框架（框-剪）结构研讨

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1、框架（框-剪）结构我国高层建筑混凝土结构技术规程(JGJ 32002)将l0层及10层以上或房屋高度大于28m的建筑物定义为高层建筑，29层且高度不大于28m为多层建筑。 目前，多层与高层建筑最常用的结构体系有框架体系、剪力墙体系、框架-剪力墙体系和筒体体系等。 (一)框架结构的组成与特点 框架结构主要由楼板、梁、柱及基础等承重构件组成。由框架梁、柱与基础形成平面框架，作为主要的承重结构。各平面框架再由连系梁联系起来，形成一个空间结构体系 框架结构具有建筑平面布置灵活，能获得较大空间，承受竖向荷载作用合理、结构自重较轻的特点。但由于框架其侧向刚度小、水平位移较大，因此使用高度受到限制。在高度不

2、大的多高层建筑中，框架结构是一种较好的结构体系。 从受力合理和控制造价的角度，现浇钢筋混凝土框架高度一般不超过45m；广泛应用于办公、住宅、商店、医院、旅馆、学校及多层工业厂房。 (二)框架结构材料强度等级 (1)混凝土强度等级 非抗震设计时，现浇框架的混凝土强度等级不应低于C20。抗震设计时，当按一级抗震设计时，现浇框架的混凝土强度等级不宜低于C30，当按二至四级抗震等级设计时，不成低于C20。为减小柱子的轴压比和截面，提高承载能力，宜在荷载较大的柱子中采用较高强度的混凝土。 (2)钢筋级别一般情况下，框架梁、柱内纵筋采用HRB 335级、HRB 400级或RRB 400级，箍筋采用HPB

3、235级HRB 335级。(3)梁柱节点混凝土梁的混凝土强度等级宜与柱相同或不低于柱混凝土强度等级5MPa以上。二、钢筋混凝土框架结构的构造要求 节点设计是框架结构设计中极其重要的内容。通过构造措施来保证。 (一)一般构造 (1)框架梁在非抗震设防区，框架节点的承载力是经济合理且便于施工的原则。 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2根12的钢筋与横梁支座的负弯矩钢筋搭接，搭接长度不应小于12z。(z。为纵向受拉钢筋的最小锚固长度)。 (2)框架柱 框架柱除应满足一般柱的有关构造规定外还应符合以下要求： 1)柱中纵向钢筋的搭接长度不得小于规范规定的有关构造要求，且不应小于

4、300mm； (二)现浇框架节点构造 现浇框架节点一般均为刚接节点，框架节点区的混凝土强度等级应不低于柱的混凝土强度等级。(1)中间层中间节点（见图642所示） 框架梁下部纵向钢筋伸人中间节点范围内的锚固长度应按下列要求取用： 1)当计算中不利用其强度时，伸入节点的锚固长度当为带肋钢筋时不应小于12d，当为光面钢筋时不应小于15d。 2)当计算中充分利用钢筋的抗拉强度时，应锚固在节点内。(2)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以下要求： 1)采用直线锚固形式时，不应小于Za，且伸过柱中心线不小于5 d，如图6-4-3(a) 2)当柱截面尺寸较小时，可采用弯折锚固形式，应将梁上

5、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O4 Za，弯折后的垂直投影长度为15d，如图6-4-3(b)所示。 梁下部纵向钢筋伸人端点范围内的锚固要求与中间层节点相同。 框架柱的纵向钢筋应贯穿中间层中间节点和中间层端节点，柱纵向钢筋接头应设在节点区外。 (3)顶层中间节点柱内纵向钢筋应伸人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Za，且必须伸至柱顶，如图6-4-4(a)所示。当顶层节点处梁截面高度不足时，柱纵向钢筋应伸至柱顶然后向节点内水平弯折，弯折前的垂直投影长度不应月、于O5 Z a，弯折后的水平投影长度不应小于12 d，如图6-4-

6、4(b)所示；(4)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。柱外侧纵向钢筋的相应部分弯人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6-4-5所示。搭接可采用下列方式： 1)搭接接头可沿顶层端节点外侧及梁端顶部布置，如图6-4-5(a)所示。搭接长度不应小于15 za，其中伸人梁内的外侧柱纵向钢筋截面面积不宜小于外侧柱纵向钢筋全部截面面积的65；梁宽范围以外的外侧柱纵向钢筋宜沿节点顶部伸至柱内边，当柱纵向钢筋位于柱顶第一层时柱内边后宜向下弯折不小于8 d后截断；当柱纵向钢筋位于柱顶第二层时，可不向下弯折。当有现浇板且板厚

7、不小于80mm、混凝土强度等级不低于C20时，I梁宽范围以外的外侧柱纵向钢筋可伸入现浇板内，其长度与伸人梁内的柱纵向钢筋相同。当外侧柱纵向钢筋配筋率大于12时，伸人梁内的柱纵向钢筋应满足以上规定，且宜分一两批截断，其截断点之间的距离不宜小于20d。梁上部纵向钢筋应伸至节点外侧并向下弯至梁下边缘高度后截断。此处，d为柱纵向钢筋的直径。I 2)搭接接头也可沿柱顶外侧布置，如图6-4-5(b)所示，此时搭接长度竖直段不应小于17 za，当梁上部纵向钢筋的配筋率大于12时，弯人柱外侧的梁上部纵向钢筋应满足以上规定的搭接长度，且宜分两批截断，其截断点之间的距离不宜小于20d(d为梁上部纵向钢筋的直径)。

8、柱外侧纵向钢筋伸至柱顶后宜向节点内水平弯折，弯折段的水平投影长度不宜小于12 d(d为柱外侧纵向钢筋的直径)。 (5)节点箍筋 在框架节点内应设水平箍筋，箍筋应符合柱中箍筋的构造规定，但间距不宜大于250 mm。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。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。 (三)框架填充墙的构造要求 在隔墙位置较为固定的建筑中，常采用砌体填充墙。砌体填充墙必须与框架牢固地连接。三、钢筋混凝土框架结构的抗震构造措施 (一)框架抗震的一般概念 (1)震害及其特点 钢

9、筋混凝土框架的震害主要发生在梁端、柱端和梁柱节点处。一般来说，柱的震害重于梁，柱顶的震害重于柱底，角柱的震害重于内柱，短柱的震害重于一般柱。 框架梁由于梁端处的弯矩、剪力均为较大，并且是反复受力，故破坏常发生在梁端。梁端可能会由于纵筋配筋不足、钢筋端部锚固不好、箍筋配置不足等原因而引起破坏o 框架柱由于柱两端弯矩大，破坏一般发生在柱的两端，多发生于柱顶，且角柱震害比中柱和边柱严重。 梁柱节点多由于节点内未设箍筋或箍筋不足以及核芯区的钢筋过密而影响混凝土浇筑质量引起破坏。 此外，嵌固于框架中的砌体填充墙由于受剪承载力低，与框架缺乏有效的连接，易发生墙面斜裂缝，并沿柱周边开裂。填充墙震害呈现“下重

10、上轻的现象。 (2)抗震等级 为了体现在不同烈度下不同结构的钢筋混凝土房屋有不同的抗震要求，建筑抗震设计规范(GB 5001 12001)根据房屋烈度、结构类型和房屋高度，将框架结构划分为四个抗震等级，其中一级抗震要求最高。钢筋混凝土框架结构抗震等级划分如表64 (二)框架结构抗震构造措施 (1)一般构造措施 1)混凝土的强度等级：抗震等级为一级的框架梁、柱和节点核芯区，不应低于C30，其他各类构件不应低于C20；并且在9度时不宜超过C60，8度时不宜超过C70。 2)钢筋选择：框架梁、柱中的受力钢筋宜选用HRB400级和HRB335级钢筋，箍筋宜选用HRB335、HRB400和HPB235级

11、钢筋。5)箍筋：箍筋须做成封闭式，端部设1350弯钩。弯钩端头平直段长度不应小于10d(d为箍筋直径)。箍筋应与纵向钢筋紧贴。当设置附加拉结钢筋时，拉结钢筋必须同时钩住箍筋和纵筋(图6-4-6)。 (2)框架梁抗震构造措施 1)梁的截面尺寸 梁的截面宽度宜小于200mm，截面高宽比不宜大于4，净跨与截面高度之比不宜小于4。 2)梁的纵向钢筋 梁的纵向钢筋配置，应符合下要求： 框架梁端截面的底面和顶面配筋量的比值，一级不应小于O5，二三级不应小于O3。 3)梁的箍筋：梁端箍筋应加密。箍筋加密区的长度、箍筋最大间距和最小直径应按表6-4-2采用。当梁端纵筋配筋率大于2时，表中箍筋的最小直径应增大2

12、mm。 (3)框架柱抗震构造措施 1)柱的截面尺寸：柱的截面宽度和高度不宜小于300mm；圆柱直径不宜小于350mm； 2)柱的纵向钢筋：柱中纵向钢筋配置，应符合下列要求：(1)宜对称配置。(2)当截面尺寸大于400mm时，纵向钢筋间距不宜大于200mm。 (3)柱的总配筋率不应大于5。(4)一级且剪跨比不大于2的柱，每侧纵向钢筋配筋率不宜大于12。(5)柱纵向钢筋的绑扎接头应避开柱端的箍筋加密区。3)柱的箍筋：柱的上下端箍筋应加密。柱两端加密区的范围和构造要求应按表6-4-3采用。 (4)框架节点构造 框架节点内应设箍筋，箍筋的最大间距和最小直径与柱加密区相同。 柱中的纵向受力钢筋不宜在节点

13、区截断，框架梁上部纵向钢筋应贯穿中间节点。框架梁、柱中钢筋在节点的配筋构造参见非抗震设防要求现浇框架，但钢筋的锚固长度应满足相应的纵向受拉钢筋抗震锚固长度ZaE。1.1框架（框-剪）结构组成和布置1.1.1 框架结构的分类、组成1.多层框架的分类 按施工方法的不同，框架可分为整体式、装配式和装配整体式三种。 整体式框架也称全现浇框架，其优点是整体性好，建筑布置灵活，有利于抗震，但施工相对复杂，模板耗费多，工期长。随着施工新工艺的不断出现，其应用已越来越广泛。 装配式框架的构件全部为预制，在施工现场进行吊装和连接。其优点是节约模板，缩短工期，有利于施工机械化。但预埋件多，用钢量大，节点处理要求高

14、，整体性差，在地震区不宜采用。装配整体式框架是将预制梁、柱和板现场安装就位后，在构件连接处浇捣混凝土，使之形成整体。其优点是，省去了预埋件，减少了用钢量，整体性比装配式提高，但节点施工复杂。目前工程中基本上采用的是全现浇框架。 1.1.3变形缝的设置 变形缝包括伸缩缝、沉降缝，地震区还应考虑抗震缝。1.伸缩缝 伸缩缝仅将基础顶面以上的结构分开，其目的是为了避免由于温度变化和混凝土收缩而使房屋产生裂缝。伸缩缝的设置主要与施工方法和房屋长度有关。当结构未采取可靠措施时，伸缩缝最大间距应满足表1.2的规定。 框架结构伸缩缝最大间距(m) 表1.2 施工方法 室内或土中 露天 现浇框架 55 35 装配式框架 75 50 如果距离较长，不设伸缩缝时，需采取以下措施：(1)受温度影响比较大的部分如顶层，底层山墙和内纵墙端开间，提高配筋率。 (2)施工中留后浇带。每隔40m留宽7001000mm的混凝土后浇带，钢筋搭接35d，以保证在施工过程中混凝土可以自由收缩，因为早期收缩占总收缩的7080，从而减少了收缩应力。后浇带一般采用高强混凝土填充，浇筑宜在主体混凝土浇筑后两个月进行，至少不低于一个月。伸缩缝宽度一般为2040mm。2.沉降缝沉降缝将基础至屋顶全部分开，其目的是为了避免因房屋过大的不均匀