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单元6钢筋混凝土多层与高层结构任务1多层与高层结构体系任务2框架结构任务3剪力墙结构任务4框架—剪力墙结构任务2框架结构6.2.1框架结构的形式6.2.2框架结构的受力特点6.2.3现浇框架构造要求（非抗震设防要求）6.2.1框架结构的形式1．框架结构类型框架结构按照施工方法的不同，可分为现浇整体式框架、半现浇框架、装配式框架和装配整体式框架四种形式。（1）现浇整体式框架（2）半现浇框架（3）装配式框架（4）装配整体式框架6.2.1框架结构的形式2．框架结构平面布置形式（1）横向框架承重布置。主要承重框架由横向主梁（框架梁）与柱构成，楼板纵向布置，支承在主梁上，纵向连系梁将横向框架连成一空间结构体系，如图所示。采用这种布置方案有利于增大房屋的横向刚度，有利于抵抗横向水平荷载。而纵向连系梁截面较小，有利于房屋室内的采光和通风。6.2.1框架结构的形式2．框架结构平面布置形式（2）纵向框架承重布置。主要承重框架由纵向主梁（框架梁）与柱构成，楼板沿横向布置，支承在纵向主梁上，而横向连系梁则将纵向框架连成一空间结构体系，如图所示。由于横向连系梁的高度较小，有利于设备管线的穿行，可获得较高的室内空间，且开间布置灵活，室内空间可以有效利用。但横向刚度差，故只适用于层数较少的房屋。6.2.1框架结构的形式2．框架结构平面布置形式（3）纵横向框架混合承重布置。沿房屋纵、横两个方向布置的梁均要承担露面荷载，如图所示。当采用现浇双向板或井字梁楼盖时，常采用这种方案。由于纵横向的梁均承担荷载，梁截面均较大，故房屋的双向刚度均较大，具有较好的整体工作性能，目前采用较多。6.2.2框架结构的受力特点1．框架结构的荷载框架结构一般受到竖向荷载和水平荷载作用，水平荷载主要包括风荷载和水平地震作用。（1）竖向荷载竖向荷载主要是结构自重（恒荷载）和楼面使用活荷载、雪荷载、屋面积灰荷载和施工检修荷载等。竖向荷载在结构上主要以均匀分布的形式作用。（2）风荷载当风受到建筑物阻挡时，在建筑物表面就会形成压力（或吸力），即风荷载。在迎风面产生风压力，在背风面产生风吸力，两者方向相同，且风压力大于风吸力。风荷载随建筑物高度的增加而增大。为方便计算，风荷载沿建筑物高度按均匀分布荷载考虑，一般折算成作用于框架节点上的水平集中力，并合并于迎风面一侧。（3）地震作用在抗震设防烈度6度以上时考虑。对一般房屋结构而言，只需考虑水平地震作用，而在8度以上的大跨结构、高耸结构中才考虑竖向地震作用。6.2.2框架结构的受力特点2．框架结构的计算简图框架结构是由横向框架和纵向框架组成的一个空间结构体系。在工程设计中为简化起见，常忽略结构的空间联系，将纵向、横向框架分别按平面框架进行分析和计算，如图（a）（b）所示。取出来的平面框架承受如图（b）阴影范围内的水平荷载，竖向荷载则需按楼盖结构布置方案确定。ab6.2.2框架结构的受力特点2．框架结构的计算简图框架结构的计算简图是以梁、柱轴线来确定的。框架杆件用轴线表示，杆件之间的连线用节点表示，杆件长度用节点间的距离表示。对于现浇整体式框架，将各节点视为刚性节点，认为框架柱在基础顶面处为固定支座，如图（c）（d）所示。cd6.2.2框架结构的受力特点3．框架结构在荷载作用下的内力（1）竖向、水平荷载作用下的内力如图（a）所示为某一多层框架，同时在竖向均布荷载和水平集中力作用下的计算简图以及框架内力图，如图（b）（c）所示。6.2.2框架结构的受力特点3．框架结构在荷载作用下的内力（1）竖向、水平荷载作用下的内力其中图（b）为框架在竖向荷载作用下的内力图。从图中可以看出，在竖向荷载作用下，框架梁、柱截面上均产生弯矩，其中框架梁的弯矩呈抛物线形变化，跨中截面产生最大的正弯矩（截面下侧受拉），框架梁的支座截面产生最大的负弯矩（梁截面上侧受拉）。柱的弯矩沿柱长线性变化，弯矩最大的位置位于柱的上、下端截面；剪力沿框架梁长呈线性变化，最大剪力出现在端部支座截面处；同时，在竖向荷载作用下框架柱截面上还产生轴力。6.2.2框架结构的受力特点3．框架结构在荷载作用下的内力（1）竖向、水平荷载作用下的内力框架在水平荷载作用下的内力图如图（c）所示。从图中可以看出，左侧来风时，在框架梁、柱截面上均产生线性变化的弯矩，在梁、柱支座端截面处分别产生最大的正弯矩和最大的负弯矩，并且在同一根柱中柱端弯矩由下至上逐层减小。剪力图中反映出剪力在梁的各跨长度范围内呈现均匀分布。框架柱的轴力图在同一根柱中由下至上逐层减小。由于水平荷载作用的方向是任意的，故水平集中力还可能是反方向作用。当水平集中力的方向改变时，相应的内力也随之发生变化。6.2.2框架结构的受力特点3．框架结构在荷载作用下的内力（2）控制截面及内力组合框架结构同时承受竖向荷载和水平荷载作用。为保证框架结构的安全可靠，需根据框架的内力进行框架梁、柱的配筋计算以及加强节点的连接构造。控制截面就是杆件中需要按其内力进行设计计算的截面，内力组合的目的就是为了求出各构件在控制截面处对截面配筋起控制作用的最不利内力，以作为梁、柱配筋的依据。对于某一控制截面，最不利内力组合可能有多种。6.2.2框架结构的受力特点3．框架结构在荷载作用下的内力（2）控制截面及内力组合1）框架梁梁的内力主要为弯矩M和剪力V。框架梁的控制截面是梁的跨中截面和梁端支座截面，跨中截面产生最大正弯矩（+Mmax），有时也可能出现负弯矩；支座截面产生最大负弯矩（－Mmax）、最大正弯矩（＋Mmax）和最大剪力（Vmax）。按梁跨中的+Mmax计算确定梁的下部纵向受力钢筋；按－Mmax、＋Mmax计算确定梁端上部及下部的纵向受力钢筋；按Vmax计算确定梁中的箍筋及弯起钢筋。同时须符合构造要求。2）框架柱框架柱的内力主要是弯矩M和轴力N。框架柱的控制截面是柱的上、下端截面，其中弯矩最大值出现在柱的两端，而轴力最大值位于柱的下端。一般的柱都是偏心受压构件。根据柱的Mmax和Nmax，确定出柱中纵向受力钢筋的数量，并配置相应的箍筋。6.2.3现浇框架构造要求（非抗震设防要求）1．框架梁框架梁除应满足一般梁的有关构造规定外，在跨中上部至少应配置2Ф12的钢筋与横梁支座的负弯矩钢筋搭接，搭接长度不应小于1.2la（la为纵向受拉钢筋的最小锚固长度）。6.2.3现浇框架构造要求（非抗震设防要求）2．框架柱框架柱纵向钢筋的接头可采用绑扎搭接、机械连接或焊接连接等方式，宜优先采用焊接或机械连接。柱相邻纵筋连接接头应相互错开，在同一截面内的钢筋接头面积百分率：对于绑扎搭接和机械连接不宜大于50%，对于焊接连接不应大于50%。6.2.3现浇框架构造要求（非抗震设防要求）2．框架柱纵筋连接构造如图所示。在绑扎搭接接头中，纵筋搭接长度不得小于ll（ll=ξla，ξ为搭接长度修正系数，与接头面积百分率有关），且不应小于300mm；相邻接头间距：机械连接时为35d，搭接时不得小于600mm。焊接时不得小于500mm且不小于35d。6.2.3现浇框架构造要求（非抗震设防要求）2．框架柱当上、下柱中纵筋的直径或根数不相同时，其连接构造如图所示。当纵筋直径大于28mm时不宜采用绑扎搭接接头。6.2.3现浇框架构造要求（非抗震设防要求）3．现浇框架节点构造（1）顶层中间节点柱内纵向钢筋伸入顶层中间节点并在梁中锚固。柱纵向钢筋可采用直线方式锚固，其锚固长度不应小于la，且必须伸至柱顶，如图（a）所示。当节点处梁截面高度不足时，柱纵向钢筋应伸至柱顶并向节点内水平弯折，弯折前的垂直投影长度并小于0.5la，弯折后的水平投影长度不应小于12d，如图（b）所示。当框架顶层有现浇板且板厚不小于80mm、混凝土强度不低于C20时，柱纵向钢筋也可向外弯入框架梁和现浇板内，弯折后的水平投影长度不应小于12d如图（c）所示。acb6.2.3现浇框架构造要求（非抗震设防要求）3．现浇框架节点构造（1）顶层中间节点柱内纵向钢筋伸入顶层中间节点并在梁中锚固。柱纵向钢筋可采用直线方式锚固，其锚固长度不应小于la，且必须伸至柱顶，如图（a）所示。当节点处梁截面高度不足时，柱纵向钢筋应伸至柱顶并向节点内水平弯折，弯折前的垂直投影长度并小于0.5la，弯折后的水平投影长度不应小于12d，如图（b）所示。当框架顶层有现浇板且板厚不小于80mm、混凝土强度不低于C20时，柱纵向钢筋也可向外弯入框架梁和现浇板内，弯折后的水平投影长度不应小于12d如图（c）所示。6.2.3现浇框架构造要求（非抗震设防要求）3．现浇框架节点构造（2）顶层端节点柱内侧纵向钢筋的锚固要求同顶层中间节点的纵向钢筋。柱外侧纵向钢筋与梁上部纵向钢筋在节点内为搭接连接。可将柱外侧纵向钢筋的相应部分弯入梁内作梁上部纵向钢筋使用，也可将梁上部纵向钢筋与柱外侧纵向钢筋在顶层端节点及其附近部位搭接，如图所示。6.2.3现浇框架构造要求（非抗震设防要求）3．现浇框架节点构造（2）顶层端节点1）搭接接头沿顶层端节点外侧及梁端顶部布置，如图所示。此时，搭接长度不应小于1.5la，其中伸入梁内的外侧柱筋截面面积不宜小于外侧柱筋全部截面的65%；梁宽范围以外的外侧柱筋宜沿节点顶部伸至柱内边，当柱筋位于柱顶第一层时，至柱内边后宜向下弯折不小于8d后截断；当柱筋位于柱顶第二层时，可不向下弯折。当有现浇板且板厚不小于80mm、混凝土强度等级不低于C20时，梁宽范围以外的外侧柱筋可伸入现浇板内，其长度与伸入梁内的柱筋相同。当外侧柱筋配筋率大于1.2%时，伸入梁内的柱筋除应满足以上规定外，宜分两批截断，其截断点之间的距离不宜小于20d。梁上部纵筋应伸至节点外侧并向下弯至梁下边缘高度后截断。6.2.3现浇框架构造要求（非抗震设防要求）3．现浇框架节点构造（2）顶层端节点2）搭接接头沿柱顶外侧布置，如图所示。此时，搭接长度竖直端不应小于1.7la。当梁上部纵筋配筋率大于1.2%，弯入柱外侧的梁上部纵筋除应满足以上规定外，宜分两批截断，其截断点之间的距离不宜小于20d。柱外侧纵筋伸至柱顶后宜向节点内水平弯折，弯折后的水平投影长度不宜小于12d。该方法适于梁上部钢筋较多的情况使用。6.2.3现浇框架构造要求（非抗震设防要求）3．现浇框架节点构造（3）中间层中间节点框架梁上部纵向钢筋应贯穿中间节点，如图所示。6.2.3现浇框架构造要求（非抗震设防要求）3．现浇框架节点构造（3）中间层中间节点1）当计算中不利用其强度时，伸入节点的锚固长度不应小于12d。2）当计算中充分利用钢筋的抗拉强度时，应锚固在节点内。可采用直线锚固形式，钢筋的锚固长度不应小于la，如图（a）所示；当框架柱截面较小而直线锚固长度不足时，也可采用带90°弯折的锚固形式，其中竖直段应向上弯折，锚固段的水平投影长度不应小于0.4la，垂直投影长度应取15d，如图（b）所示；框架梁下部纵向钢筋也可贯穿框架节点，在节点以外梁中弯矩较小部位设置搭接接头，如图（c）所示，搭接长度应满足受拉钢筋的搭接长度要求。3）当计算中充分利用钢筋的抗压强度时，伸入节点的直线锚固长度不应小于0.7la。acb6.2.3现浇框架构造要求（非抗震设防要求）3．现浇框架节点构造（4）中间层端节点梁上部纵向钢筋在端节点的锚固长度应满足：1）采用直线锚固形式时，不应小于la，且伸过柱中心线不小于5d，如图（a）所示。2）当柱截面尺寸较小时，可采用弯折锚固形式，应将梁上部纵向钢筋伸至节点对边并向下弯折，其弯折前的水平投影长度不应小于0.4la，弯折后的垂直投影长度不应小于15d，如图（b）所示。ab6.2.3现浇框架构造要求（非抗震设防要求）3．现浇框架节点构造（5）节点处箍筋设置在框架节点内应设置必要的水平箍筋，以约束柱的纵向钢筋和节点核心区混凝土。对非抗震设防的框架节点箍筋的构造规定与柱中箍筋相同，但间距不宜大于250mm。对四边均有梁与之相连的中间节点，节点内可只设置沿周边的矩形箍筋，而不设复合箍筋。当顶层端节点内设有梁上部纵向钢筋和柱外侧纵向钢筋的搭接接头时，节点内水平箍筋应符合规范对纵向受力钢筋搭接长度范围内箍筋的构造要求。高层框架内梁、柱纵向钢筋在框