构内力与位移计算中,与梁一起现浇的楼板可作为框架梁的翼缘,每一侧翼缘的有效宽度可取至板厚的6倍;装配整体式楼面视其整体性可取等于或小于6倍;无现浇面层的装配式楼面,楼板的作用不予考虑。设计中,为简化计算,也可按下式近似确定梁截面惯性矩I:4.3.2框架结构的计算简图1、计算单元框架结构房屋是空间结构体系,一般应按三维空间结构进行分析。但对于平面布置较规则的框架结构房屋,为了简化计算,通常将实际的空间结构简化为若干个横向或纵向平面框架进行分析,每榀平面框架为一计算单元。就承受竖向荷载而言,当横向(纵向)框架承重,且在截取横向(纵向)框架计算时,全部竖向荷载由横向(纵向)框架承担,不考虑纵向(横向)框架的作用。当纵、横向框架混合承重时,应根据结构的不同特点进行分析,并对竖向荷载按楼盖的实际支承情况进行传递,这时竖向荷载通常由纵、横向框架共用承担。2、计算简图在框架结构的计算简图中,梁、柱用其轴线表示,梁与柱之间的连接用节点表示,梁或柱的长度用节点间的距离表示,框架柱轴线之间的距离即为框架梁的计算跨度;框架柱的计算高度应为各横梁形心轴线间的距离,当各层梁截面尺寸相同时,除底层外,柱的计算高度即为各层层高。对于梁、柱、板均为现浇的情况,梁截面的形心线可近似取至板底。对于底层柱的下端,一般取至基础顶面;当设有整体刚度很大的地下室;且地下室结构的楼层侧向刚度不小于相邻上部结构楼层侧向刚度的2倍时,可取至地下室结构的顶板处。在实际工程中,框架柱的截面尺寸通常沿房屋高度变化。当上层柱截面尺寸减小但其形心轴仍与下层柱的形心轴重合时,其计算简图与各层柱截面不变时的相同。当上、下层柱截面尺寸不同且形心轴也不重合时,一般采取近似方法,即将顶层柱的形心线作为整个柱子的轴线,但是必须注意,在框架结构的内力和变形分析中,各层梁的计算跨度及线刚度仍应按实际情况取;另外,尚应考虑上、下层柱轴线不重合,由上层柱传来的轴力在变截面处所产生的力矩。此力矩应视为外荷载,与其他竖向荷载一起进行框架内力分析。3、补充说明现浇钢筋混凝土框架结构,将梁、柱节点视为刚接;装配整体式框架中的焊接或搭接,并在现场浇筑部分混凝土使节点成为整体的亦可视为刚接节点,但这种节点不如现浇框架的好,在竖向荷载作用下,相应梁端实际负弯矩小于计算值,而跨中实际正弯矩则大于计算值,截面设计时应予以调整。框架柱与基础的连接亦有刚接和铰接两种,当框架柱与基础现浇为整体、且基础具有足够的转动约束作用时,柱与基础的连接应视为刚接,相应的支座为固定支座。对于装配式框架,如果柱插入基础杯口有一定的深度,并用细石混凝土与基础浇捣成整体,则柱与基础的连接可视为刚接。如用沥青麻丝填实,则预制柱与基础的连接可视为铰接。4.3.3框架结构上的荷载作用在多、高层建筑结构上的荷载有竖向荷载和水平荷载。竖向荷载包括恒载和楼(屋)面活荷载,水平荷载包括风荷载和水平地震作用。1、楼面活荷载作用在多、高层框架结构上的楼面活荷载,可根据房屋及房间的不同用途按《荷载规范》取用。应该指出,《荷载规范》规定的楼面活荷载值,是根据大量调查资料所得到的等效均布活荷载标准值,且是以楼板的等效均布活荷载作为楼面活荷载。在设计楼板时可以直接取用,设计梁、墙、柱及基础时,按规定应乘以相应的折减系数。2、风荷载当计算主要承重结构时,垂直于建筑物表面的风荷载标准值仍按下式计算